利用ＳＴＳ教育培养学生的地理探究能力和创新能力

摘 要：本文根据高中地理新课程基本理念的要求，注重培养学生地理问题的探究能力和创新能力，并成功地探索出运用STS教学法实施课堂教学的具体操作过程。本文更详细具体地阐明了STS教学法在实施过程中与培养学生探究能力的关系，总结出STS教育在地理课堂教学中的独特作用。

关键词：地理新课程 探究能力和创新能力 STS教育

引言

海南使用新课程实验教材已进入第四年，2007年全国又有不少省市也已加入实施新课程的行列。新课程对教师的教学观、知识观、评价观等提出了新的要求，新一轮课程改革强调教学过程是师生交往，共同发展的互动过程。它注重学生通过从自然到地理、从生活到地理的认识过程，培养学生敢于质疑、敢于创新的能力。所谓创新能力，就是从现有知识尽可能快地产生出新知识的能力。教育的重要目的就是发挥学生身上蕴藏着的无限的创造潜能。

新一轮的课程改革，高中地理新课程体现了新的基本理念：1.培养现代公民必备的地理素养；2.满足学生不同的地理学习需要；3.重视对地理问题的探究；4.强调信息技术在地理学习中的应用；5.注重学习过程评价和学习结果评价的结合。课程理念的改变必然带来教学方法的改变。而高考作为终端显示的方式之一，同样受到教师、学生、社会的关注。事实上，课改实验区的高中地理教师一直在考虑地理高考会有怎样的改革，有的教师在教学中以自己对新课程高考的假设和猜想，设计教学和组织复习；有的教师将往年高考试题的知识点进行分类，将教学的重点放在当年学生失分多的考点上，但这类考点有些并不是重点，也不会年年考，这样，教师只能被动地跟着高考试题走，在教学上走入了误区。怎样从本质上认识新课程地理教学的改革，更好地实施新课程“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的三维教学目标，提高学生的科学素养?如何利用STS地理教育方法，培养学生良好的思维习惯和科学方法及敢于质疑、敢于创新的能力？课堂教学作为学校对学生进行教学的主要方式，是教师传播知识的主要阵地，是学生获得知识的主渠道。那么，如何在课堂教中如何利用STS教育培养学生的地理创新能力，体现地理新课改的基本理念？下面我根据近几年的地理课堂教学实践，谈谈自己的实践与思考。

一、STS教育的含义

STS（科学·社会·技术）教育是近几年来世界各国科学教育改革中出现的一种新的科学教育思想。它强调要使学生理解科学、技术和社会相互之间的关系，了解科学对现代社会生活的影响，其目的是使科学技术更好的为人类服务。

1.在科学教育目标上，由过去片面追求个体认知的发展、知识的掌握转向包括认知、情感、态度在内的公民“科学素养”的普遍提高。我国青年学者孙可平博士在对有关国家STS教育目标进行系统考察后认为：“尽管STS教育的目标千差万别，但有一点却是一致的，即所有的STS教育项目都扩展了科学教育的目标，突出了个人发展、社会发展与文化的目标。”就个体发展目标来说，包括：发展个体的科学素养；提高学生对科技的兴趣与动机；培养学生适应未来的学习能力；培养学生对科技议题的决策能力；发展学生的价值与伦理观念。在此基础上，STS教育还提倡科学教育的社会与人文理解的目标，包括：扩展学生对社会的理解；理解社会生活中的合作关系；培养学生的社会责任感与同情心。由此可见，STS教育突出了对科学的文化解读、对科学的社会价值与人生意义的理解。

2.在内容构成上，倾向综合化。学生面对的“生活世界”是完整的、统一的，而学生所进入的“科学世界”则以分科为特征。“分科”课程固然有其“合法性”，但最大的问题在于它割裂了本来是完整统一的“生活世界”。基于这一弊端，以综合化为特征的STS教育自然就成为了改革的焦点。近年来，英国的“社会背景中的科学”、荷兰的“社会中物理”、美国的“社会中化学”等著名的STS项目，大多以学生所面临的社会问题或生活问题为中心来编排内容，试图通过这些内容的学习，使学生掌握参与经济生活、政治决策、公众对话等活动所需的知识、技能与态度。如英国著名的STS项目——SISCON（Scienceinasocialcontext），该项目强调联系学生的生活背景来学习科学与技术，明晰它们的关系。为此，该项目设置了“健康与医学”、“食物与农业”、“人口”、“能源”等一系列专题。在这些专题中，有关经济、环境、健康等问题都被纳入到学生的视野中，他们从中不仅接受了知识的学习，而且同时接受了价值教育。总之，由于生活本身的完整性与多样性，课程就必须综合化，只有这样，才能使学生获得对世界的综合与多维的理解，也才能更真实地了解现实世界。

