深度学习视角下的高中地理课堂活动实践探究——以“热力环流”为例

刘宇桦

（上海市杨浦区教育学院, 上海 200092）

2019年6月，国务院办公厅印发的《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》（以下简称“《意见》”）指出，要积极探索基于情境、问题导向的互动式、启发式、探究式、体验式等课堂教学，培养学生适应终身发展和社会发展需要的正确价值观念、必备品格和关键能力。这就要求广大一线教师在课堂教学中积极发挥学生学习的主体性，落实学科核心素养。

课堂活动是学生课堂学习的重要载体。然而，并非所有的课堂活动都能发挥良好的效果，有些活动的开展仅仅流于形式，只图课堂氛围的活跃；有些活动则仅仅停留在对学科知识的记忆和简单理解，对学生思维能力和学科素养的培育还十分欠缺。

深度学习是一种基于理解的学习，以发展学生高阶思维和培养学生解决实际问题的能力为最终目标，被认为是学科核心素养培育的有效途径。笔者从深度学习视角出发，以上海版高中必修《地理一》“热力环流”一课为例，分析深度学习视角下高中地理课堂活动的有效实践。

一、深度学习视角下的课堂活动内涵理解

美国教育学家布鲁姆曾将认知领域的学习目标由低到高分为“识记、领会、应用、分析、综合和评价”六个层次。其中，“分析、综合、评价”对应高阶思维的认知水平。关于深度学习的理解，有专家认为深度学习是学生围绕有价值的学习主题，积极参与并获得发展的学习过程；也有专家认为深度学习是学生在教师创设的复杂情境下表现出高度投入、高阶认知参与并获得有意义的学习结果的过程。综合多位学者观点，可以从中发现一些相同的元素，如有价值的学习主题、有意义的学习结果、高投入的学习过程、高阶认知的目标层次等。

因此，本文认为，深度学习是教师结合教学内容和生活实际，创设真实、复杂的学习情境，并依据情境构建活动线索，层层递进，让学生通过自主或合作学习的形式，获得有意义的知识建构，最终实现知识的迁移和运用。

综上，本文认为深度学习视角下的高中地理课堂活动实践应具有如下特征：①创设能够触发学生深度思考的主题情境；②构建能够促进学生意义建构的活动线索；③引发能够激起学生批判思维的认知冲突；④提供能够引导学生迁移运用的实际问题。

二、深度学习视角下的课堂活动课例分析

1.创设能够触发学生深度思考的主题情境

情境认知理论认为，知识并非孤立存在，而是个体在与环境、他人相互作用过程中的意义建构。情境是一切认知的基础，只有当学习被嵌入与之相关的自然或社会情境中时，有意义的学习才有可能发生。因此，情境可以说是深度学习发生的重要基础。

那么，什么样的情境有利于触发学生的深度思考呢？结合深度学习的内涵，贴近学生生活、来源于社会现实的情境更容易被学生所理解和接受；具有一定复杂性和挑战性的情境更能激发学生的主动探究欲望；贯穿全过程的情境更容易层层递进，将学生的思维引向高阶。

“热力环流”是高中地理教学中较有难度的一节原理课。在以往的教学中，教师时常会通过创设多个情境的课堂活动来落实原理的理解和应用，虽然这样的情境创设也能完成教学目标，但是学生所习得的海陆风、城郊风等知识却是相互割裂的。因此，笔者对本节课的主题情境进行了重构（见表1）。

表1 “热力环流”情境重构对比表

本节课依托“构建城市通风廊道系统”的社会热点作为贯穿本节课的主题情境。首先，情境来源于新闻热点，容易被学生理解和接受；其次，新闻介绍的是北京的通风廊道系统，虽然上海也正在积极规划，但至今尚未发布官方的规划图。如此，正好激发上海学生大胆假设、主动探究的欲望。另外，城市通风廊道的设计并不能一蹴而就，学生必须先要认识风，进而找到风，才能借助风来规划通风廊道。由此，在循序渐进的课堂活动中，学生的思维在不知不觉中被引向深处。

2.构建能够促进学生意义建构的活动线索

建构主义学习理论认为，有意义的学习是从学生原有经验出发，建构起新经验的过程。教学不能简单、强硬地从外部对学习者实施知识的“填灌”，而是应该把学习者原有的知识经验作为新知识的生长点，在层层推进中达成深度学习的目标。因此，深度学习视角下的课堂活动应尤其关注新旧知识的联系，保证学生思维的递进式发展，进而上升到高阶水平。

在“热力环流”一课的教学中，以“构建城市通风廊道系统”作为主题情境。下面设计了“识风——了解风的形成过程”“找风——探寻城市潜在的风”和“借风——规划上海通风廊道”三个学习活动，构成整堂课的活动线索（见图1）。

图1 “热力环流”课堂学习活动线索及对应认知基础图

本节课由“识风”到“找风”，再到“借风”的活动线索，符合学生的认知规律，也符合地理问题探究的基本路径。每一项活动的实施，都是基于学生一定的认知基础而展开的。

“识风”是关于热力环流原理的学习。从学生的物理经验出发，在复习物理“热传递”相关知识的基础上进行热力环流过程的探究，降低了入门难度。“找风”则是基于活动一的结论，在明确了产生风的根本原因是地表冷热不均后，进而在城市中找到潜在的风，即找到城市中不同的冷热源地。“借风”是基于活动二已经找到潜在风的基础上，进一步思考如何将风引入城市主城区。为了避免学生对开放性活动手足无措，本环节特别设置了学习支架，即通过介绍北京通风廊道系统的构建方案，引导学生将其规划方法迁移至上海，以提供解决问题的方向。

