问题式教学促进地理综合思维发展

2022-11-20 04:09郑晓东杨小娜
吉林省教育学院学报 2022年5期
关键词:海冰学科情境

郑晓东,郭 岩,杨小娜

《普通高中地理课程标准(2017 年版2020 年修订版)》关于学科核心素养指出:学科核心素养是学科育人价值的集中体现,是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力。如何在高中地理教学中落实地理学科核心素养,教师需要不断反思教学实践的方式和方法,尝试更多地运用问题式教学等。笔者基于问题式教学与地理学科综合思维发展的关系,试结合具体案例进行探讨。

一、问题式教学

(一)问题式教学是用“问题”整合相关学习内容的教学方式。问题式教学以“问题发现”和“问题解决”为要旨,在解决问题的教学过程中,学生运用地理的思维方式,建立与“问题”相关的知识结构,并能够由表及里、层次清晰地分析问题,合理表达自己的观点。

(二)问题式教学的关键点。高中地理学科问题式教学倡导遵循地理学科的教学规律和认知规律,将学生地理思维能力的发展贯穿在整个地理学习过程中,为学生地理学科的学习和教师的指导提供更好的学习载体、更多的学习资源和搭建更优良的学习平台,让学生能够主动、自觉地寻找和探求解决地理问题的途径,这对于学生的成长意义重大。

问题式教学的关键点之一:“问题”。思维往往是从问题开始的,“教学过程是一种指出问题和解决问题的持续不断的活动。”因此,真正实现问题式教学,一定要通过问题的引领,在教学中设置形式多样、具有启示的地理问题,来引领学生的地理思维发展,学生在发现问题、分析问题、解决问题的过程中,实现地理学科的有效学习。问题式教学关键点之二:“情境”。问题要出现在情境当中,先以学生的认知水平和知识基础为起点设计恰当的教学情境,将教学目标与教学情境相结合,情境贯穿教学的全过程;然后将情境转化为地理问题,基于真实情境设计开放性问题,构建问题的思维链条,使其成为学生发展地理思维的支架。问题式教学关键点之三:“自主”。自主的含义就是学生才是学习的真正主体,通过学生的分析、探究、实践等方法来实现自己的学习目标,学生参与到地理问题解决的全过程之中,以此来培养学生所应具有的能动品质。

(三)地理学科问题式教学的探究实践。具体实践操作如下,首先是问题式备课,理清思路,确定两个备课核心,即备学生、备问题。备学生就是要确定所教班级的典型学生,建立学生个人学科成长档案,再通过大单元及每节课的调查问卷综合学生存在的问题;备问题就是教师通过备课程标准,备教材预设的问题,备学生调查问卷中集中反映出来的问题,备在课堂上可能随机生成的问题,并且把各类问题及时整理、记录,形成问题资料库。

第二个做法是问题式授课,主要设计使用两图,即单元及每节课的知识结构图和问题流程图,能帮助教师更好地理清教学内容的层次和步骤,知识结构图能帮助学生加深对知识的理解,提升归纳总结、举一反三能力。问题式授课中,根据学生的认知层次,把教学过程划分为三个阶段,即观察与导入,探索与研究,归纳与应用。每个阶段依据教学目标设置相应的学习任务或学习活动,每个活动中提出若干问题,通过任务驱动、问题引领,使学生深入投入到学习活动中,实现活动全覆盖,教师把课堂充分交给学生,使学生在地理学习过程中调动各个感官,学生听、学生看、学生讲、学生想、学生做,动与静有效组合。在学生学习过程中,教师的行为与学生的行为相匹配。

与此相对应,教师的教学需要不断修正和完善,教师的教学设计包含六个环节即课程的分析、学情的分析、教学目标的设计、教法学法的设计、教学流程、课后回顾等。从上述问题式教学模式实践的操作来看,地理学科问题式教学力争实现以下目标:首先,学生是地理课堂学习的真正主人。地理学科问题式教学是以学生为中心,学生是概念的建构者以及问题的真正解决者,教师的任务是为学生提供学习材料,与学生共同开发课程资源,在此基础上引导学生进行自主学习,同时教师还要监控学习的整个过程,帮助学生的学习计划正常有效地进行。地理课堂展现的是问题的思维过程,在反复提问、解疑的过程中,学生自行领悟学习方法,积极地锻炼表达能力,学生地理学习的问题意识以及探索精神得以不断发展。

第二,教师是学生地理学习的促进者和引导者。地理学科问题式教学开始之前,教师要寻找适合学生的学习方法,精心设计适合学生的学习策略、学习资料,开发校本课程资源等,为学生创造良好的学习环境,为学生创造积极投入地理学习活动的机会。学习过程中,教师要倾听、记录学生的学习情况,师生、生生互动,通过层层深入的设问来引导学生不断完成学习任务,探索新知。

