基于核心素养培养的研究性学习活动设计

周胡建

党的十九大提出要建设教育强国，实现“公平而有质量的教育”。就提高质量而言，课程改革所面临的挑战主要是：中国学生合作解决问题的能力比较差；学生自主、自由学习机会太少；解题能力强，但真实情境问题解决能力弱。基于此，我们课题组立足于“生情”“校情”，以研究性学习活动为抓手，通过研究性学习活动的开展，培养学生的问题意识、分析问题的能力、合作意识、科学精神、区域认知、地理实践力，增强学生的社会责任感，树立正确的人地观念，通过活动提升学生的核心素养，培养“全面发展的人”，实现“立德树人”这一根本任务，是当前教学的追求。

一、开展地理研究性学习活动的必要性

古人云：“授人以鱼，不如授之以渔。”研究性学习是以培养学生发现问题、提出问题、解决问题，在活动过程中培养学生合作探究能力、科学精神、社会实践能力为基本目标，通过活动提升学生的核心素养，这也是未来社会的需求。

二、核心素养培养下的“测量当地正午太阳高度及应用探究”活动设计

研究性学习是一种创设类似于科学研究的情境活动，它以“问题”的形式出现，让学生通过调查、收集、分析和处理信息，在探究活动中去发现问题、分析问题和解决问题。让学生在探究问题的过程中获得应有的智慧和能力。研究性学习活动实施过程分四个阶段：问题情境阶段→探究体验阶段→研讨表证阶段→实践活动阶段。

下面以“测量当地正午太阳高度及应用探究”为例，介绍具体的操作过程。

第一阶段：问题情境阶段——确定研究主题

【播放情境图片】图1：12月22日南通某小区日照图，10层以下没有太阳光照。图2：南通某小区太阳能热水器，太阳光斜射在集热板上。

【小组讨论问题】小组讨论，说出你感兴趣的问题。教师将同学们感兴趣的问题写在黑板上，学生投票表决，确定活动主题。（1）南通小区楼间距现状调查。（2）南通太阳能热水器集热板使用调查。（3）测量南通正午太阳高度角。

【组长发言】确定研究主题：“测量当地正午太阳高度及应用研究”。

【自由讨论，确定小课题】选取有价值的问题，确定小课题：（1）测量12月22日前后一周当地正午太阳高度H并推导其变化规律（2）测量学校附近小区前后楼间距是否合理（3）实地走访了解学生所在小区太阳能热水器高度调节使用情况【小组自由选择小课题】学生根据自己的兴趣爱好，各小组自主选小课题【制定研究方案】小组内成员讨论，制定研究方案，完成开题报告。

第二阶段：探究体验阶段：

1.测量正午竿影长度

活动准备：（1）时间：12月22日前后一周（天气晴朗）；（2）地点：空旷的操场；（3）活动工具：竹竿（日影竿）、卷尺、直尺、指南针、手表、记录表、笔、粉笔、细绳。

研究性学习观测记录表

2.活动过程

（1）测量方法参考湘教版必修ⅠP18活动[2]。测量好竿影长度后，第一组：利用正切公式tanH=竿长/竿影长，求出H，比较H大小推导出南通正午太阳高度的变化规律；第二组：借助计算机软件进行数据处理，获得正午太阳高度的规律。第三组：建直角坐标系，绘画出竿影长的日期变化图，推导出南通正午太阳高度变化最值；（2）三个小组选择了不同的方式完成自己选的第2个小课题，第一组：到学校附近多个小区实地测量楼距L和楼高h，楼间距L=ctgH·h，冬至日，南通正午太阳高度最小（34.5°），计算出理论楼间距和实际测量的楼间距，比较判断楼间距是否合理；第二组：到小区居民家中采访和调查问卷的方式了解小区采光情况，从而获得小区前后楼间距是否合理；第三组：通过自己所在小区询问、实地考察、网络收集资料等方式了解南通太阳能热水器高度调节情况。

