宋 格 杨 光 马 珏
(1.北京航空航天大学实验学校中学部,北京 100083; 2.首都师范大学 教师教育学院,北京 100037;3.北京市中关村中学,北京 100086)
国际地理奥林匹克竞赛(International Geography Olympiad,以下简称为“国际地理奥赛”)是由国际地理联合会组织的面向全球中学生地理爱好者的国际性竞赛。[1]该项赛事至今已经成功举办了18届,在2022年有54个国家和地区参与,成为了各国地理教育发展水平的重要指标。我国自2006年起,已参加12次,获取5块金牌。[2]国际地理奥赛由各国的地理专家命题,关注人与自然的热点问题,旨在激发年轻人对各国自然、人文环境特征的学习,加强国际间的文化交流和相互了解。本文以2022年国际地理奥赛试题为例,从试题命制的角度探究该竞赛试题的特点,为践行地理实践力的培养与测评提供借鉴。
国际地理奥赛包含3个部分:多媒体测试、综合笔试、野外考察。多媒体测试通过计算机呈现,有40个单选题,满分40分,答题时间60分钟。综合笔试包含试题页和资源小册子,有5道大题,满分75分,考生可以使用计算器,非英语母语学生允许使用双语词典,英语母语学生考试时间为120分钟,非英语母语学生考试时间为150分钟。野外考察分为野外考察1(Fieldwork Exercise Part I Tasks,FWE-Ⅰ)和野外考察2(Fieldwork Exercise Part Ⅱ Tasks,FWE-Ⅱ),试题由计算机呈现,纸笔作答,满分40分。其中,FWE-Ⅰ满分15分,答题时间60分钟,自2021年起改为线上测评,共有5个任务,考生可以按照顺序依次作答,也可以返回之前任务作答;FWE-Ⅱ满分25分,英语母语学生答题时间90分钟,非英语母语学生答题时间120分钟,是对FWE-Ⅰ的拓展,考生可以以FWE-Ⅰ的地图为参考。
深度学习(Depth of Knowledge)模式是Webb于1997年在《数学和科学教育评估标准》中提出的学生认知评估模式,划分为DOK-1至DOK-4水平。其中,DOK-4拓展思维(Extended Thinking)强调将概念和技能应用于现实世界,跨学科解决现实问题。[3][4]近年来,知识深度模型成为了美国K-12教育领域推动学生深度学习、培养学生高阶思维与核心素养的教学设计工具。[5]适度的原理推导能够助力学习进阶、挖掘知识深度,透过地理现象,探究问题本质。
【例1】第18届国际地理奥赛野外考察2任务5:在沼泽地图上设计可持续旅游发展项目的提案,提案需包括不同类型的旅游设施,并用8个简短陈述论证提案的合理性(见图1)。
图1 沼泽地图
例1对应DOK-4水平,要求学生进行复杂的推理、规划、开发和思考,[6]对学生的认知要求较高。学生需要在步行道、自行车道、瞭望塔、生态中心等区域之间建立联系,解释旅游发展项目的可持续性,如生物多样性支持、栖息地保护、景观美学等,然后应用高阶思维,将这些相关概念与现象联系,设计提案。对比来看,我国义务教育及高中阶段中的地理测试中较少涉及DOK-4水平强调的设计类方案试题。地理学科核心素养强调“社会参与”的基本要点,“问题解决”要求学生能依据特定的情境和具体条件,选择制订合理的解决方案。[7]因此,在地理测试中适当加入推理、规划、开发类试题,有利于培养学生的高阶思维与核心素养。
批判性思维逐渐成为多个国家教育目标之一。[8]《普通高中地理课程标准(2017年版)》要求,设计活动培养批判性思维,关注地理事象和问题,拓宽视野。[9]美国加利福尼亚州立大学索诺谟分校“批判性思维与道德性批评中心”所长保尔(R.Paul)认为批判性思维应当是21世纪教育的本质性基础,[10]激励学生敢于质疑,在不同思维中提高自评能力。我国地理测试中,较少考查学生的批判性思维和问题意识,而国际地理类竞赛中常会考查学生批判性思维,如例2“洪水等自然因素对城市可持续发展的影响”。