第三,地理学科问题式教学以问题为中心。地理学科问题式教学把学习内容置于复杂的有意义的活动和问题情境中,激发学生学习的动机。学生将学习与地理任务或地理问题联系起来,通过自主、探究、合作学习,在解决复杂有意义的问题的过程中,获得隐含于问题背后的地理学科知识,形成解决问题的技能,并不断提高自主学习的能力。

第四,学生积极寻找同伴开展合作学习。在地理学科问题式教学中,问题有可能是过于复杂或结构不良的,学生在学习活动中需要以小组为单位进行合作学习,共同完成学习任务,实现问题解决,实现对所学地理知识规律的意义建构。在合作学习中,学生需要主动地、积极地参与到学习共同体的活动中,寻找自己的学习伙伴,合作探索解决问题的方法。

二、地理综合思维素养及水平层次

(一)地理学科核心素养。学生发展核心素养包括思维品质、个性品格等,是关于学生知识、技能、情感、态度、价值观等多方面要求的综合表现,指向学生成长的过程,关注学生在成长过程中的体悟。任何一门学科都具有促进学生形成“特殊的思维品格、思辨能力和创造素质”的独特价值。地理学科核心素养主要包括人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力,它们是相互联系的有机整体。

(二)地理综合思维素养。地理综合思维素养是指人们运用综合的观点认识地理环境的思维方式和能力。地理学研究对象复杂,表现在自然、人文等诸多要素相互交织,在不同的区域中地理要素的组合和联系是多种多样的,地理事物和现象还在不断地变化、演进中。因此,地理学作为研究地理环境以及人类活动与地理环境关系的科学,不仅限于研究地球表面各个要素,更重要的是把它作为统一的整体,对其进行要素的综合分析、区域的综合分析,以及时空的综合分析等。

综合思维作为一种思维方式,强调整体观念(要素关联)、时间观念(发展变化)和空间观念(区域特性),因此可分为要素的综合、时空的综合和地方的综合。如,黄土高原自然景观的形成,其实就是对黄土高原的地貌、水文、气候、人类活动等诸多自然要素和人文要素在历史发展过程中如何作用的综合分析。

(三)地理综合思维素养水平层次划分。地理学科核心素养的等级划分沿两个向度思考:一个向度是“情境”,测评学生在不同的情境状态下,能够做什么。另一个向度是“深广度”测评学生在一定的情境状态下,能够怎样做。这两个向度相辅相成,在学科核心素养的水平分级中体现出学科表现的四级水平,分级的依据就是学生在一定的学习情境(如生活情境、学术情境、真实情境、模拟情境)中,展现出的学科核心素养的不同水平。

三、问题式教学促进地理综合思维发展的案例

以人教版高中地理必修一第三章问题研究《能否淡化海冰解决环渤海地区淡水短缺问题》一课为具体案例,研究问题式教学对地理综合思维发展的促进。

(一)设计思想。我国大部分地区位于中纬度北温带地区,受气候及水文条件的影响,只在渤海和黄海北部沿岸部分海域有冬季结冰现象。我国华北地区,尤其是环渤海地区严重缺水,甚至制约了当地的经济发展和生态建设。既然环渤海地区淡水短缺,而冬季沿海海域有大面积海冰,是否可以利用简单的技术将海冰转化为淡水,解决环渤海地区的缺水问题呢?

此问题与人教版必修一第三章《地球上的水》的教学内容密切相关,更引导学生关注民生、关注基本国情、关注国家发展。《能否淡化海冰解决环渤海地区淡水短缺问题》的问题研究能引导学生建立地理各要素的联系,认识与水相关的自然地理现象、过程及原理,进而从地理视角辩证地分析自然地理环境与人类活动的关系,树立人类与地理环境协调发展的观念。本节课以促进学生地理综合思维发展为宗旨,利用环渤海地区“淡水资源严重短缺”的现象和影响设置真实的问题情境,通过问题链的设计层层深入进行探究。学生基于渤海海冰资料,结合区域地理知识和《地球上的水》的相关原理,针对问题研究的开放性问题提出解决方案。

