問題式教學(xué)的地理實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施
——以錯(cuò)題研究為例

邱新艷 湯正全 張雪茹

（蘇州工業(yè)園區(qū)星海實(shí)驗(yàn)中學(xué), 江蘇 蘇州 215124）

問題式教學(xué)以“問題發(fā)現(xiàn)”和“問題解決”為要旨。在解決問題的教學(xué)過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用地理的思維方式，建立與“問題”相關(guān)的知識(shí)結(jié)構(gòu)并能夠由表及里、層次清晰地分析問題，合理表達(dá)自己的觀點(diǎn)，讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程中掌握知識(shí)、促進(jìn)思維、增進(jìn)能力、全面發(fā)展。[1]

一、問題式教學(xué)中的錯(cuò)題研究

問題式教學(xué)在某種程度上屬于一個(gè)較為上位的概念，項(xiàng)目教學(xué)、單元教學(xué)等一般都可用于問題式教學(xué)。學(xué)生在平常的作業(yè)練習(xí)中產(chǎn)生的錯(cuò)題，可整合成以某個(gè)項(xiàng)目的方式給學(xué)生提出具有挑戰(zhàn)性的問題或任務(wù)。圍繞該項(xiàng)目情境，教師可組織相關(guān)實(shí)踐活動(dòng)，設(shè)計(jì)問題解決路徑與方案，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、合作探究，最終以不同形式的作品展示學(xué)習(xí)成果。

1.錯(cuò)題來源及分類

學(xué)生一般都有錯(cuò)題本，每次作業(yè)或調(diào)研測試產(chǎn)生的錯(cuò)題，都應(yīng)受到重視。有知識(shí)疏漏型錯(cuò)題的學(xué)生，應(yīng)及時(shí)完善知識(shí)體系；有方法技巧型錯(cuò)題的學(xué)生，應(yīng)培養(yǎng)審題讀題習(xí)慣，加強(qiáng)同類或變式題的練習(xí)；有規(guī)律性應(yīng)用型錯(cuò)題的學(xué)生，應(yīng)在真正理解基本原理的基礎(chǔ)上參加一定的實(shí)踐活動(dòng)提高遷移應(yīng)用能力。另外，還有一些試題本身就存在錯(cuò)誤元素，會(huì)給學(xué)生帶來干擾和困惑。

2.錯(cuò)題帶來的困惑

(1)規(guī)律性應(yīng)用型錯(cuò)題

學(xué)生對月相的了解往往只停留在知識(shí)層面，沒有真正地觀察過月相，就難以將月相的變化規(guī)律與現(xiàn)實(shí)生活場景靈活地結(jié)合起來，以致于在做關(guān)于月相的試題時(shí)總是出錯(cuò)。下面這組試題來源于2018年11月的浙江省地理高（選）考真題。

讀太陽系部分天體某時(shí)刻相對位置示意圖如圖1所示，某學(xué)生當(dāng)日看星空的圖如圖2所示。據(jù)此完成24、25題。

圖1 某時(shí)刻日、地、月、火相對位置示意圖

圖2 某學(xué)生當(dāng)日觀看星空的圖示

24.該時(shí)期肉眼在（ ）

A.火星天空中可以看到月球

B.月球上可見火星嵌在日面

C.火星上可見地球遮住月球

D.月球上可見火星懸在星空

25.該學(xué)生面朝月球站立，其左側(cè)為正東，此時(shí)為（）

A.清晨 B.正午 C.黃昏 D.子夜

第24題，要結(jié)合圖1看，此時(shí)月球的暗面正對著火星，在火星天空中看不見月球，A錯(cuò)誤；火星和太陽位于月球的兩側(cè)，在月球上看不到火星嵌在日面，B錯(cuò)誤；地球、月球都是夜半球面對火星，在火星上看不到地球遮住月球，C錯(cuò)誤；火星亮面正對著月球暗面，所以在月球的夜半球可見火星懸在星空，D正確。學(xué)生解這道題時(shí)不會(huì)在所給圖示中根據(jù)天體間相對位置的轉(zhuǎn)換選擇答案。