【例2】第18届国际地理奥赛题综合题D部分D4题:野火和洪水对城市可持续发展影响大吗?并说明原因。
[参考答案]
消极影响:①野火产生的颗粒物和黑碳被带到空气中,影响水生生态系统;②野火将二氧化碳和其他温室气体释放到大气中,导致全球变暖;③洪水对野生动物产生负面影响,如溺水、疾病扩散和栖息地破坏;④改变景观,如侵蚀河岸并导致坍塌;⑤产生沉淀,导致水质下降并破坏水生生境;⑥洪水可能被农药、工业化学品和污水等污染物污染后,进入海洋,破坏珊瑚礁等脆弱的生态系统;⑦传播霍乱等疾病,导致蚊子繁殖(传播疟疾)。
积极影响:①洪水将重要的营养物质输送到周围土地,并在漫滩上留下沉积物和营养物质;②能够补充地下水;③促使某些物种繁殖、迁徙和扩散;④增加鱼类种群数量,洪水期沉积在河床上的沉积物可为小鱼提供育苗场所;⑤携带的营养物质提高生产力,支持水生食物网发展。
例2的“试题答案”中涵盖了洪水对环境的消极影响和积极影响,引导学生思考洪水给人类带来危害,同时引发学生思考洪水对动植物的有利影响。我国高中必修《地理1》将“洪水”“台风”等知识归入“气象灾害”一节,在“洪涝灾害”中主要呈现洪涝的概念、分布、影响因素及其对人类活动的危害,缺乏洪水等自然因素对生态系统的正向影响的相关知识,不利于培养学生的批判性思维。
3.从社会性科学议题角度命题,增强辩证思维能力
社会性科学议题(Socio-Scientific Issues,以下简称“SSI”)是指一些与科学具有概念上的、程序性及技术化联系的社会话题。这些话题通常具有争议性,并且直接面向人们的日常生活。[11]SSI是培养学生科学思维和社会责任的重要情境载体,[12]通过争议性问题激发学生思维碰撞,对培养学生科学素养的价值属性日益凸显。[13]美国在1994年就以课程标准的形式将SSI纳入课程教学。[14]我国《普通高中生物学课程标准(2017年版)》首次提及与社会相关的科学议题。[15]地理学科的“气候变化”“资源利用”等话题是较为突出的社会性科学议题,能引发学生对经济发展与环境保护之间的辩证思考。
【例3】第18届国际地理奥赛题综合题E部分E1题:概述托马斯·马尔萨斯及埃斯特·博塞鲁普关于“人口—资源”关系的不同定义理解。
[参考答案]
①托马斯·马尔萨斯认为的“人口—资源”关系是对粮食生产技术变化影响的悲观假设。人口以指数速度增长,而粮食以线性速度增长。人口规模增长取决于粮食供应和农业技术(当粮食不足以满足人口需求时,过剩的人口将死亡)。随着全球人口增长,可利用的农业空间受到限制,“人口—粮食”生产失衡不可避免的结果是粮食短缺、饥荒、战争和流行病。
②埃斯特·博塞鲁普认为的“人口—资源”关系是关于人口增长和农业生产间关系的乐观假设。在较高的人口密度下,会聚集更多的劳动密集型技术产业,因而会提供更高的粮食产量。该理论支持绿色革命和人口增长之间存在相关性,即人口压力的增加促进了绿色革命技术的发展。
该试题展示了两种对“人口—资源”概念的不同观点,能引发学生对“人口—资源”的思考——世界人口增长和资源利用之间是否存在积极或消极关联。这也是地理课堂及试题命制中值得选取的社会性科学议题。
4.提出地理空间观的跨学科能力要求
地理学是综合性很强的学科,易与其他学科形成不同主题的跨学科学习。《义务教育地理课程标准(2022年版)》首次在课程内容中提出“跨学科主题学习”要求。[16]在国际地理类竞赛中,也常有跨学科试题。空间观在数学、地理、物理、美术等多学科中涉及。地理学科作为一门基于自然环境的学科,尤其重视空间感和时空素养的培养,如纸笔测试中地图的使用以及野外考察中罗盘的使用。数学学科能帮助学生认识空间感,地理学科则帮助学生将“空间观”运用到生活实践,二者结合有利于深化学生的素养。。
【例4】第18届国际地理奥赛题多媒体测试中第14题(见图2):图中所示的风力最大值发生在?
