STEAM教育理念下的高中地理图式思维培养

黄映霞 胡宝清 黄金霞

【摘 要】本文调查分析梧州市苍梧中学地理老师对图式思维培养的看法、学生图式思维培养的现状，以及学生在地理学科中读图、析图、作图的情况，提出基于 STEAM 教育理念培养高中学生的地理图式思维，并以地理事象类知识、地理过程类知识、地理规律类知识、地理策略类知识为例介绍图式思维培养方法，以期提高学生地理核心素养，为地理新课程改革提供参考。

【关键词】STEAM教育 高中地理 圖式思维 培养方法

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）02B-0033-03

STEAM 教育是以科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）和数学（Mathematics）等跨学科理念相互融合的全新教育模式。它注重不同学科间的知识综合，注重探究、情境和实践，培养学生具备创新能力和实践能力，以适应社会发展。我国《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》明确要求探索 STEAM 教育等新教育模式，培养学生的信息意识与创新意识。近年来，STEAM 教育成为国内学者研究的重点方向，2014 年以来研究文献数量不断增长，2016 年以来增长更加迅速。张伟达等研究者在《STEAM 教育对我国科学教育改革的启示》中指出 STEAM 教育以跨学科、探究式、情境性、重实践等为特征，有助于培养学生的科学素养，并使他们在真实的学习情境中的实践力得到提升。而“A”的加入则使得科学教育更加具有人文气息，更为人性化。

图式思维是人们将图式先验性地进行投视，形成可视化图式，再进行形象化分析、探索、发现和验证的思维过程。目前，高中地理教学图式思维培养方法的研究尚且欠缺。STEAM 教育理念下高中地理图式思维的培养，注重地理知识体系的构建，培养学生的综合思维、区域认知，同时使其全面认知人地关系，提高地理核心素养。本文以梧州市苍梧中学为例，探索 STEAM 教育理念下学生地理图式思维培养方法。

一、研究方法

通过学校图书资源、中国知网等收集、甄别、整理、分析STEAM 教育理念和图式思维培养相关文献。设计《苍梧中学学生地理图式思维培养现状》调查问卷，分析获得相关数据，了解苍梧中学学生地理图式思维的培养现状。访谈苍梧中学地理教师，了解地理教学中图式思维培养的现状、存在的问题以及地理教师对地理图式思维的培养方法。并询问关于 STEAM 教育理念下培养学生地理图式思维的相关看法与建议。

二、结果与分析

在问卷调查中，男生占 36.65%，女生占 63.35%;高一年级学生占 37.5%，高二年级学生占 30.11%，高三年级学生占 32.39%。总的来说，苍梧中学学生养成地理图式思维的现状不乐观。

（一）教师对地理图式思维的重要性认识不统一。对于地理教师是否注重培养学生地理图式思维，52.56% 的学生认为“重视”，37.5% 的学生认为“重视程度不高”，9.94% 的学生认为“不重视”。

在地理课堂教学中，有 62.78% 的学生表示经常听到老师重点解读图，32.95% 的学生表示偶尔听到老师重点讲解图式，还有 4.26% 的学生表示老师没有重点解图。对于在课堂中教师重点指导学生作图的情况，50.57% 的学生认为老师会重点指导，43.18% 的学生认为老师指导学生作图的情况较少。在课堂中教师重点解读图、引导学生作图是培养图式思维两种有效的方式。但是，教师对地理图式思维的培养有不同的看法，部分教师注重培养图式思维，部分教师则不注重。综合分析，教师对地理图式思维的重要性认识参差不齐，影响学生地理图式思维的培养。

