基于经验课程观的高中地理网络交互教学初探**——以人教版必修一“太阳对地球的影响”为例

沈新荣

（江苏省天一中学, 江苏 无锡 214101）

基于经验课程观的高中地理网络交互教学初探**——以人教版必修一“太阳对地球的影响”为例

沈新荣

（江苏省天一中学, 江苏 无锡 214101）

有别于传统的“知识课程观”，“经验课程观”主张在经验情境中让学生参与、理解和体会，通过已有经验来解释未来经验。互联网及各种交互工具的迅速普及，将广阔的真实世界引入有限的教室空间，实现了经验情境的创建，促发了认知矛盾的产生，提供了观察大视域、远距离事物的可能，搭建了实践、探索世界的平台。网络交互教学方式的运用，让“经验课程观”的课程体系在更大范围内得到了实践检验。本文即是以“太阳对地球的影响”一节为例，所作的一些初步探索。

经验课程观；网络交互教学；太阳对地球的影响

一、理论指导

1.经验课程观

“经验课程观”是杜威在对传统的“经验”概念作出重大变革的基础上建立的课程理论体系，它主要包括“教育即经验的不断改造或重组”“教育即生长”“教育即生活”“教育是一个社会的过程”等主要内容。[1]

在传统的“知识课程观”中，课程目标多集中于“知识的传授”，教学往往围绕高度抽象的“学科体系”“理论逻辑”而设计、展开，忽视了学生的参与、理解和体会。杜威的“经验课程观”强调“学生个体”“个体的经验”“个体经验的实际获得过程”，主张把学科知识恢复到它被抽象出来之前的样子（真实问题、原始问题）、还原为直接的和个体的经验，通过一步步的架设“桥梁”引导学生用已有经验来解释未来经验，从而实现学生经验（经验事物、经验过程）的扩充。

2.网络交互教学

网络交互教学指在信息技术提供的强大教学环境与技术支持的条件下，结合先进的教学及学习理论，衍生出的一种实现教学活动各要素无障碍“交互、交流、沟通”的教学模式。[2]

地理空间和地球空间的辽阔性、综合性与地域性，对教师在传统课堂的时空环境下引入真实问题、已有经验，开展基于“经验课程观”的教学提出了挑战。倘若通过互联网，将相关的程序、网站、图文及视频资料引入课堂，将极大地丰富资源的呈现方式、拓宽信息的获取渠道、提升数据的处理速度、扩大成果的展示空间，从而不仅建立了高度拟真的经验情境，促成了学生的认知冲突，而且提供了在课堂开展探索实践、项目研究的平台。

二、设计实践

“经验课程观”认为“一切学习来自于经验”，学生通过行动的过程来学习，又在行动的结果中发展思维、获得新知。为此，教师需要通过情境创设还原学生的已有经验或促发已有经验的认知冲突；在活动过程中引导学生产生问题，为此开展必要的观察；指导学生形成解决问题的种种设想；通过研究实践，验证、认证并总结成果。甚至，还可以指导学生开展较高难度的基础科研，积累更多的有关科学研究的方法，产生有益于人类的经验财富。[3]

基于此，可以将“太阳对地球的影响”一节的教学过程设计为“情境导入及问题提出”“概念辨析与假设提出”“项目研究与成果展示”“观测实践及科学研究”等四个部分。

1.情境导入及问题提出

(1)师生活动

连接网络，在线播放一段有关1859年“卡林顿事件”的视频（图1），引起学生的兴趣。“卡林顿”事件是1859年9月1日由英国天文爱好者卡林顿首先发现的强太阳耀斑爆发事件，它导致北极光南延扩散至北纬20°左右的夏威夷群岛，引发了3倍于1989年“魁北克事件”的磁暴现象，甚至多地电报局的电报机也闪出火花，电线也被熔化了。

图1　“卡林顿事件”在线视频

请学生谈谈观后感，并引出两个问题：是什么引发了“卡林顿事件”？这里的太阳与我们平时所见的有何不同？教师将其总结为太阳具备的二元性：宁静太阳为地球提供能量，太阳活动对地球造成异常影响。

(2))设计意图

“太阳”作为一个司空见惯的天体，往往难以引发学生的好奇心。通过“互联网”可以便捷的在线呈现“卡林顿事件”的视频，迅速抓住学生的兴奋点，使其很快进入本节课程的教学情境。

“卡林顿事件”这一历史事实超出了学生的已有经验，造成了认知失调和冲突，引发了学生的集体疑问：是什么引发了“卡林顿事件”？这里的太阳与我们平时所见的有何不同？这是后续项目学习的研究背景和问题来源，也是学生将在课堂中首先解决的疑难。

