张娥 张艳
教育部颁布的《基础教育课程改革纲要(试行)》指出,“改变课程结构过于强调学科本位、科目过多和缺乏整合的现状,整体设置课程门类和课时比例,并设置综合课程,以适应不同地区和学生发展的需求,体现课程结构的均衡性、综合性和选择性”。这一基础教育课程改革的具体目标尽管仅从跨学科综合课程、地方课程的设置等角度诠释“超越学科中心”的理念,但无疑也为“跨学科角度”的课程观和教学观定下了基调和方向。《普通高中地理课程标准(2017年版2020年修订》进一步精选了学科内容,强调“重视以地理学科大概念为核心,使课程内容结构化,同时以主题为引领,使课程内容情境化,从而促进核心素养的落实”。因此,本文以“物质迁移和能量转换”“平衡”等跨学科共通概念为例,利用热量平衡等主题活动,运用跨学科知识,帮助学生更好地理解地理学本质,从而更好地促进地理核心素养的落实。
一、“大概念”的内涵及教学意义
大概念(big ideas),也称大观念,是学科领域中最有价值的核心内容(包括概念、观念和论题)。它揭示的是事实性知识背后的规律,能够解释较大范围内的一系列相关现象。最早体现大概念内涵的是布鲁纳倡导的学科结构运动。他指出,在每个学科领域都有一些基本概念,他们对学者们所研究的内容进行归纳和总结。这些概念为曾经研究的内容赋予了许多意义,同时它们也为许多新问题的处理提供了基本思路。而迁移是“基本概念”(大概念)的本质和价值所在。《美国新一代科学教育标准》(NGSS)在不同视角下将“大概念”体系做了如下建构(图1)。
学科知识的构成上,最底层是学科事实性知识及统摄性较低的分解概念,即小概念。比如新疆地区的绿洲、人口分布在高大山脉附近、盆地边缘,这是事实层面知识,是小概念,究其原因,是由于绿洲附近高山上的冰雪融水提供了水源条件,据此可以提炼出,冰雪融水是干旱地区重要水源的大概念,以此类推,逐渐上升的大概念还有:水源是影响干旱地区生产、生活最重要因素和一个地区自然环境影响当地生产和生活。显然,“一个地区自然环境影响当地生产和生活”这个大概念涉及地理学科本质问题即人地关系。它的层级相对较高,归纳性更强,是学习任何一个区域的大概念,也就是第二層基于学科内知识整合的核心概念;第三层是基于跨学科内容整合的概念或主题,如因果关系,尺度、系统、物质与能量,结构与功能,稳定与变化等,这些大概念不仅在地理学科,在其他学科也可以适用。最顶层是统摄所有知识的“元认知”,即哲学观念,高中阶段主要涉及的哲学观主要是辩证思维,主要包含三个观点:矛盾观、联系观、发展观。较之最底层的事实性知识、学科分解概念等小概念,学科核心概念或基本问题、跨学科概念或共通概念和哲学观念等都属于大概念范畴。
综上所述,大概念主要有以下特点:①有一定的抽象性。②表现为一种观点,可以不断被论证和讨论(例如选择性必修一厄尔尼诺现象的成因和影响机制,或者某种地貌推测其形成过程,可以找出不同观点让学生辩论,像这种争论性比较大的问题反而更能锻炼学生的辩证思维,改善人云亦云状况。③反映科学的思维方式,答案是多元的,变化的。
学生习得大概念,就像拿到一张学科地图,在头脑中形成由该学科组成的指南针,引领学生形成解决相关地理问题的理性思维方式,以适应灵活多变的考试。在知识不断更新的时代,保证学生学到的东西在几年甚至几十年后仍是“有用”的。
二、大概念视角下学科融合教学的必要性、可行性
1.跨学科教学的必要性
(1)认知现实世界的需要
我国目前高中学段施行的分科教学,关注学科内部的关联,学科间的联系未得到重视,使原本立体连贯的科学知识碎片化。随着科技发展,学科间联系越来越紧密,相互间渗透程度越来越深,同时人类发展面临的大多数问题具有综合性,靠单门学科的知识不足以解决。这就意味着要跨越学科限制和学科本位,朝着跨学科(学科交叉)的方向发展,需要学生具备跨学科能力,即以学科为依托,整合多门学科见解,构建全面认知体系以解决问题。
(2)提升核心素养的需要
核心素养体现党的教育方针,以培养“全面发展的人”为核心。地理学科核心素养包括区域认知、综合思维、地理实践力和人地协调观,要求学生在真实情境中学习和应用相关学科知识与技能。地理核心素养的培养需要凸显课程的综合性,打破学科的壁垒,立足本学科及跨学科融合的视角进行课堂教学设计,促进学科知识的整合与应用,从而促进学生的全面发展。
2.学科融合教学的可行性
(1)地理学科的综合性
