指向三維目標(biāo)的地理實驗教學(xué)設(shè)計與實施策略

摘要：設(shè)計地理實驗探索地理原理、地理規(guī)律，是培育學(xué)生地理實踐力的重要途徑。本文以高中地理“探究水土流失的影響因素”實驗為例，闡明制定三維目標(biāo)要實現(xiàn)二維生一維、二維進三維，最終達成三維共生的目的。教學(xué)過程圍繞三維目標(biāo)設(shè)計五步流程，即“引入主題、設(shè)計實驗、實施實驗、交流反思、實際應(yīng)用”，通過“五步”實現(xiàn)學(xué)為中心、生生合作共同演繹實驗。在實驗流程中實施“四式”策略：“情境式”喚醒、“引導(dǎo)式”對話、“反思式”沉淀、“生活式”回歸，做到循序漸進，由低階到高階推進實驗教學(xué)，提升學(xué)生的地理實踐力。關(guān)鍵詞：地理實踐力；三維目標(biāo)；五步流程；四式策略《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》在“教學(xué)與評價建議”中強調(diào)：設(shè)計模擬實驗活動，要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷相對完整、規(guī)范的科學(xué)研究過程，從實驗方案設(shè)計到實驗過程的觀察、記錄、操作實施、數(shù)據(jù)處理分析，最后撰寫實驗報告及匯報交流，培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力及求真求實的科學(xué)態(tài)度。所以地理實驗教學(xué)即引導(dǎo)學(xué)生在“做中學(xué)”，就是基于目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識和地理工具，設(shè)計并實施實驗，通過實驗獲取并處理地理信息，探索和嘗試解決實際問題，培養(yǎng)學(xué)生活動策劃、實施、分析等行動能力和追求真理、講求實際的科學(xué)精神。基于此，本文結(jié)合湘教版高中地理選擇性必修1第5章“自然環(huán)境的整體性”的教學(xué)，以嵌入的“探究水土流失的影響因素”（以下簡稱“探流因”）實驗為例，通過制定三維目標(biāo)、設(shè)計五步流程、實施四式策略，以促進高中地理實驗教學(xué)、培育學(xué)生的地理實踐力。一、制定三維目標(biāo)1.二維生一維——從育知到培能轉(zhuǎn)變目標(biāo)引領(lǐng)教學(xué)評，二維目標(biāo)設(shè)計對實驗教學(xué)舉足輕重。蒙臺梭利指出：“我聽見了，就忘記了；我看見了，就領(lǐng)會了；我做過了，就理解了。”［1］這說明親身經(jīng)歷對學(xué)習(xí)的重要性，教學(xué)要注重“過程與方法”。因此，教學(xué)設(shè)計制定“過程與方法”的目標(biāo)至關(guān)重要。地理實驗就是在“做中學(xué)”，它用直觀、形象的方法將抽象的自然地理原理或規(guī)律化為感性的直觀知識，讓學(xué)生親身體驗知識的產(chǎn)生和發(fā)展過程，通過探索建構(gòu)新知。所以教學(xué)設(shè)計要凸顯“做”這一教學(xué)目標(biāo)。高中地理實驗穿插在自然地理教學(xué)過程中，它具體要求學(xué)生在對大氣、水、地貌、土壤、植被等自然要素和相關(guān)自然現(xiàn)象進行深入觀察的基礎(chǔ)上，使用地理信息技術(shù)手段和其他地理工具設(shè)計、實施實驗，分析與處理相關(guān)數(shù)據(jù)與信息，對地理事象進行科學(xué)解釋與評價，最終形成規(guī)律性認(rèn)知。