3.在教学方式上，更加注重探究与体验。由于STS教育旨在提高公民的“科学素养”，所以它在教学方式上就必然重视学习过程中的探究与体验。如果说科学教育中的探究是立足于物质世界，是为了把握客观事物的本质与规律，旨在“说明”，那么，体验则是立足于精神世界，试图建构的是人与自然、人与社会的意义与价值，旨在“理解”；如果说探究旨在求真，那么体验则是在求善，因而探究与体验是构成完整的学习过程中不可或缺的两个方面。这从STS课程所采取的教学方式中，如课堂讲解、问题讨论、角色扮演、模拟游戏、学生论坛、公众访谈、社会咨询等，就可窥见一斑。有别于传统的科学教育，STS重在唤醒主体的自我意识及情感体验，而不只是把联系学生的生活、贴近学生的生活仅仅视为理论联系实际的途径与手段。应该说，STS教育更体现了科学教育的本质特点，即科学方法、科学态度不是教出来的，而是在实践中探究与体验出来的。

二、地理教学中STS教育内容的设计

STS教育跟社会生活有着密切的联系，地理学科将（1）全球的环境问题，如温室效应、臭氧层破坏、酸雨、水污染、光化学烟雾事件、固体废弃物污染等；（2）能源，如太阳能、风能、、核能、可燃冰等；（3）国家重点工程，如南水北调、西气东输、西电东送、青藏铁路、西部大开发、三峡工程等专题渗透到相关地理知识教育当中，同时在某一个知识点教学中又涉及多个社会热点问题，因此，在地理教学中渗透“STS”教育是深化地理教育的一个重要途径。它在提高学生的科学素质、学习科学的兴趣、解决实际问题的能力上，都起着非常重要的作用。因此在地理教学中STS的渗透要结合所讲内容从以下几个方向进行：

（一）设计原则

由于STS教育的内容十分广泛，所以教学中STS教育结合点的选取及其教育内容的筛选是实施STS教育的关键。因此，在教学实践中，我们应遵循一定的原则来设计STS教育内容。

1.科学性原则：所选择的STS教育内容应该与地理教学内容联系密切且相适应，应该与学生的认知水平和能力相适应，做到深广度适当。

2.时效性原则：所选取的STS教育内容应能够及时反映科学技术的发展成就及与科学技术相联系的社会问题，并且材料内容要适时更新。

3.综合性原则：所选取的STS教育内容应体现学科之间的综合，促进科学教育与人文教育的融合。

4.因地制宜原则：所选取的STS教育要充分发挥学校、家庭及所处的社区可供利用的教育资源的作用，使学校、家庭、社会有机地结合起来。

（二）合理设计STS教育内容

根据以上原则，我们在中学地理教学中设计了以下几个方面的STS教育内容：

1.现代科学技术的新发展、新成果、新成就。如神舟系列、嫦娥探月等，这样使地理课具有时代气息。

2.与工业、农业、密切相关的知识和技能。这样使学生形成“成本——效益”观念。

3.与家庭、社会生活密切相关的知识和技能。如改造家庭炉灶、提高燃料的利用率；太阳能热水器的安装；购房考虑的楼间距问题等。这样使学生用地理知识服务身边生活。

4.一些重大社会问题。如环境保护、能源危机、噪声污染等，鼓励学生运用所学的地理知识，尝试解决这些实际问题，如到附近的工厂、农村、社区调查环境污染情况并提出改进措施。这样既使学生增长了科学知识与技能，同时又使学生增强了社会责任感。

