地理科学方法教育的内容与方式

东北师大教育科学学院（ 130021）邵志豪 东北师大城市与环境科学学院（130021）袁孝亭

国家基础教育课程改革中提出三维课程目标，其中“过程与方法”目标中的“过程”指让学生经历类似于科学研究的过程，以获取知识，领悟科学的思想观念，领悟科学家们研究问题所用的方法而进行的各种活动，目标中的“方法”就是鼓励学生在“过程”中理解、掌握科学方法，并在“过程”中加以运用与内化。地理课程的“过程与方法”目标更体现为在过程中掌握常用的地理科学方法。

一、地理科学方法教育的主要内容

人们在探索和发现地理规律过程中，逐渐形成了一系列研究地理的科学方法。在基础地理教育阶段，地理科学方法主要涉及地理观察、地理实验、地理调查、地理比较、地理分析与综合、地理归纳与演绎等方法。

1.地理观察方法

观察方法在地理研究中占有重要地位。由于地理现象不易控制或改变，其条件的物理过程更只有依靠观察。我们认为，地理观察方法教育的基本内容应当包括：

（1）了解观察的目的任务。读图观察，详细描述地理位置、地理空间分布格局、地理事物的显著征象和标志、地理现象变化过程等内容；确定某地理现象得以发展的条件；科学地分析和说明所研究的对象，查明现象及其发展条件之间的关系。

（2）了解观察的一般步骤。观察的一般程序是：确定观察的目的任务；制定观察的方案；做好物质准备；进行实际观察；详实的记录；初步描述、解释；观察结果的核实。

（3）学会制订野外观察计划。观察计划包括如下几项内容：①观察目的；②观察重点和范围，一般重点不能多，范围不能太广；③观察提纲，列出需要通过观察获得材料的要目；④观察过程，包括选择观察的途径，安排观察的时间、次数和位置，选择观察的方法和掌握观察的密度等等；⑤观察的注意事项，根据观察的特点，列出为保持观察对象常态的有关规定；⑥观察的记录表格、速记符号，规定有关的统一的参照标准；⑦观察仪器；⑧观察人员的组织分工；⑨观察的应变措施。

2.地理实验方法

实验方法是在人为控制条件下研究对象的一种科学方法。它是人们获取信息和检验理论的基本手段，是近代科学的本质特征之一。由于地理事物和现象不易控制条件，因而地理中的实验大多为演示性实验和模拟性实验。地理实验方法教育的基本内容应主要包括：

（1）了解实验方法的操作要点。实验方法的操作要点是：人为控制条件，“操纵”自变量，使其产生系统的改变；“控制”自变量以外的无关干扰因素，使其保持恒定；“观察”因变量是否随自变量的改变而改变；如果因变量项随着自变量的改变而改变，才可以下结论说自变量与因变量之间具有因果关系。

（2）了解实验的一般程序。一般说来，实验包括如下基本程序：提出问题——构想假说——实验设计——实验实施——观测和记录——分析数据——得出结论。

（3）了解实验的基本要求。实验的一般要求是：严肃认真；消除偏见；必须严格按照各实验步骤和仪器进行实验；准确记录各种数据。

3.地理调查方法

地理调查是地理学最基本的研究方法，也可以说是最有地理特征的研究方法。空间的广泛性决定了地理要把自然界当作天然的实验室进行研究，它能够获取第一手的资料，为正确地解决地理问题提供可能。在地理教学中，要使学生了解野外调查的重要性，并尽可能进行实践。

地理调查方法教育的基本内容应主要包括：

（1）了解调查方法的作用，描述状况、解释原因、预测趋势。

（2）了解调查的一般程序。调查一般包括选题阶段——准备阶段——调查阶段——分析阶段——总结阶段等五个阶段。其中，各阶段的主要内容有：选题阶段包括选择可供调查研究的主题、陈述调查研究的问题、提出调查研究的假设、设计调查路线等；准备阶段包括确定调查内容、准备调查工具、选择调查对象；调查阶段包括收集资料，实施调查；分析阶段包括整理、统计、分析；总结阶段为完成调查报告。

（3）会写调查记录。

4.地理比较方法

区域比较法是地理学一切研究方法的基础。区域比较是地理学科比较重要的研究方法，通过区域间的自然、人文要素的比较分析，使学生更深刻地了解区域特点，从而为学习其他地理知识打下基础。区域比较法能够通过各要素的横向比较，使学生学会举一反三，拓展思维空间，训练学生的逻辑思维能力，使学生“学会学习”。其具体内容包括：

