基于經(jīng)驗課程觀的高中地理網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)初探**——以人教版必修一“太陽對地球的影響”為例

沈新榮

（江蘇省天一中學(xué), 江蘇 無錫 214101）

基于經(jīng)驗課程觀的高中地理網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)初探**——以人教版必修一“太陽對地球的影響”為例

沈新榮

（江蘇省天一中學(xué), 江蘇 無錫 214101）

有別于傳統(tǒng)的“知識課程觀”，“經(jīng)驗課程觀”主張在經(jīng)驗情境中讓學(xué)生參與、理解和體會，通過已有經(jīng)驗來解釋未來經(jīng)驗?；ヂ?lián)網(wǎng)及各種交互工具的迅速普及，將廣闊的真實世界引入有限的教室空間，實現(xiàn)了經(jīng)驗情境的創(chuàng)建，促發(fā)了認(rèn)知矛盾的產(chǎn)生，提供了觀察大視域、遠(yuǎn)距離事物的可能，搭建了實踐、探索世界的平臺。網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)方式的運(yùn)用，讓“經(jīng)驗課程觀”的課程體系在更大范圍內(nèi)得到了實踐檢驗。本文即是以“太陽對地球的影響”一節(jié)為例，所作的一些初步探索。

經(jīng)驗課程觀；網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)；太陽對地球的影響

一、理論指導(dǎo)

1.經(jīng)驗課程觀

“經(jīng)驗課程觀”是杜威在對傳統(tǒng)的“經(jīng)驗”概念作出重大變革的基礎(chǔ)上建立的課程理論體系，它主要包括“教育即經(jīng)驗的不斷改造或重組”“教育即生長”“教育即生活”“教育是一個社會的過程”等主要內(nèi)容。[1]

在傳統(tǒng)的“知識課程觀”中，課程目標(biāo)多集中于“知識的傳授”，教學(xué)往往圍繞高度抽象的“學(xué)科體系”“理論邏輯”而設(shè)計、展開，忽視了學(xué)生的參與、理解和體會。杜威的“經(jīng)驗課程觀”強(qiáng)調(diào)“學(xué)生個體”“個體的經(jīng)驗”“個體經(jīng)驗的實際獲得過程”，主張把學(xué)科知識恢復(fù)到它被抽象出來之前的樣子（真實問題、原始問題）、還原為直接的和個體的經(jīng)驗，通過一步步的架設(shè)“橋梁”引導(dǎo)學(xué)生用已有經(jīng)驗來解釋未來經(jīng)驗，從而實現(xiàn)學(xué)生經(jīng)驗（經(jīng)驗事物、經(jīng)驗過程）的擴(kuò)充。

2.網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)

網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)指在信息技術(shù)提供的強(qiáng)大教學(xué)環(huán)境與技術(shù)支持的條件下，結(jié)合先進(jìn)的教學(xué)及學(xué)習(xí)理論，衍生出的一種實現(xiàn)教學(xué)活動各要素?zé)o障礙“交互、交流、溝通”的教學(xué)模式。[2]

地理空間和地球空間的遼闊性、綜合性與地域性，對教師在傳統(tǒng)課堂的時空環(huán)境下引入真實問題、已有經(jīng)驗，開展基于“經(jīng)驗課程觀”的教學(xué)提出了挑戰(zhàn)。倘若通過互聯(lián)網(wǎng)，將相關(guān)的程序、網(wǎng)站、圖文及視頻資料引入課堂，將極大地豐富資源的呈現(xiàn)方式、拓寬信息的獲取渠道、提升數(shù)據(jù)的處理速度、擴(kuò)大成果的展示空間，從而不僅建立了高度擬真的經(jīng)驗情境，促成了學(xué)生的認(rèn)知沖突，而且提供了在課堂開展探索實踐、項目研究的平臺。

