高考地理试题中“科学素养”考查特点分析与教学启示

郑友强 王信文

摘 要：2023年全国高考三套地理试卷蕴含着丰富的科学素养元素，体现了高考立德树人、价值引领的命题旨向。本文分析了三套地理试卷的“科学素养”渗透路径和育人价值，提出了高中地理教学提升“科学素养”的实施路径，即课程标准寻“科学素养”彰显的原点、教材情境找“科学素养”挖掘的支点、实验实践觅“科学素养”培育的落点。

关键词：科学素养；高考地理试题分析；教学启示

中图分类号：G633.55       文献标识码：A       文章编号：1005-5207（2024）08-0038-04

科学教育是助推科技进步、社会发展、国力强盛的重要基础性工程。教育部等十八部委联合发布的《关于加强新时代中小学科学教育的意见》为中小学推进科学教育提供了重要的价值遵循和实践指导，也是对具备科学家潜质，愿意献身科学研究事业的青少年群体的时代嘱托。当前，国际社会普遍将科学素养概括为科学知识、科学的研究过程和方法、科学技术对社会和个人所产生的影响三个部分。

高考作为教学和教研的指挥棒，对学科教学和教研具有很强的前瞻性和指向性。2023年全国高考甲卷、乙卷、新课标卷三套试卷的地理试题均蕴含丰富的“科学素养”元素，充分理解其命题意旨和渗透的路径，有利于贯彻党的教育方针，切实统筹校内外的科学教育活动，在教育“双减”中做好“科学教育”的加法。

一、“科学素养”在高考地理试题中的考查特点

2023年三套高考试卷的地理试题情境均聚焦铸魂育人，实现了立德树人的命题教育功能。在“科学素养”培育上，通过树立科学发展观，强化科学意识，提升科学素养；通过践行地理科学的探究过程，培养科学思维；通过感悟科学成就，增加民族自豪感和自信心，筑牢家国情怀。

1.强化科学意识，提升科学素养

地理学科涵盖了自然科学和社会科学，具有综合性、区域性的特点。高考地理试题通过考查学生科学认识、分析和解决人地关系问题的能力，使其形成正确的人地观。三套全国卷都蕴含着丰富的“科学素材”（表1），对于强化科学意识、提升科学素养发挥着重要作用。

从表1可以看出，三套试卷的试题在渗透“科学意识”方面各有特点，主要通过“科研团队”“研究者”“科研小组”“研学小组”“科学数据观测”“地貌演化成因推理”“科学发展”等方式进行试题情境的表达［1］。

2.践行科学探究，培养科学思维

高考地理试题通过重点考查地理事象的形成和演化过程，践行科学探究过程，增强知识的连贯性，培养科学思维。试题主要通过浓缩地理工作者研究地理问题的思路、方法、过程和主要结论，让学生感受科学探究的过程。地理的演化过程发生时间长，无法在短时间内感知，通过创设地理试题情境和精心设计问题链，在结构不良的真实情境中，考查学生的辩证思维，激发学生的创新潜能。

三套全国卷都以选择题和综合题结合的形式展现科学家科学探究的过程，培养学生科学思维。如甲卷第6～8题，试题素材来自伦敦地质学会杂志2000年论文《Active normal fault evolution in Greece revealed by geomorphology and drainage patterns》（《从地貌和水系模式揭示希腊活动正断层的演化》），以某水系演变的时空视角，考查断层对河流重组带来的影响。甲卷第37题，试题选取青藏高原南部（针对风蚀）采样点粗化过程，科研小组通过比较地表松散层表层和浅层的粗细颗粒物含量，构建风蚀粗化指数，研究地表风蚀强度的变化，耕作对风蚀和风蚀粗化的影响，并提出因地制宜的防治措施。通过问题链的设置，践行科学探究的过程［2］。乙卷第6～8题，试题情境通过展现科研团队探究地理问题的方法，以山脉东西向剖面形态进行研究得出结论的过程，培养学生科学思维。乙卷第37题，试题通过展现1958年以来，科学家在夏威夷岛上的观测站对大气二氧化碳浓度的持续观测，科学认识气候变化，通过问题链从概括总体特征入手，到各角度分析变化原因，并以开放性问题“站址的选址理由”培养科学思维。新课标卷第9～11题，通过研究青藏高原草毡层细颗粒物来源、草毡层死根分解缓慢的原因、草毡层的作用三个问题强化草毡层对青藏高原生态安全的意义。新课标卷第37题，试题以“地理+”的跨学科情境践行科学探究的过程，以湖水中溶解性有机物为研究对象，通过分析原因、解释现象，实现地理、生物、化学跨学科融合的科学探究过程。

