基于综合思维培养的高中地理模拟实验设计及实施研究

乐 鑫

新高中地理课标中提出了地理学科核心素养培养的重要性,明确了对学生地理综合思维素养的培养,是学生在学习地理、研究地理知识时的一种特定的思考方式,也是学生学习的必备能力。因此,探究地理综合思维素养的培育策略极有必要。

一、 地理综合思维概述及其价值

(一)地理综合思维素养概述

从本质上讲,地理学科的综合思维是指学生可以使用综合观点,站在地理知识本质特征的基础上认识地理环境、学习地理知识的一种思维方法和重要能力。地理学科的综合性特征决定了人们在研究相关知识时,应具备对地理事实的客观认知,能够正确使用相关逻辑思维,在成体系的系统理论下,以辩证的角度看待地理问题,从而提出个人的观点或应用此类观点思考问题。因此,综合思维是学生认识地理环境、了解地理环境、自然现象与人文现象关系的一种思维方法和能力。

考虑到新课标对高中地理教学提出的要求,可以将地理综合思维定义为,学生可满足终身发展及社会需求的,能够从地理要素、时空及地理区域三大角度出发的,一种能够从整体上了解地理事物、地理现象的思维品质和相关能力,是学生在获取地理知识、整合知识,对其做出推理并归纳相关信息时,从全方位、多层次的视角出发,利用在地理现象或地理问题过程中生成的辩证思维,解决地理难题的综合能力。

(二)高中地理教学中综合思维培养的重要价值

高中地理学科的主要研究对象为地球表层的环境情况及人类活动与地表环境间的关系,既包含自然环境,也涵盖人文环境,因此,地理学科具有综合性特征。作为地理核心素养之一的综合思维素养,是地理学科综合性特征的直接体现,是学生在学习地理、参与地理学科知识研究过程中,必备的思维方法及重点能力。目前,社会对优秀人才的要求越来越高,而教育改革的根本目的便是持续为社会输送优质人才。在此过程中,地理学科的教育应全面指向核心素养,要求学生能够在学习的过程中,逐渐了解地理学科的本质特征,掌握地理学科的精髓,能够正确使用地理知识解决现实生活中的问题,让所学知识充分内化、正向迁移,学生要具备应用地理知识、利用地理逻辑思维解决现实问题的能力,掌握解决问题或思考问题的方法。因此,综合素养是地理学科育人功能的直接体现,可有效促进学生的综合发展。而在高中地理教学中培养学生的综合思维素养,是社会对学生综合发展的切实需求,也是学生自身综合能力提升的必要举措。

这样一来，广泛意义的“道家思想”在《文》一书中就有了多种体现，如引用(化用)道家典故、语句和思想，引用(化用)代表人物名字、著作名称及名词概念等。为了能更突出的显示道家思想对《文》的影响，此处忽略“引用(化用)代表人物名字、著作名称及名词概念”的情况，不计入统计范围，也不作过多冗赘，仅在第二部分简单分析。为明确观察，现逐一将《文》中引用(化用)道家典故、语句的情况摘录如下：

二、 基于综合思维培养的高中地理模拟实验教学探究

(一)综合思维培养视角下的高中地理模拟实验类型

综合思维培养视角下的高中地理模拟实验可大致划分为要素综合模拟实验、时空综合模拟实验以及地方综合模拟实验三种。

(3)再生细骨料制品的新产品开发以及配套设备的生产相对缺乏，目前推广应用较好的大多是再生砖和再生砌块，对再生细骨料更深层次的产品如再生保温砂浆、再生粘结砂浆、再生抗裂砂浆及再生预拌砂浆等的开发尚不充分。

此沥青混合料的拌制与摊铺和普通沥青混合料大致相同，然而，因这一沥青混合料的级配比普通沥青混合料粗，并且摊铺厚度相对较厚，所以在拌制、摊铺与碾压过程中，又存在一定差别，具体表现为以下几点：其一，在混合料拌制过程中，干拌时间相对较长，一般在普通沥青混合料基础上要延长2～5s；其二，鉴于摊铺厚度相对较大，所以应放慢摊铺机行驶速度，通常为1.5～2.0m/min，最快不能超出2.5m/min[1]。