图2 南半球风电场每半小时平均风力发电量的季节性变化
A.秋天晚上 B.春天晚上 C.夏天午后 D.冬天午后(答案:C)
此题依据三维坐标系,三轴分别代表月份、时间(一天内)以及压强数值,通过三维坐标系找到压强最大值所对应的月份及时刻。风力最大值出现在11~12月份的午后时间段,对应的压强数值最高。在读图时要特别注意图名中“南半球”,与北半球季节相反,故答案为夏季午后。整个题目考查学生立体空间能力,体现学生的空间素养。此外,野外考察1中的任务5“港口的货物量”的5A、5B两题为:根据表格数值画出折线图,并求出2011年至2018年集装箱数量增长的百分比。考生需要建立平面直角坐标系,X轴与Y轴分别代表年份及货物量,画出折线图,并利用公式求出增长百分比。
5.将野外考察转化为模拟情境做线上评估
学习情境即知识实际应用情境在学校教育中的再现,[17]知识只有通过实际情境中的活动才能被学生真正理解。在地理教学中创设情境,强调基于问题开展学习探究,已经成为了地理教学与评价的新方向。[18]地理实践力素养的培养与测评逐渐趋向室内测验,如2021年国际地球科学在内的竞赛中“野外考察”部分。线上模拟情境能够展示科技创新、技术进步的优势,突破时空束缚,提升学生地理实践力。
【例5】第18届国际地理奥赛题野外考察2部分,野外考察资源手册首先对考察情境“维尔纳沼泽”介绍。维尔纳沼泽是法国最大的泥炭沼泽(见图3),欧洲生态名胜区,位于塞纳河畔,有着丰富的动植物群。学生沿着道路,完成任务单:(1)依据地图测算该沼泽区的面积;(2)写出大桥周围的土地利用类型及其发展变化;(3)在景观图中圈出航拍图对应的具体位置;(4)在地图中设计并绘制可持续旅游发展的提案,并说出其对居民的正、负面影响,风险及机遇。
图3 维尔纳沼泽地区
可见,除创设模拟情境外,国际地理奥赛还注重考查学生的地图素养与地图技能。其次,该试题对技术设备的要求高,使用清晰精密的航拍图。由此得出几点启示:(1)巧用计算机,模拟实践仿真场景;(2)对硬件设备提出要求,避免出现线上服务器卡顿现象,同时与相关部门合作,提供高精度实景航拍图;(3)确保公平性,统一试题;(4)地理野外考察素材应兼具适宜性和科学性。
6.选择新奇的世界地理景观情境素材
地理是一门研究地球表面的科学,以地域为单元,着重研究人地关系地域系统。[19]认识世界的自然景观是地理学习的重要内容。地理课程的重要教学目标之一是增强中学生对大千世界的探索,激发对地理学科的热爱,研究自然与人类活动的关系。国际地理奥赛试题所选取的景观素材非常丰富,包含很多壮丽的自然景观,如塞纳河南岸的湿地沼泽、冰岛的极光、列斯群岛上的加勒比海树木等。
【例6】第18届国际地理奥赛题多媒体测试第20题(见图4):对盐塘的不同颜色解释正确的一项是?(答案:A)
图4 盐塘景观图
A.存在中高盐度池塘中生长的藻类
B.为了消除盐分中的芽孢杆菌的化学处理
C.存在覆盖池塘的保护性帆布
D.存在高浓度的贝类
1.试题编制以科学素养为目标,注重能力导向
科学素养包括科学情境、科学知识、科学能力和科学态度四个方面,其中科学能力是科学素养的核心。[20]在考试测评中适当加入推理、规划、开发类探究问题,促进知识的深度迁移,适当减少概念类考查。测评应基于科学素养,注重培养学生的科学探究能力,让学生学会正确评价和批判探究结论的形成过程并研究其影响过程机制,实现综合育人功能。
2.试题内容贴近社会科学,选取社会性科学议题等话题
国际地理奥赛试题与生活密切联系,注重社会热点议题,考查生活中的地理。例如,在地理学科中开展社会性科学议题教学,能够激发学生对社会性科学议题的关注。虽然科学教师开展SSI教学还面临着诸多挑战,[21]但地理学科作为与诸多学科存在密切联系的学科,开展议题性教学,能够提升学生社会责任感。我国地理教育在该领域的研究还相对有限,需要一线教师持续关注社会科学前沿动态。教师可开展SSI课堂辩论会,开展项目式学习,编写记录册,开发跨学科SSI地理教学系列课程等,以提升教师社会性科学议题的教学能力并培养学生的社会责任感。
3.考试组织形式多样,利用信息技术再现实践仿真场景
国际地理奥赛试题有机考题、笔试综合题、野外考察线上线下综合考查等形式。利用多媒体呈现试题,地理事物的“音、形、意”相互补充,突破书面试题呈现的局限性。借鉴国际地理奥赛野外考察测评,FWE-Ⅰ和FWE-Ⅱ对应考察时、考察后的任务设计。2021年以来,国际地理奥赛的野外考察通过线上模拟情境、与科研院所和机构合作等方式,开发模拟仿真实践场景。由地理教育类专家学者划分可考察的情境,实验人员开发还原场景,逐步推广,鼓励一线教研员、教师持续推进,旨在不同考试的组织形式下,培养中学生地理实践力。
4.以核心素养为评价宗旨,注意评价角度多元性
科学论证能够培育学生的推理能力、科学对话能力和批判性思维能力,是培养科学素养的重要方式。[22]学生固化地认同书本内容,缺乏结合科学知识有效评估信息的能力。例如,自然灾害、大型设施建设等对地理环境不只有负面影响,还可能存在积极影响。注意评价角度的多元性,提高学生辩证分析能力,关注学生批判性思维培养,激发学生的创新能力,搭建教学评价的“脚手架”,促进教、学、评一体化。
本文通过分析国际地理奥赛试题特点,发现国际地理奥赛与我国地理测试有所不同,表现在试题角度较为新颖,关注高阶思维、批判性思维,关注社会性科学议题,突破学科本位,开展跨学科学习。我国地理奥赛虽起步较晚,但发展迅速。我国地理教育需要地理教育相关部门、学校和教师共同实践努力,以提升我国中学生地理综合素养及国际竞争力。正如联合国教科文组织在2022年9月“教育变革峰会”上提出的,要为学生的数字化未来做好准备,提高教师领导力和创新力,坚持绿色教育,推动教育转型。