“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下地理實驗教學(xué)設(shè)計原則及案例

張蕊 李旺軍

【摘要】義務(wù)教育地理課程具有實踐性，在提升學(xué)生地理實踐力的過程中必定要求教師注重地理實驗的開發(fā)、設(shè)計與實施。文章結(jié)合已有的研究成果梳理地理實驗教學(xué)的概念與意義，分析地理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上以圖新地球為平臺進行等高線演示實驗，從校本教學(xué)資源的開發(fā)設(shè)計、地理實驗教學(xué)、實驗教學(xué)的評價體系三個層面探討基于“互聯(lián)網(wǎng)+”視角下的地理實驗教學(xué)有效實施路徑，并通過案例來呈現(xiàn)具體的實施方法。

【關(guān)鍵詞】互聯(lián)網(wǎng)+；初中地理；實驗教學(xué)

【中圖分類號】G633.951【文獻標(biāo)志碼】A【文章編號】1004—0463（2022）11—0074—04

中學(xué)地理課程具有很強的實踐性，也具有豐富的實踐內(nèi)容。學(xué)具制作、實驗、野外觀察、社會觀察等均是增強學(xué)生地理實踐力的重要途徑，也是地理課程實踐性的重要體現(xiàn)。2019年11月教育部出臺的《關(guān)于加強和改進中小學(xué)實驗教學(xué)的意見》指出，要“強化學(xué)生實踐操作、情境體驗、探索求知……培育學(xué)生的興趣愛好、創(chuàng)新精神、科學(xué)素養(yǎng)和意志品質(zhì)”，為當(dāng)下乃至今后在初中地理教學(xué)中開展實驗教學(xué)指明了方向[1]。然而，在大多數(shù)中學(xué)，尤其是經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，地理實驗教學(xué)實施得并不理想。部分教師對地理實驗教學(xué)進行了初步實踐，但在教學(xué)實踐中，受制于課時安排和學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)重等實際情況，再加上傳統(tǒng)意義上的操作性實驗耗費的學(xué)習(xí)時間較長，在一定程度上可能造成學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致實驗效果達不到應(yīng)有的目標(biāo)，因此地理實驗教學(xué)一定要尋找新的出路，既能兼顧學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和地理實踐能力的培養(yǎng)，又不過分加重學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)。當(dāng)前，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)正在深入探索和實施，運用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)成為今后地理實驗教學(xué)發(fā)展的新方向。如何基于“互聯(lián)網(wǎng)+”設(shè)計實施地理實驗并開展地理實驗教學(xué)？本文試圖探討信息化時代基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的地理實驗教學(xué)的變革與實施路徑。

（一）地理實驗教學(xué)的概念

在普通認(rèn)知體系中，不少教師往往將“地理實驗教學(xué)”與“地理實驗”、“地理實驗法”等概念相混淆。有學(xué)者認(rèn)為，“地理實驗教學(xué)是指以地理實驗為載體，采用實驗法進行的教學(xué)活動”[2]。從這一概念可以看出，地理實驗教學(xué)是一種教學(xué)活動形式，而地理實驗是實驗教學(xué)的載體，實驗法是教學(xué)的方法。換言之，要開展地理實驗教學(xué)，必須堅持地理實驗內(nèi)容設(shè)計的科學(xué)性與合理性，并按照實驗法的相關(guān)程序和原則依次展開實驗教學(xué)的各環(huán)節(jié)。

（二）地理實驗教學(xué)的意義

地理課程具有很強的實踐性?！读x務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“地理課程含有豐富的實踐內(nèi)容，包括圖表繪制、學(xué)具制作、實驗、演示、野外觀察、社會調(diào)查和鄉(xiāng)土地理考察等，是一門實踐性很強的課程”[3]?！镀胀ǜ咧械乩碚n程標(biāo)準(zhǔn)》（2020年修訂）：指出：“在地理課程中，通過地理實驗教學(xué)增強學(xué)生的地理實踐力，有助于提升人們的行動意識和行動能力，更好地在真實情境中觀察和感悟地理環(huán)境及其與人類活動的關(guān)系，增強社會責(zé)任感”[4]。綜上所述，地理實驗教學(xué)具有以下重要作用。

1.有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。“增強對地理事物和現(xiàn)象的好奇心，提高學(xué)習(xí)地理的興趣以及對地理環(huán)境的審美情趣”是初中地理課程的重要目標(biāo)之一[5]，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，“地理實驗教學(xué)有助于學(xué)生地理學(xué)習(xí)動機的提高”[6]。換言之，地理實驗教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的地理學(xué)習(xí)興趣具有積極作用。筆者在教學(xué)實踐中通過設(shè)計等高線實驗，引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)學(xué)知識與地理知識相結(jié)合，運用相關(guān)實驗，通過實踐呈現(xiàn)地理中比較抽象的內(nèi)容，不僅突破了等高線認(rèn)知的難點，更提高了學(xué)生學(xué)習(xí)地理的興趣與積極性。