2. 综合性原则

第二,时空始终处于快速发展、变化的过程中,处于时空内的各项地理事象自然也是持续变化的,不同时空内地理事象的空间排布情况不同,且地理事象的发展过程及其演化特征、演化规律等具有时序性特征。因此,为了突出在时空综合模拟实验中对学生综合思维的培养,教师设计的时空模拟实验,应考虑地理事象的时间和空间变化特征,突出静态状态下的空间分布情况和动态下时空变化下各要素的时空运动规律,引导学生对实验对象做出全方位、系统的综合分析,以此培养学生的时空综合分析能力。让学生在实验过程中,认真观察时空模拟实验现象,并明确特定时间尺度下各地理事象表现出的空间特征,总结出不同时空下地理事象的空间特征、变化规律,对各基本要素单元的关联性做出合理分析。例如,在典型的时空综合模拟实验“昼夜长短季节变化”中,学生要认真观测实验现象,分析昼夜长短季节变化的基本规律,最终得出全球空间内不同季节昼夜长短的研究结论。

第三,地方综合模拟实验,能够展示出地方环境下或一个区域范围内地理事象,随时间的演变过程。学生要在实验中,对地理环境的各项要素及其时空变化特征做出综合分析。因此,教师设计的综合实验需要体现出不同区域地理事象的基本特征及演变规律。在不同的时空下,地理环境会呈现出区域特征,而在某一地区内持续演变的地理现象又会受当地区域特征的影响。所以,在地方综合模拟实验中,学生需要先分析出对区域的地理环境特征,之后再讨论地理事象的成因及演变规律。在参与实验时,学生要认真分析观察区域范围内的静态特征和动态联系,再对构成该地理事象的要素作出综合性分析,并结合区域特征,对区域未来一段时间的地理环境变化做出预测。

(二)综合思维培养视角下地理模拟实验的设计原则

1. 系统性原则

想要通过地理模拟实验培养学生的综合思维,需要将模拟实验教学当作一个完整的系统来看待。地理模拟实验的设计必须要遵循系统性原则,教师要将对学生的综合思维培养,体现在实验教学的全过程中,真正让系统模拟实验形成一个有机的整体。教师要先结合地理学科教育内容及重点培养目标,整合校内外的优质教学资源,并从中选择适宜素材,构建模拟实验的整体结构。考虑到学生目前的认知水平及年龄特征,构建出适用于学生综合发展的模拟实验,完成课前的实验设计。而课中的模拟实验实施过程,需要教师结合学生在课堂中的表现,适当调整教学方案、优化模拟实验流程,这就需要教师具备一定的应急反应能力,可以根据学生表现逐步完善教学方案,确保学生能够在教师的引导下,对地理事象形成全面、客观、综合的认知,能够以辩证、完整的思维模式分析问题并看待实验现象。在课后环节,要求教师对本次模拟实验的教学过程作出系统评价,考虑到学生在学习过程中的表现,完善诊断评价、过程性评价,对学生进行全面了解,便于调整教学计划。除此之外,教师还要针对本次模拟实验的设计过程及教学效果作出反思和评价,逐步提升个人的教学水平。

教师在地理模拟实验中设计、提出的问题,应是本次实验教学的根本目标。教师要基于教学内容、课标要求及学生的现实水平,设计与学生日常生活相关的地理模拟实验课题。同时,强调实验课题的生活性,从生活角度出发,保障学生对实验中涉及的地理事象有一定认知。

第一,要素综合模拟实验中的要素,是指构成地理现象或地理表现的一种基本因素,是推动各项地理现象变化发展的基础单元。在学习地理知识时,对要素的整体分析是认识地理现象、了解地理学科本质、明确地理环境特征的最佳方法,也是在高中地理教学中,培养学生综合思维的核心途径。在教学中,教师设置的要素综合模拟实验应根据课程标准中的要求,将实验的具体研究对象分解成各个基本要素单元,随后在实验过程中,要求学生对要素单元作出关联性分析,然后再进行整体性分析,归纳出地理事象的形成原因、外在表现特征及事象分布规律。在这一过程中,学生要从逐个要素单元入手,探讨地理事象之间的关联性、不同要素单元之间的关系,辨别导致地理事象的决定性要素,然后再从整体视角上,分析地理事象的特征及规律,便可实现对学生综合思维的培养。