（1）了解比较的一般步骤：选择比较的对象——明确比较的标准——解释比较的内容——得出比较的结论。

（2）了解比较的逻辑规则：事物之间必须有可比性；选择与制定精确的比较标准；按一定的步骤进行比较；既比较外部特征，也要比较本质特性。

选择比较的对象、确定比较的标准、按地理学科的逻辑进行解释，是地理比较法训练的重点所在。

在区域比较中，确定比较标准一般可遵循如下思路：

第一，要素、现象或本质的比较。通过对地理要素（或部门）其全部或部分现象及性质的比较，从比较中找出差异最大的现象或性质作为该要素的特征。

第二，类型和结构的比较。通过对某个要素（或部门）的各种类型在区域内的比重与其他区域作比较，取比较大小顺序或比重最大的类型或成分作为特征。

第三，状态或过程的比较。通过对某个要素或部门在区域的变化状态与别的区域作比较，找出它的特征性状态。

5.地理分析与综合方法

分析与综合是把具体资料概括为理性认识，由事物表象到理性的思维形式。没有分析，要认识复杂事物无从下手；没有综合，对复杂事物就不能得到完整的认识。区域中各要素的复杂性决定了地理学科必须采用综合分析的研究方法。

地理综合分析方法教育的基本内容包括两个方面：

（1）了解分析的一般步骤：分解——分别考察分解出来的各部分或层次——比较各个部分或层次——排除或抽象。

（2）学习怎样把认识对象结合成一个整体加以认识。

6.地理归纳与演绎方法

归纳与演绎是暂时超脱具体资料，而以既有的理性认识为前提，进行由理论到理论的推理过程。其中，归纳推理是以几个个别理性认识为前提，推论出一般的共同理性认识，由个别到一般；而演绎是以一般共同原理为前提，推论和判断对个别事物的认识，由一般到个别。归纳和演绎两者密切结合，是科研工作中重要的思维方法，在选题、安排实验、“研究”设计等方面均起到极为重要的作用。

地理归纳与演绎方法教育的基本内容包括如下两方面：

（1）了解归纳法的作用、局限性及运用时所应遵循的基本逻辑规则。

（2）了解演绎法的作用、局限性及运用时所应遵循的基本逻辑规则。

二、地理科学方法教育的基本方式

在物理等理科的科学方法教育中，人们总结出科学过程与方法教育的“显性”和“隐性”两种基本方式。这些基本方式对地理教学也有很强的借鉴和指导作用。

1.显性方式及其体现途径

所谓显性方式是指在进行科学方法教育时，明确提示研究过程或指出科学方法的名称，传授有关该方法的知识，揭示方法的形式，操作过程，说明原理。教师公开宣称进行科学方法的教育，学生处于有意识地接受科学方法知识的状态。

该方式的特点是，直接向学生呈现某种科学方法的作用、具体步骤、原理依据和适应范围，先引导学生理出清晰的操作程序或操作脉络，向学生提出明确的操作要求或指引思维路线，使学生沿正确的顺序与步骤进行科学探索活动。

显性方式重在解决问题中模仿应用科学方法，对科学方法进行操作训练，使学生有意识地掌握科学研究的方法和策略。这种方式适合于在学生对这种科学方法的感性认识较丰富的前提下，有目的有意识地培养学生的解决科学问题的能力时使用。

【案例1】运用归纳法概括地理环境的差异对人类活动的影响

地理环境差异导致生活方面的差异是多方面的。在教学时可以引导学生在比较地理环境某一方面差异后，接着思考这种差异对人类活动会产生哪些影响。也可以从比较人类活动某一方面差异的基础上，综合归纳人们按照一定区域的地理环境条件，因地制宜地从事生产和生活。

下面列出的是我国南北方传统民居的差异和城市住宅楼的差异。

——北方民居正南正北的方位观比南方强；

——北方民居的墙体严实厚重，南方民居的墙体轻薄；

——从北方到南方，民居的屋顶坡度逐渐增大，房檐逐渐加宽，房屋进深和高度逐渐加大；

——如果不考虑地价、建筑材料等因素，建同等面积的住房，北方的建筑成本比南方高；

——建同样高度的多幢楼房，北方楼房与楼房的南北间距比南方大。

从以上事实可以分析得出以下理性认识：

——北方的冬季寒冷而漫长，南方的夏季湿热而漫长。为了在冬季充分利用太阳光照与热量，北方民居正南正北的方位观比南方强；

——北方民居的墙体严实厚重，利于在冬季保温御寒，南方民居墙体轻薄，利于在夏季通风透气；

——从北方到南方，年降水量逐渐增大，民居的屋顶坡度也逐渐增大，利于排水，减少雨水对屋顶的压力；

——从北方到南方，对保温要求的降低和对通风纳凉要求的提高，民居的房檐逐渐加宽，房屋进深和高度逐渐加大；

——北方的城市住宅楼建设要考虑冬季室内取暖和墙体保温，所以建筑成本高；

——冬季的正午太阳高度自南方向北方逐渐减小，为保证楼房底层正午有阳光照射的楼房间距自南方向北方逐渐增大。

在此基础上综合归纳以下结论：

地理环境差异导致人类活动（如民居、住宅）的差异，人类因地制宜地开展生产生活，适应地理环境，以期人地协调共生。

显性方式侧重如下两种途径：

一是通过解决问题训练科学方法。科学方法教育的意义在于训练学生的智力技能，只有通过实际运用和操作，才能深刻理解科学方法、准确而灵活地运用科学方法。教师应明确地说明科学方法的作用、适用范围以及应用原理和步骤，让学生模仿、操作并加以体会，在运用中掌握科学方法。