3.感悟科学成就，筑牢家国情怀

高考地理试题通过展现科技进步对家乡带来的影响及中国科学家的奉献精神，增强学生的民族自豪感，筑牢服务、建设国家的家国情怀。通过让学生思考开展实地调研活动需要准备的调查内容，引导学生立足乡村实际，为乡村未来振兴发展献计献策。通过展现“绿水青山就是金山银山”理念下科学发展取得的巨大成就，坚定迈向绿色、循环、低碳发展，促进生态保护和高质量发展，使学生牢固树立科学的人地发展观，筑牢家国情怀。

甲卷第1～3题的命题素材来自《泉州晚报》2022年11月29号《胡萝卜的一颗“中国芯”》，以农业“卡脖子”的核心技术——种子作为切入口，讲述“中国道路”开启复兴新征程，在实施乡村振兴战略的大背景下，深化科技特派员制度，守护老百姓的“米袋子”“菜篮子”，为传统的种植业注入科技力量，解决“卡脖子”难题的真实事例。甲卷第43题，以窑洞养牛实现废弃窑洞的资源化利用和农户增收的案例，引导学生思考“设计与窑洞养牛相关的旅游产品”需要调查的内容，帮助学生深入乡村实际，增强问题意识，将窑洞养牛的情况摸清，找准开发旅游产品存在的问题并思考对策，提出窑洞养牛旅游产品开发的新思路、新办法，做真正有效的调研。乙卷第1～3题，以湖南省邵东市从原来的几家生产作坊逐渐形成集研发、组装、销售于一体的打火机全产业链布局，每年生产的一次性打火机占世界同类打火机总产量的70%的发展历程，展现县域产业发展的成就。

二、高考试题考查内蕴“科学素养”对高中地理教学的启示

地理高考试题通过其“科学研究”的自然科学属性和“科学发展”的社会科学属性来明确其科学性。地理教育工作者在教学中应从课程标准找原点、从教材情境找支点、从实验实践找落点，充分利用课内、课外实践契机，抓好科学教育，提升科学素养，贡献地理力量。

1.课程标准寻“科学素养”彰显的原点

高中地理新课标在课程性质中明确了地理学兼有自然科学和社会科学的性质，在现代科学体系中占有重要地位［3］。在基本理念方面，通过高中地理学习，强化人地协调发展的观念，筑牢家国情怀；通过科学设计地理教学过程，利用合作、探究等学习方式，开展地理实践活动。在地理核心素养方面，处处彰显“科学素养”的原点，特别是在“地理实践力”素养中，强调用考察、实验、调查等地理学的研究方法，提升行动意识和行动能力。通过不同尺度、不同类型的区域认知，采用时空综合的思维，系统、科学地认识地理事物，形成科学发展的人地协调观。在学业要求方面，通过必修课程理解自然地理现象的过程与原理，了解基本经济活动的空间特点，树立科学发展的人地协调观［3］。通过选择性必修课程，了解人类生存的自然环境特征和区域特征及发展路径，了解资源、环境与国家安全的关系，理解自然环境及其演变对人类活动的影响和区域创新发展与转型发展的意义，树立因地制宜、人地和谐、人与自然生命共同体的理念，维护国家安全和发展利益。通过选修课程，形成对天文现象的正确认识，建立科学的宇宙观；帮助学生认识不同海洋区域的共性和差异性，理解海洋对人类的重要意义；认识自然灾害发生与分布的规律，树立科学的灾害观；帮助学生认识环境状况及原因，理解建设生态文明的意义［3］；通过实践训练，提升使用工具分析论证地理科学问题的能力，培养欣赏大自然的情趣［3］。

2.教材情境找“科学素养”挖掘的支点

高中地理教材具有丰富的“科学素养”素材。地理教材通过科学人物、科学实践活动、科技成就、科学研究、科学案例和古代科学记载六个方面的情境案例挖掘“科学素养”展现的支点。

教材通过“科学人物”故事，如杨利伟的太空回忆，讲述科学家精神；通过课堂实验和课外实践，如天文现象观测、地貌的观察、校园树木与环境的关系、观察家乡的土壤等，建构重在实践的科学理念；通过“科技成就”案例，如西藏冈底斯藏医学院太阳能光伏电站、浙江温岭的江厦潮汐电站、贵州建成的世界最大的单口径射电望远镜、北斗卫星导航系统等，讲好中国故事，筑牢家国情怀；通过“科学研究”情境探究，如分析太阳变化周期、大气含氧量减少对人体产生的影响、认识砂田影响的水循环环节、分析海水温度对游泳活动的影响、讨论海水运动对人类活动的影响、认识雅鲁藏布江中游河谷的风沙地貌、利用地理信息技术判断舟曲泥石流灾害的影响等，强化学生在“做中学”“用中学”“创中学”；通过“科学案例”情境，如地质年代划分案例、古生物学研究案例、温室气体的发现案例，重视“学科素养—跨学科素养”“学科课程—跨学科课程”“跨学科科学教学方法”“跨场所”的融合；通过“古代科学记载”，如《台海使搓录》记载、《宋书·天文志》记载、《徐霞客游记·滇游日记二》记载、二十四节气等，让学生体会古代文献中蕴含的科技思想与古人的智慧。