2.有助于學(xué)生行動意識和能力的提升，增強社會責(zé)任感。在實驗的過程中，學(xué)生通過身臨其境地參與、操作、觀察乃至最后的實驗總結(jié)與報告，能夠從自身實踐的視角運用知識解決問題或通過操作得出結(jié)論，有利于提升學(xué)生對地理方法的運用，并樹立科學(xué)合理的情感態(tài)度與價值觀[7]。在繪制校園平面圖的實驗結(jié)束后，有學(xué)生從地圖中發(fā)現(xiàn)“校園綠化面積小”的問題，并提出“校園規(guī)劃應(yīng)該更加合理”的觀點。

3.有助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和創(chuàng)造性思維。地理實驗是教師針對特定的教學(xué)內(nèi)容進行的一般性認(rèn)知過程的設(shè)計，有時會不同程度地脫離學(xué)生認(rèn)知需求的情況。隨著學(xué)生認(rèn)知能力和水平的提升，學(xué)生會結(jié)合自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗和生活經(jīng)驗提出相應(yīng)的改進建議，或者提出與實驗相關(guān)的新問題?？傮w而言，地理實驗的開展對學(xué)生發(fā)散性思維和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)具有重要作用。在等高線實驗的過程中，也有學(xué)生提出坡度越陡的區(qū)域越不利于人們的生活。這一發(fā)現(xiàn)與第三章內(nèi)容相關(guān)，可見在地理實驗的過程中學(xué)生的發(fā)散性思維得到了培養(yǎng)。

從本質(zhì)上來看，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”是一種新型的教育形態(tài)，是互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與教育深度融合，并推動教育進步、效率提升和組織變革，增強教育創(chuàng)新力和生產(chǎn)力的教育變革[4]，改變著教與學(xué)的方式，也影響著教育的理念、文化和生態(tài)。2018年，為推進“互聯(lián)網(wǎng)+教育”發(fā)展，加快教育現(xiàn)代化和教育強國建設(shè)，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》，從國家層面對教育信息化作出戰(zhàn)略部署，為教師開展信息化教學(xué)指明了方向，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的地理實驗設(shè)計、實施與評價也成為可能。

（一）“互聯(lián)網(wǎng)+”視角下的地理實驗教學(xué)設(shè)計原則

從教育傳播學(xué)理論來看，教育活動就是信息傳遞的過程。地理教學(xué)中知識與技能、過程與方法等信息的傳播需要教師確定傳遞信息內(nèi)容、選擇媒體和方式完成教學(xué)任務(wù)。從建構(gòu)主義理論的角度來看，知識的學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者在一定的情境下借助教師和同學(xué)的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式獲得的[8]，教學(xué)中教師可依據(jù)多媒體及信息技術(shù)設(shè)立一定的學(xué)習(xí)情境，并提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)資料，幫助學(xué)生進行意義建構(gòu)。從混合學(xué)習(xí)理論的角度來看，“把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢和數(shù)字化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢結(jié)合起來，使兩者優(yōu)勢互補，才能獲得最佳的學(xué)習(xí)效果”[9]。

地理實驗教學(xué)是地理課程改革的重要組成部分，具有促進學(xué)生理解和掌握地理知識、提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機的正向功能[2]50。然而在地理實驗教學(xué)實踐中我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)實驗設(shè)計缺乏科學(xué)依據(jù)或者在實施過程中忽視實驗過程的規(guī)范性，這些問題可能難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，甚至阻礙他們的學(xué)習(xí)動機，尤其是在課時安排較為緊張的情況下，師生難以完整、有效、規(guī)范地開展地理實驗。因而，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”設(shè)計地理實驗及教學(xué)實踐，應(yīng)遵循科學(xué)性、可操作性、針對性、啟發(fā)性、探究性、創(chuàng)新性、課內(nèi)外結(jié)合、時空尺度轉(zhuǎn)換等原則[10]（見下表）。

在以上設(shè)計原則中，創(chuàng)新性原則符合信息化時代下基于“互聯(lián)網(wǎng)+”設(shè)計地理實驗教學(xué)的基本要求，教師不僅要對實驗內(nèi)容有所發(fā)展和創(chuàng)新，更應(yīng)注重教育教學(xué)理念和教育技術(shù)發(fā)展相結(jié)合的地理實驗教學(xué)理念與方式的變革。

（二）“互聯(lián)網(wǎng)+”視角下地理實驗教學(xué)設(shè)計原則

信息化時代基于“互聯(lián)網(wǎng)+”設(shè)計地理實驗教學(xué)，在遵循科學(xué)性、可操作性、針對性等原則的基礎(chǔ)上，既要符合學(xué)生學(xué)習(xí)實際與校本教學(xué)資源的開發(fā)設(shè)計，還要注重地理學(xué)科教學(xué)計劃，從學(xué)段、學(xué)年、學(xué)期等不同時間段綜合設(shè)計與教學(xué)實際相符合的地理實驗教學(xué)體系，最終利用相應(yīng)的評價體系完成對實驗教學(xué)及課堂教學(xué)整體學(xué)習(xí)效果的評價。

