利用实验提升学生的地理核心素养

张成

摘要：随着课程改革的推进，学生的动手实践能力越来越受到关注，基于美国科学教育标准的高中地理教科书《科学发现者：地理地质学，环境与宇宙》中“地理实验”内容的编排， 对比我国的高中地理教材，结合地理课程的基本目标、关键目标，本文从“地理实验”出发，提出地理教学要重视学生地理实践力的培养，地理学习要突出学生的主体性，地理课堂要增强学习的探究性等观点。

关键词：地理实践力 实验 学生 教材

一、“地理实验”的特征

地理实践力是地理学科核心素养之一。实验是培养地理实践力的主要途径之一。但我国的高中地理教材中编排的实验内容较少，相关的知识过多地依靠教师在课堂上的拓展。浙江教育出版社出版的《科学发现者：地理地质学，环境与宇宙》（以下称《科学发现者》）是基于美国科学教育标准的高中地理教科书，书中专门设置了“地理实验”内容，全书共31章，编排了124个“地理实验”。每章各有一个“探索实验”“迷你实验”“地学实验”“技能实验”。要求学生动手实验，从而培养和提升他们的地理探究技能。

综合《科学发现者》中的“地理实验”，我们发现这些实验具有以下特征：

（一）实验内容突出能力培养

“探索实验”安排在每章的前面，实验内容主要用来概括每章的内容，重点安排了“观察”，让学生在实验中加以关注;“迷你实验”是一种使用简单材料，学生可以自己做也可以在老师的帮助下完成的实验，分为“问题、步骤、分析和结论”;“技能实验”是以本章节的学习内容为基础的练习，通常利用数据制作并使用表格，但侧重于数据与图表的“分析”，促进学生理性思维的提升;“地学实验”编排的类型最多，有11个“地学实验”、4个“网络实验”、10个“地学制图实验”、6个“设计实验”，几种实验都设置了“分析”和“结论”等项目，重视通过动手来加强学生探究能力的培养。

（二）实验项目的编排凸显认知规律

教材在实验项目的编排上依照学生发展的认知规律，每一章都按照“探索实验”“迷你实验”“技能实验”“地质实验”的先后顺序编排。 这种编排配合文本的内容，不是从理论教学到理论学习，而是从动手实践上升为理论认知，再用理论认知指导动手实践的过程，符合学生从掌握知识到提高能力的一般认知规律。 在现行的地理教学中，不少教师通常从例证起步，再通过举证、引证等方式进行学习的拓展和深化，让教材中的地理原理、地理规律在学生的学习中内化。可这样的学习大多要借助于文字案例，而案例不少都远离了学生的现实生活。因为没有通过动手实践，所以学生难以在具体的实验操作中使知识内化为能力。

二、“地理实验”对教学的启示

结合《普通高中地理课程标准（实验）》指出的地理课程的基本目标 “知识和技能”，地理课程的关键目标“过程与方法”，我们可以从《科学发现者》的“地理实验”中可以获得以下启示：

（一）地理教学要重视学生地理实践力的培养

地理学习是一个终身的过程。地理学科融合了各个学科的知识，与人们的日常生活息息相关，地理知识的学习、地理技能的掌握有利于提升学生生存与发展的能力。《普通高中地理课程标准（实验）》指出，高中地理教学应以学生发展为基础，高度重视培养学生的地理技能和能力。 高考“考试纲要”中的地理学科部分也强调试题要关注“能够运用地理基本技能”，这其中就包括“地理观测、地理计算、地理实验”等。

《科学发现者》的实验中，涵盖了针对高中生的“地理观测、地理计算、地理实验”。如其中的“地质实验”的内容和安排，就是将高中生作为认知的主体。动手实验的体验与被动听讲，以及单纯观看视频演示有很大的不同。动手实验是有目的地去尝试实践并积极探索，在学生的知识层面和能力层面都能起到推动作用。 例如在“地学实验”的“风化作用”中设置的问题是“研究岩盐风化速度和实践之间的关系”，实验目标有“确定、描述、推断、应用”等要求，体现了学生学习的实际及思维水平的关联，从而引导学生的思维由低阶向高阶深入。根据“实验步骤”完成实验后，学生需要进行“实验分析”，最后提出“结论与应用”。这个实验编排在章节的结束部分，实验的问题为本章的内容，实验的步骤体现了科学的精神和地理实践力的培养。 实验目标中的“确定、描述、推理、应用、实验分析、结论和应用” ，大致遵循相同的认知活动序列：特征识别、问题表征、问题分类、计划—实施—评价、因果解释。这一过程中，学生的问题意识、行动研究、思维分析、实际运用等都得到了锻炼。

（二）地理学习要突出学生的主体性

虽然课程改革在不断推进，但是迫于升学压力和传统的社会评价机制，教师还是担心学生对于知识的掌握和理解能力不能满足考试的要求，“一言堂”“全屋灌溉”和“题海战术”还是教师日常教学和学生常规学习的主要方式。《普通高中地理课程标准（实验）》中关于地理学科课堂教学，强调教师在课堂上要注重培养学生的学习能力，而培养学生的学习能力需要学生主动、深入地参与，真正体现学生的主体性。 “地理实验”内容的安排，可以指导学生自己动手、观察、分析、启发与补充、应用，对要学习的知識重新组织或改造，从而获得新的知识、新的见解，就如布鲁纳所说的“用自己的头脑亲自获得知识”。

（三）地理课堂要增强学习的探究性

无论从学生的终身发展出发，还是着眼于国家总体科技水平的提高，教师都需要因地制宜地尽可能提高学生的科学探索与创新能力，创设真实的情境，设计科学的实验步骤，特别是可以重复的实验，让学生能够像地理学家那样去发现地理问题，进一步获取证据，在推断中使思维向前推进，从而培养学生地理核心素养。地理课程应该反映更多的地理科学方法和手段，应该让学生自己浸入其中，通过动手、动脑去探究发现，从而避免形而上学或者是想当然的主观臆断，最终促进学生的终身发展。

全国不少地方正在使用的高中地理教材（以人教版为例）中每一章都安排了“问题研究”，必修1至必修3共16章， 安排了16个“问题研究”，涉及的内容与章节内容密切相关，贴近生活，有助于学生学习知识、掌握知识和应用知识，但真正在实践中却难以深入探索。 地理探索形式多种多样，包括社会调查、科学实验、文献研究、问题情境、实践经验以及项目活动。《科学发现者》的大多数“地理实验”都以“科学实验”开始。例如在第26章《能源》中编排的“设计一个能量高效利用的建筑”实验，通过研究建筑材料及其他因素如何影响建筑物保温御寒，进而探究建筑物的能量利用效率并改进自己的设计。其中有问题描述、实验器材和材料、安全警示、观察等步骤，突出了分析、应用等理性思维。类似的实验可操作性强，小中见大，学生可以在直观操作中培养地理素养。

地理课程改革已经进行了多年，在提升学生地理学科素养中取得了显著的成效。为了更好地培养学生的科学态度和人文精神，我们需要审视国际地理课程的状况，根据教学的实际情况，运用“拿来主义”精神，借鉴《科学探索者》教材的一些有益成分，弥补地理教材中有关“地理实验”内容上的不足。

参考文献：

苏小兵，杨向东，潘艳.真实情境下地理诊断问题解决的专家认知模型[J].课程·教材·教法，2019，39（2）.