第25題，由圖2可知該學(xué)生面朝月球站立，其左側(cè)為正東，所以此時(shí)月球位于正南天空，此時(shí)剛好能看到月球完整的亮面，即月相為滿月。滿月時(shí)太陽和月球分別位于地球兩側(cè)，二者此升彼落，當(dāng)月球位于正南天空時(shí)，正值0:00時(shí)分，即子夜，因此選D。這道題目從上題以太陽系大的空間尺度到本題以地球某具體場景的小尺度來思考問題，同時(shí)涉及觀察時(shí)間的考查，時(shí)空尺度的靈活變化讓學(xué)生難以適應(yīng)與把握。

(2)本身具有錯(cuò)誤元素的錯(cuò)題

目前，各種資料和輔導(dǎo)書上的試題類型多樣而復(fù)雜，學(xué)生在做題過程中，難免會(huì)遇到一些本身就具有錯(cuò)誤元素的錯(cuò)題。

日晷是我國古代利用日影測得時(shí)刻的一種計(jì)時(shí)儀器，一般由晷針和晷盤組成。晷盤南高北低，平行于天赤道；晷針垂直晷盤，上端指向北極星。在晷盤面上刻畫出12個(gè)大格，每個(gè)大格代表兩個(gè)小時(shí)，當(dāng)太陽光照在日晷上時(shí)，晷針的影子就會(huì)投向晷盤面，以此來顯示時(shí)刻（見圖3、圖4）。據(jù)此完成下題。

圖3 晷針某日A時(shí)投影圖

圖4 晷針某日B時(shí)投影圖

湖北襄陽的日晷，晷針的影子在冬至日晴天時(shí)移動(dòng)的方向應(yīng)是( )

A.由西南逆時(shí)針轉(zhuǎn)向東南

B.由西北順時(shí)針轉(zhuǎn)向東北

C.由西北逆時(shí)針轉(zhuǎn)向東北

D.由西南順時(shí)針轉(zhuǎn)向東南

這道題目旨在考查學(xué)生應(yīng)用太陽視運(yùn)動(dòng)的知識(shí)觀察晷針影子移動(dòng)方向的能力，所給的圖有圖3和圖4，有的選題者可能認(rèn)為圖3不夠清晰，換成了字跡清晰的圖4。無論是哪一幅圖都有引導(dǎo)學(xué)生的錯(cuò)誤元素。首先，題目問的是“冬至日”晴天晷針影子的移動(dòng)方向。湖北襄陽在北半球，冬至日應(yīng)該觀看日晷儀的反面，而試題給出的圖都是正面。另外，日晷儀正面所示的十二地支“子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥”應(yīng)該是從正南的子時(shí)開始按順時(shí)針依次分布，而圖4顯示反了，把日晷儀反面的文字信息放在了正面。而且，無論是圖3還是圖4的題目，都想當(dāng)然地把B選項(xiàng)作為正確答案。然而，我們要是換一張清晰的日冕儀反面的圖就會(huì)發(fā)現(xiàn)，反面觀看日晷儀晷針的影子是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的，B選項(xiàng)顯然是錯(cuò)的。此時(shí)，很多學(xué)生開始疑惑并且出現(xiàn)思路混亂的現(xiàn)象，為了清除錯(cuò)誤元素的障礙，提升學(xué)生的空間思維、形象思維和辯證思維，制作日晷儀進(jìn)行實(shí)地驗(yàn)證的活動(dòng)非常有必要。

二、地理實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施

1.規(guī)律性總結(jié)類活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施

(1)課標(biāo)要求

結(jié)合實(shí)例，說明地球運(yùn)動(dòng)的地理意義。

(2)學(xué)習(xí)目標(biāo)

