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摘 要：地理核心素养是地理学科育人价值的概括性、专业化表达，在教学中如何培养学生地理核心素养是一线地理教师一直在探究的问题，而赛耶模型是实现STEM教育核心理念的有效途径。文章以“工业的区位选择”教学为例，选择“万州港电的三生三世”为问题链条，探索借助赛耶模型进行地理教学，以培养学生的地理核心素养，教学实践证明赛耶模型是现阶段培养学生地理核心素养的一种可行教学方式。
关键词：地理核心素养;赛耶模型;STEAM教育
2016年教育部发布的《教育信息化“十三五”规划》明确提出：有条件的地区要积极探索STEAM教育等新的教育模式，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力[1]，STEAM教育由此被纳入国家战略发展策略。STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）的英文首字母缩写，由美国提出并广泛应用于教学，STEAM（科学、技术、工程、艺术、数学）是由此延伸出来的教育理念。美国达特茅斯学院在探索STEM课程实践过程中创建的赛耶模型是实现STEM和STEAM教育核心理念行之有效的途径。
一、赛耶模型的核心理念
赛耶模型注重真实问题的解决，主要有四个重要的步骤：引导学生定义问题，描述具体要求，寻找解决方案，重新定义问题。运行过程如图1所示[2]。
首先，教师给学生创设一个贴近生活实际、社会现实和学生现有认知水平的真实问题情境，引导学生在问题情境中定义需要解决的关键问题;接着，学生和教师对问题进行全面分析，概括出解决问题的具体要求;其次，依据提出的具体要求，运用STEAM的科学、数学、技术、艺术等知识工具，制定出多种解决方案，并对各个方案进行评估;最后，重新审视之前的步骤，发现未解决的问题或者新的问题，重新定义新的问题，开始一个新的四步循环。每一轮循环的问题彼此相联，不断深入，形成由表及里、层次清晰的问题链条，让学生在一个贯穿全过程的情境下不断探索，创造性地解决实际问题。
学生在反复的循环中，可理解地理知识间的内在联系，熟练掌握赛耶模型，擁有动手操作、观察推理能力和科学表达能力[3]，培养创新能力和问题解决能力。
二、赛耶模型与地理核心素养的联系
地理核心素养是学生在学习地理课程之中或之后所形成的、在解决真实情境中的问题时所表现出来的必备品格和关键能力，主要包括人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力[4]。《普通高中地理课程标准（2017年版）》（以下简称新课标）要求创新培育地理核心素养的学习方式。基于STEAM课程实践的赛耶模型与新课标的地理核心素养有很多契合点。
问题式教学是新课标提出的地理核心素养培养实施建议，以“发现问题”和“解决问题”为要旨，凡是基于真实问题、尚无现成答案的教学，都可视为问题式教学[4]。赛耶模型可以说是问题式教学的一种类型，将赛耶模型应用于地理教学，教师在问题链设计时将新课标要求的学科知识内容整合成指向地理核心素养不同层次的问题链条，学生在发现问题、解决问题的循环中潜移默化地提升自我的地理核心素养。
地理核心素养是学生在学习中品格和能力的自我生成和内化，而不是教师的施加和灌输，因此，在教学中应确保学生的主体地位。赛耶模型中学生是发现问题和解决问题的主体，教师只起引导作用。教师提前设计的问题链条只是预设，实际学习过程的展开是以班级大多数学生的思维发展为线索，教师在这个过程中适时进行牵引，辅助学生判断问题的解决方案是否切合实际，以保证学生对赛耶模型中循环问题持续的探究热情和对知识的深刻理解，并在问题探究的过程中内化和生成地理核心素养。