2.概念辨析与假设提出

(1))师生活动

打开“Sun Spotter”程序（图2）和“国家空间天气监测预警中心”网站，查看美国SOHO空间卫星和中科院地面望远镜拍摄的实时（最新）太阳照片：“光球层和黑子”“色球层与耀斑”“日冕层与太阳风”“磁场记录图”“极紫外图片”等。结合教材上的相关图文资料，学习、分辨太阳辐射的产生和传播方式，太阳大气分层结构和太阳活动的类型，形成太阳辐射、太阳大气分层、太阳活动的基本概念，并完成教师使用QQ群“作业”功能布置的任务。

图2　“Sun Spotter”程序

学生在教师的指导下联系生活，同时结合“卡林顿事件”的视频资料，提出进一步要研究的问题，并据此形成解决问题的假设。教师对此进行总结，并归纳为：假设太阳辐射为地球环境和人类生产生活提供能源，且存在分布不均的情况；假设太阳活动对地球大气、磁场等存在影响。

(2))设计意图

“Sun Spotter”程序和“国家空间天气监测预警中心”网站的引入，拉近了课堂与真实世界的距离，不仅方便了师生从实时（最新）太阳照片中获取感性认识，而且提升了学生的体验与参与感。

“色球层与耀斑”（太阳Hα图像）、“日冕层与太阳风”（大角度分光日冕观测仪图像）等照片的赏析及其拍摄原理的简单学习，将有助于学生了解太阳大气的不同分层及其在亮度、厚度等方面的差异，有助于学生掌握太阳活动的主要类型，建构出较为完整的太阳大气分层结构模式图。QQ群“作业”的布置与反馈，有助于学生的自主学习，也便于教师有效追踪和记录学生的学习情况。

在概念上对“太阳辐射”和“太阳活动”进行界定并区分，意味着更深的理性认识的形成。在此基础上提出的问题具有更强的科学性和可操作性，值得通过“假设”“验证”的方式进行研究。

(1))师生活动

学生根据分组开展项目研究，完成从资料搜集、信息处理、假设论证、成果展示的全过程。

第一组：结合教材上的图文资料，通过网络搜索“太阳辐射对地理环境的影响”、“太阳辐射对人类生产生活的影响”、“中国太阳能资源分布图”等资料，总结归纳太阳辐射对地球的2个角度、4个方面的影响，总结归纳影响太阳能分布的三大因素：纬度、地形和气候。

第二组：通过美国国家海洋和大气管理局数据库，下载不少于百年的黑子统计数据，将其导入Excel后计算出年均黑子数，以年份为横轴、年均黑子数为纵轴，绘制黑子变化折线图，总结归纳黑子活动的规律：11年周期（施瓦贝周期）。[4]

第三组：通过中国气象数据共享服务网，下载同一省份四个以上站点近五十年的降水量或气温数据，将其导入Excel后计算出年均降水量或年均气温值，以年份为横轴、年均数据为纵轴，绘制降水量或气温变化折线图。之后，将年均降水量或年均气温值与第二组提供的年均黑子数数据对比，绘制黑子与降水量或黑子与气温相关性折线图，总结两者的相关性。[5]

第四组：通过中国国家地震科学数据共享中心数据库（图3），下载不少于两个台站的全部地震数据，将其导入Excel后计算出年地震总数，以年份为横轴、年地震总数为纵轴，绘制地震变化折线图。之后，将年地震总数与第二组提供的年均黑子数数据对比，绘制黑子与地震相关性折线图，总结两者的相关性。[6]

图3　中国国家地震科学数据共享中心数据库

各组的任务完成后，通过QQ群推送、共享本组的成果，包括折线图和文字总结。若时间许可（2课时安排），每组可派一名代表阐述本组的研究过程和研究成果。

(2))设计意图

传统教学中存在一个普遍性的问题：学生缺乏课题研究的经历，既不知道信息获取的渠道，也不知道信息处理的方法，更不知道如何使用信息来解答学习、生活中遇到的疑难。

㉑《王维青证言》，载朱成山主编《侵华日军南京大屠杀幸存者证言》，社会科学文献出版社2005年版，第481页。

在“经验课程观”的指导下开展网络交互教学，可以将“探究—建构”的学习模式与丰富的互联网资源的优势有机结合，使在线搜集信息、共享资源、思考问题、处理数据、交流探讨、结果呈现成为可能。学生在本环节的项目研究过程中，不再是被动地接受教材上有关太阳辐射、太阳活动对地球影响的知识，而是如科学家一般亲身实践了数据的采集、分析处理、结论的推导过程。如此，学生在“经历”“实践”和“思考”中更好地实现了自身的发展。