因此，實驗就是在探索地理原理和規(guī)律的過程中學(xué)習(xí)，實驗教學(xué)就是通過“‘做中學(xué)’構(gòu)建新知”，而“做”是“過程與方法”，是二維目標(biāo)，“學(xué)”是指學(xué)“知識與技能”，是一維目標(biāo)，二維目標(biāo)催生一維目標(biāo)。這需要教師在制定三維目標(biāo)時將“做”與“學(xué)”的關(guān)系敘寫清楚，引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷“做中學(xué)”，以便二維生一維，實現(xiàn)從育知到培能的轉(zhuǎn)變。例如，“探流因”實驗教學(xué)目標(biāo)三維敘寫第一步（二維生一維）：通過小組合作設(shè)計、實施實驗（過程與方法——二維），探究降水、坡度、土壤、植被等自然因素與流水侵蝕強度關(guān)系的規(guī)律（知識與技能——一維）。2.二維進三維——從培能到育人進階實驗教學(xué)的（第）三維目標(biāo)是培育地理實踐力。所謂地理實踐力是指人們在考察、實驗和調(diào)查等地理實踐活動中所具備的意志品質(zhì)和行動能力，是地理學(xué)科四大核心素養(yǎng)之一［2］。地理實驗是培育地理實踐力的手段和方式之一，其目的是讓學(xué)生具備一定運用實驗方式進行科學(xué)探究的意識和能力。它通過完整、規(guī)范的實驗教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生能夠與他人合作（或獨立）設(shè)計、實施地理實驗方案，能夠通過實驗觀察法收集和處理地理信息，能夠在實驗中表現(xiàn)獨立思考的意識、求真務(wù)實的科學(xué)態(tài)度以及靈活運用知識的能力。因此，要把培育地理實踐力作為實驗教學(xué)的素養(yǎng)（三維）目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計、實施實驗的過程（即“做”——二維目標(biāo)）中，將理論知識轉(zhuǎn)化為實際行動的能力，在問題解決過程中培養(yǎng)學(xué)生的實踐意志和執(zhí)行力（即“礪煉”——三維目標(biāo)）。這需要教師在制定三維目標(biāo)時把“做”與“礪煉”關(guān)系敘寫清楚，讓學(xué)生在“做”實驗中“礪煉”，以便二維進三維，實現(xiàn)實驗教學(xué)從培能到育人的進階。例如，“探流因”實驗教學(xué)目標(biāo)三維敘寫第二步（二維進三維）：通過小組合作設(shè)計、實施實驗（過程與方法——二維），探究降水、坡度、土壤、植被等自然因素與流水侵蝕強度關(guān)系的規(guī)律（知識與技能——一維），為黃土高原小流域綜合治理提出切實有效的措施，提升地理實踐力（地理核心素養(yǎng)——三維）?？梢?，目標(biāo)三維敘寫，并采用“二維（過程與方法）+一維（知識與技能）+三維（核心素養(yǎng)）”的結(jié)構(gòu)，厘清三個維度目標(biāo)之間內(nèi)在的邏輯關(guān)系，形成完整的三維目標(biāo)，有利于教學(xué)實施時“二維生一維”“二維進三維”，最終實現(xiàn)“三維共生”。二、設(shè)計五步流程實驗教學(xué)過程中的師生關(guān)系是“導(dǎo)”與“游”的關(guān)系，實驗教學(xué)即在教師引導(dǎo)下，學(xué)生圍繞具有挑戰(zhàn)性的實驗主題，全身心積極參與、體驗過程、成功獲得發(fā)展的“自主游”的過程。依據(jù)三維目標(biāo)并結(jié)合學(xué)生實際，“導(dǎo)游”流程分五步：引入主題—設(shè)計實驗—實施實驗—交流反思—實際應(yīng)用。每一步都精心設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的任務(wù)指令（表1“教師活動”欄），五步指令構(gòu)成一條驅(qū)動鏈，驅(qū)動學(xué)習(xí)進階。