STEAM教学是一种由科学、技术、工程、艺术和数学等学科融合所形成的综合教学模式，以学科融合、解决问题、技术应用为核心理念。在教学过程中，STEAM课程基于真实情境建构实践场景，引导学生以创新的视角发现问题，通过学科交叉与融合打破知识应用的边界，鼓励学生以科学方法分析问题并通过应用相关技术合作解决问题。学生可以“从做中学”，切实感受辩证思维、团队合作、解决问题、技术赋能在学习过程中为自身能力所带来的提升，不断完善自身创新思维、实践技能与综合素养。

在建设教育强国的背景下，优化教学模式成为课程改革的主要探索方向之一。教育部办公厅在《基础教育课程教学改革深化行动方案》中提出“开展学科素养提升行动，要求加强科学类学科教学，强化跨学科综合教学”。在课程改革的进程中，STEAM教学对全面提升教学质量，加快创新型人才培养步伐具有积极意义。

一、教学案例背景分析

1.案例目的与意义

《中共中央、国务院关于全面推进美丽中国建设的意见》中提出：“推进生态文明教育纳入国民教育体系。”这与《普通高中地理课程标准（2017年版）》“从地理视角认识和欣赏自然与人文环境，懂得人与自然和谐共生的道理”的课程性质是非常契合的。同时，地理学“研究地理环境以及人类活动与地理环境关系”的课程特点与生态文明教育“以实践为基础增进人民群众对人与自然和谐共生共荣关系的辩证统一关系认识”的实施路径具有内在的一致性。在高中阶段将生态文明教育的开展融入地理学科教学，可以在培养学生地理核心素养的同时，树立学生人与自然和谐共生的生态文明理念，增进学生生态文明建设的思想自觉与行动自觉。

传统地理课程的教学方式较为单一，且仅关注对学生课堂知识的落实，在引导学生深入探究区域生态文明建设等受到多种因素影响的复杂社会性议题及开展素养与价值观协同培养的过程中具有局限性。相较于传统教学方式，STEAM教学具有真实情境建构学习场景、开展实践深度探究、学习过程多元化评价等优势，为生态文明教育与地理学科教学的融合提供了全新教学思路。

但地理学科STEAM教学提出时间较短，实体课程范式较少，因此本文基于《普通高中地理课程标准（2017年版）》内容，开展“习得”课程的建构，将生态文明教育融入高中地理STEAM教学，以期为落实课标要求、完善地理核心素养与筑牢习近平生态文明思想价值导向提供更多可行途径。

2.案例设计依据

本次教学实践基于STEAM教学理论建构“习得课堂”的逻辑框架，引导学生在身边的生态文明建设过程中发现问题进行项目式探究。在解决问题的生态文明实践中，学生可以逐步内化不同学科知识，培养探究精神与实践技能，完善自身人文素养与可持续发展理念。

本次教学实践以培养学生的地理学科核心素养与实践技能为核心目标，以学生为主体，以实践探究为主要途径，通过项目式活动引导学生对身边的地理事物和现象开展调查，发现问题并进行探究，提升其发现与解决问题的能力。学生在设计分析、实践验证、归纳总结、创意物化等学习活动中，感受弘扬中华优秀传统生态文化，形成对影响生态文明建设因素的综合性认识，发展自身实践能力与综合思维，最终在教师的引导与自主探究中，理解人类生产生活与生态环境的相互关系，进而逐步形成人地协调观念。

本次教学实践学生活动设计的主要依据是《普通高中地理课程标准（2017年版）》中对区域发展模块所提出的学业要求：“学生能够运用地理信息技术或其他地理工具，通过案例分析、数据采集、实地调查等方式，比较、归纳不同区域发展的异同。能够根据不同类型区域的发展条件和现状，分类思考和分析区域发展问题及原因。”本单元教学通过实际生态文明建设问题驱动STEAM教学活动的开展，引导学生在真实情境中全面地观察现象、设计实验、使用工具、分析归纳、开展设计、解决问题，从而实现对《普通高中地理课程标准（2017年版）》能力培养要求的落实。

综上所述，本次教学实践基于《普通高中地理课程标准（2017年版）》“区域发展”的内容要求，以建设海绵校园为主题建构STEAM教学活动，由浅入深将不同项目式探究活动有机融入教学过程，以期落实学生能力与素养的培养要求，为地理教学改革与生态文明教育提供更多可行途径。

