STEM教育理念在初中地理实践力培养中的运用

【摘 要】为了更好地在初中地理教学中落实地理实践力培养目标，将STEM教育理念融入日常的地理教学中，笔者结合课程标准的要求，围绕云南的梯田景观资源，设计具有特色的活动课程，为丰富地理教师的地理实践力培养方式提供理论参考，较好地完成课程标准的要求，落实立德树人的根本任务。

【关键词】STEM教育;实践力培养;活动课程

【中图分类号】G633.5  【文献标识码】A  【文章编号】1671-1270（2021）06-0245-02

《普通高中地理课程标准（2017年版）》明确提出了地理学科核心素养的内涵，包括人地协调观、综合思维、区域认知、地理实践力四大方面[1]。地理作为一门实践性和区域性很强的学科，是培养学生综合能力和思维、处理人地协调关系的重要学科。初中地理是高中地理的基础，不论是在中考还是高考中，地理的实践性都尤为突出，所以初中地理实践力的培养至关重要。为了更好地培养学生的地理实践力，笔者将与地理学科核心素养相吻合的STEM教育引入，结合自身所在地云南的地理资源设计地理教学活动，更好地落实新课标的要求，达到培养学生的地理实践力，学习对生活有用的地理，学习对终身有用的地理，落实立德树人的根本任务，实现新时代综合型人才的培养目标。

一、STEM教育简介

STEM教育源于美国对其国际竞争力下降的反思，对美国学生在国际数学、科学中表现欠佳的审视。

“STEM”是“Science、Technology、Engineering、Mathematics”四个英文单词的首字母的缩写，STEM教育是由科学、技术、工程和数学四个学科集合成的一个整体。学者Kinney认为，STEM教育强调在科学、技

术、工程及数学课堂中使用跨学科的思维方法，并开展相关的实践探索[2]。STEM教育理念提倡通过跨学科思维，设计基于项目学习的实践探索过程，实现培养具有STEM教育素养的人才的目标。

二、STEM教育理念在初中地理实践力培养中的重要性

STEM教育理念与地理实践力素养的培养相吻合，具有整合多学科、实践性较强的特点。将STEM教育延伸拓展到初中地理教学中，作为初中地理实践力培养研究的理论指导，结合地理资源进行地理实践教学设计，基于问题的解决培养学生的地理实践力，有助于学生更好地从地理的视角认识和欣赏所生存的这个世界，增进学生对地理环境的理解和适应，培养学生应对人口、资源、环境与发展问题的初步能力，培育学生基本实现自我价值。将STEM教育理念运用到初中地理教学中，能够丰富地理核心素养的培养方式，拓展STEM教育研究的视野，完善地理实践力的培养体系，以专业的、综合的思维去解决这些现实

问题。

三、STEM教育理念指导下的初中地理活动课程

设计

（一）活动课程设计原则

1.地域性原则

开展STEM教育要以学生为主体，紧密联系现实生活，运用生活中典型的区域案例，利用地理知识分析日常生活中的地理现象或事物，吸引学生积极参与实践活动，增强对家乡的熱爱之情。

2.整合性原则

STEM教育提倡打破学科间的界限。地理教学中，要引导学生运用综合思维多角度思考，通过多样的、开放的学习方式，发现人地关系这对矛盾及产生的原因，热爱和敬畏大自然，树立正确的人地协调观。

3.实践性原则

地理知识的学习要以活动为基础，开展基于解决问题的学习，同时获得实际的课堂体验[3]。STEM教育理念中的技术和工程正是培养学生地理实践力的较好工具，能够训练和培养学生的实践能力、创造能力和解决问题的能力，落实学习对生活有用的地理知识的学科目标。

（二）活动课程设计

根据商务星球版八年级“合理利用土地资源”一节的课标要求，选择从云南的梯田景观切入，围绕土地资源问题和如何保护赖以生存的梯田（如图1）进行活动课程分析（如表1），设计地理野外实践活动。

1.活动引入

用图片展示我国土地利用类型齐全，但草地和难利用土地比重较大，耕地、林地比重较小。其中，云贵高原降水丰富，山高坡陡，地形崎岖，容易发生滑坡和泥石流等自然灾害，造成水土流失，可利用耕地资源减少。在山地上修筑梯田，可以防止水土流失，延长土地的使用寿命，造福子孙后代。

