深度学习视域下地理多元学习的案例分析

于从明

摘 要：在新課程改革背景下，科学开展深度学习、多元学习是提升学生学科核心素养的重要途径。以高中地理选择性必修“太阳视运动轨迹”的学习为例，立足概念化、结构化、情境化逻辑，从思维层级的角度进行多元化的教学设计，深度探析“太阳视运动轨迹”这一重难点的突破过程，为开展新时期深度多元化学习提供真实典型的案例。

关键词：太阳视运动轨迹；深度学习；地理多元学习；案例分析

中图分类号：G633.55       文献标识码：A       文章编号：1005-5207（2023）05-0021-05

基于新课程标准并结合学情，科学处理教材和素材，创新设计情境，多元化地开展深度学习，是提升学生地理核心素养的重要途径。教师的教学方式、理解水平和教学能力是直接影响深度多元化学习效果的三个重要因素。高中地理教材选择性必修一“太阳视运动轨迹”教学，一直是困扰高中地理选修班师生的难点，也是考验地理教师进行深度教学设计，开展多元化学习的一块“试金石”。下面分享笔者对本部分内容进行设计与教学的具体过程。

一、“太阳视运动轨迹”学习内容的深度理解和处理

“太阳视运动”的实质是一种虚拟运动，是站在观察者角度对日地相对运动的另一种视觉感受，它能直观地反映各地的日出、日中、日落方位和太阳高度（角）及昼夜长短的日变化和季节变化情况。

为保证学习的高度、梯度和效度，在深度教学设计之初，应依据新课程标准对教学内容进行概念化、结构化、情境化的理解和处理。所谓概念化处理，即建立本部分的大概念知识（体系）、核心概念和分解概念。

本部分的大概念可理解为：太阳和地球在太阳系内进行周期性的相对运动；太阳视运动轨迹是以地球表面不同位置的观测点为中心，目视太阳在天球上周日运动所形成的圆圈（或圆弧）；太阳视运动轨迹具有特定的时空变化规律。本部分内容及其相关的大概念知识体系如图1所示。

核心概念：地球自转运动、公转运动、太阳及其视运动、黄道（面）、地平圈等。

分解概念：地球公转基本参数（轨道、方向、周期、线角速度、黄赤交角、太阳高度及公转地理意义等）；地球自转基本参数（方向、线角速度、周期、晨昏圈及自转地理意义等）；太阳视运动的速度、周期、方向、方位、高度角等。

对于上述概念的理解，笔者用地球仪和自制的橡皮泥小人、薄板、毛线针、泡沫板（分别代表观察者、地平面、阳光和太阳），通过实验，演示地球自转和公转状态下的光照情况，辅以恰当的几何图形和规范的语言，科学且形象地将概念呈现。如地平圈：经过观察者所在地的切面与天球的交线；晨昏圈：太阳光线与地球表面所有切点的连线；直射点：昼半球表面的中心点，或经过地心的太阳光线与昼半球地表的交点；每日太阳视运动轨迹：每天“太阳绕地轴运行”的圆周在天球上的投影；每年太阳视运动轨迹：一年内“太阳沿黄道运行”的圆周在天球上的投影等。

所谓结构化处理，即从教学内容和教学过程角度，建构课堂教学递进模块，促进对基础知识的多方位、深层次理解。太阳视运动轨迹的学习，实际是基于不同位置地平圈、天球、地轴及其相互关系动态变化的情境下，对太阳视运动的深入理解和认知。笔者从“地球运动”和“太阳视运动”两个板块，突出不同地点的“一轴二面”关系（地轴与地平圈、太阳视运动圈的相互关系如图2所示）。

所谓情境化处理，则是整合学习资源，挖掘教材和素材中的知识能力点，用多样化的方法和手段，创设各种新情境，通过多角度、多方法、分层次引导教学，助力分析解决学习问题。教学中除了可用演示实验创设情境以外，还可在互联网上下载教学视频和电子演示模式，辅以PPT和学生的自主表演等形式分步骤展示，并设计相应情境的探究问题，一步步引导学生的思维向高阶发展。

二、“太阳视运动轨迹”学习过程的进阶思维设计

美国当代著名的教育家布鲁姆在对教育目标进行分类时，将认知领域的教学目标分为知道、领会、应用、分析、综合、评价六个层次［1］。笔者结合本部分学习内容，对太阳视运动轨迹的学习情境、学习目标等进行梳理，分析与其相关的思维发展过程，构建了思维发展的金字塔模型（图3）。