学生地理核心素养培养的重要手段是地理实践。赛耶模型中学生解决问题时强调运用STEAM的科学、数学、技术、艺术等技术工具，制定出多种解决方案，多学科的融会贯通利用，无疑能提高学生核心素养的地理实践能力。
三、借助赛耶模型的地理核心素养培养研究实例
本文以人教版高中教材必修2“工业的区位选择”一课的教学实践为例，探究赛耶模型在培养高中生地理核心素养中的应用。新课标对本节的课标要求是结合实例，说明工业的区位因素，因此，选择学校所在城市城郊的神华神东电力万州港电公司作为教学实例，以“万州港电的三生三世”为线索设计问题链条，引导学生探究工业的区位选择及其发展变化。
课前一周给学生分组，分配任务项目：收集神华神东电力万州港电公司“前世今生”的资料;绘制神华神东总公司和万州港电的位置示意图（示意图包括全国主要煤田分布、厂址所在地的主要交通线、依托的城市等）;统计万州和重庆电力市场各个电力公司的占比份额，并制作统计图表。教师指导学生从多种途径（如互联网查询、实地考察、询问等）收集资料。
此任务项目的完成需要学生融合STEAM技能。资料的收集需要运用信息技术;统计各电力公司的市场份额以及位置示意图中比例尺的计算等需要学生的数学运算和统计分析能力;绘制示意图和统计图表引导学生从艺术鉴赏的角度，将自己的地图更为准确美观地呈现。这一过程让学生在社会调查、户外考查、动手操作中提升学生的行动能力和克服困难的意志品质，即提升地理实践力。
1.第一轮循环（探源前世）
（1）确定问题。上课开始让学生分小组展示课前实践成果，学生在对神华神东电力万州港电公司的前世今生有了认识之后，教师提出问题：万州港电的前世是神华神东电力公司，神华神东最初属于何种导向型工业？
（2）具体要求。首次循环中问题的难度较小，主要目的在于让学生自主学习掌握工业区位因素的基础理论，学生的任务是：自学教材中工业区位因素的内容，理解工业的区位因素（自然因素、社会经济因素、环境因素）及不同的工业导向型类型。
（3）解决方案。学生在自主学习的基础上，推测出问题的关键信息是寻找神华神东电力的主导区位因素，进而从已有资料中搜索到关键信息—神华神东电力公司地处神府东胜煤田腹地，不难得出为动力导向型工业。 2.第二轮循环（寻秘今生）
（1）重新定义问题。第一轮循环结束，教师引导学生进行反思：问题是否解决？是否遇到了新的问题？从而进行新一轮的更深层次的探索。神华神东电力公司最初建厂是靠近煤炭产地，为动力导向型工业，但是万州并没有丰富的煤炭资源，为何要在万州建分厂？这体现了工业区位因素的哪些变化？
（2）具体要求。要求学生6人一组，在规定的时间内借助万州港电的位置示意图（示意图包括厂址所在地的主要交通线、依托的城市等）、万州和重庆电力市场各个电力公司的占比份额、工作人员学历构成等课前收集和制作的资料，尽可能全面综合地分析神华集团在万州建分厂的区位因素，以及各工业区位因素所起作用的变化。
（3）可选择的解决方案。学生通過合作探究，从已有资料中获取关键信息，综合分析神华集团布局万州港电的区位因素，提出各种可能的区位因素（解决方案），并对方案进行评估。最终确定神华集团在万州建分厂的区位因素如表1所示。
神华神东电力公司建厂选址的改变说明，随着科学技术的进步、交通条件的改善和运输能力的提高，使工业布局对动力和原料地的依赖减弱;工业布局对市场依赖增强;工业生产机械化、自动化水平提高，使工业布局对劳动力数量的需求减少，对素质要求提高。
完成这一循环的任务要求学生在区域认知的基础上，运用综合思维素养从整体的角度，全面、系统、动态地分析万州港电的区位因素及神华集团工业布局改变体现的区位因素的变化。
3.第三轮循环（预想来世）
（1）重新定义问题。上一轮循环结束，学生又引出一个新的问题：神华万州港电是燃煤发电，碳排放量大，如今，工业的清洁生产和可持续发展已是国家和人民的普遍要求，万州港电今后在发展过程中存在哪些局限性？自己能否为神华万州港电的可持续发展出谋划策？