5.在地理教学中进行生存能力的教育和训练。譬如在野外活动中避免遭雷击的有效措施有哪些；在野外迷路时怎样确定方向回到自己熟悉的地方等。

三、中学地理教学实施STS教育的途径

由于STS教育的教学内容涉及科学、技术、社会等多个方面，这就决定了STS教育组织形式必须多样化，必须冲破传统的封闭式的课堂教学模式，在教学时间和空间上都必须实行开放式的教学。我们根据本地区的资源特色设计了一些切合实际的STS教育内容，下面示例介绍实施STS教育的途径。

（一）课堂有机渗透

即教师认真分析研究各章节的知识点，充分挖掘教材中进行STS教育的因素，找出渗透点，合理组织渗透内容，设计渗透方法和途径。如教材中许多章节开头提出的问题、课文中穿插的问题和实例，大多都是我们身边的地理现象，甚至是社会热点问题，希望学生对这些重要的社会问题有所了解。

案例：地理实验课的尝试

——《冷热不均引起大气运动》教学案例

一、教学准备

1.课件制作

2.学生探究实验器材：长方形玻璃容器（长1m、宽0.3m、高0.4m），两个相同的塑料方盘，等质量的水和黄砂，蚊香及支架火柴，两只“Pz220、100”的白炽灯泡等。

二、教学过程

1.设置情景

设置情景回答问题：今年的冬天是一个严冬，去过北方的同学可能会发现北方室内的暖气管一般都装在离地面不高的墙壁边，大家知道是什么原因吗？

学生思考，教师接着切入课题。

［板书］“大气运动”。

师：大气怎么会运动呢？

生：太阳能以辐射的方式传给大气和地面转化为大气和地面的内能，使大气和地表的温度升高。同时，地表反射的辐射热进一步使大气的温度升高。

师：这就是大气受热的过程。

［板书］：大气受热的过程：太阳能→大气层→地面→近地大气层（升温）。

启动下面的课题：

师：大气受热过程影响着大气状况，大气的温度分布变化能否制约大气的运动状态？

2.小组活动

师：你能用老师为你准备的一些器材探究这个问题吗？大家共同商讨探究的具体方案再进行实验，通过观察实验现象和分析现象产生的原因来得出问题的结论。

（活动开始，教师巡视，可予指导。）

实验结束后，进行交流。教师可让实验较成功的的活动小组向全体同学汇报，得到共识。然后，教师予以肯定。

［板书］“热力环流”

教师通过幻灯片展示：

1.大气受热不均，温升不同，会形成异地温差，从而导致异地压差。于是，大气从高气压地带向低气压地带运动。这就是大气的运动。

2.从幻灯片的动画画面上可以直观地看到课本上图2.4——海陆热环流的情景。

下面又展示出：

·大气受热过程影响大气的热状况；

·大气温度度分布不均制约大气的运动状态；

·由于地面的冷热不均而形成空气环流——即热力环流。

3.自学大气水平运动。

4.讨论与作业：

①课本P33“活动”中的四个问题；

②课本P35 “活动”；

③认真阅读本课内容。（检查提问）

“兴趣是最好的老师”，学生只要对学习的内容产生兴趣，就会爱学、乐学。在“冷热不均引起的大气运动”的教学中，创设了学生非常熟悉的教学情景导入新课，吸引了学生注意，有效调动了学习兴趣，激发了学生兴奋点，唤起了学生强烈的求知欲和参与意识。“你能用老师为你准备的器材探究这个问题吗？”我改变过去旧的教学模式下的惯用的教师讲、学生听，教师做、学生看的形式，用亲切的语言，商量的口吻，营造一种和谐、民主、平等的教学气氛，让学生在平等、尊重、信任、理解和宽容中受到激励和鼓舞，使学生探究的情绪更加高涨。这一堂课中我为学生提供实践的器材，没告诉学生如何操作，而是放飞学生思维和想象的翅膀，让学生通过讨论和探究，寻找解决问题的策略。学生的思维进一步被调动起来，学生通过思考、交流，自己亲自实践，以自身的体验，去获取知识，使课堂充满生机，使学生感受学习地理的乐趣，学生思维能力和解决问题的能力得到训练，给学生施展才华的空间。