依据《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》，可将“太阳视运动轨迹”的学习目标设计如下：①学会判读本地区（ 40°N）太阳视运动轨迹示意图（图略）；②理解北半球高、中、低纬度不同季节的太阳视运动轨迹特点，并绘制简单的太阳视运动轨迹示意图；③依据目标②推理并绘制南半球高、中、低纬度不同季节的太阳视运动轨迹示意图；④归纳总结全球太阳视运动轨迹的纬度和季节变化规律，学会分析解决实际问题。

为了提高学习效率，在学生观看自制教具实验和电子演示模式以后，判读教材中40°N二分二至日的太阳视运动轨迹，设计探究的基本内容和主要过程如图4所示。完成探究过程以后，可借助多媒体打开教学软件“虚拟三维地球仪3Dearth.exe”中的“太阳视运动”，系统演示南、北半球各纬度一年中不同时刻的太阳视运动轨迹及其变化过程，让学生验证并完善自己的思维推理过程。

【巩固作业设计】让学生自主完成图5的内容，绘制南、北半球对应地区的太阳视运动轨迹，并进行纵横比较，尝试在空白表格中总结归纳地球表面不同地区太阳视运动的纬度和季节变化规律。

【课外兴趣作业】我国已经发射探测器着陆火星，依据地球上的太阳视运动规律，尝试绘制火星上不同纬度的太阳视运动轨迹示意图（表1）。

三、“太阳视运动轨迹”深度学习的方法和表现评价

经过多年实践，笔者总结了对本部分内容进行深度多元学习的方法，主要有理论+图示法、电子情境演示教学法、实验+绘图法、观察体验法、演绎推理法、比较分析法等。表2展示了不同方法和情境下的思维探究和分层递进学习过程，以及学生相应的表现评价。

四、“太阳视运动轨迹”深度学习规律的总结与建议

1.总结

通过探究学习，学生对太阳视运动相关规律的总结如表3所示。

2.建议

对于“太阳视运动轨迹”的深度学习设计，应基于大概念知识和体系，站在观察者的角度，从不同时空建立不同的认知情境，分层次逐步推进。教学中还应注意尺度的转化（地球有时被看作一个小的质点，有时被看作一个平面，有时又是一个大的天体），切忌“一刀切”的讲解，或“急躁冒进”。

（1）注意学习思维的层级训练和评价

深度学习是持续建构的学习过程，教学设计应注意分层推进，逐层深入，逐步建构高阶思维。按照20世纪80年代后期福格蒂和贝兰卡“三层智力”的架构，高阶思维技能可分为理解信息、概括洞察、发现应用三个层次［2］。表4为“太阳视运动轨迹”学习思维层级训练的评价案例。其实，更高境界的深度学习则是依据学习过程设计和课堂教学互动，培养学生正确的宇宙观、自然观，以及科学精神、唯物辩证思想和探索宇宙奥秘的学习兴趣。

（2）警惕极端化处理大概念教学，一味求“大”

这样容易导致难度加深，内容宽泛，超越学生认知能力和课标要求；当然，也要避免只注重具体概念，而很少关注，甚至不关注大概念。

（3）防止过分依赖现代化的软件演示，忽视教具运用

应该在继承传统教学优点的基础上，尝试更多地运用实践教学、信息化教学等多元手段，紧扣学生思维过程，进行丰富多样的课堂互动，开展学生的思维结构评价和表现性评价。

（4）注意简洁化处理内容和学习过程

“太阳视运动轨迹”学习涉及数学、几何、物理 、地理等多门学科，空间尺度变化和空间思维转换复杂，如何化繁为简，贴近学生（水平、能力和需求），回归基礎（图文），是实现效度最大的关键。一是应用严谨而简洁的语言、通俗易懂的图示或实验，总结清晰易懂的基本规律；二是所有的变化和转换，最后都要落实到最基本的地球公转运动图和单元体系中，使学生易于形成完整的知识体系，深度理解学习内容，真正提升关键能力和学科素养。

总之，对“太阳视运动轨迹”深度多元学习的过程，实质是在对学习内容深度理解分析的基础上，用多种形式和手段对思维分层化的探究过程。其设计的依据是新课程标准和新课程改革的各项要求，其情境创新的途径既有“双减”背景下教学理念的变革，也有人工智能支持下教学方式的变化。只要勤于思考、勇于实践，一定会不断有新的发现和收获。

参考文献：

［1］ 布鲁姆.教育目标分类学：第一分册认知领域［M］.罗黎辉，丁证霖，石伟平，等，译.上海：华东师范大学出版社，1986.

［2］ 布鲁斯·威廉姆斯.高阶思维培养有门道［M］.刘静，译.北京：教育科学出版社，2021.