地理学是一门综合性极强的学科,是研究关于地球表层中自然系统和人文系统相互关系的学科。地理学科是高中课程中唯一兼跨文理的学科,它在自然科学和社会科学之间架起了一座桥梁。因此,地理学科具有实施跨学科教学的天然优势。
(2)内容结构的综合性
目前人教版高中地理教材中高一上学期主要学习地理必修一,此本书主要介绍自然地理,也是高中阶段难度较大的部分。由于学生刚进入高一,地理知识储备欠缺。学生一开始接触地球运动的相关知识,如太阳高度角计算、时差计算等,这些知识非常抽象,涉及复杂的数学计算,学习起来比较困难。如果教师在课堂教学过程中,仅仅要求学生死记硬背,机械记忆,不理解其中蕴含的地理原理和规律, 只会导致学生浪费大量精力且失去对地理学习的兴趣。相反,如果教师善于借助数学中立体几何等相关知识,引导学生掌握地理现象的深层原理,学生学习起来会更加得心应手。因此,在地理课堂教学中,教师要善于运用多学科的知识方法去解决地理难题,帮助学生理解。
三、基于大概念的高中地理学科融合教学示例
跨学科教学以不同学科知识的联系为纽带,促使学生的认知渠道变单一为多元,认知过程由平面转立体。
以下为高中地理必修一提取的基于地理大概念的学科融合教学渗透点(表1)。
“平衡”是跨学科大概念,人教版必修一有很多关于平衡的理论,如水量平衡、海—气热量平衡、河流的冲淤平衡等等。地理事象的演变要从“失衡”的视角找出具体原因,同时也要从“促衡”的方向探寻对策,这就是地理平衡思维。“平衡”大概念教学的开展,可考虑整合地理、政治、语文、物理等学科知识,让学生从多学科视角认知和欣赏平衡思想,懂得出现问题要及时找出失衡原因(因素),从“促衡”方向寻找解决家庭、工作或者学习问题的对策。
1.文学语言与地理探究
老子《道德经》中提到“天之道,其犹张弓欤?高者抑之,下者举之;有余者损之,不足者补之。天之道,损有余而补不足”。教师授课时以此为导入,引领学生体会自然界平衡之道(物质平衡、能量平衡)的实质乃盈余之理。
课堂结束时可引用董卿的一段话:“伤害与被伤害,有时候也是对立统一的关系,伤害他人,有时候也意味着在毁灭自己。一切都在追求一种平衡,如果我们失去了平衡,那对不起,枪响之后没有赢家”。让学生体会理解自然界讲究平衡,人与人、家与家、国与国都要讲究平衡,进而引发学生的深入思考——在复杂万变的国际关系中“人、家、国”应如何自处、如何互处?
2.物理原理与地理探究
在解释青藏铁路利用抛石路基、热力棒保護冻土路基稳定的原理时,可借用物理知识中热量传递的方式:辐射、对流、传导、潜热等原理解释,最终空气通过流通,实现热量平衡(图2、图3)。
再如苏州地区属于典型的亚热带季风气候,冬温夏热,雨水充沛,尤其夏季高温多雨,在没有机械动力的年代,如何通过建筑布局提高人体舒适度是一个值得探讨的问题。苏州传统民居通过合理的建筑布局,有效组织建筑内外的自然通风,实现了气流的平衡。
苏州传统民居室内气流示意图如图4和图5所示,房屋南北通透(夏季门窗可拆卸),形成穿堂风。厅堂中轴上常布置隔断(图4),使气流产生方向上的改变,从而带动屋内各处空气流动,达到最大通风功效。北侧窗户开口较南侧小(图5),能加快气流运动速度;北侧小窗一般开口较高,正面进入的气流能流经空间的大部分;正面迎风面的门窗常有屋檐,檐口能使气流倾斜进入从而穿越人高度活动的区域,产生持续的凉风。
3.哲学思维与地理探究
2021年广东地理卷大题以青藏高原的热融湖为材料,运用哲学中的联系观,通过对岩石、水圏、大气圏、土壤、植被等的影响分析,让学生充分了解“平衡”原理。
2021年山东卷地理选择题以大兴安岭某段植被垂直分布示意图(图6)为载体,要求学生判断不同海拔高度的水分条件,并分析各段水分条件形成的原因。题2要求学生分析草原格局形成的原因,本题在分析时运用哲学中的特殊性思维,让学生更充分地了解特殊区域也是遵循平衡原理。大兴安岭是我国季风区与非季风区的分界线,其东坡属于温带季风气候区,基带应为温带落叶阔叶林或针阔叶混交林,而此地却形成了草原,说明此地特殊,特殊在水分条件整体较差。究其原因在于此地为季风区分界线,夏季湿热气流携带的水汽到此已大幅度减少;冬季此地位于冬季风的背风坡,焚风效应明显,导致在草原Ⅱ处降水较少。
四、总结
教育最终是要培养对社会有用的人、能解决现实世界问题的人。学科教学是为学生全面发展服务的,基于大概念的各学科资源的有效整合利于提升学生综合解决问题的能力。跨学科教学打破了以往“泾渭分明”的学科界限,顺应国家教育改革发展的趋势,是面向未来的教育变革,是地理学科发展的必然趋势。