3.案例教学内容分析

区域生态文明建设过程中的诸多影响因素均具有较强的地理属性，可以为STEAM教学活动的开展提供丰富的材料支撑。通过建构学习情境引导学生分析区域生态文明建设过程中的空间分布、空间过程、空间联系，可以增进学生对于地理要素间的相互关系以及空间分异与机制的理解进而完善学生的综合思维能力与时空观念。

本次STEAM教学活动以学生身边的校园积水问题为切入点开展项目式探究，学生通过实地考察对比校园周边刺猬河水系与北京中轴线上的六海水系生态文明建设的异同，进而利用地理信息技术软件分析影响内涝形成的地理要素，最终利用创意物化将中华优秀传统生态文化融入校园发展，为建设海绵校园提供可行措施。

在实地考察过程中，学生直观感知梯级水利系统、湿地生态系统、雨洪管理系统在城市生态文明建设中发挥的作用，感受中国传统智慧的深厚底蕴，进一步树立文化自信，培养自身价值体认。在数据采集分析的过程中，学生可以应用地理信息技术软件获取信息，认识特定区域地理现象的特征及成因，培养自身探究能力与地理实践力。最终，在开展合作实践的过程中，学生可以将之前观察到的六海水系防治内涝的措施结合校园地理要素，因地制宜设计雨量计、积水报警系统、自动净水装置等装置，丰富校园物质文化，完善海绵校园建设。通过本次STEAM教学活动，学生可以从空间－区域视角完善自然环境与人类社会和谐共生的价值观念。

4.学情分析区域生态文明建设是区域发展的重要组成部分，与学生们的生活息息相关。对于学生而言，虽然他们的日常生活伴随着区域发展的进程，但很少有机会从不同时空尺度分析影响区域生态文明建设并形成系统认识。并且当前阶段中学生虽然大部分精力关注于校园生活，缺乏对社会发展的感知，但又对社会发展充满好奇，并渴望进行探究。基于此种特点，本次STEAM教学活动通过项目式实践激发学生学习兴趣，引导学生作为主体开展探究，以室内外相结合的教学场景，开拓学生的视野、充实学生的知识储备，同时培养学生的探究能力、完善学生的地理核心素养。

5.教学策略分析

通过以系列项目式实践对课标内容与学生能力培养要求进行解构与融合，本次STEAM教学活动将知识体系的建构、实践技能的养成落位于学生探究身边生态环境议题的过程，进而使学生可以着眼生活，亲身感受中华优秀传统生态文化与智慧，并将之创意物化为具体措施，展现当代青年对区域生态文明建设的责任担当。

（1）串联生态文明影响因素，多元视角建构知识体系

在区域生态文明建设过程中，人类活动与自然环境相互影响、相互作用，其中“地、气、水、土、生”五大自然地理要素作为有机整体，影响区域景观的形成并使其具有鲜明的地方性特征。通过从不同视角分析区域生态文明建设，学生可以认识区域自然地理要素之间的联系并理解影响自然地理景观产生地域差异的地理过程。

在单元建构过程中，依据课标“结合实例，从地理环境整体性和区域关联的角度，比较不同区域发展的异同，说明因地制宜对于区域发展的重要意义。”的要求，通过选取不同实践区域，学生可以在教师的引导下利用信息技术、访谈调研、实地考察等多种途径了解“区域生态建设整体性”“影响区域生态建设的因素”“因地制宜促进区域生态发展”的相关概念，并将其进行串联。

（2）实践探究助力创意物化，逐层递进培养综合能力

教师通过引导学生完成“观察描述”“实践探究”“迁移内化”“创意物化”等实践项目，使学生发现身边的生态环境议题并开展探究，探寻影响其形成的地理因素。在解决问题的过程中，学生逐步培养使用不同地理工具认识问题、分析问题、解决问题的能力，最终达成学生可以自行发现问题并探寻其解决方法的综合能力提升。在本次STEAM教学过程中，通过设置侧重不同技能的培养目标充分满足学生个性化提升的需求，在落实课标学业要求的前提下为学生提供更多的提升空间。

（3）深入生活感知生态建设，潜移默化培养生态观念

在案例选取的过程中，选取学生身边的生态文明议题，落实“处处皆教育、时时受熏陶”。以学生身边常见的校园积水问题作为切入点开展探究，学生在发现问题、解决问题的实践过程中可以感受家乡文脉、关注生态发展、融入校园建设，切实体会到习近平生态文明思想科学对家乡发展的指引。学生通过不同实践项目在潜移默化中完善自身生态文明素养，树立人与自然和谐共生的生态文明理念，进而将个人发展与美丽中国建设大局紧密结合。