學(xué)生則通過實驗設(shè)計、操作、觀察、分析、展示、交流和反思等活動（表1“學(xué)生活動”欄）漸入深度學(xué)習(xí)佳境、解決問題，提升地理實踐力核心素養(yǎng)。三、實施四式策略1.“情境式”喚醒——激發(fā)實驗興趣與熱情要取得實驗的成功，還需在實驗流程中實施“四式”導(dǎo)學(xué)策略。學(xué)習(xí)是自主活動過程，要從實踐中學(xué)習(xí)［3］。創(chuàng)設(shè)實踐活動的真實情境，激發(fā)學(xué)生探究興趣，是實驗教學(xué)的第一個必須環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的地理教學(xué)重理論輕實踐、重結(jié)論輕過程，僅有的實踐活動往往也只注重知識講解，缺少情境創(chuàng)設(shè)，從而使學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣和動力。因此，實踐活動需做“情境式喚醒”，即在地理實驗教學(xué)中，教師必須有目的地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定感情色彩、形象生動的真實情境，進行基于實境的探究，引導(dǎo)學(xué)生親身體驗，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。“水土流失”這部分知識，從內(nèi)容上看難度較低，但生活在平原地區(qū)的學(xué)生，缺少“切身感受與體會”，對這些知識僅是“知其然”。基于此，筆者精選了黃土高原某小流域水土流失視頻，并通過GoogleEarth展示該小流域溝壑地貌，引入主題并設(shè)計水土流失問題鏈引導(dǎo)學(xué)生探究其成因（表1“教學(xué)流程1”），培養(yǎng)學(xué)生“知其所以然”的興趣。將黃土高原的水土流失問題情境化、形象化，使之有情有境、有聲有形，激發(fā)學(xué)生強烈的探究欲望，使學(xué)生愿意做地理實驗，進而發(fā)現(xiàn)并解決問題。2.“引導(dǎo)式”對話——深化實驗過程和認(rèn)知學(xué)生在實驗設(shè)計、實施過程中產(chǎn)生生成性問題需教師“導(dǎo)”。由于學(xué)生的地理思維還處于初級水平、實驗基本技能較為薄弱，實驗設(shè)計與實施過程中會不可避免地出現(xiàn)各種問題。因此，教師需要在實驗教學(xué)中細(xì)心觀察學(xué)生的實驗過程，以學(xué)生的實驗設(shè)計和操作過程為主線，及時引導(dǎo)學(xué)生將地理概念、地理原理、地理規(guī)律融入其中，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，使學(xué)生在“引導(dǎo)式”對話中不斷修正實驗，改進、深化地理實驗的過程和認(rèn)知。例如，“探流因”實驗從學(xué)生合作設(shè)計實驗方案（表1“教學(xué)流程2”）到動手操作完成實驗（表1“教學(xué)流程3”）的整個過程中，為避免實驗偏差，需要通過對話引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整方案、逐一改變自變量（坡度大小、降水強度、土壤質(zhì)地、草皮覆蓋率等），獲取因變量（流失泥土），闡述地形、氣候、土壤、植被等諸多因素共同影響水土流失的原理，驗證地理環(huán)境的整體性。嵌入“引導(dǎo)式”對話，加強了教師對實驗設(shè)計方案和實驗過程的指導(dǎo)，讓學(xué)生對實驗設(shè)計、操作、觀察、記錄環(huán)節(jié)有更加深刻的印象；讓學(xué)生對整個地理實驗過程形成完整認(rèn)識；讓學(xué)生順利體驗一次成功的實驗之“旅”。3.