二、設(shè)計實踐

“經(jīng)驗課程觀”認(rèn)為“一切學(xué)習(xí)來自于經(jīng)驗”，學(xué)生通過行動的過程來學(xué)習(xí)，又在行動的結(jié)果中發(fā)展思維、獲得新知。為此，教師需要通過情境創(chuàng)設(shè)還原學(xué)生的已有經(jīng)驗或促發(fā)已有經(jīng)驗的認(rèn)知沖突；在活動過程中引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生問題，為此開展必要的觀察；指導(dǎo)學(xué)生形成解決問題的種種設(shè)想；通過研究實踐，驗證、認(rèn)證并總結(jié)成果。甚至，還可以指導(dǎo)學(xué)生開展較高難度的基礎(chǔ)科研，積累更多的有關(guān)科學(xué)研究的方法，產(chǎn)生有益于人類的經(jīng)驗財富。[3]

基于此，可以將“太陽對地球的影響”一節(jié)的教學(xué)過程設(shè)計為“情境導(dǎo)入及問題提出”“概念辨析與假設(shè)提出”“項目研究與成果展示”“觀測實踐及科學(xué)研究”等四個部分。

1.情境導(dǎo)入及問題提出

(1)師生活動

連接網(wǎng)絡(luò)，在線播放一段有關(guān)1859年“卡林頓事件”的視頻（圖1），引起學(xué)生的興趣?！翱诸D”事件是1859年9月1日由英國天文愛好者卡林頓首先發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)太陽耀斑爆發(fā)事件，它導(dǎo)致北極光南延擴(kuò)散至北緯20°左右的夏威夷群島，引發(fā)了3倍于1989年“魁北克事件”的磁暴現(xiàn)象，甚至多地電報局的電報機(jī)也閃出火花，電線也被熔化了。

圖1　“卡林頓事件”在線視頻

請學(xué)生談?wù)動^后感，并引出兩個問題：是什么引發(fā)了“卡林頓事件”？這里的太陽與我們平時所見的有何不同？教師將其總結(jié)為太陽具備的二元性：寧靜太陽為地球提供能量，太陽活動對地球造成異常影響。

(2))設(shè)計意圖

“太陽”作為一個司空見慣的天體，往往難以引發(fā)學(xué)生的好奇心。通過“互聯(lián)網(wǎng)”可以便捷的在線呈現(xiàn)“卡林頓事件”的視頻，迅速抓住學(xué)生的興奮點，使其很快進(jìn)入本節(jié)課程的教學(xué)情境。

“卡林頓事件”這一歷史事實超出了學(xué)生的已有經(jīng)驗，造成了認(rèn)知失調(diào)和沖突，引發(fā)了學(xué)生的集體疑問：是什么引發(fā)了“卡林頓事件”？這里的太陽與我們平時所見的有何不同？這是后續(xù)項目學(xué)習(xí)的研究背景和問題來源，也是學(xué)生將在課堂中首先解決的疑難。

2.概念辨析與假設(shè)提出

(1))師生活動

打開“Sun Spotter”程序（圖2）和“國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心”網(wǎng)站，查看美國SOHO空間衛(wèi)星和中科院地面望遠(yuǎn)鏡拍攝的實時（最新）太陽照片：“光球?qū)雍秃谧印薄吧驅(qū)优c耀斑”“日冕層與太陽風(fēng)”“磁場記錄圖”“極紫外圖片”等。結(jié)合教材上的相關(guān)圖文資料，學(xué)習(xí)、分辨太陽輻射的產(chǎn)生和傳播方式，太陽大氣分層結(jié)構(gòu)和太陽活動的類型，形成太陽輻射、太陽大氣分層、太陽活動的基本概念，并完成教師使用QQ群“作業(yè)”功能布置的任務(wù)。