3.引发能够激起学生批判思维的认知冲突

批判思维是人思维发展的高级阶段，以提出疑问为起点、分析推理为过程、提出有说服力的解答为结果，是实现深度学习的必要途径。课堂活动中的认知冲突，可以激发学生内心的认知失衡，从而提出质疑，产生一种强烈的想要消除内心失衡感的主动探究欲望，进而产生对问题的深度思考。因此，在设计“热力环流”一课的课堂活动时，笔者基于以往的教学经验和课前对学生相关认知基础的测查结果，在活动中有意创设了几处认知冲突，希望能够引发学生课堂的质疑和反思，培养批判性思维。

热力环流原理是学生的学习难点，原因在于学生头脑中原有错误的物理前认知会阻碍其对于该原理的正确理解。因此，教师通过课前测查，捕捉学生观点中的认知冲突，在课堂活动中通过问题链的形式予以呈现和探讨，引发学生质疑，激起学生的认知冲突，从而帮助学生及时完善认知结构。“识风”环节问题链如下所示。

问题1：假设A空气柱中有8个气体分子，则这8个气体分子在A空气柱中如何分布？学生认知观点如下（见图2）。

图2 学生关于问题1的不同观点

学生批判性思考：珠穆朗玛峰的登山运动员登上山顶的照片中有佩戴氧气设备，意味着海拔越高，空气越稀薄，空气中气体分子的分布应该越稀疏。

问题2：假设A地受热，B地遇冷，则气体分子在受热和遇冷之后如何运动？学生认知观点如下（见图3）。

图3 学生关于问题2的不同观点

学生批判性思考：从物理微观角度来看，空气受热导致平均动能增大，分子无规则运动加快，分子间距增大，宏观上的体现即为膨胀，密度减小，就会做上升运动。因此，观点①和②的综合才是完整的解答。

在“找风”环节中，教师要求学生在上海部分城区简图中寻找相较于主城区的冷源，学生纷纷找到了郊野公园、吴淞江、东海等，将海陆风与城郊风融入其中，也在其中暗设了一项认知冲突（见图4）。

图4 “找风——探寻城市潜在的风”环节课堂活动设计

由图4可知，学生对于上海主城区与滨海森林公园之间的热力环流并无异议，即完成了城郊风的学习。但是在看到上海主城区与吴淞江的热力环流图之后，马上就有学生提出了质疑——上海主城区和吴淞江之间，吴淞江一定是冷源吗？此时，更多的学生想到了比热容的问题。于是，将海陆风白天与夜晚的风向变化进行了自主完善，落实区域认知与综合思维素养的培育。

4.提供能够引导学生迁移运用的实际问题

迁移运用是深度学习的最终目的。因此，深度学习视角下的课堂不能仅仅满足于学生对知识、原理的理解，更要能够引导学生运用所学的知识和原理，尝试解决现实情境中的复杂问题。当课堂中所学的原理被应用于真实问题的解决当中，学生就会发现，现实情境中的问题远比教材中的所学知识要复杂得多，需要考虑的因素也更加多元，从而将课堂上的探究自然地延伸到课后，这也正是本次教学变革想要达到的目标。

“借风”环节是本节课的最后一项课堂活动，也是迁移运用热力环流原理的一个环节。在迁移之前，教师首先向学生介绍“城市通风廊道系统”的组成，并且基于“北京市通风廊道系统规划图”，带领学生学习城市通风廊道系统构建的一般步骤（见图5），为后续的方法迁移奠定基础。

图5 北京城市通风廊道系统构建步骤

由图5可见，北京市规划的五条一级通风廊道，除两边的两条直接通过高速公路贯通以外，中间的三条起点均为郊野公园，即利用了城郊风的原理。当视角转向上海，学生会发现，上海也有郊野公园，也可以运用城郊风的原理来“借风”。不仅如此，上海相较于北京还具有临海的优势，即还可以借助海陆风来“借风”。由此，学生打开了思路，可以着手在“上海部分城区简图”中规划上海通风廊道的路线。

同时，在实际的操作和交流过程中，学生会提出许多质疑。例如，风会自己拐弯吗？局地风与大尺度的季风风向不一致，通风效果会好吗？通风廊道的宽度设置多少合适？这些问题的提出都是学生在实际操作中自己提出的质疑，也为课后的进一步探究提供了方向。在本节课的最后，教师肯定了学生提出质疑的态度，并为学生提供了一系列针对这些问题的参考文献，鼓励学生在课后做进一步的探究，完善自己的方案。

三、结语

21世纪是一个信息技术高速发展和社会急剧变化的时代。面对纷繁复杂的世界，单纯以知识灌输为主的教育早已落后于这个时代。如何从“知识本位”转向“素养本位”，是本次基础教育课程改革面临的重要课题。课堂是学生素养培育的主阵地，深度学习是课堂转型的标识，“从课堂出发的变革”需要依靠一线教师对“深度学习”的创造性使用。如何通过课堂活动的设计更好地促进学生深度学习的发生，从而落实学科核心素养，是值得广大教师不断探索的课题。