新高考背景下自然地理学科融合微课题教学探究

李辉 缪羽

一、学科融合思维育人是培养学生素养和综合能力的需要

《中国高考评价体系》学科素养指标体系中明确指出地理学科的科学思维指标表现为“运用抽象与联想，归纳与概括，推演与计算，模型与建模等思维方法来组织、调动相关知识与能力，解决生活实践或学习探索情景中的各种问题”。人文思维的培养指标中同样指出“运用历史的、辩证的、审美的、系统的思维方式应对各种问题” ［1］。在解决地理问题时，需要调用的知识可能包含数学的建模与思维、物理的抽象思维与空间想象、历史的知识底蕴甚至文学的诗词审美以及语言文字的分析阅读能力等相关学科知识和问题分析能力，此过程能够培养学生利用多学科知识分析问题的综合思维能力。综合思维能力也是《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》提出的地理学科核心素养之一，有助于从整体角度全面、系统、动态地分析和认知地理环境及其与人类的关系［2］。由此可见，学科融合思维育人既是需求，也是方法。

二、适合融合教学的高中自然地理学科特征

1.学科知识的交叉性适合开展多学科融合思维教学

高中自然地理主要研究地球表层的大气、水、岩石、生物和土壤五大自然要素的概念、原理，各圈层中地理现象的原理解释，地理事物形成的过程分析与描述和物质与能量在五大自然地理要素中迁移与转换规律及其产生的效应，重点突出“为什么”。一方面地理现象和地理原理的研究与物理、化学、生物、数学和语文等学科存在大量交叉融合的部分，因此借助其他学科的相关知识辅助地理学科的教学，能够更加清晰地讲解原理，厘清过程，例如在探究近地面和高空的风向时，需要借助物理学的受力分析；在探究水循环时，需要借助物理知识中水的三相变化的知识；探究台风等强对流天气的形成时，需要借助水的三相变化中能量的转换等物理知识，才能真正理解台风的形成机制；学习喀斯特地貌时，需要借助化学中碳酸钙与碳酸氢钙的化学反应知识；岩石圈物质循环理解变质作用和矿物又离不开化学的相关知识；学习生物循环需要借助生物学科的知识等。另一方面，自然地理环境的五个要素相互作用、相互联系，一个圈层中地理现象的形成也离不开另一个圈层的影响，会涉及众多的跨圈层知识调动。

2.学科学习方法的交叉融合性适宜开展学科融合教学

随着自然地理学的不断发展，其他自然科学的优秀研究方法也被引入其中，需要定量研究地理过程中物质与能量的转换，以及通过建立模型的方式解释复杂的地理现象。中学阶段的自然地理板块作为自然科学的一部分，其学习方法与其他自然科学学科存在很多共同之处。

例如，建立“参照系”来探究和认识地表自然要素的空间分布与地域分异，利用“左右手”演示法来判别地表水平运动物体的偏移状况，利用三角函数构建计算正午太阳高度、影子长短、楼房间距。

新高考方案的实施使一个地理班级的学生选科情况相较以前发生了较大变化，构成地理课堂的多元性（图1）。

在已完成的两届新高考地理教学的基础上，我们开展了一项学生问卷调查，该问卷设置了四个问题调研相关学科之间的相互关系和影响，四个问题设置选项均为多选，参与问卷调查人数为470人，其中297人首选科目为物理，173人首选科目为历史，问卷中统计数据为百分比。

从第一个问题“与地理学科思维方式相似的学科”的问卷调查结果（图2）分析可知物理类中54.68%和历史类中41.60%的同学认为地理学科有自己独特的思维，这也正是地理学科作为一门独立学科存在的特殊性与重要性，不同于与其他学科的思维。但是也可从后面问题选项占比中可以发现在能够帮助自然地理学习的学科中物理学科，历史学科，生物学科占比均较大，而能够帮助人文地理学习的占比大的学科则主要是政治和历史。其他学科的学习方式和对地理学科都有一定的相互促进作用。因此结合实际调查结果和学科理论可知，不同学科间的学习方法具有一定的融合性和相互促进性。

从第二个问题“帮助自然地理学习的学科”的调查问卷结果（图3）分析可知，物理学科的知识、历史学科的知识和生物学科的知识对地理学科的学习具有比较大的帮助，即知识上有融合利用的地方，可以借鉴一个学科的知识更好地理解地理学科的原理和地理事物的形成。同时也可以看出高考选科中“物理+生物+地理，历史+生物+地理”是非常不错的选择组合。

从第三个问题“学习方式促进地理学科的学科”的问卷结果（图4）分析可知，有一定占比的学生认为物理、生物、历史学科的学习方法对地理学科具有一定的借鉴性。因此在学习方法上学科之间也具有一定的相似性。

从第四个问题“帮助人文地理学习的学科”问卷结果（图5）分析可知，政治和历史学科的影响会相对偏大。事实上该科目也具有较强的人文性质，适合在人文地理学习的过程中适当融入历史或相关的政治学科知识，也同时实现了地理学科“思政教育”的目标。

由问卷调查结果可知高中自然地理学科知识具有融合多学科知识的条件，从学生的学习认知来看，地理学科的教学过程中要清晰解释一种地理事物或现象的形成原因，需要涉及相关学科的部分知识，恰当地融合其他学科的知识对地理学科的知识学习、学生的认知能力以及地理实践能力的提升具有较大的帮助。

三、学科融合教学中开展微课题的原因

微课题是指微型课题，即日常地理课堂中的一个小片段或针对一个地理现象的授课，可用于一节课堂中的某一个环节，其知识可以是一个地理现象的解释，一个地理原理分析，也可以在一节课中多次应用，由小片段构成整节课堂。

