梅柏军 黄雷
一、问题的提出
科学史教育在国外开始较早,20世纪初,萨顿(George Sarton)开始在哈佛大学教授科学史。重视科学史(History of Science)教育是当代国际科学教育改革的趋势之一。袁维新在研究国外众多文献的基础上总结出科学史教育的4点教育价值:促进学生把握科学的本质;促进学生的知识构建;提高学生的人文素养;培养学生的批判精神[1]。李醒民认为,科学史有认知价值、方法价值、教学价值、平衡价值和人文价值[2]。
作为科学重要组成部分的地理学,我国对地理学史教育的研究开始较晚。通过在中国知网中输入关键词“地理学史”或“HPS(科学史、科学哲学和科学社会学)地理”检索,可以发现与地理学史教育相关的文章数量较少[3],目前的研究内容有地理学史的现状调查研究、价值研究、教材及教材对比研究、地理学史教学研究,张家辉,袁孝亭[4]探讨运用地理学史培养学生地理素养的策略及价值是一项具有较强实践价值的课题,并认为地理学史教育可以促进地理知识的理解、地理学科能力的发展、地理方法的获取、地理思想的形成、地理品质的养成。梁家伟、何沁书基于HPG(地理科学史与地理教育)视角,以新版高中地理人教版必修一、必修二和中图版必修一、必修二为分析样本,对四本教材中HPG内容进行编码统计与对比分析,深度挖掘两个版本教材HPG内容的选择维度与编排体例的特点[5]。
2017版地理课程标准的基本理念之一是培养学生必备的地理学科核心素养,即具备家国情怀和世界眼光,而地理学史教学成为其达成方式之一。但从目前的研究来看,地理学史教学仍面临不少问题。首先,高中地理新教材中地理学史内容相比老教材数量增加,但教材中的教学资源远远不够,还需要补充并创编教材外的地理学史内容。其次,地理学史教学的呈现多为简单的点缀和附加,课堂教学停留在较浅的层面,作为最高层次的重构式(基于历史事实引导学生在学科发展的时间线索中思考知识的发生与发展)教学较少。[5]最后,多数研究关注地理学史的价值和意义,但地理学史融入地理教学的有效性归根到底要经过课堂实践的检验,这种教学实验研究必不可少。基于此,笔者所在学校地理教学团队开展地理学史融入地理教学的课题研究。
二、高中地理教学中地理学史资源的开发
地理学史是反映地理科学产生、发展和形成的历史。与纯粹的地理科学史相比,我们不是为了历史而研究历史,而是为教育研究历史,这样的研究即教育取向的地理科学史研究。
该研究主要通过对地理课程中的概念、规律、原理等的历史进行研究,例如,地带性规律是谁提出的?怎么发现的?如何演进的?地理教育取向的地理科学史研究可以理解为地理学史教学资源的开发研究,其目的是为地理课堂教学提供相关材料。地理科学研究事物或现象的时空变化,因此地理科学史知识内容更加丰富。如何在浩瀚的知识海洋中整理出适合高中地理课堂教学的資源,工作量巨大。
1.梳理教材中的地理学史内容
根据科学史的研究,采用David F·Robitaille(1993)在进行TMISS调查时的科学史内容分类编码方法,将教材中的地理科学史内容分为地理科学理论与思想、地理科学家(对地理学家的生平进行简要介绍)、重大历史事件(历史上发生的对地理学发展产生重要作用的事件)、地理科学发明与探索。[6]以人教版必修一、二为例,科学史内容数量由2017版老教材的26个[7]增加到2019版新教材的42个[8],地理学史内容的增加也足以说明它的教育价值逐渐被认识。团队结合他人研究成果,详细梳理2019版新教材中必修一、二,选择性必修一、二、三的内容,为开展教学服务。
2.完善教材中的地理学史内容
人教版新教材中的地理科学史内容大多出现在章节的前言(导入)、案例和自学窗位置,一般篇幅短小,内容简略。在具体呈现地理科学知识研究过程,开展深层次教学上较为困难,因此教师可结合教材内容搜索文献资料,查阅大学教材或历史书籍完善地理科学史内容,使地理课堂的地理科学历史话题更完整、有趣。例如,“常见地貌类型”一节的前言部分以《徐霞客游记》中描述西南喀斯特地貌的一句话引入,地理学史内容只起到点缀作用,因此可以在《徐霞客游记》中查找更多典型描述喀斯特地貌特征的句子,或者根据徐霞客的游行路线设计课堂活动,让学生“重走”徐霞客之路,以此来认识喀斯特地貌的类型、特征和形成原因。