教师在设计地理模拟实验时必须遵守综合性原则,既要考虑地理学科自身的综合性特征,还需要考虑综合思维素养的综合性特征。综合思维本身便是一种全面、系统的思维方法及能力,有助于学生全面认识地理知识、了解地理本质,引导学生正确剖析地理事象的形成原因,让学生能以客观、辩证的角度看待地理问题。因此,综合思维素养的形成,要求学生可以从多个角度观察问题,并使用不同的观点剖析地理问题。所以,教师要遵循综合性原则,保障学生能够在模拟实验中,了解不同地理环境的基本构成要素,能够以辩证的视角看待不同要素间的相互作用关系,将各种思维观点整合成一个全面的结论,真正理解并能够正确应用这类地理知识解决问题。

3. 发展性原则

以综合思维培养为基础的地理模拟实验设计,需遵循发展性原则。教师要引导学生以发展的眼光看待地理事象的演化过程,分析地理事象的未来发展趋势,将模拟实验情境建立在广阔、长远的时空范围内,让学生立足当前时空,分析模拟实验中各类地理要素的构成及其之间关系,然后再考虑地理环境与人为因素之间的关系,对该地理事象的未来发展轨迹作出预测,以此培养学生的综合思维。

2. 实验预设

三、 基于综合思维培养的高中地理模拟实验设计及实施过程

(一)实验设计

1. 设计问题

在模拟实验教学设计时,教师要结合本课的教育内容及综合思维素养的培养目标,明确本次模拟实验主题,设计适宜的实验目标。为提高课堂教学效率,保障本次模拟实验教学成果,教师需要提前预设在本次教学过程中可能存在的各类问题,包括学生在实验中应解决的问题、学生可能提出的实验假设,随后设计出合理的实验方案。

(1)首先将两个对应的高度弧分别等分成N份(图3中被分为三份,实验中被设置为四十份),将其记为L1层。

在正式教学前,教师要求学生完成课前预习,并自主收集与水土流失治理相关的素材与资料。要求学生合理利用教材中的知识内容、课外书籍中与水土流失相关的内容或在网络平台中查询到的水土流失治理案例,自主学习水土流失的基本概念,并从上述资源中整理出有价值的信息,制作一份预习报告。教师则要对实验整体的过程内容进行设计,并完善实验前准备,包括选择模拟实验器材、确定实验方案等。

以“水土流失的治理”模拟实验为例,在本次模拟实验教学中,学生要了解地理环境各决定要素间的相互作用,明确地理环境的整体性特征。为达到这一目标,教师要注重要素间的内在联系,既要引导学生思考因单个要素导致的水土流失问题,又要让学生考虑各要素叠加、相互作用下对水土流失现象产生的影响,包括但不限于土壤地质条件、植被覆盖率之间的相互作用,及其个体对水土流失造成的影响。另外,教学过程的设计应考虑学生的现实情况,将复杂抽象的知识精简化,提高教学效率。教师要设计课堂情境,以针对性的问题提高学生的积极性,让学生全程参与地理模拟实验的设计过程、实施过程。

Y=5.41876+2.78682X1-0.03489X2+0.03940X3-0.06998X4-0.23142X5

实验教学预设时,教师要考虑学生学情,结合学生的综合能力,提前预设实验结果及实验过程中可能存在的各类问题。通过合理的预测,调整实验教学过程,确保教学满足学生综合能力及学生学习发展的需求。

例如,在“水土流失的治理”实验中,学生需要控制变量坡面坡度,随后在教师的引导下,提前预测实验结果。这需要学生具备一定的生活经验及知识积累,这时,学生的个体差异可能会导致不同学习小组或不同层次学生对这一问题提出的假设各不相同,教师便可以预判出学生假设合理与不合理的几种情况,随后以适当的语言引导、问题引导让学生在实验的过程中验证猜想或假设,最终得出实验结论。

