STEM 教育理念在高中地理教学中的运用研究

STEM课程重点是加强对学生四个方面的教育：一是科学素养，二是技术，三是工程素养，四是数学素养。简单来讲就是一种“跨学科学习，是基于跨学科意识，运用两种或两种以上的学科观念以及跨学科观念，解决真实问题的课程与学习取向”。在高中地理教学活动当中对学生进行核心素质的培养，要充分依托Stem教育理念当中的4个主要方面，结合高中地理教学活动所涉及的主要方面，去进行更进一步的优化探究。接下来，本文将首先分析高中地理教学活动当中存在的现实性问题，然后分析Stem教育理念的主要内涵和特征，最后结合高中地理教学活动的现实问题以及Stem教育理念的主要特征来进行高中地理教学策略的优化分析。一、高中地理教学活动存在的主要问题分析1.地理教学任务重，时间紧。高中阶段的学生即将面临高考的考核，因此大部分学生在这个阶段的学习当中有着非常大的学习压力，这一方面是由于学生的学科任务非常繁重，在具体学习过程当中，学生需要用较短的时间来进行丰富知识的吸收和把握。不仅如此，对于这些知识的吸收和把握还不能只是依靠背诵记忆，学生不仅需要掌握这些知识的理论内容，更要掌握这些知识的实际运用方式和思维。尤其是在现在高考改革的背景之下，非常多的学校为了进一步提高升学率而开始采用三轮复习的策略，这意味着学生在高一高二阶段就必须完成整个高中阶段的地理知识学习，这样才能留下足够的时间来进行高中地理知识的复习。在此情况之下，学生的地理学习任务就变得越来越繁重，学习时间也变得越来越紧迫，这是所有高中生在地理学习活动当中都会面临的主要问题，也是高中地理教学工作创新改革存在的主要制约性因素。在此情况之下，教师改变传统的教学思维和方法就显得非常重要，尽量保证进行高效的地理知识输出与强调，又要保证学生在地理学习活动的过程当中能够得到迅速的思维强化与培育。2.学生的独立意识和创新思维培养工作有待落实。在我国传统的教育体系当中，学科教师引导学生进行知识学习活动的时候总是占据主要地位，这种教育理念一直影响着我国很多教育工作者，即使在现代教育改革工作稳步推进的社会背景之下，传统的教育思维惯性仍然制约着很多地理教师的教学思维。如相当一部分地理教师为了快速提升课堂教学效率，仍然习惯于把自己放在课堂教学的主要地位，通过自我为中心来进行课堂教学进度和主要内容的把握。甚至有些地理教师仍然习惯在具体教学活动当中引导学生进行地理知识的死记硬背，比如针对某一章节的内容开展教学活动的时候，教师会分配1/4的时间来进行知识阐述，然后几乎3/4的时间都让学生用来进行知识的背诵记忆和习题解答。这种教育形式弱化了地理知识来源的分析，也就在一定程度上弱化了学生地理思维能力的养成效果。不仅如此，教师在引导学生进行地理知识学习活动的时候也很少给学生足够的探究空间，让学生通过独立思考或者集体讨论的形式来进行地理知识的优化吸收。这一种传统教学思维惯性的影响，在很大程度上制约着高中生独立思维能力的培养，使很多高中生在地理学习活动当中缺乏自主性和创新性，这也是在高考改革背景之下影响学生核心竞争能力的重要因素。所以在现代高中地理教学工作的开展当中，教师必须进一步思考Stem教学理念的主要内涵，结合高中地理教学实际情况以及其中的主要内容来进行教学思维和方式的优化，着重强调学生思维能力和创新意识的培养。二、Stem教学理念的主要内涵和特征分析1.不同学科之间能够相互融合，互为支撑与架构。在长期教育发展的过程当中，不同学科之间开始呈现较强的融合性，比如通过语文学科能够进行德育教育的渗透，通过其他学科的融合渗透同样能够达到对学生进行德育素质培养的目的。同样的这种联系不仅发生在这一方面，对于地理学科来讲，也能够进行对外学科的联络。例如在地理学习的过程当中，学生不仅能够接触到地理知识，同时很多的地理知识也和科学理论之间挂钩，因此学生既能够学习到地理知识也能够受到科学思维能力的培养。除此之外，学生在进行地理简答题目学习的时候需要具备一定的宏观思维体系和框架，并且还需要具备一定的理解能力，理解能力的根本来源就在于语文学科教学的长期积累。从这些方面来看，Stem教学理念强调不同学科之间的相互融合，通过不同学科之间的融合与彼此支撑，来促进学生综合素质的培育。因此高中教师在探究Stem内涵和相关地理教学策略的时候，一定要善于思考如何进行学科渗透与彼此支撑，通过整合学生的综合能力来进行地理知识的强化。2.强调对学生思维创新能力的培养。在Stem教育理念当中，强调每一个学生都是学习当中的独立个体，把发现问题、设计解决方法、利用科学、技术、数学知识实施解决方法、将解决方法传达给学生这些方面进行有机整合，具备情境性、实践性、协作性、实证性。因此他们应当符合各自的思维能力和知识整合能力。这和我国现代教育改革工作的主要内涵和潮流也是完全契合的。在我国现代教育改革工作当中，非常重视学生独立学习能力和思维创新能力的培养，其中就强调学生进行思维整合和知识迁移的能力培育。尤其是结合近几年来高中地理教学的高考改革形势来看，在近几年的高中地理改革当中更加重视学生思维能力的考查，一些基础性的题目也开始以更加丰富多样的表现形式来进行呈现。