美国高中地理教材探究活动的特点研究与启示

摘 要：美国高中地理教材《地球科学：地质学、环境与宇宙》十分重视对学生探究能力和创新精神的培养，探究活动贯穿教材的内容编排，探究实验难度层层递进、形式多样，其内容的可操作性、内容的组织形式、内容的呈现都有其特色。

关键词：地理教材;探究活动;特点

探究活动指的是学生通过活动，学习科学文化知识，培养探究能力和创新精神，形成科学的观念和求真求实的态度。探究学习是一种积极自我知识构建的过程，探究活动是探究学习的载体，探究学习是一种教和学的方法，注重学生学习的过程。

对美国高中主流地理教材《地理科学：地质学、环境与宇宙》第二版（以下简称教材）进行分析研究后，发现探究活动始终贯穿这套教材，从教材内容的选择、内容的编排和内容的呈现等几个方面看，探究学习思想都渗透其中。我国新一轮高中地理课标提出对高中学生四大地理核心素养的培养，其中素养之一就是地理实践力的培养，指出地理实践力是人们在考察、实验、调查等地理实践活动中所具备的意志品质和行动能力[1]，这说明我国地理教育仍然重视对学生探究能力和创新精神的培养。探究学习主要以学习活动为依托，在活动中构建知识，夏志芳教授认为通过“活动”形式，切实让学生参与教学活动，增强了教材探究性和实践性[2]。这就指出探究活动主要目的是让学生参与其中，对教材活动的“活动性”提出了更高的要求。本文旨在对美国地理教材探究活动进行分析和研究，以期为我国高中地理教材的编写提供有益的启示。

一、探究活动内容选择凸显实践性

美國地理教材共分上、中、下三册，共30章，2013年由美国麦格劳—希尔（Mc Graw Hill）公司出版，该教材根据美国2012年版地理课程标准《生活化的地理：国家地理标准》指导思想进行修订。标准在对1994年地理标准批判继承的基础上，增加了地理实践素养新内容，主要是培养学生能学会用地理知识分析地理问题、解决地理问题的能力，同时也培养学生的地理实践素养。实验是探究活动的重要形式，美国地理教材对实验探究内容的编写十分重视。该教材共30章内容120个实验，在内容的选择上，每个章节都以“起步实验—技能实验（数据分析实验）—迷你实验—地学实验”贯穿整个章节的内容，从多个角度引导学生探究，培养探究意识和能力。起步实验材料简单、步骤简单、可操作性强;技能实验和数据分析实验注重学生地理技能的培养，如读图、图表分析、图表制作、数据分析和计算能力;迷你实验注重培养学生的操作能力，所需材料相对简单，操作性强;地学实验是整个章节中重要的实验，操作难度和器材都相对比较复杂。从整体来看，实验的难度呈上升状态，每个章节以起步实验作为开篇之言，在章节中会穿插迷你实验和技能实验，以地学实验作为章节的收篇之笔。美国高中地理教材实验的数量多、类型丰富（表1）。

通过表1可以看到，美国的地理实验数量多、类型多样且具有较强的可操作性，从不同的角度对学生的能力提出要求。本文主要以“地表水”一章为例进行分析研究，表2是“地表水”编排的实验。

