摘要 : 地理学科与 STEM 教育的融合是 一 种跨学科教学模式 , 它将地理学科的地理思 维与 STEM 教育的科学 、技术 、工程和数学元素相结合 。 这种融合不仅拓宽了学生的 学科视野 , 还促进了学生跨学科综合素养的提升 。 本文分析了地理学科与 STEM 教育 的关系和互补性 , 阐述了两者融合培养的意义 , 并结合教学实践案例 , 提出在地理教学 中融入 STEM 教育的策略 。

　　关键词 : STEM 教育 地理教学 跨学科融合

　　随着信息技术的迅猛发展 , 教育的内容 、呈现 方式 、获得途径以及储存形式发生了巨大的变 化 , 同时时代对人才发展要求的变化 , 学校的课程与教 学必须随着时代的变革而变革 。近年来 , 国际上课 程改革更加 强 调 跨 学 科 整 合 与 现 实 问 题 情 境 相 结 合 , 以提 升 学 生 的 综 合 素 养 。 STEM 是 当 前 国 际 教育界探索 21世纪新形态能力培养的重要教育理 念 , 它作为一种将科学 、技术 、工程和数学结合的 跨学科融合教育 , 可以培养学生解决问题 、 自主创 新 、深度学习和适应未来的能力 。

　　2016年 , 北 京 中 学 确 定 开 展 “基 于 STEM 教 育的核心素养研究 ”项目 , 其中出现了不少优秀案 例 。 比如 , 在地理学科的学习中 , 学生从地理课上 的一份关于黄土高原水土流失的学习单中意识到水 土流失正在许多地方发生 。教师应将模拟实验做出 来 , 让更多学生予以关注 。选定项目后 , 该生结合 生活 , 选定了三个自变量 : 土壤分布 、倾斜角度和 水流速度 , 并选用大小不 一 的纸箱搭建实验模 型 , 进行了 27次实验 。在模拟实验中 , 该生 记 录 了 每 次被冲掉的土量 , 进行数据分析并得出结论 , 最后 撰写报告 , 并与 其 他 学 生 分 享 了 研 究 中 遇 到 的 问 题 , 规划了下一 步研究方向 。综合性的学习能够帮 助学生从整体出发 , 用客观 、联系 、整体的观点看 待地理事物和地理问题 , 培养跨学科综合素养 。

　　上海市复旦大学附属中学成立了 STEM 课程基 地 。该中学地理学科与 STEM 教育紧密结合 , 通过 举办 STEM地理实验室课程 , 鼓励学生进行地理学 科相关的科学实验和研究 。学生通过利用科学仪器 和技术进行地理实地考察 , 如测量地球物理场 、采 集土壤和水质样本等 , 在实验中构建问题模型并运用 数学理论计算出相应数据 , 培养了实践操作和科学思 维能力 , 使学生在学习地理知识的同时 , 培养了科学 研究 、实验设计和数据分析等跨学科综合素养。

　　因此 , 基于我国现有的课程体系 , 研究地理与 STEM 教育融 合 对 于 培 养 学 生 综 合 素 养 和 未 来 竞 争力具有积极意义 。

　　一 、地理学科与 STEM 教育的关系

　　地理学科与 STEM 教 育 之 间 有 着 天 然 的 密 切 联系 。地理作为 一 门综合 性 学 科 , 与 政 治 、文 化 、 工程 、技术 、数学等多个学科都有着 密 切 的 联 系 , 学生在地理学习过程中不仅可以掌握知识 , 更重要 的是可以提升个人解决生活实际问题的能力 。

　　第一 , 进行空间思维 。地理学科注重对不同地 区空间关系的研究 , 而 STEM运用工程的概念可对 地理结构进行剖析 , 对具体空间问题逐层进行分析 , 对空间概念和空间思维进行实践性的培养 。在分析 地壳的运动 、岩浆的活动等课程时 , 学生可以运用工程的知识 , 探索地壳活动与火山爆发之间的关系 。

　　第二 , 进行技术应用 。进行地理学科的深入学 习需要使用各种技术工具和方法进行地理数据的处 理和分析 , 如地理信息系统 、遥感技术和地球观测 等 。STEM 教 育 注 重 科 学 和 技 术 的 应 用 , 培 养 学 生的实践操作和工程设计能力 。例如 , 学生可以使 用 GIS技术 分 析 地 球 表 面 的 海 洋 温 度 和 气 候 , 将 地理中的地球气候规律与洋流知识进行整合 , 探索 海洋循环和气候变化之间的关系 。

　　第三 , 应用数学解决问题 。数学在现实生活中 应用广泛 。在地理教育中 , 数学的运用足以让地理 “活 ”起来 , 也同样可以解决地理中的很多问题 。 以 地理学科中学到的经纬度和时差的计算为例 。如果 将数学知识运用到经纬度计算中 , 那么地理学科的 学习会变得相对容易 。