（2）具体要求。要求学生依旧6人一组，开展头脑风暴。
（3）可选择的解决方案。学生经过思考和讨论，创造性地提出问题的多种解决方案，并对方案进行评估。有的学生认为万州港电离原料地较远，运输方式单一（运输路线是神府东胜煤田的煤矿经神黄运煤专线到达黄骅港，然后海运南下再转长江航运至万州新田港）是其不利的区位条件，应完善交通网，采用如铁路南下等多种运输方式。但在进一步讨论中，大家考虑到修建南下运煤铁路专线需跨越多个省级行政区，各方利益难以协调，且铁路线长、修建成本高、铁路运输比水运成本高等问题，认为此方案可操作性较低，不符合企业的实力和盈利目的，放弃了这一方案。最终确定的方案如表2所示。
人地关系是地理学最为核心的研究主题，这一轮循环主要目的在于培育学生的人地协调观，使其树立正确的环境观和可持续发展观，在今后的学习、生活和工作中能尊重自然规律，协调好人类活动与地理环境的关系。
四、结语
地理学科具有很强的综合性，实现STEAM（跨学科学习）具有先天优势，然而STEAM项目涉及地理、物理、数学、信息技术和美术等多学科内容，需要多学科教师密切配合，学习耗费时间长，在国家高考背景下，实施难度较大。赛耶模型正好解决了这一问题。本文的教学案例中，笔者在实际教学中，将前期必备的资料收集项目任务安排在学生课余时间完成，赛耶模型的三次循环课程安排为1课时（45分钟），可操作性强，教学效果理想。论证了赛耶模型是现阶段实现STEAM新教育模式和培养学生地理核心素养的一种行之有效的教学方式。
参考文献：
[1] 中华人民共和国教育部.教育信息化“十三五”规划[M].北京：人民教育出版社，2016.
[2] 布伦赛尔.在课堂中整合工程与科学[M].周雅明，王慧慧，译.上海：上海科技教育出版社，2015.
[3] 史梦婕，周海忠.从赛耶模型看STEM教育中的科学表达——以“滑轮”教学为例[J].物理之友，2018，34（09）：1-3.
[4] 中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.
关键词：地理核心素养;赛耶模型;STEAM教育
2016年教育部发布的《教育信息化“十三五”规划》明确提出：有条件的地区要积极探索STEAM教育等新的教育模式，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力[1]，STEAM教育由此被纳入国家战略发展策略。STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）的英文首字母缩写，由美国提出并广泛应用于教学，STEAM（科学、技术、工程、艺术、数学）是由此延伸出来的教育理念。美国达特茅斯学院在探索STEM课程实践过程中创建的赛耶模型是实现STEM和STEAM教育核心理念行之有效的途径。
一、赛耶模型的核心理念
赛耶模型注重真实问题的解决，主要有四个重要的步骤：引导学生定义问题，描述具体要求，寻找解决方案，重新定义问题。运行过程如图1所示[2]。
首先，教师给学生创设一个贴近生活实际、社会现实和学生现有认知水平的真实问题情境，引导学生在问题情境中定义需要解决的关键问题;接着，学生和教师对问题进行全面分析，概括出解决问题的具体要求;其次，依据提出的具体要求，运用STEAM的科学、数学、技术、艺术等知识工具，制定出多种解决方案，并对各个方案进行评估;最后，重新审视之前的步骤，发现未解决的问题或者新的问题，重新定义新的问题，开始一个新的四步循环。每一轮循环的问题彼此相联，不断深入，形成由表及里、层次清晰的问题链条，让学生在一个贯穿全过程的情境下不断探索，创造性地解决实际问题。