（二）开展STS活动

将学生课堂实验和课外小实验有机地结合起来，积极开展课外小实验、小发明、小制作等STS活动，培养学生的动手能力和创造能力，是实施STS教育的有效途径之一。

1.开展以培养学生动手能力、创新能力为主的活动。一是定期开展小制作、小实验、小创新、小发明以及实验操作活动。小制作有以下几方面：①天文科技活动小制作：各式日晷、简单测角仪器、活动星图、太阳高度角测定仪等。②地理科技活动小制作：时区计算盘、简易指南针、地形模型等。③气象科技活动小制作：简易气压计、简易湿度计、雨量器、环形测云器、兜式风向标、“晴雨人”的制作等。小实验有证明地球自转实验、降水实验、风力作用实验、流水作用实验、泥沙沉积实验等。

2.开展增长学生见识、扩大学生视野的科技讲座。

3.开展以培养学生应用知识、解决实际问题为主的竞赛活动。

4.开展以培养学生初步科学研究能力的活动。如我们利用课中的疑问、课后的作业，鼓励学生办地理STS小报和撰写科技小论文，并将他们的小论文在班报、校报上刊登、交流，发挥学生的主动精神和创造才能，达到广泛开展校园科技活动，培养学生能力的目的。

5.灵活应用现代媒体等宣传工具进行STS教育，鼓励学生参加科技环境建设活动。如组织学生注意收集报刊杂志上最新科技发展动态；引导学生在家里定时收看电视里的科技节目，如“科技博览”、“科技与生活”等；通过设立橱窗、报廊、雕塑、挂像，建立科技角、天文台、气象台、植物园等校内科技设施，营造浓重的科技气息，使学生身在校园犹如生活在科技的海洋中，并让学生亲自参加、体验科技环境建设活动，充分利用科技环境感染学生，以扩大学生的视野，丰富学生的科技知识。

【案例】 自制孔明灯

活动方案

一、目的

通过制作孔明灯和简单地观测，对学生进行有关大气运动原理的教育，激发学生爱科学、学科学、用科学的兴趣，培养学生动手、动脑能力和探求新知的兴趣。

二、活动的重点和难点

活动重点：组织学生亲自动手制作孔明灯及掌握组装方法。

活动难点：使制作的仪器灵敏实用，并懂得其中的科学道理。

三、活动前的准备

1.大气原理的基本知识

2.预习大气的热力作用和大气运动，准备制作观测器的材料（薄纸片、竹条、铁丝、酒精棉球、打火机）。

四、活动过程

1.孔明灯制作图

2.制作孔明灯

按要求，将全班学生分成若干小组，每人制作一种组装材料，制作后进行组装（注意要先仔细阅读制作步骤，然后再进行制作）。看一看哪一组学生配合得好，既有条不紊，又顺利快速地完成每一步的制作。制作过程：

（1）用薄纸剪成规格的纸片。将第一张纸片的一边与第二张的一边粘在一起，再将第三张，第四张……依次同样粘上去，直到拼成一个两端漏空，直径约60厘米的球状物。

（2）再剪一张圆形薄纸片，把上面圆空口糊住。待干后，把气球吹胀，找一条薄而窄的竹条，弯成与下面洞口一样大小的竹圈，在竹圈内交叉两根互相垂直的细铁丝，并系牢在在竹圈上，再把竹圈粘牢在下面洞的纸边上，糊成的气球不能漏气。

（3）把酒精棉球点燃扎在铁丝中心，等气球内部的空气烧热后，气球就会由平地直升天空。

（4）这是由于气球内部空气受热膨胀，向外跑了一部分，使气球受到空气的浮力大于气球（包括气球内部热空气）的重量，这样气球就会上升。

五、活动后的总结

对活动后的结果给予肯定，以提高学生参加活动的兴趣，使学生体会到成功给自己带来的喜悦，根据制作情况，再指出存在的不足。

（三）开展社会实践活动

开展以学生为主体，进行探究性、创造性的社会实践活动，也是STS教育的重要途径。充分体现了STS教育的社会功能，使学生有更多的机会去接触社会，去领会地理科学技术在社会生产、生活中的实际应用。几年来，我们根据教学内容，结合本地的资源特色，因地制宜地开展了社会实践活动，逐步构建了以下几种社会实践系列。