通過實(shí)踐活動(dòng)，能在不同空間轉(zhuǎn)換中理解月相的變化規(guī)律。

(3)問題提出

學(xué)生在做相關(guān)題目時(shí)，方位混亂和空間尺度難以靈活轉(zhuǎn)換。

(4)設(shè)計(jì)意圖

針對學(xué)生遇到的問題，筆者組織了一次從2021年9月7日（農(nóng)歷八月初一）開始、為期半個(gè)月的月相觀察活動(dòng)。

(5)實(shí)施過程

【環(huán)節(jié)一】選定觀察地點(diǎn)：考慮到空間位置的對比與轉(zhuǎn)換，在學(xué)校的觀察選擇小型籃球場和視野寬闊的大籃球場兩個(gè)地點(diǎn)。另外還可以選擇在家觀察，方便后期成果分享時(shí)，從熟悉的場景切換到陌生的學(xué)生家附近的場景。

【環(huán)節(jié)二】方法指導(dǎo)：①小組合理分工（記錄觀察時(shí)間、月相出現(xiàn)的水平方位、高度角、形狀、當(dāng)日天氣狀況）；②選取合適的時(shí)間，確定合適的參照物（學(xué)?；蚣腋浇慕ㄖ堑龋?；③手機(jī)指南針可以確定具體方向；④月亮高度角的簡單估算方法見2019人教版必修《地理二》第4～5頁“活動(dòng)”說明。

【環(huán)節(jié)三】知識(shí)回顧：口訣“上上上西西；下下下東東”、原理圖的繪制。

【環(huán)節(jié)四】記錄表匯總，如表1所示。

表1 月相觀察記錄表匯總

(6)問題解決

通過實(shí)踐觀察，學(xué)生對月相的變化規(guī)律有了更深層次的理解，針對觀察方位易錯(cuò)和不同空間的轉(zhuǎn)換問題，也在實(shí)踐過程中通過合作探討有了改善。如學(xué)生熟悉的小籃球場西方、南方及東南方有不同的參照物，隨著觀察日期和時(shí)間的變化，場地較小就不能一直固定在一個(gè)點(diǎn)位觀察，所以開始選擇觀察點(diǎn)時(shí)就應(yīng)預(yù)想到結(jié)果，如圖5所示。而空曠的大籃球場，由于視野開闊，就可以保持一個(gè)點(diǎn)位變化方向觀察，如圖6所示。為了讓學(xué)生能順利地從熟悉的情境轉(zhuǎn)換到陌生的情境進(jìn)行知識(shí)遷移應(yīng)用，靈活地解決問題，在家或者家附近觀察的學(xué)生提供的圖片也發(fā)揮了作用。根據(jù)月相出現(xiàn)的時(shí)間，可以讓其他學(xué)生判斷該生是站在什么方位拍攝的；根據(jù)月相形態(tài)推測拍攝的時(shí)間；根據(jù)月相與參照物的關(guān)系猜測該生家住的小區(qū)位置等，如圖7所示。

圖5 小籃球場的月相觀察照

圖6 大籃球場的月相觀察照

圖7 某學(xué)生所住小區(qū)及附近的月相觀察照

(7)反思總結(jié)

月相觀察過程中，出現(xiàn)了不少問題，如：時(shí)間難以精確統(tǒng)一；水平方位沒有借助儀器測量到具體的方位角度；用手臂握拳法估算高度角的誤差較大；天氣狀況影響較大，9月12日至9月15日（即農(nóng)歷初六至初九）蘇州受臺(tái)風(fēng)“燦都”影響較大，沒有拍到上弦月。不過，實(shí)踐過程中，學(xué)生懂得了月相變化規(guī)律總結(jié)的不易；深刻體驗(yàn)科學(xué)探索所需的意志品質(zhì)、行動(dòng)能力、嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和求真精神。

2.檢驗(yàn)性實(shí)踐類活動(dòng)設(shè)計(jì)

(1)課標(biāo)要求

結(jié)合實(shí)例，說明地球運(yùn)動(dòng)的地理意義。

(2)學(xué)習(xí)目標(biāo)