注意让学生表达和交流他们运用地理科学方法解决地理问题的步骤。即让学生把解决问题的方法、过程等呈现出来。例如，当教师提出问题、设置地理问题情境后，不急于让学生作出回答，而是通过提问学生：“你准备分几个步骤来解决这一问题？”。当学生解决某一问题后，再追问学生：“你是通过哪些步骤得出这样结论的？”这样，使学生有意识地去了解和归纳地理科学方法的步骤，领悟运用的要领。

二是通过复习知识总结科学方法。复习课的目的是总结知识结构，使所学知识系统化。教师可以比较系统地总结这一阶段所学习的主要科学方法，并通过以往运用科学方法解决问题的实例和教师运用科学方法解决问题的体会来说明科学方法的应用条件和有效性，甚至科学方法的局限性。然后以科学方法为线索来编写例题、练习题，进一步训练学生运用科学方法解决问题的能力。

2.隐性方式及其体现途径

所谓隐性方式是指在进行科学方法教育时，用反映科学认识基本过程的科学方法的一般程式去组织科学知识的概念、规律、原理的教学过程，使学生的认识过程模拟科学探究过程。但教学过程中不明确地说明所采用的科学方法一般程式的作用、具体步骤、原理依据、适应范围等内容的一种教育方式。

该方式的特点是，让学生在运用科学方法解决问题时，自行发现和归纳其中蕴含的科学方法（当然学生的归纳是难以完整和准确的），其重点在于使学生感受科学方法，受到科学方法的启蒙和熏陶，初步体会到科学研究的方法和策略。这种方式适合于学生对这种方法的感性认识不足时，或者这种方法对所研究的问题并不占主要地位时使用。

【案例2】区域分析综合方法在气候空间上的成因联系分析中的运用

地中海气候分布在南北纬30°～40°的大陆西岸。地中海气候北面的温带海洋性气候区终年受西风的控制，因而终年气候温和，降水量多，季节分配比较均匀；北半球地中海气候南面的热带沙漠气候区终年受副热带高压带和信风的控制，因而终年炎热干燥。地中海气候则冬季受西风带控制，夏季受副热带高压带控制，因而冬季温和多雨，夏季炎热干燥。从空间成因联系上分析，地中海气候恰是它北面的温带海洋性气候和它南面的热带沙漠气候之间的过渡类型。

引导学生作如上的分析，可以渗透“分解——分别考察分解出来的各部分或层次——比较各个部分或层次——排除或抽象”分析方法。

分解：引导学生读世界气候类型分布图，找出地中海气候分布区；再找出与地中海气候类型区相邻的气候类型分布区。

分别考察分解出来的各部分或层次：北半球地中海气候北面的温带海洋性气候主导影响因素；地中海气候南面的热带沙漠气候主导影响因素；影响地中海气候的主导因素。

比较各个部分或层次：比较地中海气候与其北面的温带海洋性气候和其南面的热带沙漠气候成因的不同。

排除或抽象：地中海气候恰是它北面的温带海洋性气候和它南面的热带沙漠气候之间的过渡类型。

这种空间上的成因联系分析，教师虽然没有直接传授分析的一般步骤的知识，但按着如上步骤设计教学过程，一步步引导学生发现其中的规律。可使学生在潜移默化中领悟地理分析所遵循的程序。在此基础上再引导学生分析热带草原气候同它北面的热带沙漠气候、南面的热带雨林气候的成因联系。这样，即获得了相关知识，更重要的是使学生学会了空间关系的分析方法。

隐性方式侧重如下两种途径：

一是通过知识教学渗透方法教育。该策略出发点在于：不同类别的知识蕴含不同的方法教育因素，抓住知识和方法的结合点是通过知识教学渗透方法教育的关键。通过知识教学渗透方法教育。例如，区域地理特征的知识中蕴含地理观察、地理比较、地理分析与综合等方法教育因素；地理因果关系的知识中，蕴涵地理分析与综合、地理演绎与归纳等方法教育因素等等。

二是将科学方法与科学知识史紧密结合。这种形式对于地理预测等非逻辑方法的教育尤其适用。在科学方法教育中，非逻辑的科学方法在培养学生的创造能力方面起着十分重要的作用。但由于这些科学方法规律性不强，难以找到相对稳定的程式，所以根据教材的知识体系难以挖掘出这类方法因素，因而现行教材中出现的非逻辑的科学方法很少。为了弥补不足，教材中可以把科学方法和科学史结合起来考虑。教材的这种编排方式可以使学生不仅知道科学家是怎么做的，而且自己也能学会如何去做。