【案例】“环保”系列：环境污染与保护已成为越来越严重的社会问题，根据我地的实际情况，我们让学生调查酸雨。

一、新科学词汇：酸雨（acidrain）、浮游生物（plankton）

二、目标：

1.叙述导致酸雨形成的因素。

2.讨论酸雨所引起的一些问题以及解决办法。

三、什么是酸雨？

湖里的鱼儿越来越少了，雕塑和建筑物的表面正日渐消蚀，农作物的生长变得更慢了，森林也正在死亡。造成上述这些问题的原因是什么呢？答案就是酸雨。你或许会惊奇地发现酸雨首先是在1872年被安哥斯·史密斯（Angus·Smith）命名的。史密斯写了一本关于英国的一些大城市附近的污染了的空气和雨的书。在二十世纪的70年代，人们开始把美国东北部和加拿大的酸雨视为一个严重的问题。现在，酸雨看起来成了所有工业化国家的一个难题。正常的雨水的PH值是5.6。这种酸性来源于二氧化碳气体和雨水反应所形成的碳酸。

CO2（g）+H2O（l）→H2CO3（aq）

碳酸的酸性很弱，因此空气中的二氧化碳对酸雨问题的贡献并不是很大。任何一种PH值低于5.6的降水都叫做酸雨。科学家们认为当大气中硫和氮的氧化物与雨水反应就形成了酸雨。当化石燃料燃烧时，这些氧化物就被释放出来，硫和氮的氧化物能与雨水结合产生硫酸和硝酸等强酸。虽然这些酸很稀，但它们仍能损害环境。在高密度的工业发达居住地区，大量的汽油和高含硫量燃料被燃烧，这就使得酸雨这一问题变得尤其严重。

当酸雨落到地上时，土壤和水变得更加酸化，在众多有机体中首先遭到破坏的是浮游生物。浮游生物是一些微小的水生植物和动物，这些有机体组成了小型鱼类的食物链的基础，当浮游生物死掉了，这些把它们作为食物来源的鱼也很快就会灭亡。

酸雨也对土壤和陆生植物造成有害的影响。当酸雨在土壤中流过时，它能溶解一些重要的矿物质并把它们带走。植物由于缺乏这些滋养物将不能按正常速度生长，农作物和森林就这样遭到了损害。

酸雨也使得建筑物和由石灰岩与大理石制成的雕塑的风化加快，例如，希腊的帕台农神庙已有2000多年的历史了，但是现在它正很快地被酸雨破坏着。

四、小节复习：

1.酸雨形成的主要原因是什么？

2.酸雨的影响有哪些？

五、你来决定！

假如你居住在一个主要工业是生产高含硫煤的地区，这种煤被地方发电厂燃烧来发电。一项要求地方发电厂减少二氧化硫的排放量的法律被颁布。工厂主们面临两种选择：（1）他们可以邻近地区购买低含硫的煤，这样做不会导致电价增加；（2）他们可以使用当地煤并且增加10%的电价来支付除去硫和硫化物的费用。你会做哪一种选择？