学生在反复的循环中，可理解地理知识间的内在联系，熟练掌握赛耶模型，擁有动手操作、观察推理能力和科学表达能力[3]，培养创新能力和问题解决能力。
二、赛耶模型与地理核心素养的联系
地理核心素养是学生在学习地理课程之中或之后所形成的、在解决真实情境中的问题时所表现出来的必备品格和关键能力，主要包括人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力[4]。《普通高中地理课程标准（2017年版）》（以下简称新课标）要求创新培育地理核心素养的学习方式。基于STEAM课程实践的赛耶模型与新课标的地理核心素养有很多契合点。
问题式教学是新课标提出的地理核心素养培养实施建议，以“发现问题”和“解决问题”为要旨，凡是基于真实问题、尚无现成答案的教学，都可视为问题式教学[4]。赛耶模型可以说是问题式教学的一种类型，将赛耶模型应用于地理教学，教师在问题链设计时将新课标要求的学科知识内容整合成指向地理核心素养不同层次的问题链条，学生在发现问题、解决问题的循环中潜移默化地提升自我的地理核心素养。
地理核心素养是学生在学习中品格和能力的自我生成和内化，而不是教师的施加和灌输，因此，在教学中应确保学生的主体地位。赛耶模型中学生是发现问题和解决问题的主体，教师只起引导作用。教师提前设计的问题链条只是预设，实际学习过程的展开是以班级大多数学生的思维发展为线索，教师在这个过程中适时进行牵引，辅助学生判断问题的解决方案是否切合实际，以保证学生对赛耶模型中循环问题持续的探究热情和对知识的深刻理解，并在问题探究的过程中内化和生成地理核心素养。
学生地理核心素养培养的重要手段是地理实践。赛耶模型中学生解决问题时强调运用STEAM的科学、数学、技术、艺术等技术工具，制定出多种解决方案，多学科的融会贯通利用，无疑能提高学生核心素养的地理实践能力。
三、借助赛耶模型的地理核心素养培养研究实例
本文以人教版高中教材必修2“工业的区位选择”一课的教学实践为例，探究赛耶模型在培养高中生地理核心素养中的应用。新课标对本节的课标要求是结合实例，说明工业的区位因素，因此，选择学校所在城市城郊的神华神东电力万州港电公司作为教学实例，以“万州港电的三生三世”为线索设计问题链条，引导学生探究工业的区位选择及其发展变化。
课前一周给学生分组，分配任务项目：收集神华神东电力万州港电公司“前世今生”的资料;绘制神华神东总公司和万州港电的位置示意图（示意图包括全国主要煤田分布、厂址所在地的主要交通线、依托的城市等）;统计万州和重庆电力市场各个电力公司的占比份额，并制作统计图表。教师指导学生从多种途径（如互联网查询、实地考察、询问等）收集资料。
此任务项目的完成需要学生融合STEAM技能。资料的收集需要运用信息技术;统计各电力公司的市场份额以及位置示意图中比例尺的计算等需要学生的数学运算和统计分析能力;绘制示意图和统计图表引导学生从艺术鉴赏的角度，将自己的地图更为准确美观地呈现。这一过程让学生在社会调查、户外考查、动手操作中提升学生的行动能力和克服困难的意志品质，即提升地理实践力。
1.第一轮循环（探源前世）
（1）确定问题。上课开始让学生分小组展示课前实践成果，学生在对神华神东电力万州港电公司的前世今生有了认识之后，教师提出问题：万州港电的前世是神华神东电力公司，神华神东最初属于何种导向型工业？
（2）具体要求。首次循环中问题的难度较小，主要目的在于让学生自主学习掌握工业区位因素的基础理论，学生的任务是：自学教材中工业区位因素的内容，理解工业的区位因素（自然因素、社会经济因素、环境因素）及不同的工业导向型类型。
（3）解决方案。学生在自主学习的基础上，推测出问题的关键信息是寻找神华神东电力的主导区位因素，进而从已有资料中搜索到关键信息—神华神东电力公司地处神府东胜煤田腹地，不难得出为动力导向型工业。 2.第二轮循环（寻秘今生）