开篇起步实验“水是如何渗透的？”是以问题引出探究的实验，对新课导入性强，明确每个活动的步骤和所需要的器材。由于是起步实验，所需要的器材相对简单易取，只需要纱窗、草皮、水和盆就可以操作。实验结果只要求学生能够“描述”和“推断”地理现象，总体来说实验要求相对比较简单，步骤简洁和容易操作。内容的选择切合主题同时也符合学生的生活经验，把学生已有经历与教材内容相结合，激发学生对本节内容探究学习的兴趣。技能实验关注读图能力和分析数据能力，通过图表分析，培养学生用批判的眼光看待问题，问题设置难度层层推进，学生能推断出结论并利用实验进行验证。“沉积物如何在河流中移动？”主要考查水如何搬运和堆积，是一个比较抽象和难理解的概念，实验以问题为导向，学生在做实验的过程中，可以清楚认识到水流的速度如何影响它可以搬运的颗粒，注重对学生统计和计算能力的培养。在湖泊小节中，设置迷你实验“地表物质怎样决定湖泊形成的位置？”，整个活动设计主要分为四个步骤，每个实验的共同点是第一个步骤要求学生遵守实验室安全守则，需要学生动手的步骤主要分为三点：①准备三个干净的塑料盆，分别用沙土、黏土和砾石装至半满;②将各个盆中的物质轻轻压实，然后在每一个表面挖一个浅坑;③将500ml水缓慢倒入每一个浅坑中。活动操作的步骤和要求都做详细分析，对实验目标有从描述到比较再到推断这三个不同层面的要求。每个章节结束会有关于“地理科学与社会”的写作专题，“地表水”章节写作是“每年3月22号是世界的水日。请你制作一本手册，解释为什么需要这样一个节日以及为什么更多的人应该了解这个节日。”这部分内容主要是对社会问题的关注和对知识的迁移应用。2016年《地理教育国际宪章》指出地理关注地方和全球尺度的人类经验，也关注不同尺度的人类经验之间的相互联系[3]。这说明地理教育中渗透环境教育的重要性。美国地理课标的内容指出“能够将空间观、环境观应用到生活情景中去”，从这个角度出发，地理教材的编写也贯穿了这种课程理念，选取内容与社会的热点相联系，培养学生的动手能力，收集资料的同时，也培养学生的环保意识和观念。

二、探究活动内容组织注重逻辑性

地理教材是学生学习的载体，教材探究活动组织形式也决定学生探究过程的质量，如果活动难度过大或不容易操作，那么这个探究活动在一定程度上可以说设计不成功。美国地理教材每小节由核心问题和关键术语组成，以“问题形式”过渡到本节课的内容，整个章节都是以问题贯穿于课文的内容，如“水循环”内容后面会有一个读后的自查，解释“如果水到达地表，会发生什么情况？”，类似问题会出现在课本中比较重要的内容。每个实验之前都有一定的背景资料介绍或根据课文内容的设置而设立相关的实验资料，这些材料起到先行组织的作用，引发学生对实验进行了解。 如“推测河流流速”地学实验中就先提供背景资料，叙述什么是河流的流速、影响河流速度的因素，进而提出实验的问题“坡度对流速有何影响？”。编者根据资料提出与实验相关的问题，把探究活动置于地理实验之中，实验分析也设置相关提问情境，让学生在探究之后对问题进行更深层次的研究和分析。在实验结束之后设置“拓展探究”，让学生根据探究内容的情境自主设计“河床的质地对水流速度的影响”，这样既培养学生对地理问题探究的能力也培养科学的态度。美国地理教材探究活动的编排难度是逐层递进、呈螺旋上升分布的由易到难、从简单到复杂，实验目的设置从“描述”“指出”“比较”“解读”“应用”“推断”再到“预测”，这些行为动词可以看出教材的编写符合布卢姆认知分类目标，同时也符合学生的心理认识规律。例如，地学实验的实验分析共四个问题，首先解读数据，然后应用，之后推断，最后预测（图1），对学生能力培养是从解读数据、分析数据、推断数据到对数据预测，能力要求从低到高，层层递进，一方面培养学生的能力水平，同时也符合学生的认知心理。

教材是学生学习的重要资源，教材编排只有符合学生的认知心理才能更好激发探索知识的兴趣。美国地理教材开章首页都会有一个起步实验，这个实验是整章节的开篇之幅，既可以培养学生的动手能力也引发学生对地理学习和探究的兴趣。当然探究活动的教学过程也离不开教师的指导，美国探究活动中最鲜明的特点是对学生的指令很清晰，无论是问题的设置还是实验的步骤和要求都做出了具体要求，学生按照指令可以个人或是同伴一起完成。如“沉积物如何在河流中移动”的技能实验中，实验目的是培养学生的批判思维，批判思维是美国新一轮课标的重要指导思想，要求学生学会用批判思维去看待地理问题。其中，运用“指出”和“推断”两个行为动词规定了学生应达到的学习效果，更深层次培养学生的地理思维能力。