【实践教学案例】联系教学和学生生活环境，开展《我写家乡地理》调查活动。

调查目的：

1.运用课堂学到的地理知识了解家乡的位置、地貌、气候、河流、土地等自然环境特点。

2.了解家乡人民在农、林、牧、副、渔等方面利用优势，克服劣势，发展经济的成果。

3.了解家乡人口、耕地的变化，发展生产、提高生活水平过程中的问题，树立科学的人口观、资源观。探讨解决这些问题的途径和办法。

4.通过调查、观察、访问， 整理、总结资料，提高实际工作能力，树立理论联系实际的学风。

活动过程：

第一步是课内教学，学习乡土地理知识和实践活动的内容与方法，明确调查活动中的具体要求。

第二步是课外实践活动。学生打破班级界限，以居住村为单位组成小组，组内再分工（组长、提问、补问、记录等）。依据调查提纲在本村开展调查活动。

附：调查提纲

1.本村人口、粮食、耕地的变化及现状；

2.农业总产值（变化原因）；

3.主要农作物：粮食、蔬菜、水果（品种、播种面积、总产、单产）；

4.农业先进技术的推广，技术人员（文化程度、专业、人数、工作效果），优良品种，耕作制度，管理方法（田间管理）；

5.病虫害的防治（种类、发生时期、条件、防治措施）；

6.灌溉情况：粮食作物、经济作物、蔬菜、水果、（水源、面积、效果、问题）；

7.农业机械化情况：（机械种类、数量、效果、问题）；

8.肥料情况：来源、造价、问题；

9.林、牧、渔业（种类、经营方法、效益、问题）；

10.工、副业（十一届三中全会以后的）部门、总产值、原料、燃料来源、产品销路、经营方式、对环境的影响、发展中的主要问题；

11.交通建设：铁路、公路、乡村路、水运等；

12.住宅建设：每年建房面积、材料来源、房基地状况（耕地、坡岗、河洼）；

13.农民文化程度、文化活动场所、文化生活的主要方式；

14.服务业：部门、经营方式、效益；

15.生活用水：自来水、压水机、井水；

16.生活燃料：品种、来源、利和弊；

17.医疗卫生条件；

18.请村委会负责人谈本村发展生产的主要问题及发展农村经济需要的人才，对学生们的希望和要求。

第三步是返校整理总结调查资料，分组写出调查报告或小论。学生写出了十多篇小论文并绘制了各种图表。学生在运用地理知识，认识家乡地理环境的同时，锻炼和提高了与人合作、与人交流、调查访问、搜集整理资料、绘图、审美、分析归纳、文字表述、口头表达和表演等方面的能力。为不同层次的、具有不同兴趣爱好的学生提供了参与、表演和提高的机会，为全体学生提供了成功和发展的可能。

四、实施STS教育的作用

1.实践证明，在地理教学中实施STS教育，一是拓宽了地理教学内容，使地理教学能紧跟科技与社会的发展；二是进一步完善了教学形式，彻底打破了单一的课堂教学为主的封闭型教学模式，形成了以学校、家庭、社会有机结合的开放的教学空间。

2.实施STS教育全面提高了学生的科学素养，有力地促进了学生解决实际问题能力、科学评价能力和科学决策能力的提高以及健康的价值观的形成。

3.实施STS教育，对教师的知识结构和教学能力以及社会实践等各方面都提出了更高的要求，进一步强化了教师终身学习的意识，教师经常利用休息时间不断吸收新知识，更新自己的知识结构，查阅各种报刊资料，收集各种现代科技信息，参加各种实践活动等，通过这些活动全面提高了教师的素质和教研水平。

总之，随着科学技术的迅猛发展，当今世界正在经历一场前所未有的经济和社会大变革，并面临由此形成的智能化、信息化浪潮的冲击，通过在地理中开展STS教育，确实能提高学生的科学素质和人文素质，是在地理教学过程中全面落实素质教育的一条可行的有效途径。实施STS教育就是要把科学教育与当今的社会生活、社会生产和社会发展紧密地结合起来，最终培养出了解社会，懂得科学技术，能推动社会进步的高素质人才。要达到此目的，地理教师要树立STS教育观念，不能囿于地理教材，囿于课堂的教学形式，努力开拓学生的知识视野，改变单一的课堂教学模式，使地理教学逐步构成一个由课内外、校内外、学校与家庭所组成的开放式的教学空间，为学生参与社会实践活动创造条件；要让学生不仅学习系统的地理知识，还要懂得这些知识在其他科学、技术和社会生产中的应用；帮助学生学会用综合的观点分析问题，增强了解社会、关心社会、服务社会的自觉性。在实施新的普通高中课程计划和开展普通高中研究性学习的今天，STS教育与地理学科教学相结合，对培养高素质的适应知识经济时代的优秀人才有广阔的用武之地。

参考文献：

［1］梁英豪.科学教育发展的一个重要方向：科学·技术·社会（STS）.课程·教材·教法，2000，（5）.

［2］新课程与学习方式的变革.

［3］普通高中地理课程标准（实验）.北京.人民教育出版社.2003.

［4］普通高中地理课程标准（实验）解读.江苏教育出版社.

［5］教育新理念.教育科学出版社.

［6］现代教育研究，2008-2-20.