如果学生在地理学习活动当中缺乏这种思维整合和知识迁移的能力，那么他们就很难实现一些基础问题的准确解答。所以在高中地理教学工作当中，教师还需要充分依托Stem教学理念当中的学科整合和知识迁移内容，进一步强化学生独立学习能力和思考能力的培育，保证学生在地理问题的思考过程当中，能够融合不同学科的理念和思维形式，通过多样化的视角来进行地理知识的分析和探索，这样学生才能具备独立的思维竞争能力。三、Stem教学理念在高中地理教学活动当中的应用策略分析1.善于进行学科思维的整合，构建不同学科之间的支撑架构。在针对学生开展地理学科教学活动的时候，尤其是在现代教育改革工作以及高考改革双向并行的背景之下，教师必须要重视学生独立思维能力和应变能力的培育，这样才能保证学生在未来高考当中能够占据独特性的优势。要想快速实现学生地理思维能力的提高，教师就要根据学生在长期知识学习过程当中的能力和思维基础进行教学设计。比如，教师开展旅游地理这一部分内容教学活动的时候，其中涉及到非常多旅游地理的相关理论知识。如“新西兰多火山地震，分析其成因，并概述火山旅游活动的主要内容。”这样一个题目，教师细致推敲就不难发现旅游地理的知识和其他学科之间有着非常强的联系性。如学生要想解读一个题目当中涉及的重要内容，就必须要具备一定的语文阅读和思考能力，能够快速把握文章当中涉及主要知识点的重点内容。最后得出新西兰处于印度洋和太平洋板块交界处，地壳运动活跃，多火山地震，火山旅游活动则是利用火山形成的旅游资源，如火山地貌景观、地壳运动形成的地热资源等。最后，学生还要具备一定的逻辑思维能力支撑他们去进行重点知识内容的比对和筛选，最终得出不同题目当中需要的最终答案。逻辑思维能力的培养又和数学学科之间直接挂钩，同时也涉及到物理和化学等学科能力的培育。所以教师在开展这一部分知识教学活动的时候，就可以引导学生整合不同学科当中的思维方法。总之，按照这种跨学科进行知识整合、地位方式借鉴的模式，首先教师可以仿照语文教师进行阅读教学的形式，先让学生通过对题目的阅读来确定其中的重点，明确题目可能考查到的重点知识和内容。紧接着教师就要引导学生去进行重点知识的比对，分析在不同题目当中对哪一个知识点的考查特征比较明显，结合材料去进行解读之后形成最终的知识框架。最后教师还需要引导学生以简明扼要且富有逻辑的形式来进行答案的呈现，要保证答案观点明确并且形成完整的体系，这就需要用到学生的逻辑思维能力。总之教师在引导学生进行知识学习活动的时候，要善于寻找地理学科与其他学科之间的联络点，通过这些联络点去引导学生进行知识的迁移和转换，这样就能进一步增强学生在地理学习活动当中的思维能力，用长期学习和综合学科积累的庞大知识体系和思维方式来进行地理知识的吸收与学习。2.进一步增强地理学习活动的创新性和实践性，培养学生的独立学习能力和创新意识。现当代的高考改革工作更加强调学生独立学习能力和创新意识的培养，因此教师在对Stem教学理念进行解读的时候，也要注重遵守其中的创新与独立学习的相关内容。例如教师在引导学生开展地理学习活动的时候，可以适当地融合科学实验的思维模式来进行相关教育。如背斜和向斜这一部分的知识内容如果只通过语言表达的形式来进行原理讲解的话，很多学生可能还需要进行更进一步的巩固才能充分理解。但是如果教师可以在具体教学工作当中去设计有效的实验环节，引导学生在实验过程当中，去进行知识体验，就会产生不一样的教学效果了。比如，教师在课程开始之前可以准备一本书和一杯细沙，通过书本来模拟背斜和向斜这两种不同的地质情况，把细沙倾倒在模拟的背斜和向斜之上，在此过程当中引导学生应用“背斜成山，向斜成谷”的管理去观察细沙的流动情况，用具体映象强化学生的把握和理解。这样一来，学生就可以通过具象化的观察快速把握这两种地质情况的主要特征。紧接着，教师再通过弯曲书本的页面来展示背斜和向斜之间的区别，得出向斜“岩层向下弯曲，主要的判断方法是内新外老，在一水平面上，中间是新岩层，而两边是老岩层”。背斜“岩层向上弯曲，主要的判断方法是内老外新，在一水平面上，中间是老岩层,而两边是新岩层”。明确这两种地质情况的储水能力。不仅如此，教师还要思考如何在自己没有辅助和引导的情况之下让学生进行自主探究，教师可以针对这一部分的知识去设计相应的问题：“你是怎么区分背斜和向斜当中的岩层新老关系的？”在这个问题提出之后，教师不要直接引导学生去进行实验探究和设计，可以让学生先进行独立的思考和实验环节的设计，然后再选择优秀学生来进行个人思考结果的反馈和展示。以这些方法能够很好地将学生放到地理学习的主要地位，让学生在地理学科的学习活动当中拥有更多的思考和探究空间，真正意义上促进学生独立意识和创新意识的培养。所以教师在引导学生开展地理知识学习活动的时候，一定要充分借鉴Stem当中的创新知识理论，全面促进学生独立学习能力和实践动手能力的养成，最终落实学生科学素质的培育。结束语总而言之，在引导学生进行高中地理知识学习活动的时候，教师一定要尊重高中阶段的地理学科主要特征，根据学生的地理学习实际情况来进行教学思维的分析和调整。在具体的教学引导工作当中，教师要充分解读Stem教学理念所包含的4个重要内容，充分强化地理学科与其他学科之间的