3.实验实践觅“科学素养”培育的落点

实验、实践活动是提升科学素养、培育科学精神、进行科学教育的落点。地理课程通过国家课程、地方课程、校本课程三位一体的课程体系，以课内探研、课堂实验、课外实践三种形式进行“科学素养”落地。

在国家课程校本化实施过程中，通过教材丰富的科学情境，挖掘情境背后的故事，落实课程思政，科学设置问题链，进行课内深入探研，以达成学业水平目标。如在交通运输布局内容教学中，使用“青藏铁路”案例引导学生层层深入探研。在课本问题的基础上，通过“为什么选青藏铁路？青藏铁路修建中遇到哪些自然障碍？青藏铁路建设需要攻克哪些技术难关？”等问题以及青藏铁路建设者创造性采用“低温热棒”新技术攻克高原冻土的视频案例，分析“低温热棒”散热的工作季节及工作原理，分析“低温热棒”倾斜设置的原因等，展现科学家们的爱国情、报国志。

通过加强课堂实验教学，启发学生以科学家视角思考问题。高中教学可供实验的类型很多，包括地图类、地球类、地质地貌类、气象气候类、水文类和人文地理调查类等六大类系列实验［4］。地图类实验主要通过绘制各种类型的分布图，学会科学绘图的方法和技能；地球类实验主要通过VR或AR技术模拟、动手制作学具等方式，观察、记录实验数据，推导实验结论；地质地貌类实验主要通过数字地理实验室标本观察、数字模拟技术等方式模拟演示地质地貌演变过程；气象气候类实验主要通过校园气象站现场教学，收集数据，撰写报告；水文类实验主要通过制作模型、实验模拟等方式展开研究；人文地理类调查主要通过信息技术手段获取实时数据和网上查阅数据，绘制统计图表，分析得出结论。课堂实验的目的是让学生养成科学意识，能从身边事象发现问题，用观察—预测—推理—分类—建模—交流等科学技能，去寻找各种可能的答案。

地理实践力的培育强调，让学生“走出去”“动手”“行动”，在实践中获得直接经验，获得对生活的“真认识”“真感觉”，提高解决问题的真实能力［5］。活动的开展和组织可参考选修9“地理野外实习”的要求，科学开展实践活动。如在“土壤”一节教学中，通过野外观察土壤特性—采集土壤样本—分析土壤样本—填写实践报告等四个步骤完成土壤的学习。在“植被”一节教学中，通过校园树木调查活动的真实开展，以小组的形式，体会因地制宜进行校园绿化的意义。通过实地观察记录—室内整理—科学研究（当地树种、引进树种生长情况分析）—绿化的合理化建议四个环节开展科学实践活动。

三、结语

地理学科是科学学科之一，涵盖了“自然科学”和“社会科学”的内容，架起了“自然科学”与“社会科学”的桥梁，是培养厚植家国情怀、富有系统创新能力时代新人的最佳载体之一。面对未来复杂多变的世界，地理学科需要通过加强实验，提升科学素养；开展“地理+”跨学科综合教学，提高多学科系统创新能力；加强科学教育实践活动，如科技节、科普读书、寻找最崇拜的地理学家等科普教育活动以及科技创新大赛、地球小博士、地理小发明等平台，搭建创新的阶梯，为创新人才的培养奠定基础。

参考文献：

［1］ 龙家辉，李小燕，吴勇.思政育人视角下的地理高考试题分析——以2019—2023年地理高考试题为例［J］.地理教育，2023（11）：43-47.

［2］ 李敏，顾永刚.数学思想方法在中学地理教学中的应用探析［J］.地理教育，2023（10）：3-8.

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

［4］ 徐宝芳，张卫青.中学地理实验教学研究［M］. 西安：陕西师范大学出版总社，2021.

［5］ 郭红玉，周梦晨，刘静宜，等. 浅议情境教学视域下的地理实践力培养［J］.地理教育， 2023（S2）：104-105.

通信作者：王信文