　　以往的教学方式过于依赖死记硬背 , 对知识点 进行重复性强化记忆 , 容易使学生丧失对学习的兴 趣 。通过将地 理 学 科 与 STEM 教 育 结 合 起 来 , 可 以培养学生的综合能力和创新精神 , 使他们能够更 好地理解和应用地理学科中的知识和技能 , 解决复 杂的实际问题 。

　　第一 , 依托典型地理现象 , 创设真实情境 , 激 发地理研究性学习的兴趣 。典型的地理事物是学生 在生活中的所见所闻以及亲身经历中的事物 。选取 这样的地理事物 , 能极大地激发学生的学习兴趣和 探索的欲望 。

　　第二 , 跨学科知识的融合 , 促进地理研究性学 习 。在解决具体问题时 , 学生运用不同学科知识 , 与 教师和学习同伴不断探讨 , 并进行自我反思 , 以一种 融合的高阶思维来整合信息 , 更易将知识点理解透彻。

　　第三 , 运用科学的手段 , 深化地理探究性学习 的内涵 。探究的目的旨在培养学生的探究精神和实 践能力 。探究式学习实施过程注重小组合作与同伴 交流 。开放的学习氛围能拓宽学生的思路 , 促进学 生和学生 、学生和教师之间的思维发生碰撞 , 进而 为知识体系的建构与发展提供支持 。

　　第四 , 评价迁移 , 回归生活 , 实现地理研究性 学习的 育 人 价 值 。 STEM 教 育 强 调 分 享 创 造 , 让 学生体验和获取分享的快乐感和创造的成就感 。在探究的过程中 , 思维方法不尽相同 , 交流展示能促进学生对地理知识的深入理解 。

　　二 、地理学科与 STEM 教育融合的教学策略

　　1. 创设情境 , 提升地理教学的趣味性

　　首先 , 在中学地理教学过程中 , 面对难以理解的知识 , 教师可以创设情境 , 让学生直观观察 、展开思考 , 最终应用到生活中解决实 际 问 题 。其 次 ,在创建教学情境的过程中 , 教师要以生活情景为背景进行创设 。很多的地理知识来源于生活 , 教师可以进行生活化问题情境的创设 , 提升教学的趣味性 。比如 , 在教授某 一 地理景观时 , 教师可以通过创设情境 , 组织学生进行模拟旅行 , 让他们扮演旅行者的角色 , 通过图片 、视频 、音频等多媒体资源展示各种地理景观 , 如高山 、河流 、湖泊等 。学生可以通过观察来感受真实的地理景观 , 增加学习的趣味性。

　　2. 整合学科知识 , 体现跨学科综合素养

　　中学阶段 , 学生学习的科目增多 , 知识面逐渐扩大 。通过与其他学科的整合不仅可以加深学生对地理学科的理解 , 还能够培养其跨学科综合 素 养 ,运用科学方法进行观察 、实验 、分析 和 解 决 问 题 。例如 , 地理学习中涉及地图的制作和解读 , 学生需要学会测量和 计 算 地 图 上 的 距 离 、 面 积 和 比 例 尺等 , 这涉及数学中的测量 、 比例和比较等概念 。在地理学 中 学 习 研 究 地 球 的 自 然 环 境 , 如 气 候 、 土壤 、生物多样性等内容时 , 学生需要了解自然科学的基本概念和原理 , 如气候变化机制 、土壤形成过程 、生物适应策略等 。

　　3. 开展地理实践活动 , 加强学生团结协作

　　STEM教育强调分享 、实践 , 让学生体验和获 得分享的快乐感与实践的成就感 。地理实践活动是 增强学生实践能力与 动 手 能 力 的 重 要 方 式 , 同 时 , 通过这种方式也能够提升学生对书本 知 识 的 掌 握 。 STEM教学可以采用小组合作学习方式 。学生在明 确探究的问题后 , 小组分工合作收集相关资料 , 并 开展地理实践活动 , 一方面是为了帮助学生认识更 多的地理知识 , 另一方面也在于使学生充分认识地 理知识价值的同时 , 把地理知识运用于实践 , 进而 解决现实问题 。例如 , 当学习了 “正午太阳高度角 ”之后 , 教师可以鼓励学生制作日晷 , 帮助学生更好 地理解知识 。学生组成小组 , 共同讨论设计 , 观察 太阳位置变化 , 记录日晷变化和时间 , 最后按照公 式计算 , 探讨太阳高度角与太阳位置变化的关系 。

　　三 、结语

　　在地理学 科 教 学 中 , 推 进 STEM 教 育 是 当 前教育发展的趋势 。它提倡学科间的融合 , 注重探究 的过程与协作的过程 。学生不仅能够从地理学科中 获得知识 , 还 能 够 运 用 STEM 教 育 中 的 科 学 、技 术 、工程和数学等知识解决地理问题 。这种综合性 的学习体验有助于培养学生的综合思考能力 , 促进 地理学科的发展和跨学科综合素养的提高 , 真正做 到促进创新型 、创业型人才的成长 。

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