圖2　“Sun Spotter”程序

學(xué)生在教師的指導(dǎo)下聯(lián)系生活，同時結(jié)合“卡林頓事件”的視頻資料，提出進(jìn)一步要研究的問題，并據(jù)此形成解決問題的假設(shè)。教師對此進(jìn)行總結(jié)，并歸納為：假設(shè)太陽輻射為地球環(huán)境和人類生產(chǎn)生活提供能源，且存在分布不均的情況；假設(shè)太陽活動對地球大氣、磁場等存在影響。

(2))設(shè)計意圖

“Sun Spotter”程序和“國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心”網(wǎng)站的引入，拉近了課堂與真實世界的距離，不僅方便了師生從實時（最新）太陽照片中獲取感性認(rèn)識，而且提升了學(xué)生的體驗與參與感。

“色球?qū)优c耀斑”（太陽Hα圖像）、“日冕層與太陽風(fēng)”（大角度分光日冕觀測儀圖像）等照片的賞析及其拍攝原理的簡單學(xué)習(xí)，將有助于學(xué)生了解太陽大氣的不同分層及其在亮度、厚度等方面的差異，有助于學(xué)生掌握太陽活動的主要類型，建構(gòu)出較為完整的太陽大氣分層結(jié)構(gòu)模式圖。QQ群“作業(yè)”的布置與反饋，有助于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，也便于教師有效追蹤和記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

在概念上對“太陽輻射”和“太陽活動”進(jìn)行界定并區(qū)分，意味著更深的理性認(rèn)識的形成。在此基礎(chǔ)上提出的問題具有更強(qiáng)的科學(xué)性和可操作性，值得通過“假設(shè)”“驗證”的方式進(jìn)行研究。

(1))師生活動

學(xué)生根據(jù)分組開展項目研究，完成從資料搜集、信息處理、假設(shè)論證、成果展示的全過程。

第一組：結(jié)合教材上的圖文資料，通過網(wǎng)絡(luò)搜索“太陽輻射對地理環(huán)境的影響”、“太陽輻射對人類生產(chǎn)生活的影響”、“中國太陽能資源分布圖”等資料，總結(jié)歸納太陽輻射對地球的2個角度、4個方面的影響，總結(jié)歸納影響太陽能分布的三大因素：緯度、地形和氣候。

第二組：通過美國國家海洋和大氣管理局?jǐn)?shù)據(jù)庫，下載不少于百年的黑子統(tǒng)計數(shù)據(jù)，將其導(dǎo)入Excel后計算出年均黑子數(shù)，以年份為橫軸、年均黑子數(shù)為縱軸，繪制黑子變化折線圖，總結(jié)歸納黑子活動的規(guī)律：11年周期（施瓦貝周期）。[4]

第三組：通過中國氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)，下載同一省份四個以上站點近五十年的降水量或氣溫數(shù)據(jù)，將其導(dǎo)入Excel后計算出年均降水量或年均氣溫值，以年份為橫軸、年均數(shù)據(jù)為縱軸，繪制降水量或氣溫變化折線圖。之后，將年均降水量或年均氣溫值與第二組提供的年均黑子數(shù)數(shù)據(jù)對比，繪制黑子與降水量或黑子與氣溫相關(guān)性折線圖，總結(jié)兩者的相關(guān)性。[5]

第四組：通過中國國家地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心數(shù)據(jù)庫（圖3），下載不少于兩個臺站的全部地震數(shù)據(jù)，將其導(dǎo)入Excel后計算出年地震總數(shù)，以年份為橫軸、年地震總數(shù)為縱軸，繪制地震變化折線圖。之后，將年地震總數(shù)與第二組提供的年均黑子數(shù)數(shù)據(jù)對比，繪制黑子與地震相關(guān)性折線圖，總結(jié)兩者的相關(guān)性。[6]

圖3　中國國家地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心數(shù)據(jù)庫

各組的任務(wù)完成后，通過QQ群推送、共享本組的成果，包括折線圖和文字總結(jié)。若時間許可（2課時安排），每組可派一名代表闡述本組的研究過程和研究成果。