通過實(shí)踐活動(dòng)，理解太陽視運(yùn)動(dòng)原理應(yīng)用于日晷儀、服務(wù)于生活的意義。

(3)問題提出

學(xué)生在做相關(guān)題目時(shí)，對日晷儀的正面和反面選擇、晷盤上文字和方向辨別、晷針投影移動(dòng)方向、晷針和晷盤與地面夾角等問題感到疑惑。

(4)設(shè)計(jì)意圖

針對日晷儀正面和反面的文字順序區(qū)別、晷針影子旋轉(zhuǎn)方向、何時(shí)觀看正面或反面等問題，筆者在太陽視運(yùn)動(dòng)的教學(xué)過程中結(jié)合日晷儀的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生掌握赤道式日晷儀的晷針、軌面的設(shè)計(jì)技巧及相關(guān)原理。然后再布置制作簡易日晷儀的作業(yè)，組織利用自制日晷儀觀察晷針投影指示時(shí)間的活動(dòng)。

(5)實(shí)施過程

【環(huán)節(jié)一】原理解釋：本文主要是借助赤道式日晷儀引導(dǎo)學(xué)生掌握地球運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)。如圖8所示，晷盤與赤道平行，晷針指向北極星（即正北方向），角1為晷盤與地平面的夾角，角2為北極星的仰角（等于當(dāng)?shù)鼐暥冉?）。若為解決上文涉及的湖北襄陽關(guān)于日晷儀晷針投影的時(shí)間指示問題，此處角2應(yīng)等于角3（即約為北緯32°）。如圖9所示，夏至日襄陽日出東北，正午時(shí)分日照正南，正午太陽高度（即角4約為81°26′），日落西北；春分（秋分）日，襄陽日出正東，正午時(shí)分日照正南，正午太陽高度（即角5約為58°），日落正西；冬至日，襄陽日出東南，正午時(shí)分日照正南，正午太陽高度（即角6約為34°34′），日落西南。

圖8 赤道式日晷儀空間方位示意圖

圖9 襄陽二分二至?xí)r太陽視運(yùn)動(dòng)示意圖

【環(huán)節(jié)二】方法指導(dǎo)：為保證信息的可靠性，筆者將搜索到的清華大學(xué)的日晷儀正面和故宮的日晷儀反面作為輔助信息，指導(dǎo)學(xué)生先后制作出日晷儀正面和反面圖，分別如圖10左圖和圖11左圖所示。

圖10 赤道式日晷儀正面（左）及夏至日太陽光線與日晷儀方位示意圖（右）

圖11 赤道式日晷儀反面（左）及冬至日太陽光線與日晷儀方位示意圖（右）

【環(huán)節(jié)三】問題分析：夏半年，太陽直射在北半球（如圖10右圖所示，此時(shí)太陽直射在北半球的A點(diǎn)，若角4為23°26′，則此日為夏至日，平行于太陽直射的光線從日晷儀的正面照射），湖北襄陽和蘇州都應(yīng)從正面觀看（即面朝南觀看）日晷儀的晷盤信息。如圖10左圖所示，子時(shí)方向?yàn)檎?，午時(shí)方向?yàn)檎保蠒r(shí)方向?yàn)檎龞|，卯時(shí)方向?yàn)檎鳌Ｌ枏臇|北升起，即太陽從酉時(shí)和午時(shí)中間照過來；晷針影子投向西南，即子時(shí)和卯時(shí)中間。正午時(shí)從正南方照射，即太陽從子時(shí)方向照過來；晷針影子投向正北，即午時(shí)方向。太陽從西北日落，即太陽從午時(shí)和卯時(shí)中間照過來；晷針影子投向東南，即子時(shí)和酉時(shí)中間。由此可知，晷針的影子在正面是呈順時(shí)針移動(dòng)。冬半年，太陽直射在南半球（如圖11右圖所示，此時(shí)太陽直射在南半球的B點(diǎn)，若角4為23°26′，則此日為冬至日，平行于太陽直射的光線從日晷儀的反面照射），湖北襄陽和蘇州都應(yīng)從反面觀看（即面朝北觀看）日晷儀的晷盤信息。如圖11左圖所示，子時(shí)方向?yàn)檎?，午時(shí)方向?yàn)檎保蠒r(shí)方向?yàn)檎龞|，卯時(shí)方向?yàn)檎?。太陽從東南升起，即太陽從酉時(shí)和子時(shí)中間照過來；晷針影子投向西北，即午時(shí)和卯時(shí)中間。正午時(shí)從正南方照射，即太陽從子時(shí)方向照過來；晷針影子投向正北，即午時(shí)方向。太陽從西南日落，即太陽從子時(shí)和卯時(shí)中間照過來；晷針影子投向東北，即午時(shí)和酉時(shí)中間。由此可知，晷針的影子在反面是呈逆時(shí)針移動(dòng)。

