STEM由英文单词科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)首字母缩写组成。STEM教育已被许多发达国家作为国家行动的战略,承担着推动国家创新与提升国家竞争力的重大任务。当前,STEM教育在一些发达国家从高校到中小学具有国家的顶层设计、政策与经费的支持、连贯的课程设计和社会组织机构的广泛参与。如何在我国实现“本土化”的STEM教育?结合地理学科特点,在STEM教育视域下进行高中地理教学设计和实践研究,旨在丰富STEM教育在高中地理教学中的理论和实践,验证STEM教育融入高中地理教学的效果,推动STEM教育与学科教学的整合。通过文献研究,梳理了STEM教育的相关概念、基本特征、设计依据、教学流程和教育教学价值等相关理论,了解国内外STEM教育研究现状;采用问卷调查对四川省德阳市地理教师和高一学生进行了STEM教育融入高中地理课堂现状研究,了解STEM教育在我国中学开展的情况和融入高中地理课堂教学存在的问题;结合STEM教育内涵与本质特征,梳理人教版高中地理教材适合融入STEM教育的教学内容;基于STEM教育内涵,根据高中地理课程标准要求、结合地理学科特点,设计基于STEM教育的高中地理教学设计典型案例,就设计的典型案例在高中地理课堂教学中开展对比实验研究;通过借助评价量表和学生访谈对实验中的学生行为表现和学习效果进行评价,分析STEM教育融入高中地理教学对学生STEM素养培养的效果评价,提出STEM教育视域下高中地理教学设计与实践的有效建议。调查显示:多数教师对STEM教育的不了解;STEM教育融入高中地理课堂教学还存在较大困难;学生期望教师转变教学方式,希望教师使用更多的现代教育技术和方法;教师期望获得融入STEM教育的高中地理典型案例免费网络资源和针对地理学科的STEM教育种子教师的经典示范课。实验显示:STEM教育视域下高中地理教学设计和实践有利于提升学生STEM素养。结合学生访谈结果,发现基于STEM教育的高中地理教学实践,学生的学习兴趣和科学探究等思维能力都有所提高。同时,实验发现实施STEM教育对师生的综合素质具有较高要求。研究认为,为在高中地理教学中有效融入STEM教育,研究提出以下建议:促进地理教师对STEM教育的关注;加大STEM教育师资的培训;组建高中地理STEM教育案例开发团队;建立健全学生和教师的评价体系;建立健全STEM教育的支持保障系统。