(二)实验实施

总而言之,教师提出的问题既要引发学生的深度思考,又与学生的日常生活相关,问题应科学、实际,具备综合性特征,能够围绕这一问题发散出多样性的问题,供学生思考,以培养学生的综合思维。

以“太阳直射点的回归运动”模拟实验教学为例,在教学过程中,教师可以先为学生演示该模拟实验的全过程,让学生观察实验,再利用生活经验,分析出太阳高度的季节变化规律,或昼夜长短的季节变化规律,以达到实验教学目的。

在完成基础教学后,教师要自然引入水土流失治理的模拟实验,要求学生以小组为单位,结合学过的知识,有效利用在预习活动中收集的各项资料,设计出水土流失的治理实验方案。在各组学生设计实验方案时,教师应注意观察学生是否在实验过程中合理控制变量,实验是否科学、合理。在学生个体差异的影响下,不同组学生最终得出的实验方案可能不同,教师需要对每组学生实验方案作出评价或相应指导,确保实验具有高度可行性。在实验过程中,教师要督促学生认真观察实验现象,记录相关的实验数据。最终,通过比较观察、归纳、演绎、综合分析等方法得出相应的实验结论,提高学生的地理综合思维。

(三)实验评价

实验评价是对本次实验设计及实验实施过程合理性、科学性的整体评价是对学生综合思维培养结果的判断,因此,教学评价既是对教师教学能力的评价,又是对学生能力成长情况的评价。在本次模拟实验教学中,对学生的评价可以从以下四个方面体现。

针对一级水系无法采集到水系沉积物，向上游朔源在沟两侧寻找覆盖较薄且用采样锹很容易采集到样品的地方，剔除风成物、钙积层等干扰物采集岩屑，野外采样粒级仍然沿用水系沉积物的截取粒级，采用放射的树枝状网络结构进行采样(图2)。

根据1997年《刑法》第416条第1款的规定，行为人违背解救职责的不解救行为，必须造成严重后果的，才能构成本罪。如果行为人虽然违背解救职责，未进行解救，但并未造成严重后果，则不构成本罪。依据《立案标准》的规定，这里的“严重后果”表现为以下几种情形:

第一,学生的实验思路是否完整,是否能自主提出假设并利用实验验证假设。

第二,学生是否以积极的态度参与小组合作,在实验中,学生是否具备较强的团队协作能力,能否在实验过程中察觉到实验设计方案的漏洞。

第三,学生是否能够通过本次模拟实验,以辩证的思维,从整体视角思考水土流失各要素间的关系及单一要素对水土流失造成的影响,是否清楚地了解到水土流失的成因及水土流失的危害。

第四,在本次模拟实验结束后,学生能否从客观的角度思考人类活动生产、生活行为对水土流失造成的影响,并从大环境的角度思考水土治理的必要性,提出治理水土流失现象的措施。

依托行业企业、面向社会，以市场需求为导向，创新校企合作模式，创新人才培养体制，深化产教融合，在资源共享、优势互补、风险共担、利益共赢的原则下，以专业为基础合作企业，以企业需求为目标来建设专业、培养人才。建立校企协同育人长效运行机制，打造校企协同育人实践平台，使企业以主体身份真正参与人才培养全过程，与学校一起共同完成人才培养工作。

四、 结论

在新课改持续深化的进程中,以素养教育和立德树人为根本任务的教学工作已发生了彻底的变化。过去,部分专家学者认为高中地理模拟实验是培养学生实践力的主要载体,却忽略了模拟实验对地理综合思维的作用。实际上,模拟实验是让学生在实验的过程中了解地理知识、明确地理原理、提高地理认知的教学方法,这对培养学生地理综合思维有着重要意义。教师在设计模拟实验时,需结合本次实验内容及所学知识要点,为学生创设适宜的实验情境,让学生在实验情境中了解地理现象、明确地理现象的发生原因,逐步提高学生的地理思维能力,完善学生的思维结构,促进学生综合思维素养的提升。