地理學家科學探索在課堂情境中的引用

■天津市第一中學濱海學校 王 瑩

一、“雙核”視域下地理課堂需要創(chuàng)設真實的問題情境

近年來，我國高考評價體系不斷向核心功能靠攏?，F在的高考評價追求“核心價值”下的學科融合取向，向更實用的學科素養(yǎng)評價演化，不斷貼近學生的生活應用。因此，高中地理課堂需要置于“雙核”（核心價值、核心素養(yǎng)）視域下落實教學目標，而問題情境的創(chuàng)設是目標達成的重要載體。創(chuàng)設問題情境時，由于問題結構不良，設問角度多樣，答案關聯(lián)外圍學科，因此對教師提出了較高要求。

地理學研究地理環(huán)境以及人類活動與地理環(huán)境的關系。地理科學區(qū)域性、綜合性的特點，使其在某些研究領域中無法利用實驗室進行實驗，對數學方法應用也具有一定局限性。高中地理教學的真實問題情境創(chuàng)設，常借助模擬動畫、示意圖、案例設計和實驗設計等方法。此外，也可以把地理學家對問題的研究過程引入課堂情境設計，真實呈現問題的提出背景、研究過程、研究結果、存在爭議等。一方面，這種“引用”真實還原問題研究情境。另一方面，能夠向學習者滲透問題研究方法、地理學家科學精神。如此，知識的認知過程、能力的層級訓練、核心素養(yǎng)和核心價值潛移默化的導向在課堂環(huán)境中得以實現。

二、課堂情境中引用地理學家科學探索的實踐價值

相較于數學、物理等學科，高中學習者對相關科學家的了解比較普遍。很多學習者都能或多或少列舉出伽利略、牛頓、愛因斯坦等這些杰出科學家的學科貢獻。在地理學科中，教材對中西方地理學家的介紹比較弱化（少），課堂對地理學家科學貢獻、科學精神的育人探索比較貧乏。很多學習者對國內外著名地理學家了解不多。

課堂情境中，了解地理學家生平事跡，可增強學習者對地理學科學習的興趣。很多時候，可能就是出于對某位科學家的喜歡，對科學家研究項目的積極關注，讓學習者在這一學科中保持長時間的學習動力。很多自然科學家的科學貢獻推動了人類歷史的發(fā)展，其人格魅力也深刻影響著同時代和之后的人們。

課堂情境中模仿地理學家的科研之路，可培養(yǎng)學習者地理實踐能力。在問題情境的設計中，引入地理學家的科學探索情境，指導學習者模仿地理學家的野外考察、實驗和調查，鼓勵學習者對問題和假設進行合理探究和調查分析，強調要像地理學家一樣做研究，并在研究過程中形成和提升地理實踐力。

三、在“山地垂直地帶性規(guī)律”課堂上，引用地理學家的科學探索

“山地垂直地帶性規(guī)律”是高中地理重要原理性知識。為使學習者完整理解規(guī)律，實現地理課程的“雙核”育人目標，將近代地理學奠基人洪堡山地考察、自然帶繪制、整理規(guī)律、發(fā)表結論的過程引入教學設計中。以下是本節(jié)內容的主要問題設計。

課程導入：地球表層起伏不平，存在很多綿延起伏的巨大山脈，山地的地表景觀隨海拔高度也發(fā)生著有規(guī)律的更替。我們把這個現象稱為“山地垂直地帶性”。水平地帶性與垂直地帶性一起，才能讓我們對自然環(huán)境的認識逐漸完整。這條規(guī)律的發(fā)現，自然科學界普遍認為應歸功于地理學家洪堡。今天，我們就一起嘗試重構洪堡當年如何發(fā)現這一規(guī)律。

材料一：關于山地垂直地帶性，德國地理學家亞歷山大·馮·洪堡與欽博拉索雪山，一定是這個科學發(fā)現的主角。18世紀初，洪堡橫渡太平洋去美洲游歷5年，重點考察了安第斯山脈。其間，攜帶42種科學儀器，實地考察帶回的數據資料和圖片手稿，對欽博拉索雪山的研究最令人矚目。

材料二：位于南美洲赤道附近的欽博拉索雪山，是一座死火山，海拔6310米。峰頂是常年不化的雪蓋，冰川廣泛分布，但在山麓分布著大量的金雞納樹族（熱帶雨林典型植被），從山麓往上是大量的棕櫚科和芭蕉目植物（熱帶季雨林典型植被）。從山谷到山頂的方寸之間能體會到熱帶向極地的過渡，急劇的地帶性過渡給了洪堡科學研究的靈感。