（1）重新定义问题。第一轮循环结束，教师引导学生进行反思：问题是否解决？是否遇到了新的问题？从而进行新一轮的更深层次的探索。神华神东电力公司最初建厂是靠近煤炭产地，为动力导向型工业，但是万州并没有丰富的煤炭资源，为何要在万州建分厂？这体现了工业区位因素的哪些变化？
（2）具体要求。要求学生6人一组，在规定的时间内借助万州港电的位置示意图（示意图包括厂址所在地的主要交通线、依托的城市等）、万州和重庆电力市场各个电力公司的占比份额、工作人员学历构成等课前收集和制作的资料，尽可能全面综合地分析神华集团在万州建分厂的区位因素，以及各工业区位因素所起作用的变化。
（3）可选择的解决方案。学生通過合作探究，从已有资料中获取关键信息，综合分析神华集团布局万州港电的区位因素，提出各种可能的区位因素（解决方案），并对方案进行评估。最终确定神华集团在万州建分厂的区位因素如表1所示。
神华神东电力公司建厂选址的改变说明，随着科学技术的进步、交通条件的改善和运输能力的提高，使工业布局对动力和原料地的依赖减弱;工业布局对市场依赖增强;工业生产机械化、自动化水平提高，使工业布局对劳动力数量的需求减少，对素质要求提高。
完成这一循环的任务要求学生在区域认知的基础上，运用综合思维素养从整体的角度，全面、系统、动态地分析万州港电的区位因素及神华集团工业布局改变体现的区位因素的变化。
3.第三轮循环（预想来世）
（1）重新定义问题。上一轮循环结束，学生又引出一个新的问题：神华万州港电是燃煤发电，碳排放量大，如今，工业的清洁生产和可持续发展已是国家和人民的普遍要求，万州港电今后在发展过程中存在哪些局限性？自己能否为神华万州港电的可持续发展出谋划策？
（2）具体要求。要求学生依旧6人一组，开展头脑风暴。
（3）可选择的解决方案。学生经过思考和讨论，创造性地提出问题的多种解决方案，并对方案进行评估。有的学生认为万州港电离原料地较远，运输方式单一（运输路线是神府东胜煤田的煤矿经神黄运煤专线到达黄骅港，然后海运南下再转长江航运至万州新田港）是其不利的区位条件，应完善交通网，采用如铁路南下等多种运输方式。但在进一步讨论中，大家考虑到修建南下运煤铁路专线需跨越多个省级行政区，各方利益难以协调，且铁路线长、修建成本高、铁路运输比水运成本高等问题，认为此方案可操作性较低，不符合企业的实力和盈利目的，放弃了这一方案。最终确定的方案如表2所示。
人地关系是地理学最为核心的研究主题，这一轮循环主要目的在于培育学生的人地协调观，使其树立正确的环境观和可持续发展观，在今后的学习、生活和工作中能尊重自然规律，协调好人类活动与地理环境的关系。
四、结语
地理学科具有很强的综合性，实现STEAM（跨学科学习）具有先天优势，然而STEAM项目涉及地理、物理、数学、信息技术和美术等多学科内容，需要多学科教师密切配合，学习耗费时间长，在国家高考背景下，实施难度较大。赛耶模型正好解决了这一问题。本文的教学案例中，笔者在实际教学中，将前期必备的资料收集项目任务安排在学生课余时间完成，赛耶模型的三次循环课程安排为1课时（45分钟），可操作性强，教学效果理想。论证了赛耶模型是现阶段实现STEAM新教育模式和培养学生地理核心素养的一种行之有效的教学方式。
参考文献：
[1] 中华人民共和国教育部.教育信息化“十三五”规划[M].北京：人民教育出版社，2016.
[2] 布伦赛尔.在课堂中整合工程与科学[M].周雅明，王慧慧，译.上海：上海科技教育出版社，2015.
[3] 史梦婕，周海忠.从赛耶模型看STEM教育中的科学表达——以“滑轮”教学为例[J].物理之友，2018，34（09）：1-3.
[4] 中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.