(2))設(shè)計意圖

傳統(tǒng)教學(xué)中存在一個普遍性的問題：學(xué)生缺乏課題研究的經(jīng)歷，既不知道信息獲取的渠道，也不知道信息處理的方法，更不知道如何使用信息來解答學(xué)習(xí)、生活中遇到的疑難。

?《王維青證言》，載朱成山主編《侵華日軍南京大屠殺幸存者證言》，社會科學(xué)文獻(xiàn)出版社2005年版，第481頁。

在“經(jīng)驗課程觀”的指導(dǎo)下開展網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)，可以將“探究—建構(gòu)”的學(xué)習(xí)模式與豐富的互聯(lián)網(wǎng)資源的優(yōu)勢有機(jī)結(jié)合，使在線搜集信息、共享資源、思考問題、處理數(shù)據(jù)、交流探討、結(jié)果呈現(xiàn)成為可能。學(xué)生在本環(huán)節(jié)的項目研究過程中，不再是被動地接受教材上有關(guān)太陽輻射、太陽活動對地球影響的知識，而是如科學(xué)家一般親身實踐了數(shù)據(jù)的采集、分析處理、結(jié)論的推導(dǎo)過程。如此，學(xué)生在“經(jīng)歷”“實踐”和“思考”中更好地實現(xiàn)了自身的發(fā)展。

本環(huán)節(jié)所需時間較長。為此，可以將本章節(jié)后附的“問題研究”的1個課時合并過來，將本節(jié)內(nèi)容擴(kuò)容為2個課時來完成；也可以在課堂完成研究指導(dǎo)工作，具體的研究任務(wù)由學(xué)生在課余完成。因故未能如此操作的教師，可以事先整理好年均數(shù)據(jù)，發(fā)放給學(xué)生使用，省去他們導(dǎo)入Excel、換算平均值的時間，即學(xué)生只是通過體驗性的下載一些數(shù)據(jù)以掌握方法，然后使用教師發(fā)放的數(shù)據(jù)來繪制折線圖。

4.觀測實踐及科學(xué)研究

(1))師生活動

在第2課時，由教師指導(dǎo)學(xué)生使用加裝有巴德膜減光的天文望遠(yuǎn)鏡觀測和拍攝太陽光球?qū)雍秃谧樱▓D4），使用帶有Hα濾鏡的太陽日珥鏡觀測和拍攝太陽色球?qū)雍鸵?、針狀日珥。通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭的應(yīng)用，可以實時將望遠(yuǎn)鏡拍攝到的太陽畫面推送到投影幕布甚至手機(jī)、平板上，極大地方便整班學(xué)生的集中觀測。

圖4　直焦攝影法拍攝太陽黑子

此外，教師可以指導(dǎo)學(xué)生利用課余時間基于網(wǎng)絡(luò)開展太陽相關(guān)的基礎(chǔ)性研究工作。江蘇省天一中學(xué)天文社在美國斯坦福大學(xué)的幫助下，搭建了一個SID地球電離層效應(yīng)接收系統(tǒng)（圖5），可以實時接收地球電離層突變的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并與斯坦福大學(xué)太陽中心的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。學(xué)生在下載斯坦福大學(xué)太陽中心和中科院國家天文臺太陽活動預(yù)報中心的數(shù)據(jù)庫資料并進(jìn)行科學(xué)分析后，可以探究地球電離層的日出日落效應(yīng)，并探討日食、耀斑等對地球電離層的影響。

圖5　SID監(jiān)測儀

“Sun Spotter”程序的制作團(tuán)隊發(fā)起了一項面向全世界業(yè)余天文愛好者的網(wǎng)絡(luò)在線黑子甄別活動，任何人都可以通過網(wǎng)絡(luò)在線觀察黑子圖片，根據(jù)黑子發(fā)育程度的不同（黑子形態(tài)的復(fù)雜性）將其進(jìn)行歸類。這將有助于天文學(xué)家監(jiān)測太陽活動的強(qiáng)弱、太陽磁場的變化及其與地球物理空間狀態(tài)間的相關(guān)性。