第三阶段，研讨表征阶段：

1.各小组整理材料，撰写结题报告

结题报告包括以下方面：课题的名称、选题的背景、研究的意义和价值、研究的内容和方法、实施的步骤、研究的结论、提出的建议等。

2.活动成果展示及综合评价

小组展示要点：（1）活动过程中出现的问题及解决措施；（2）分享活动过程中的收获和感受。各小组成果展示结束后，教师要对活动进行详细的总结，特别是对学生整个活动中的表现进行客观中肯的评价，将活动精髓从“测量当地正午太阳高度及应用研究”升华到“科学精神”、“实践创新”等人的培养上。

第四阶段，实践活动阶段：

第一、二组提出建议：

1.希望开发商不能单纯追求经济利益牺牲居民的阳光权，要以人为本保证住户基本的采光需求，楼间距设计要合理；

2.政府部门要加强监管和管理。第三组给出建议：目前太阳能热水器高度调节90%的家庭没有使用，集热板角度一年四季始终不变，如能学会调节热水器高度，集热板角度始终能和太阳光垂直，那样将会提高太阳能的利用效率，也为改善南通大气环境做出贡献。

三、“测量当地正午太阳高度及应用探究”研究性学习活动中蕴含的地理核心素养

“测量当地正午太阳高度及应用探究”是笔者所在学校研究性学习活动之一，这部分内容对学生的空间思维能力、动手能力、综合思维能力要求较高，涉及地理基础知识、数学知识、核心素养等方面。

1.测量活动过程，培养学生地理实践力

在有计划的测量活动过程中，引导学生重视生活中的地理现象，学会观察记录、小组合作，在活动中提高地理实践力，从而提高自己的核心素养。

2.活动结果分析，内化成科学精神

在测竿影过程中，由于各种因素会影响竿影数值，如何使误差达到最小，学生第二天尝试了如下方法：（1）增加竿长高度，使误差数值越来越小甚至可以忽略不计；（2）手表可以选电子手表精确到秒；（3）利用手机app软件测出南北方向。在分析问题的过程中培养了学生的科学态度和科学精神。

3.分析活動原理，体现学会学习

纬度与正午太阳高度相关；上午、下午日影长短及方位关于正午对称相等；一天中正午日影最短，影长与正午太阳高度呈负相关。在活动过程中“何时才会出现最短竿影”？“怎么确定某地测得的影长为当日最短日影”？弄清楚竿影长短变化特点、规律和地方时的关系，需要进行深入的探究和分析，这一过程有助于培养学生分析问题的能力，让学生学会学习。

4.多种方式测量，突出实践创新

在测量竿影长度上，第一组采用湘教版必修ⅠP18的活动方案，利用上午、下午日影落在同一圆弧上求角平分线，当第二天日影落在角平分线上来测量竿影；第二组与第一组类似，但多了以O点为圆心，画了几个半径不同的同心圆，最后确定竿影的位置时采用折中的点；第三组采用定时（12：03）测量竿影。在活动过程中学生的积极性得到充分发挥，创造能力、独立思维能力、操作能力、合作能力得到提升。

四、开展研究性学习活动模式及建议

1.研究性学习活动模式构建：在活动的各个阶段，通过研究性学习活动学习、小组交流、学科融合、开展开放式互动、实践体验等手段，从活动本身升华到人的教育，从而实现学生核心素养的达成，培养“全面发展的人”这一目标。

2.核心素养要开花结果，教师在开展研究性活动时就必须注意以下问题：（1）精准把握核心素养的内涵，分析研究性学习活动中蕴含的核心素养，找准“问题点”，避免生搬硬套，以免学生降低了对研究性学习的兴趣；（2）研究性学习活动过程具有开放性特点，活动结果即使失败，但不同的学生参与的形式和得到的反馈是不一样的，学生在活动过程中能力的提升空间也不相同，核心素养的实现程度也是不一样的；（3）研究性学习活动结果没有一成不变的答案，结果的评价也没有对错之分，评价时要以学生为本，正面积极的鼓励、引导为主，目的是在活动过程中提升学生的核心素养。

（作者单位：江苏省南通市第二中学）