1.注重開發(fā)設(shè)計符合學(xué)生學(xué)習(xí)實際與學(xué)校實際的校本教學(xué)資源。初中地理課程具有生活性，脫離了學(xué)生生活實際的地理實驗教學(xué)無法引導(dǎo)學(xué)生在生活中正確認(rèn)識和解決問題。因此，地理實驗教學(xué)的設(shè)計與實施要具有針對性，對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知難點有所突破，提高學(xué)生的認(rèn)知水平。此外，當(dāng)下大多數(shù)中學(xué)并沒有完善的地理實驗教學(xué)實施的硬件環(huán)境，因此在地理實驗教學(xué)實踐中，教師應(yīng)該緊密結(jié)合學(xué)生實際與學(xué)校實際，系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計校本層面的地理實驗教學(xué)資源，包括實驗課程的內(nèi)容、環(huán)境及常態(tài)化實施機制等，為地理實驗教學(xué)的常態(tài)化實施奠定資源基礎(chǔ)。

2.制訂與教學(xué)實際相符合的地理實驗教學(xué)方法。地理實驗課程是初中地理學(xué)習(xí)過程中的重要一環(huán)，也是提升學(xué)生地理實踐力的重要抓手。由于初中地理課程的課時安排有限，地理實驗課程的設(shè)計要與實施不能獨立于地理課堂教學(xué)實踐之外。因此教學(xué)設(shè)計要從學(xué)段、學(xué)年、學(xué)期等制定教學(xué)策略。

3.設(shè)計地理實驗教學(xué)的評價方式?！皩嶒灲虒W(xué)主要有實驗報告、紙筆測驗和表現(xiàn)性評價等評價方式”[11]。從實驗報告的角度來看，教師可以借鑒理化生等學(xué)科的實驗報告設(shè)計符合地理實驗教學(xué)的實驗報告；從紙筆測驗的角度來看，由于地理實驗重點是解決學(xué)生在認(rèn)知上存在的疑難問題，因此應(yīng)側(cè)重于“考察實驗的設(shè)計原理、方法、步驟和錯誤原因分析”[11]18；表現(xiàn)性評價則注重“在真實或接近真實的情境中對學(xué)生完成任務(wù)的過程和表現(xiàn)進行的觀察和判斷，強調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的實際表現(xiàn)”[12]，更有助于促進學(xué)生地理實踐力的培養(yǎng)。因此在地理實驗教學(xué)的設(shè)計過程中，教師應(yīng)該注重多種評價方式，形成獨特的地理實驗教學(xué)評價體系。

（三）“互聯(lián)網(wǎng)+”視角下的地理實驗實施案例

為了讓學(xué)生直觀地理解真實生活中的等高線分布形態(tài)，我們利用圖新地球軟件（LSV），選擇學(xué)生最常見的一座山進行演示實驗，具體操作過程如下。

1.打開圖新地球軟件，找到學(xué)生最常見的那座山（圖1）。

2.在界面中先從衛(wèi)星影像的角度出發(fā)判讀山體的不同部位，并對其進行標(biāo)記。

3.在工具欄中選擇“分析→開啟等高線”，并在“等高線設(shè)置”中調(diào)整等高線顏色（圖2）。

4.圖2中顯示的內(nèi)容，分析山谷和山脊等高線分布的形態(tài)及規(guī)律。

操作性實驗?zāi)軌蛴行嵘龑W(xué)生的地理實踐能力，設(shè)計基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的演示實驗既能突破學(xué)生在認(rèn)知過程中的難點，更能在直觀認(rèn)知的基礎(chǔ)上有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的時代背景下，有效設(shè)計開發(fā)基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的演示實驗成為了一種趨勢，當(dāng)然，這并不代表傳統(tǒng)的操作性實驗就該完全摒棄，二者的結(jié)合才是當(dāng)下乃至未來地理實驗教學(xué)發(fā)展的合理路徑。

[1]中華人民共和國教育部.教育部關(guān)于加強和改進中小學(xué)實驗教學(xué)的意見[EB/OL]. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/ s3321/201911/t20191128_409958.html

[2]張海.地理實驗設(shè)計與教學(xué)案例[M].蘭州：蘭州大學(xué)出版社，2017.

[3]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[6]劉麗.地理實驗教學(xué)對高中生地理學(xué)習(xí)動機影響的研究[D].蘭州：西北師范大學(xué)，2020.

[7]張雅琪.初中地理實驗教學(xué)對學(xué)生能力培養(yǎng)作用研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2012.

[8]張大均.教育心理學(xué)（第二版）[M].北京：人民教育出版社，2004.

[9]南國農(nóng).我國教育信息化發(fā)展的新階段、新使命[J].電化教育研究，2011（12）：10-12.

[10]徐寶芳.中學(xué)地理實驗教學(xué)研究[M].西安：陜西師范大學(xué)出版社，2010.

[11]張海.地理實驗設(shè)計與教學(xué)評價[J].地理教學(xué)，2018（17）：15-18+36.

[12]李旺軍.基于地理核心素養(yǎng)的鄉(xiāng)土地理教學(xué)案例開發(fā)研究[D].蘭州：西北師范大學(xué)，2018.

編輯：陳富祥