图1  设计思路

表1  STEM教育理念对活动课程分析

STEM教育理念 基本原理 具体应用

科学 发现问题 认识到保护梯田的重要性，提出保护梯田

技术 操作技术 利用梯田测量器对梯田进行修平，修正田埂宽度和高度

管控技术 依据观察到的水稻的生长情况，灵活控制出水口的高度，管控水位与田埂高度的比例

工程 工程制作 按照要求小组合作制作所需的梯田测量器

控制出水口的高度来调控水位

数学 数值的

运用 利用刻度尺测量所需材料的长度;制作梯田测量器时标注刻度

等腰三

角形 利用等腰三角形的顶角平分线与垂线重合性质修平梯田，以及等腰三角形两边相等的特点修正

田埂

比例 依据田埂高度，利用比例函数，计算水位高度

2.问题提出

我们世代依靠梯田而生存，如果失去梯田，将造成更多的水土流失和粮食减产。我们该怎样保护我们赖以生存的梯田呢？

3.实践准备

需要借助测量器，制作梯田测量器。选取一根长宽为10厘米、高为150厘米的木棍，并在四个立面上用红色和绿色分别标出中垂线和刻度线，在距顶端10厘米处左右等距的地方钉一颗钉子，将一条较长细线的中点系在钉子上，细线两侧留扣，便于连接两端的立杆，接着在钉子上悬挂一根系有石头的垂线。之后再选取两根长宽为5厘米、高为100厘米的木棍，并用黑色标注刻度线。

4.实践过程

第一步，修护梯田。修护狭窄梯田的过程中，利用依据等腰三角形原理设计的梯田测量器，可以平整梯田，修正田埂，避免斜坡梯田产生、田埂倒塌等现象，达到有较宽的田面和受力均匀而牢固的田埂效果，从而控制水土流失。首先，矫正梯田水平角度，将梯田测量器的标杆立在上下等距的梯田中间，细线的一侧连接在一根固定位置的基础立杆上，另一侧相同位置连接在可移动的立杆上，使中垂线与标杆上标注的红色中垂线重合，达到水平，使用锄头铲平田间泥土。再将标杆转动90°，以此方法测量和耙平。再移动测量器到测量范围外，依次类推进行处理，最终实现梯田的平整。其次，修正田埂宽度和高度，先确认两侧细线相等长度的位置，接着在测量器标杆上用两根黑色皮筋标注田埂宽度，并将测量器标杆平放于田埂上，使得皮筋间长度与田埂宽度相等，细线向两侧分开形成等腰三角形，细线的两端点就是田埂的边缘，多次重复便能够达到等宽田埂的效果。将测量器标杆立于较好田埂地方的内侧，使中垂线与标杆红色中垂线重合实现水平效果，用一根黄色皮筋标注田埂高度，以此衡量田埂高度是否相等，若不同则进行调整。

第二步，使用梯田。使用梯田的过程中，水位的多少是影响梯田使用寿命长短的重要因素，需要依据测量器测量的田埂高度和宽度灵活调控出水口的高度，管控水位与田埂高度的比例，防止水位过高梯田田埂倒塌、水位过低田埂开裂。

5.反思总结

在学生以小组形式分享收获和感悟后，教师引导学生进行总结，发现实践活动中存在的问题（如安全问题、时间安排问题、操作性问题、小组协作问题等），并提出改进建议。同时，反思整个活动课程是否有利于培养学生的地理实践力。

以云南梯田存在的现实问题为驱动，通过STEM教育理念指导，从跨学科和综合实践方面分析，设计出保护梯田的地理实践活动，不仅贴近学生生活实际，使学生容易产生共鸣，更好地理解本课难点 “珍惜和合理利用每一寸土地，切实保护耕地”基本国策的重要性和必要性，而且有利于激发学生学习的热情，使學生积极参与家乡建设和文化传承，更好地培养学生的地理实践力。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.义务教育地理课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学人民教育出版社，2011.

[2]马小雪.STEM教育理念下地理实践力培养之我见[J].中

学地理教学参考（上半月），2017（7）.

[3]李扬.STEM教育视野下的科学课程构建[D].金华：浙江师范大学，2014.

【作者简介】

张惠娜（1992～），女，彝族，云南红河人，二级教师，云南师范大学学科教学（地理）三年级在读研究生。研究方向：STEM教育理念指导下的乡镇初中地理实践力培养研究。