优秀STEAM案例 ｜ 地质构造对工程选址的影响

　　地表形态和地质构造与人类生活和生产有密切的关系，本课以山地的形成为案例，重点分析背斜、向斜、断层等地质构造对工程建设的影响。授课时将STEM教育与高中地理课程相结合，通过科学、技术、工程、数学等手段模拟真实问题情景，培养学生的地理核心素养和STEM素养。

　　教学目标

　　1．知识和技能目标

　　掌握褶皱、断层的概念、绘制褶皱构造的示意图，判断褶皱的基本类型，了解不同地质构造对工程建设的影响。

　　2．过程和方法目标

　　制作地理教具，演示地理过程，提高学生动手演示的能力；通过读图分析“背斜成谷、向斜成山”的原因，提高学生获取地理信息和资料的能力；借助STEM 跨学科知识，开展探究活动，分析不同地质构造对工程建设的影响，增强学生运用数据分析和解决实际地理问题的能力。

　　3．情感态度与价值观目标

　　通过探究活动，培养学生读图、分析问题和解决问题的能力，树立学生的科学、工程意识，激发学生学习地理的兴趣。

　　STEM素养

　　STEM教育强调培养学生在科学、技术、工程、数学四方面的素养，地质构造对工程选址的影响教学过程中培养的STEM素养：

　　科学素养（S） 在科学素养方面，常见的地质构造及特点，物理中石油、天然气、水等物质的密度知识，基础的力学知识

　　技术素养（T） 在技术素养方面，制作地理实验道具

　　工程素养（E） 在工程素养方面，分析地下隧道、水库选址、石油开采等工程问题

　　数学素养（M） 在数学素养方面，实验数据的处理和分析

　　教学过程

　　1.呈现问题情景—提出主题

　　课堂导入：我们都知道，世界上有许多名山大川，在上课之前，我们一起来欣赏一下这些名山大川的壮美风光。通过刚才的视频，我们知道大自然中山峦众多，风光秀美，其实它们的形成原因也各不相同，按成因大致可以分为褶皱山、断块山、火山这几类。今天我们就一起来学习第一种类型——褶皱山。通过今天的学习我们不仅可以了解到什么叫做褶皱山，更可以帮助我们找到石油天然气等众多资源，开始今天的学习吧！

　　学生活动：学生进入问题情景，思考并回答问题。

　　【设计意图】结合多媒体呈现真实问题情景，激发学生的学习兴趣和求知心理。

　　2.科学认知—掌握学科核心知识

　　教学活动：首先，教师通过借助 PPT、VR 软件等多媒体技术地理实验道具讲解本节课的重点知识，了解褶皱的概念和分类，明确向斜与背斜的判断方法，借助自制地理道具演示地形倒置等重点知识。

　　学生活动：使用书本、海绵等地理道具参与演示，总结向斜背斜的主要特点，掌握判断方法，分析地形倒置的原因。

　　【设计意图】使用地理道具将抽象知识具体化、形象化，学生参与课堂演示增加学生的体验感和获得感，同时学科核心知识的集中讲解为成功开展融入STEM教育的探究活动奠定了坚实的基础。

　　3.技术支持—小组合作探究做好活动准备

　　教学活动：教师通过借助 VR 软件—Altizure（网站地址：https://www.altizure.cn/earth） 带领学生认识主要的地形地貌，同时展示褶皱地理模型，为探究活动的开展提供技术支持。

　　利用 VR 软件—Altizure 展示地形地貌

　　学生活动：参与 VR 软件，参与互动，参照老师的讲解演示褶皱的形成过程。

　　【设计意图】充分利用 VR、AR 等多媒体技术手段，使学生能形象的理解各种地貌地形的特征。

　　4.工程引入—开展融入 STEM 学科知识的探究实验活动

　　教学活动：教师组织教学将全部同学分成四种角色，分别是水利专家、工厂老板、工程师、勘探家。

　　任务要求：他们分别要在这里修建水库、采石、修建地下隧道、勘探石油、天然气和地下水，那么请同学们根据地理知识和相关STEM知识分析合理位置并解释你选择这里的原因。

　　学生活动：角色扮演、分组讨论，结合已收集资料综合分析，寻找工程建设的最佳地址。

　　探究实验活动分组情况

　　探究实验活动结果

　　【设计意图】通过角色扮演提高学生对探究活动的代入感和参与感，有利于激发学生的学习兴趣，探究活动涉及较多工程问题，活动的成功实施有利于培养学生的工程素养。

　　5.数学辅助—利用数学工具完成学习任务

　　教学活动：利用数学知识辅助地理教学，在分析背斜和向斜处修建隧道更合理时，就可以运用数学中的三角形具有稳定性知识帮助学生判断选择。

　　学生活动：利用数学思维解决地理问题。

　　【设计意图】虽然本课中涉及的数学知识较少，在探究活动中数学、工程等知识的运用有利于提高学生判断的合理性。

　　6.总结交流

　　（1）学生总结

　　本课的分享与交流主要体现在探究活动过程中，通过资料的搜集、小组的合作探究，最终选取小组代表上台分享本组所担任角色的选址情况并说明原因。

　　（2）教师评价与总结爱情片

　　教师对各小组的分享加以总结，总结本课重点知识。借助探究案例普及 STEM 教育相关知识，并对各小组表现给予评价。

　　在“地质构造对工程选址的影响”教学过程中，采用地理教具辅助教学，将抽象的地理知识形象的表达出来，角色扮演的教学方法，有利于学生迅速的参与到教学活中来，增强了课堂的趣味性和参与性。不足之处，该节课程与STEM教育有诸多可融合之处，但需要较高的实现条件，如带领学生去野外参观典型的背斜向斜等地质构造在真实情景中教学，效果将更佳。

　　【设计意图】通过交流活动，将理论知识与实践活动结合，同时提高学生的合作交流能力，激发学生学习兴趣。回归课堂，强化主题，教师的总结有利于学生系统的吸收本节的相关知识。

　　文章来源：中国知网

　　原文题目：

　　《STEM教育视域下的高中地理教学设计与实践研究》有删减

　　作者：罗兵传 贵州师范大学

　　转自：STEAM教师

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　　原标题：《优秀STEAM案例 | 地质构造对工程选址的影响》

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