【環(huán)節(jié)四】實(shí)踐驗(yàn)證：學(xué)生把制作好的日晷儀放在太陽下進(jìn)行“晷針投影指示時(shí)間”的驗(yàn)證；雖然晷針投影指示的時(shí)間因?yàn)閭€(gè)人制作角度和擺放方位有點(diǎn)小偏差，但是針對上文錯(cuò)題中產(chǎn)生的困惑點(diǎn)都依次根據(jù)原理推導(dǎo)和實(shí)踐得到了驗(yàn)證，如圖12所示。

圖12 圖示時(shí)刻自制日晷儀在蘇州的晷影示意圖

(6)問題解決

通過實(shí)踐，學(xué)生都理解了“無論是湖北襄陽還是蘇州，為什么在夏半年應(yīng)觀看日晷儀的正面，晷盤正面的文字信息呈順時(shí)針分布和晷針的影子呈順時(shí)針移動(dòng)；為什么在冬半年應(yīng)觀看日晷儀的反面，晷盤反面的文字信息呈逆時(shí)針分布和晷針的影子呈逆時(shí)針移動(dòng)”的結(jié)論。

(7)反思總結(jié)

在制作和驗(yàn)證的過程中，遇到了不少問題，如晷盤與地面的夾角忘記選擇學(xué)校所處的蘇州緯度（約31°）的余角（即59°）、晷針的指示方向需借助指南針、晷針投影顯示的時(shí)間應(yīng)是蘇州的地方時(shí)（需與北京時(shí)間轉(zhuǎn)換）等。教師在活動(dòng)進(jìn)行前應(yīng)多提醒和指導(dǎo)。

三、核心素養(yǎng)水平下的評價(jià)與總結(jié)

地理課外實(shí)踐活動(dòng)是一個(gè)完整的過程，應(yīng)關(guān)注學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展與地理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，而活動(dòng)地點(diǎn)在課堂外，教師無法一一關(guān)注每個(gè)學(xué)生的表現(xiàn)。因此地理課外實(shí)踐活動(dòng)的評價(jià)方式應(yīng)該多元化，注意將過程性評價(jià)與終結(jié)性評價(jià)、定性評價(jià)與定量評價(jià)、學(xué)生自評互評與教師評價(jià)相結(jié)合。[2]《國務(wù)院關(guān)于基礎(chǔ)教育改革和發(fā)展的決定》和教育部《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中均強(qiáng)調(diào)：建立促進(jìn)教師和學(xué)生發(fā)展的評價(jià)體系。筆者結(jié)合地理學(xué)科核心素養(yǎng)水平劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過程性評價(jià)和發(fā)展性評價(jià)，本文將指向問題式教學(xué)的地理實(shí)踐活動(dòng)從設(shè)計(jì)到實(shí)施再到評價(jià)的一般流程，總結(jié)如圖13所示。

圖13 指向問題式教學(xué)的地理實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施的流程圖