二、案例教学设计

1.教学目标

实地考察区域发展中蕴含的中华优秀传统生态文化，利用信息技术探究影响区域生态建设的因素，创意物化为建设海绵校园提供可行途径。

本单元的学习目标是通过系列实践活动，学生可以认识、说明因地制宜对于区域发展的重要意义，分析区域生态文明建设过程中的影响因素及其相互关系，厚植自身生态文化底蕴。学生在STEAM教学的过程中，可以通过实地观察、收集资料、创意物化等途径获得技术应用的提升与人文素养的养成。本单元的学习重点是认识区域生态文明建设的影响因素、观察并描述不同区域生态文明建设的异同、认识因地制宜对于区域生态文明建设的重要意义。本单元学习的难点是应用不同信息技术手段分析区域生态文明建设的过程，在此过程中，学生需要将所学知识与生活实践相结合，教师则需要关注学生在学习过程中空间认知与生态观念的培养。

2.考察区域选取

校外考察区域为北京中轴线上的六海水系，六海水系是学生生活的城市中历史悠久的水脉，有着万宁桥（澄清上闸）、东不压桥（澄清中闸）、澄清下闸梯级水利系统、玉河故道、西海湿地公园、郭守敬纪念馆（汇通祠）等景观。六海水系蕴含着一代又一代建设者城市规划治理与生态文明建设的智慧。

通过开展实地考察，学生可以深入探究六海水系防治内涝的措施，感受六海水系规划与建设中蕴含的中华优秀传统生态文化。进而学生可以运用信息技术对比分析六海水系与校园周边刺猬河水系的环境差异，探究校园积水的形成因素。最终学生可以基于六海水系治理内涝的措施实现创意物化，为防治学校积水及建设海绵校园提供可行方案。在此过程中，steam教学活动将学生生活中的生态文明建设议题与探究实践紧密结合，通过“在做中学”培养学生核心素养，厚植学生生态文化底蕴。

3.作业与教学评价设计

本单元的作业设计为自行组织并开展一次校园生态文明科普宣传。在收集资料、确定主题的过程中，学生可以逐渐提高收集、整合资料与发现问题的能力。在制作展板与视频的过程中，学生可以增进对生活中生态文明建设的认知。在开展社区宣讲、垃圾分类等生态文明实践的过程中，学生可以身体力行，践行生态文明理念并向公众普及宣传。学生在此过程中遇到问题时，指导教师可进一步构建基于情境、问题导向的拓展实践，指导教师通过学生找到的资料与提出的问题创设学习情境，围绕问题开展互动式、启发式、探究式和体验式的实践探究，使学生在实践的过程中得到思维的拓展与实践能力的提升。同时学生也更加深入地了解了人与自然的关系，感受现实中人与自然的紧密联系，开阔了自身的视野、增强了自身的可持续发展的环境意识。

本单元的教学评价以“建立基于地理核心素养发展的多元化学习评价体系”作为指导方略。其中教学过程性评价本着全面性与鼓励性的原则，以表格的形式、通过多个评价主体对学生的表现与提升进行评价。

三、STEAM项目式学习设计与实践的思考

首先，以地理学科为核心开展STEAM教学活动的设计时，要关注项目式实践对于物理、化学、数学、通用技术等学科知识与技能的跨学科培养是否符合学生的认知水平。教师在设计实践活动时应注意不要为了融合而融合，需要基于学生的发展阶段与认知水平，合理选取不同学科知识点，发掘其间的关联性、连接点与整合点，将分散的学科知识进行有机融合，促进学生的综合发展。

其次，教师应关注STEAM教学活动中传统实践手段与新兴信息技术的结合。传统实践手段与新兴地理信息技术的结合不只为学生提供了一种丰富的感知问题的手段，更是学生提升思维水平与实践能力的重要基石。

最后，教师需要关注对学生价值观培养的落实。STEAM教学活动强调“做中学”，在观察身边的地理现象、解决真实的地理问题的过程中，学生可以走进社会、深入家乡，切实观察到社会建设的发展成就、体会到劳动人民所创造的价值，这类实践过程有效地激发了学生的家国情怀，促使学生更加热爱祖国、热爱家乡，从而成长为合格的社会主义建设者和接班人。