地理课堂教学首先必须定位为地理课，不能因为要实施学科融合而走偏，而演变成其他学科的课堂。大部分地理知识需要运用地理学原理进行解释和说明，其中一些地理现象比较适合学科融合教学。因此，选取教学片段或地理原理、地理现象实施微课题的学科融合教学设计更能体现地理学科的本質，也能更好地诠释学科融合教学的本质。

四、高中自然地理跨学科融合微课题列举

高中地理必修一与选择性必修一属于自然地理部分教学内容，包括地球运动、大气圈层、岩石圈层、生物、土壤和自然地理环境的整体性和差异性，教学重点主要为这些圈层中各种自然现象的形成原理和形成过程。在合适的位置融入其他学科的知识将有助于原理的理解与分析（表1、表2）。

五、钙化池学科融合微课题教学设计实施策略

1.具体实施路径

具体实施路径如图6所示。

2.微课题示例——钙化池学科融合教学实施实证

（1）微课题确定——钙华池

钙化池是一种典型的喀斯特地貌景观，在该景观特点形成的过程分析中首先涉及化学学科的碳酸钙沉淀与溶解反应；其次，其化学反应过程会受到周围的植被的光合作用的影响以及地形地势带来的水流速度的影响；最后其色彩形成涉及物理科学瑞利散射的作用分析。由此可见关联学科体系丰富，涉及知识多样，是一个比较好的进行学科融合教学设计的案例。

（2）情境材料选取

四川黄龙旅游景区拥有大规模钙化池，其美丽的色彩是世界上绝无仅有的，也是世界上最大的天然钙化池，所以被誉为“五彩池”（图7）。

（3）探究问题设计与学科知识融合

探究问题一：观察图中景观，你发现了哪些地理事物？

探究问题二：池子周围的沉淀是如何形成的？

化学融合：碳酸钙的沉淀与溶解反应

CO2+CaCO3↓+H2O[]Ca2++2HCO3-

生物融合：森林植被的较好的光合作用

6CO2+6H2O[叶绿体]C6H12O6+O2

化学融合：水温及水压变化影响化学反应

探究问题三：湖水蓝绿的色彩是如何形成的？

物理融合：瑞利散射作用对色彩的影响

通过融合化学学科碳酸钙沉淀与溶解知识、生物学科植物的光合作用，植被对反应条件中的二氧化碳的影响以及水压变化对水中溶解二氧化碳的影响，使得学生能够真正深刻理解地理现象钙化池的形成原理，并以物理学科瑞利散射的知识让学生掌握水色蓝绿的成因。

六、学科融合微课题教学设计的思考

1.充分研究适合学科融合的知识点

在高中自然地理学科的课程设置中，并不是所有章节都可以开展学科融合教学，也并非在一节完整的教学中全部适合学科融合教学。因此选择适合的知识点开展微课题教学尝试就显得至关重要。例如降水形成这个部分，一方面因地理课程中已经提及水汽的三相变化，另一方面确实需要物理学中水的三相变化来辅助讲解这一复杂原理及整个降水过程，才能够分析千变万化的大气现象。在喀斯特地貌形成这节课的教学中，与化学关系比较大，可以选择在某些片段或者具体地貌中选择学科融合教学。如果和其他学科关系不大的部分，不宜强行进行学科融合教学设计，以防生拉硬扯，达不到理想效果，还有可能误导学生。

2. 学科融合的深度和广度

在学科融合教学设计的过程中，应当明确地理学科知识是我们教学的主体，融入其他学科相关知识的目的是辅助教学，帮助学生更好地理解地理学科的问题或现象。不可以设计成两个学科知识交互出现，学生交互分析，教师交互解释的情况，这样的设计会导致课堂容量太大，学生思维混乱以及知识混乱的现象，更不能出现喧宾夺主情况，把一节地理学科融合设计成了一节生物课，或者物理课，或者历史课。在设计的过程中应坚持学科主体地位不动摇，明确课程属性。例如在案例钙化池形成分析中所有学科知识的应用目的是为了解释清楚地貌景观钙化池。

3.恰到好处的融合位置

选取恰到好处的位置融入。例如在钙化池案例中，选取了在降水条件分析完成之后融入物理的相关知识，以便更好解释降水条件在自然界中的达到情况。从课程分析来看，不能在开始部分就直接讲解，也不可以讲解太过深刻，达到辅助教学即可，不必要在每个教学环节都提及其他学科的知识。

4.合适的融合途径与方法

如何使其他学科与地理学科的知识进行融合呢？一方面可以由地理教师在备课过程中查阅相关的资料，在教学设计中直接融入，由本学科的教师直接融合其他学科相关知识的讲解。另一方面，在新高考学生学科复杂的背景形势下，班级学生的学科构成复杂，如有相关学科背景的学生，也可采用请相关学生思考、查阅资料和教师引导等方式开展讲解。最后，在条件允许的情况下，也可请其他学科的教师聆听地理学科的课堂教学，在教学设计的过程中设计好融合知识，邀请在场的相关教师讲解，在教学任务比较繁重的情况，该方式适合在学校、地区，跨校区开展学科研讨教学。

综上，经过调查分析和实例论证，可以得知在高中地理课堂中选取合适的微课程实施学科融合教学能更好地辅助地理课堂教学，促进对地理知识的理解。

参考文献：

［1］ 教育部考试中心.中国高考评价体系说明［M］.北京：人民教育出版社， 2019.

［2］ 中华人民共和国教育部.普通高中地理课程標准（2017年版2020年修订）［M］ . 北京：人民教育出版社， 2020.