（二）学生养成图式思维的现状。被问到地理图式思维在地理学科中是否重要时，84.95% 的学生认为“重要”及“非常重要”。但是被问到是否愿意把地理知识整合成逻辑思维再转换为图式时，只有 51.42% 的学生认为这样做更容易理解知识而愿意做，36.65% 的学生要视情况而定，还有 11.93% 的学生认为太麻烦而拒绝这么做。在学完地壳的物质组成和物质循环这一节知识后，41.76% 的学生能根据教材内容加深理解和记忆，40.34% 的学生直接运用地理老师提供的图式，只有 17.9% 的学生能自主整合知识动手作图。综合分析，学生对教材资料和老师的依赖性较大。

（三）学生在地理学科中读图、析图、作图情况。在调查分析中发现，为了更好理解和记忆概念、规律、原理，39.77% 的学生会经常读图、析图、作图，48.86% 的学生偶尔读图、析图、作图，11.36% 的学生不会这么做。在记忆和理解世界气候类型的知识时，42.9% 的学生根据教材内容整合知识，作图记忆、理解，41.48% 的学生使用资料书的图进行记忆、理解，15.63% 的学生则通过文字机械记忆。不到一半的学生愿意读图、析图、作图来理解地理知识，其他的学生是背教材机械记忆知识。由此可见，学生在地理学科中读图、析图、作图的情况较少，不能很好地培养地理图式思维。

三、地理图式思维培养方法

（一）地理事象类知识的图式思维培养方法。地理事象是地理事物和现象的简称。日常生活中需要判断地理事象的情况时有发生。近年来，地理高考也重视地理事物和现象判定，考查地理事象的空间性题目明显增多。因此，只有能够熟练地掌握地理事象的概念和空间分布，并且能准确指出地理事象之间的位置关系，建立起地理事象的空间联系，才能找到这类题目的切入点。对地理事象的判定是对地理事物与现象情况有所肯定或否定的思维形式，包括地理事物和现象是什么、分布的位置以及分布是否合理。

根据地理事象类知识的特点及新课标的考核要求，笔者提出地理事象类知识的图式思维培养方法，其步骤见图 1。设置真实情境，让学生在情境中对地理事象有一个直观感受。综合不同学科知识，小组合作探究对判断地理事象要素进行分析，得出地理事象的初步认识，再根据新旧知识体系对地理事象有一个正确的判断。正确掌握地理事象才能准确指导科学、工程等实践。地理事象类的判定要素是多种多样的，利用图式工具可将思维重现于载体上。

（二）地理过程类知识的图式思维培养方法。地理过程是在可感知的和可测量的基础上，按照时间尺度，即时段的长短或者空间位置的变动，受某些作用力的影响，使得地理性质发生变化，发生质变的地理事物相互影响的一系列过程。通常具有时间尺度长、空间范围广、影响因素复杂、内部过程的细节不容易直接观察的特点。正是由于这些特点，学生无法直接观察和感知地理事物，同时教师单纯用语言文字难以准确表达，因此导致学生认识、理解和掌握地理知识有相当多的障碍。

根据地理过程类知识的特点及新课标的考核要求，笔者提出地理过程类知识的图式思维培养方法，其步骤见图 2。设置案例，充分发挥教师主导作用、学生主体作用。学生根据具体案例在教师有意识的引导下，通过小组合作探究归纳影响地理过程发生变化的要素。在分析时根据新旧知识搭建认知结构，并综合跨学科知识分析影响地理过程和地理性质发生变化的机制，总结要素与机制之间的联系，把多个联系组合起来。找出最本质的联系，经过总结归纳把具体地理过程抽象化，形成一个综合思维。把构建起来的地理知识体系，用图式工具表现在载体上。

（三）地理规律类知识的图式思维培养方法。地理规律是反映地理事物和地理现象在发展变化过程中的本质联系和必然趋势，是地理分布、地理演变、地理关联知识的深化与发展。常见的自然地理规律包括地球运动规律、大气运动规律、地壳物质循环规律、洋流分布规律、自然带分布规律等。