三、探究活动内容呈现突出情境性

美国地理教材无论是活动性课文还是叙述性课文都有大量插图，章节首页是一幅关于本节课内容相关的背景图。“地表水”的开章是山间河流的插图，图片色彩鲜明、情境真实、直观形象。如技能实验内容呈现，主要用图文相结合的表现形式，通过图表的解读从而达到实验的目的。对于实验的文字解读相对比较简单，主要是关于原理性知识和实验目标的内容，表述简单清晰。技能内容是關于对“流速与颗粒关系图”的解读（图2），横坐标是流速，纵坐标是颗粒的直径，由图可以清楚看到流速与颗粒之前的关系呈正比例，流速越大，颗粒直径就越大。实验目的是对学生读图技能的培养，相对于文字来说，图表包含内容和信息量相对较多，而且能让学生清楚了解到两者之间的关系，既培养读图析图能力，同时也培养数据分析和处理的能力。

其中，地学实验比较突出的特点是难度大，对学生动手能力要求高，重视对学生知识迁移和探究应用能力的培养，实验所用材料相对前面实验所用的材料更复杂，实验结论更为系统。大体可以分为三部分内容：实验材料，实验步骤，实验分析。实验分析更多是考查学生对知识的迁移和应用，不仅能推断“河流的流速”，而且能制作图表对某个倾角的流速预测，鼓励学生动手实践的同时，也注重对其图表制作能力的培养。测量坡度与流速关系时，对于量角器的使用有明确指示（图3），这也为整个实验的数据分析提供参考，使比较原理性的知识更加直观形象。此实验与前面几个实验最大的不同之处是增加了预测的要求，预测是考查学生对知识的迁移能力，同时从学生的预测中可以评价他们对知识的掌握情况，进而得出学生能力是否达到学习目标要求。

四、对我国地理教材探究活动编写的启示

1.加强不同类型地理实验设计，培养学生地理实践力

美国地理教材探究活动主要从自然科学视角出发，涵盖内容丰富，包括地质、地貌、水文和气象等地理科学内容。多样化的探究活动不仅有助于培养学生的创新意识，同时也有助于培养学生的地理实践能力。我国人教版2018年根据新课标出的地理教材每个章节后“问题研究”探究活动的操作性可能相对要来说要求没有美国地理教材强，但对学生和教师的要求比较高。我国地理教材探究活动更多偏重于对“观察”和“分析推理”技能的训练，对“测量”和“预测”能力的培养有所欠缺。美国地理教材每个章节篇幅以操作性强的探究活动作为章节导入，不同能力层次的实验活动贯穿教材章节，这值得我国教材思考和借鉴的内容。

2.注重地理教材组织的逻辑性，培养学生地理思维

学生是学习活动的主体，能力是在知识建构的过程中提高和发展的，这就要求地理教材探究活动的组织编制符合学生的认知心理。美国教材内容编排难度层层推进、阶梯上升，从基础实验入手，不同的实验对学生的能力要求不同，从不同角度培养学生的地理思维，如学生的语言表达能力、观察能力、分析能力和迁移应用能力等，符合学生多元智能发展。我国地理教材探究活动编排更多从学生知识能力层面考虑，缺少对学生思维能力的渗透和指导，每个章节后问题探究专题难度也较大，对学生能力要求较高。

3.联系真实情境设置地理问题，体现地理学科实用性

美国地理课程标准提出“生活化地理”，生活化地理要求从生活中地理问题出发，同时说明地理探究活动编写情境要有真实性和实用性。美国地理教材每个活动都会设计一个特定生活问题情境，增加内容的趣味性和吸引性。例如，把问题情境生活化，以生活中常见问题的形式导出原理的知识再过渡到实验的内容，或者把探究活动作为前备情境，作为探究拓展主题的过渡内容。精细化问题情境过渡自然和顺畅，使学生知识层面和心理层面都比较容易接受。同时把问题情境生活化也体现地理实用性的特点，把生活中的问题与地理学科相结合，更好凸显地理的实用性。

*资助项目：全国教育科学规划课题“基于教学过程分析软件的中学课堂教学行为诊断与优化研究”（FHB160567）;广西教育科学“十二五”规划2015年度广西教育教学法研究基地专项课题“高中地理课堂教学行为诊断与优化研究”（2015JD402）。

通讯作者：张胜前

参考文献：

[1] 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.

[2] 夏志芳.地理课程与教学论[M].杭州：浙江教育出版社，2003.

[3] 国际地理联合会地理教育委员会.地理教育国际宪章[EB/OL].http：//www.igu-cge.org/charters/，2019-12-20.