問題1：結合你的生活經歷，思考洪堡前往南美洲實地考察，為什么要攜帶如此之多且昂貴的儀器？

問題2：請描述在登山過程中，山地氣溫的變化規(guī)律？從山麓到山頂的降水差異？嘗試概括山地垂直地帶性形成的主導因素。

問題3：有專家認為，洪堡當年能夠發(fā)現山地垂直分異規(guī)律，與欽博拉索雪山密不可分，你同意這一觀點嗎？請闡述理由。

學生活動1：參考“洪堡植被分布圖”，繪制欽博拉索雪山的垂直帶譜。

問題4：指出欽博拉索雪山的基帶（山麓自然帶），山地基帶的自然帶是否只有一個？對比乞力馬扎羅山山麓自然帶，思考這座山脈基帶為什么有兩個，我們該如何確定基帶？

問題5：結合欽博拉索雪山從山麓到山頂的自然帶變化，思考這種變化同哪一種地域分異規(guī)律相似？乞力馬扎羅山也有這樣的變化特點嗎？

問題6：對比欽博拉索雪山、乞力馬扎羅山和阿爾卑斯山自然帶的分布差異。據此推測影響山地垂直地帶性最明顯的因素有哪些？

材料三：與洪堡同行考察的還有法國植物學家邦幫·普蘭。兩位科學家對某一自然帶的空間分布做了更為細致的觀察。比如：林線（在高緯度或高山地區(qū)不能形成森林的界限）的發(fā)現。

學生活動2：觀察欽博拉索雪山和乞力馬扎羅山的自然帶分布圖，請用紅筆標注出山地的林線。

……

以上以洪堡發(fā)現“山地垂直地帶性規(guī)律”為問題情境背景，在教學中引領學習者跟當年的洪堡一樣，站在欽博拉索雪山的山巔之上，俯瞰萬千世界。當年的洪堡很有可能就是在那個時候產生了“垂直地帶性”的靈感。正是這位偉大地理學家將一路從赤道熱帶走到高山雪峰的經歷與從赤道到北極的自然景觀演變產生聯(lián)系，運用地理思維感受和發(fā)現了垂直高度上經過極短距離，通過溫度和水分的改變，實現在水平上遙遠距離才能出現的景觀演變規(guī)律。在那個沒有遙感、攝像機的時代，如果沒有把整個地球當成一個完整系統(tǒng)的眼光，這個著名規(guī)律恐怕難以被發(fā)現。在“雙核”視域下的地理課堂，師生通過一起重構規(guī)律的發(fā)現，使學習者形成綜合思維、地理實踐力等地理核心素養(yǎng)；尊重自然，全球視野、關注全球地理現象的世界觀核心價值得到了強化。

四、對課例的思考

偉大地理學家洪堡在中國的知名度不高，但近代地理科學諸多發(fā)現和首創(chuàng)都要歸功于這位地理學奠基人。其科學貢獻如此罕見，與這位科學家信仰的“自然統(tǒng)一體”理論有關，與他在自然考察中面對困難永不后退的意志有關。實際上，中國古代酈道元、郭守敬、徐霞客等，國外的拉采爾、哈特向、李?；舴业?，地理學家的科學貢獻和科學精神都是高中地理“雙核”育人的珍貴素材。

地理學家和科學研究成果背后蘊含著思考、置疑、探索的科學態(tài)度和精神。這種“引入”教學，需要花費時間去收集、整理大量素材。如果可以，這一教學探索可延伸到校本課程的開設，對豐富課程資源、提高教師課程開發(fā)能力、培養(yǎng)學習者地理學習興趣有很大助益。下面，以“中國近代著名地理學家—主要科學貢獻—教學情境引用—科學精神”為例，進一步說明。

竺可楨—創(chuàng)建氣候演化輪廓科學方法，奠定了我國氣候學領域演變規(guī)律研究基礎—如何研究和認識某區(qū)域的歷史氣候演變規(guī)律—求是、理性、創(chuàng)新精神。

劉東生—創(chuàng)立黃土學，在黃土研究、第四紀研究、古全球變化研究中取得大量研究成果—了解黃土高原的形成原因并獲得證據支持—求是、批判精神。

施雅風、鄭度—開創(chuàng)中國現代冰川學研究，青藏高原自然地域系統(tǒng)綜合研究—了解青藏高原的形成原因—創(chuàng)新、質疑精神。

胡煥庸—從人地關系角度，研究我國人口問題和農業(yè)問題，提出中國人口的地域分布以黑河騰沖線為界（“胡煥庸線”）—認識我國人口分布的空間差異—創(chuàng)新、理性精神。

筆者在教學實踐中深刻認識到，通過地理學家科學探索的課堂案例呈現，學習者獲得的地理知識是有故事，有精神載體，觸動心靈的。這樣的教學過程對學習者的積極影響是深遠的。將地理學家科學探索引入教學問題情境設計的嘗試還需要更積極和認真的思考，不斷改善和補充。