“反思式”沉淀——培養(yǎng)實驗?zāi)芰εc毅力實施地理實驗活動的能力主要表現(xiàn)在兩方面，一是實施活動，二是實驗反思。反思不僅有助于更深入了解地理實驗活動的環(huán)節(jié)，而且有助于調(diào)整實驗的實施策略，從而提升活動質(zhì)量和實施能力［5］。因此，在地理實驗教學(xué)中，教師要將反思活動有條不紊地融進教學(xué)環(huán)節(jié)、貫穿教學(xué)的始終，讓學(xué)生在反思的過程中發(fā)現(xiàn)不足并及時調(diào)整實驗，進而鍛煉學(xué)生的觀察、思考、動手、合作、分析及解決問題的毅力與能力。例如，在“探流因”實驗中，需配備“生成性和預(yù)設(shè)性”兩個反思環(huán)節(jié)。一是在學(xué)生探究實驗遇到困難時，要求學(xué)生思考其背后的原因，此為“生成性”反思，由教師及時指出，嵌入學(xué)生實驗操作過程中。目的是改進不正確的操作，從而解決問題，以此培養(yǎng)反思意識和增強克服困難的勇氣。如口頭提醒“侵蝕時間與侵蝕量”的關(guān)系，讓學(xué)生通過反思發(fā)現(xiàn)“侵蝕時間長短影響泥沙流失量，從而影響對比實驗的準(zhǔn)確性”。二是在教學(xué)流程“交流反思”環(huán)節(jié)，此為“預(yù)設(shè)性”反思，有書面任務(wù)指令，明文要求反思內(nèi)容，如“反思整個實驗流程的成敗得失”（表1“教學(xué)流程4”）。目的是讓學(xué)生從整體角度系統(tǒng)地反思實驗設(shè)計和操作流程，在反思中學(xué)習(xí)、沉淀，進而對地理實驗所探索的原理和地理實踐力有更深的感悟。4.“生活式”回歸——熏陶實驗情感和態(tài)度地理是一門對生活有用的學(xué)科，“地理實驗”的最終目的是要走進現(xiàn)實生活、解決生活中的地理問題。只有讓實驗結(jié)果回歸生活，讓學(xué)生在生活中感悟課堂實驗中所學(xué)的地理知識，才能更好地發(fā)揮地理實驗的作用與更好地遷移應(yīng)用地理知識。因此，在地理實驗教學(xué)活動中，教師要注意將抽象的地理知識“焊接”到現(xiàn)實生活中多變、生動的地理事象上去，讓地理知識從實踐中來，到實踐中去，讓地理真正從課堂走向生活。例如，“探流因”實驗所探索的地理規(guī)律，最終回歸于“黃土高原水土流失的綜合治理問題”（表1“教學(xué)流程5”），這是將實驗整合過的經(jīng)驗和理論知識帶入生活、生產(chǎn)等實際問題的解決中去，鍛煉學(xué)生在真實情境中解決問題的能力，從而達到學(xué)以致用（即會做事，會做事即素養(yǎng)）的目的。讓學(xué)生充分感受到地理就在身邊，學(xué)習(xí)地理是有用的，體會學(xué)習(xí)的價值和樂趣，讓學(xué)生做到樂于實踐、知行合一，熏陶地理實驗的情感和態(tài)度。四、總結(jié)與反思實驗教學(xué)設(shè)計必須做到育人目標(biāo)明確、教學(xué)流程清晰、導(dǎo)學(xué)策略適切，才能實現(xiàn)實驗教學(xué)的價值，尤其是融入的導(dǎo)學(xué)策略決定育人目標(biāo)的達成?！八氖健辈呗跃哂兄黝}明、實踐真、過程全、感悟深的特點。其中，“情境式喚醒”是前奏，它引出實驗主題，喚起實驗的欲望；“引導(dǎo)式對話”是關(guān)鍵，它碰出思維火花，推動實驗進程；“反思式沉淀”是補充，它修正實驗偏差，積累實驗經(jīng)驗；“生活式回歸”是應(yīng)用，它拓展實驗價值，培養(yǎng)實驗情感?！八氖健辈呗宰兂橄鬄榫呦?，變說教為體驗，讓課堂慢下來、讓思維活起來、讓理解準(zhǔn)起來、讓應(yīng)用實起來。經(jīng)歷“四式”策略，實現(xiàn)教學(xué)方式轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)由地理原理或規(guī)