(二)实施过程。主要包括:设计问题情境、判断研究方向——确定研究思路、制定研究方案——收集相关素材、明确解决问题——开展主题探究、交流展示成果。

1.设计问题情境、判断研究方向。问题情境的设计首先提供环渤海地区“淡水资源严重短缺”的现象和影响,学生感知土地干裂、农业减产、河流断流、工厂停工等现象,提供全国淡水资源分布图,全国水资源人均占有量等相关图表数据进行分析,讨论影响环渤海地区淡水资源严重不足的影响因素,学生们认识到淡水资源短缺成为影响环渤海地区可持续发展的首要问题,必须解决。提供相关跨流域调水的资料,引导学生认识引黄济青工程、引滦入津工程和南水北调工程等现有跨流域调水措施的局限性,这些措施只能缓解部分城市的缺水问题,进一步思考还有哪些措施有利于缓解淡水资源的紧张状况,将学习视角转向海洋水资源的开发和利用。学生对环渤海地区的水资源状况及渤海海冰资源状况形成初步感知,引起研究兴趣,调用学过的地理知识对所研究的问题进行研究方向的判断,即从海冰资源量、淡化海冰的技术、淡化海冰生产淡水的经济可行性等方面选择自己感兴趣的部分展开研究。在这个过程中,关注学生的综合思维水平层级,补充相关问题,使多数学生的综合思维水平层级达到水平2:能够对给定的简单地理事象,从多个地理要素相互影响、相互制约的角度进行分析;能够结合时空变化,对其发生、发展进行分析,给出简要的地域性解释。

2.确定研究思路、制定研究方案。学生依据问题情境提出相关问题,对如何利用海冰的问题进行细化,根据自己的兴趣进行研究方向的确认,组成研究小组,并制定小组的研究思路和研究方案。如关于海冰资源量的研究,海冰是在低温条件下海水的冻结物。学生们分析海冰资源量的影响因素,海冰的形成与海区所处纬度、风向、洋流、海水深度等因素密切相关。不同海域的海冰资源量不同,渤海的海冰在海岸边最多,通常情况下,距离海岸10 千米以内的海冰资源量达到最大。根据海冰的形成速度,一般在气温小于等于零下4℃时,渤海的海冰每天形成1.86 厘米,因此,气温越低,海冰量越大,同时,开采越频繁,海冰资源量越大。人们可以通过遥感技术实时获取渤海海冰的空间分布,进行资源量的测算。

学生需要解决如下问题:渤海海冰资源是否可开采利用?为什么?渤海海冰的形成因素有哪些?是如何影响的?为什么渤海海冰可开采次数由北向南递减?在这个分析过程中,学生们研究影响海冰资源量的因素,多数学生的综合思维水平层级能够达到水平2。

3.收集相关素材、明确解决问题。学生研究小组分工合作,多角度、多途径收集相关素材,进一步深化对环渤海地区水资源危机、海冰资源开发利用的技术、海冰淡化的经济可行性的思考,明确海冰开发需要解决的问题。如关于海冰资源开发利用的技术研究,需要围绕三个关键问题进行展开,即目前的海冰淡化技术主要有什么?采取相应的方法淡化海冰,产生的高浓度盐水如何处理?海冰淡化的成本情况,从经济角度看,是否可行?

目前的海冰淡化的主流技术有两种,即:重力脱盐和离心脱盐,需要有重力脱盐池、离心脱盐机。通过这两种方法处理过的海冰,盐度能降低到千分之一,达到淡水的标准,同时成本也比直接的海水淡化更低。但由于海冰资源分布不均,开采只能在冬季进行,同时海冰大量开采后,海水的盐度又会升高,这样,沿海的生态环境会发生变化。淡化海冰形成大量的高浓度盐水,如何处理,一旦将盐水回排入海,渤海的海水盐度增加,沿海地区的土壤盐渍化也可能加剧,陆地上的地表径流和地下径流水质也会下降,生态失衡,海冰的开采对沿海地区的气温也会造成影响,沿岸气候会出现变化。因此,区域的发展需要开发自然资源,但要以生态环境的保护为前提,不能以牺牲环境作为代价,区域的发展要走可持续发展的道路。

在此分析过程中,学生研究海冰开发技术及对沿海生态环境的影响,多数学生的地理综合思维水平层级达到水平3:能够结合给定的复杂地理事象,综合各要素,系统分析其相互影响、相互制约的关系,从时空综合维度对其发生、发展和演化进行分析,给出合理的地域性解释。部分同学达成水平4:能够对现实中地理事象,如自然环境的变化、区域发展、资源环境与国家安全问题等,运用要素综合、时空综合、地方综合的分析思路,对其进行系统性、地域性的解释。

4.开展主题探究、交流展示成果。学生研究小组开展相关主题探究,如针对渤海海冰资源的研究、渤海海冰淡化技术的研究、海冰资源开发对沿海生态环境造成的影响研究等,并形成可行性报告。交流展示成果,学生综合分析阐释观点,即针对开放性问题表达小组的研究结论,是否赞成提出论据,并对不同的观点进行评价,同时反思自己的研究过程。通过学生们的研究与交流认识到,解决环渤海地区淡水资源短缺问题需要多种途径,既要开源又要节流,海冰淡化属于“开源”措施,是具有中国特色的创新研究,随着相关研究技术的突破、经济成本的降低,海冰淡化有可能成为环渤海地区低碳经济、可持续发展的新措施。

综上,高中地理教学中基于问题式教学的实践是学生在贯穿学习全过程的情境中不断探究,发现问题、解决问题,经历地理思维发展的过程,能够帮助学生地理综合思维不断发展。

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