(2))設(shè)計意圖

中國教育學(xué)會地理教學(xué)專業(yè)委員會聯(lián)合《地理教學(xué)》雜志社舉辦的普通高中地理研究性學(xué)習(xí)項目的實踐證明，高中階段的學(xué)生在掌握了一定的研究方法后，是可以經(jīng)由一定的指導(dǎo)完成觀測實踐、數(shù)據(jù)處理等基礎(chǔ)性的科學(xué)研究工作的。對于特別優(yōu)秀的少數(shù)學(xué)生，取得一定的創(chuàng)新成果也是不無可能的。

利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行學(xué)生研究性課題的設(shè)計、實踐，不僅滿足了學(xué)生“做”和“經(jīng)歷”的需求，而且有利于發(fā)現(xiàn)和指導(dǎo)學(xué)有所長、學(xué)有興趣的優(yōu)秀學(xué)生盡早地接觸真實的科學(xué)研究過程。

三、教學(xué)反思

受光球?qū)訌?qiáng)光的干擾，很少有人目視觀測過太陽黑子，耀斑、日珥等的知名度就更低了。通過互聯(lián)網(wǎng)，讓太陽大氣層及各種類型的太陽活動直觀、可視，讓幾代科學(xué)家?guī)资?、?shù)百年的觀測記錄可以被訪問、化為己用，讓Excel、Origin Pro、數(shù)據(jù)可視化輔助平臺、QQ群等軟件進(jìn)入課堂，不僅加強(qiáng)了學(xué)生與課程資源、課外資源的交互，而且方便了學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師的交互，可以大大增強(qiáng)學(xué)生的參與、體會和理解，有助于他們用已有經(jīng)驗來解釋未來經(jīng)驗，從而實現(xiàn)經(jīng)驗的擴(kuò)充。

當(dāng)然，在網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)的過程中也容易出現(xiàn)一些問題。比如，網(wǎng)絡(luò)資源的大信息量容易干擾學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力，網(wǎng)頁設(shè)置的不合理導(dǎo)致學(xué)生查詢、下載資源的體驗差、耗時長[7]，教室網(wǎng)絡(luò)和電腦配置要求高，教師的主導(dǎo)作用易被網(wǎng)絡(luò)多媒體沖淡等。教師應(yīng)緊密聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容，精心挑選網(wǎng)絡(luò)資源，甚至可以專門制作網(wǎng)站（鏈接）用于整合教學(xué)用網(wǎng)絡(luò)資源；教師應(yīng)通過啟發(fā)式提問、課堂討論或發(fā)起網(wǎng)絡(luò)話題的形式靈活控制課堂節(jié)奏，保證學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)地位；學(xué)校應(yīng)建設(shè)和配置高規(guī)格的網(wǎng)絡(luò)教室等。

[1]李貞瑾. 論杜威的經(jīng)驗課程觀[J]. 文學(xué)教育, 2011 (6): 127.

[2]崔海輝, 劉月儀. 網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)在高中信息技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]. 中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊, 2014(13): 172.

[3]蔣雅俊. 杜威的經(jīng)驗課程觀[J]. 學(xué)前教育研究, 2008(1): 36-38.

[4][5][6]陳沁怡, 程達(dá), 董樂天, 等. 太陽黑子與地球環(huán)境響應(yīng)研究[J]. 地理教學(xué), 2015(16): 56-59.

[7]周燕, 劉偉. 多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)在藥學(xué)本科專業(yè)的應(yīng)用探索[J]. 教育教學(xué)論壇, 2016(23): 251-252.

* 本文系無錫市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2013年度立項課題《“項目研究”推動的“天文巡星工作室”建設(shè)研究》（項目主持人：肖明，沈新榮等。課題批準(zhǔn)號：C/D/2013/008）階段性成果。