3.创编教材外的地理学史内容
人教版新教材之外还有很多地理学史内容,要基于中学生的认知规律和新课标要求,创编一些适合高中地理教学的地理学史内容。创编地理学史内容的渠道多样,一方面可以参考鲁教版、中图版、湘教版、沪教版教材,整合相关地理学史内容;另一方面可以结合授课课题,查阅相关文献资料,编制内容。创编的地理学史内容要适合中学教师使用,适合中学学生学习,编制的内容需要经过同行或地理专家审核,以确保内容的科学性和适用性。例如,“土壤”一节中的土壤形成因素,教材中仅提到土壤是母质、气候、生物、地形和时间五大自然因素的产物,那么成土因素的学说是谁提出的?是在什么样的环境下,怎样研究得出的结论?需要教师带着学生追根溯源。因此,道库恰耶夫创建的土壤形成因素学说的历史信息就可以用于课堂教学。
三、地理学史融入地理教学的方式
1.地理学史融入地理必修课教学的课例开发
地理学史融入地理必修课教学的关键在于如何融入?吴骏和汪晓勤在总结国外一些学者提出的数学史融入数学教学的方法后,将其整合和改进为附加式、复制式、顺应式和重构式四类[9]。附加式和复制式是地理学史较低级的使用方法,重构式是最高层次的用法。袁维新认为将科学史融入科学课程与教学, 已成为当代科学教育改革与发展的一大特点,将科学史融入科学课程的方式主要有三种:用故事形式引入科学史;用探究型课题形式引入科学史;用专栏或科学史专题形式引入科学史[10]。
基于国家地理课程标准和人教版必修和选择性必修教材并结合上述融入方式,开展地理学史融入必修课教学的课例开发。教学过程要展现科学家如何寻找证据,如何在前人的基础上推进科学进步的过程,让学生如同地理学家一样思考、探究问题。笔者前期以“全球气候类型”一节为例,利用重构式的方式将地理学史融入到地理教学中,该文章已发表在《地理教学》。本研究中课例开发工作量巨大,需要团队分工协作。
2.地理学史融入地理教学的校本课程建设
建设地理学史校本课程是渗透地理学史教学的重要方式,学校需要结合自身定位和学生特点开设不同的地理学史校本课程,课程可以完全讲授地理学史,也可以部分涉及地理学史。以下是笔者所在学校正在开展的两项地理学史校本课程。
一是《地理学家的科学探索之路》,该校本课程以中国地理学家为主题,如竺可楨、施雅风、李四光等,讲述多位地理学家的科学探索之路。课程采用教师讲授和学生探究两种授课形式,前者为教师直接讲授地理学家的成长故事、主要研究成果,后者需要教师将地理学家分配给不同组别的学生,学生围绕地理学家的生平事迹、科学探索故事或趣闻轶事、主要学术贡献进行资料收集、整理、研究和分享,最后撰写一份研究性学习报告或小论文。该课程还倡导学生要像地理学家一样做研究来增加实践机会,通过地理知识的探索发现过程及自身的实践体验,增强学生的地理学习兴趣,提高地理科学素养,培育地理实践能力。该校本课程的建设概况一文也已发表在《地理教学》期刊。
二是南大—天一《地球与空间科学探究课程》,该校本课程是基于天一中学“三高协同”育人模式,与南京大学建立“高中—高校”合作平台,立足于普通高中课程方案和地理学科课程标准(2020年修订),建设跨学院跨学科的融合课程,由十多位南大中青年骨干教师组成的团队进行授课。该课程由十多位教授分别讲授宇宙中的地球、大气圈、水圈、岩石圈、生物圈、海洋和地理信息系统七个主题14节内容,每一个讲座的内容皆为该主题的发展历程、学科前沿知识,讲座涉及大量地理学史内容。以杨龙教授的“水文循环:地球上的水如何存在和变化?”一节为例,杨教授讲座开始就为同学们讲述了水文学史,地球上的水从哪里来,河流起源的三种解释以及众多水文学家的科学研究历程。大学教授以其渊博的专业知识助力地理学史教学,渗透地理学史教育,况且大学教授在科学研究中发现问题、解决问题,推动地理学科发展的过程本身也是地理学史内容。