根据地理规律类要素复杂过程难把握的特点，笔者提出地理规律类知识的图式思维培养方法，其步骤见图 3。用模型或多媒体展示地理规律中的核心概念，通过联想分析，对地理规律有初步表面认识。引起学生兴趣并发散思维对地理规律进行推理。与教师合作探究，分析地理规律的影响要素。影响要素的多元性需用思维导图呈现要素，发现内在联系。机制过程是动态过程，而流程图更注重次序。用流程图呈现过程，化动态过程为静态形式表现在图上。对机制过程有清晰的认识，形成一个有层次、先后顺序、条理清晰的发展历程。从要素分析和过程分析中，抽象概括出地理事物的本质，对分析过程中形成的逻辑思维进行逻辑编码，最后选择恰当的图式把思维过程呈现出来。这就是地理规律类知识的图式思维培养过程。

（四）地理策略类知识的图式思维培养方法。随着世界各国对生态与环境的重视，地理问题也受到各方的关注。人们保护生态环境意识日益提高，也落实到学生的地理教学中去。地理策略类分析在历年高考中占据较大比重，这类题目往往涉及成因、危害、解决措施等。掌握了地理策略类图式思维方法，不但能解决理论性的地理问题，而且能解决现实生活中遇到的地理问题，并有利于提高学生生态环境意识。

为了更好地解决地理问题，笔者提出地理策略类知识的图式思维培养方法，其步骤见图 4（见 P52）。地理策略类知识的问题是以日常感知和日常生活经验来发现问题的，可以通过实物或图片再现核心概念。地理要素是多种多样的，通过思维导图来分析影响要素，从要素中分析影响机制。首先设置日常生活情境，让学生进入情境用地理视角设身处地思考地理问题的机制，与老师合作探究，进一步深化对地理问题的认知，这样才会得出更全面、更切合生活的解决方法。策略的提出是根据机制综合分析、演绎推理得出，对解决地理现实问题有着重要的实践意义。策略不但要根据影响机制来提出，更重要的是因地制宜，可利用跨学科知识得到有效策略。从日常感知到对地理问题认知的深化，经过甄别分析在大脑中形成抽象思维。抽象思维可视化得出解决问题的策略，对策略进行验证分析，剔除不合理策略。运用策略对现实生活中遇到的地理问题进行指导应用。这就是地理策略类知识的培养方法。

四、结论与思考

我国对 STEAM 教育的研究起步比较晚并且了解得不够深入，现在的研究大多是对国外 STEAM 教育实践研究的解读或者停留在理论研究层面，实践应用相对较少，而且还需要根据每个地方教育的具体情况进行本土化。目前 STEAM 教育理念应用的范围较小，主要集中在经济发达的地区，其普及还需要时间。地理教师要兼顾多方，既要结合 STEAM 教育制定培养适合学生的地理图式思维的方法，又要完成日常的教学任务，这对其来说是一个具有挑战性的难题。学生能否接受这种培养地理图式思维的方式和接受的程度直接影响着图式思维的培养效果。

STEAM 教育理念应用于地理教学是发展趋势，培养学生具备良好的地理图式思维也需要在地理课堂中实现。由于 STEAM 教育在我国应用还不成熟，要应用在地理教学中需要时间，因此教育部门、地理教师、专家学者应高度重视，致力于这一方面的研究和落实。

【参考文献】

[1]J C Pivinck.Against the Gurrent：Elological Education in a Modern World[D].Canada：University of Calgary，2001

[2]彭 敏，郭夢娇.STEAM教育的基本内涵与发展路径研究[J].教育理论与实践，2018（25）

[3]张伟达，张伟成，王海艳，等.STEAM教育对我国科学教育改革的启示[J].东南大学学报（哲学社会科学版），2017（S2）

[4]杨宏弟.图式思维理论的独特教学价值[J].中学政治教学参考，2017（29）

[5]贺晓飞.问题解决教学模式在高中地理过程性知识中的应用研究[D].武汉：华中师范大学，2015

【作者简介】黄映霞（1996— ），女，南宁师范大学地理与规划学院硕士研究生，研究方向：地理教育研究。

（责编 江月阳）