本环节所需时间较长。为此，可以将本章节后附的“问题研究”的1个课时合并过来，将本节内容扩容为2个课时来完成；也可以在课堂完成研究指导工作，具体的研究任务由学生在课余完成。因故未能如此操作的教师，可以事先整理好年均数据，发放给学生使用，省去他们导入Excel、换算平均值的时间，即学生只是通过体验性的下载一些数据以掌握方法，然后使用教师发放的数据来绘制折线图。

4.观测实践及科学研究

(1))师生活动

在第2课时，由教师指导学生使用加装有巴德膜减光的天文望远镜观测和拍摄太阳光球层和黑子（图4），使用带有Hα滤镜的太阳日珥镜观测和拍摄太阳色球层和耀斑、针状日珥。通过网络摄像头的应用，可以实时将望远镜拍摄到的太阳画面推送到投影幕布甚至手机、平板上，极大地方便整班学生的集中观测。

图4　直焦摄影法拍摄太阳黑子

此外，教师可以指导学生利用课余时间基于网络开展太阳相关的基础性研究工作。江苏省天一中学天文社在美国斯坦福大学的帮助下，搭建了一个SID地球电离层效应接收系统（图5），可以实时接收地球电离层突变的监测数据，并与斯坦福大学太阳中心的数据库实现数据共享。学生在下载斯坦福大学太阳中心和中科院国家天文台太阳活动预报中心的数据库资料并进行科学分析后，可以探究地球电离层的日出日落效应，并探讨日食、耀斑等对地球电离层的影响。

图5　SID监测仪

“Sun Spotter”程序的制作团队发起了一项面向全世界业余天文爱好者的网络在线黑子甄别活动，任何人都可以通过网络在线观察黑子图片，根据黑子发育程度的不同（黑子形态的复杂性）将其进行归类。这将有助于天文学家监测太阳活动的强弱、太阳磁场的变化及其与地球物理空间状态间的相关性。

(2))设计意图

中国教育学会地理教学专业委员会联合《地理教学》杂志社举办的普通高中地理研究性学习项目的实践证明，高中阶段的学生在掌握了一定的研究方法后，是可以经由一定的指导完成观测实践、数据处理等基础性的科学研究工作的。对于特别优秀的少数学生，取得一定的创新成果也是不无可能的。

利用网络资源进行学生研究性课题的设计、实践，不仅满足了学生“做”和“经历”的需求，而且有利于发现和指导学有所长、学有兴趣的优秀学生尽早地接触真实的科学研究过程。

三、教学反思

受光球层强光的干扰，很少有人目视观测过太阳黑子，耀斑、日珥等的知名度就更低了。通过互联网，让太阳大气层及各种类型的太阳活动直观、可视，让几代科学家几十年、数百年的观测记录可以被访问、化为己用，让Excel、Origin Pro、数据可视化辅助平台、QQ群等软件进入课堂，不仅加强了学生与课程资源、课外资源的交互，而且方便了学生与学生、学生与教师的交互，可以大大增强学生的参与、体会和理解，有助于他们用已有经验来解释未来经验，从而实现经验的扩充。

当然，在网络交互教学的过程中也容易出现一些问题。比如，网络资源的大信息量容易干扰学生的学习注意力，网页设置的不合理导致学生查询、下载资源的体验差、耗时长[7]，教室网络和电脑配置要求高，教师的主导作用易被网络多媒体冲淡等。教师应紧密联系教学内容，精心挑选网络资源，甚至可以专门制作网站（链接）用于整合教学用网络资源；教师应通过启发式提问、课堂讨论或发起网络话题的形式灵活控制课堂节奏，保证学生的主体地位和教师的主导地位；学校应建设和配置高规格的网络教室等。

[1]李贞瑾. 论杜威的经验课程观[J]. 文学教育, 2011 (6): 127.

[2]崔海辉, 刘月仪. 网络交互教学在高中信息技术课程教学中的应用研究[J]. 中国科教创新导刊, 2014(13): 172.

[3]蒋雅俊. 杜威的经验课程观[J]. 学前教育研究, 2008(1): 36-38.

[4][5][6]陈沁怡, 程达, 董乐天, 等. 太阳黑子与地球环境响应研究[J]. 地理教学, 2015(16): 56-59.

[7]周燕, 刘伟. 多媒体网络教学在药学本科专业的应用探索[J]. 教育教学论坛, 2016(23): 251-252.

* 本文系无锡市教育科学“十二五”规划2013年度立项课题《“项目研究”推动的“天文巡星工作室”建设研究》（项目主持人：肖明，沈新荣等。课题批准号：C/D/2013/008）阶段性成果。