3.地理学史融入地理教学的评价研究
评价的根本目的和核心是为了促进学生的发展,教师素养的提升。通过对地理学史融入地理教学的评价,为教师和学生提供有效的反馈信息,从而不断改善用地理学史教与学的过程和方法。因此,应建立多元化评价方式来评价地理学史融入地理教学的效果。第一,通过调查问卷、访谈,了解学生对融入地理学史教学的态度;第二,授课教师可通过回看视频录像总结教学的收获和不足;第三,多开设展示课、研究课,让同行参与评价;第四,进行问题理解测试和对比研究。用纸质测试分析实验前选取班级的学生对科学知识本质的理解情况及程度,经过一学期的实验研究,在期末结束时再进行实验效果检测,并将测试前后的结果进行比对,科学分析教学效果。
四、反思与展望
本课题自开始研究至今已有一年多的实践探索,从起初的整体构架到推进实施的过程中遇到众多困难。由于团队力量不足及中学教师的专业知识储备有限,在编撰地理学史内容的过程中需要花大量时间搜集资料,导致研究进展较慢。因此后续研究会尽可能吸纳更多外校的同仁参与研究,加大学校间的人员互通、信息交流、资源共享,尤其是高校资源,借助本校的“三高合作”契机,争取更多的机会与大学教授交流,利用高校的地理学史文献资源。
对于地理学史教学的校本课程构建仅是初步尝试,仍有许多需要进一步完善的地方。第一,《地理学家的科学探索之路》课程仅是中国几位地理学家的介绍,后续可开发国外地理学家专题,如洪堡、道库恰耶夫、戴维斯、柯本等著名地理学家。课程提及的地理学家都为自然地理学领域学者,后续可开发人文地理学家的课程,最后形成一个系列。第二,该校本课程的内容结构可进一步调整,以自然地理和人文地理的各要素为专题,搜集各专题的主要地理学家并进行分类教学。第三,该校本课程目前在本校普通高中实施,今后可覆盖到国际部(AP课程教育中心),通过授课或讲座的形式介绍一些留学归国的地理学家的故事,以培养国际生的民族情怀、爱国精神。
地理学史融入地理教学的课例开发是本课题研究的重点。地理学史融入的方式有很多,哪一种融入方式的效果最好,最受学生的认同,以及地理学史教学在课堂教学的实施程度如何把握等都需要进一步研究。鉴于此,地理学史教学的评价研究需要加快进度。
参考文献:
[1] 袁维新.科学史教育的教学价值与教学模式[J].教育科学研究,2004(7):38-40.
[2] 李醒民.科学史的意义和价值:迪昂的观点[J].民主与科学,1997(4):26-27.
[3] 梅柏军.基于重构式的地理学史融入地理教学的实践——以“全球气候类型”为例[J].地理教学,2020(24):19-21.
[4] 张家辉,袁孝亭.基于地理素养培育的地理学史教育:价值与策略[J].教育理论与实践,2015,35(26):6-8.
[5] 梁家伟,何沁书.HPG视角下高中地理教材对比分析——以新版人教版与中图版高中地理教材为例[J].地理教学,2020(10):17-21.
[6] Matthews M R. Introduction: The History, Purpose and Content of the Springer International Handbook of Research in History, Philosophy and Science Teaching [M]. Dordrecht: Springer Netherlands, 2014.
[7] 梁家伟,何沁书.HPG视角下高中地理教材对比分析——以新版人教版与中图版高中地理教材为例[J].地理教学,2020(10):17-21.
[8] 黄沁昕. 高中地理教材融入HPS教育的内容和方式研究[D].南京:南京师范大学,2015.
[9] 吴骏,汪晓勤.数学史融入数学教学的实践:他山之石[J].数学通报,2014,53(2):13-16,20.
[10] 袁维新.科学史融入科学课程的原则、方式和策略[J].课程·教材·教法,2006(10):68-72.