基于地理核心素养培养的项目式教学设计

摘 要：新课标指出培养学生必备的地理学科核心素养是落实“立德树人”根本任务的重要举措。本文以“地球内部圈层结构”为例，基于项目式学习模式，创设情境问题，驱动项目活动的实施，探索日常教学中培养学生地理核心素养的途径和方法。

关键词：核心素养；项目式学习；地球内部圈层结构；教学设计

学科素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。《普通高中地理课程标准》（2017年版2020年修订）明确指出，地理学科核心素养主要包括人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力，它们是一个相互联系的有机整体。地理核心素养的培养有助于学生自我价值和综合素质的提升，有助于学生行动意识和行动能力的提升，增强社会责任感，是学生理性思考分析的重要源头[1]。研究核心素养是落实立德树人根本任务的一项重要措施，因此核心素养既是课程目标，又是贯穿于各部分的课程内容，为教师教学实施指明了方向[2]。

为了落实地理核心素养的培养，教师要反思日常的教学方式，在继承传统教学优点的基础上，尝试更多运用问题式教学、实践教学、信息技术支持下的教学等。项目式教学作为问题式教学的下位概念之一，能够有效激发学生的学习动机和兴趣。项目式学习PBL（Project-Based Learning）模式是一种基于建构主义学习理论、实用主义教育理论和发现学习理论的学习形式，强调以学生为中心，重视小组合作学习，要求学生对现实生活中的真实性问题进行探究。主要包括六个基本步骤，即选定项目、制订计划、活动探究、作品制作、成果交流和活动评价（图1）。在项目式学习实施过程中通常利用一个驱动性问题来组织和激发学习活动，活动中要求所有参与人员相互合作，形成“学习共同体”，同时借助多种信息资源和认知工具，形成一个或一系列的作品，产生一定的社会效益[3]。

一、设计思路

课例选自沪版高中地理必修第一册《主题2 地球的圈层结构——地球内部圈层》，在此之前的课程已经了解了地球的宇宙环境，本课将把视角从宇宙环境转向地球自身的圈层结构，这既是对前面知识的延伸，同时也为后面认识地表自然环境奠定基础，起到承上启下的作用。地球内部圈层是人眼所不能直接探知的，属于基本的地球科学f2026ad16935b4ab3d741d155c40f218知识，是自然地理的原理范畴，学习该内容需要严谨的科学态度和综合思维能力，对于高一的学生而言较为抽象难懂。本节课的学习目标是“运用示意图，说明地球的圈层结构；依据材料，描述地球的内部圈层的划分依据”，为了实现以上教学目标，传统教学主要通过运用大量的图文资料剖析概念和原理，学生处于被动接收的状态。而项目式教学模式是以学生为中心，引导学生在问题情境中通过合作探究，主动发现并解决问题，有利于学生知识体系的构建[4]。基于此梳理了本节课的教学过程，以期探索项目式教学方式在高中地理学科素养培养中的应用（图2）。

二、教学过程

（一）从生活切入，创设问题情境

交通技术的进步和运输方式的变革，大幅提高了出行效率，扩大了人们的活动空间。如我们可以从上海出发，乘坐飞机抵达南半球的阿根廷，最快行程约32小时45分钟；或者乘坐地心列车，沿着穿越地心的隧道，到达阿根廷，理想状态下（不考虑摩擦力），运用速度和位移公式推算所需时间仅约40分钟。当前这样的地心隧道存在吗？虽然说穿越地心非常省时，可是直到今天，“地心列车”仍然只是科学设想。要想修建这样的隧道，我们需要知道地球内部的结构和物理特征。那么地球的内部是什么样的？我们如何获取地球内部信息？

设计意图：借助生活体验，通过地表和地内两条路线的耗时的显著差异，激发学生的探究兴趣，引发学生对地球内部结构及物理特征的思考，从而确定项目主题。

（二）设置探究活动，推进项目实施

1.探究活动一：获取地球内部信息的方法

材料一：目前世界上最深的姆波尼格金矿深达4350米，矿工从地表到采矿区要花费1小时30分钟，最深处的温度超过50℃；位于科拉半岛临近挪威边界的地区进行的最深钻孔达12262米，以垂深计算，这个钻孔仍是到达地球最深处的人造物；地壳运动能掀起地下20—30千米的物质到地球表层；火山喷发能将地下几百千米的岩浆翻到上层，但最深不超过450千米。地球的平均半径约为6371千米。

问题1：钻井、地壳运动和火山喷发都无法完整地获取地球的内部信息，我们也不可能像切鸡蛋一样将地球切开，那么了解地球内部状况还有什么办法？

问题2：我们是否可以像给人体做检查一样，给地球做一个“CT”呢？用什么方法做？

【学生活动】学生阅读材料，并结合事先搜集整理的资料，回答上述问题1和问题2。

【教师活动】教师点评学生的回答。

设计意图：通过学生活动前期的准备和文字材料，了解并梳理人类探索地球内部状况的方法，同时运用比拟手法探究如何给地球做“CT”，导入下一环节的学习。

2.探究活动二：地震波的地理价值

材料二：当地震发生时，地下物质受到强烈的冲击会发生弹性震动，并以波的形式向四周传播，这种弹性波就叫地震波，它是地震能量的释放形式，按传播方式可分为纵波（P波）和横波（S波）。

【教师活动】播放纵波（P波）和横波（S波）Flash动画。

问题3：纵波和横波有哪些特点？

问题4：当地震发生时，陆地上的人和在海上航行的人感觉有什么差异？

问题5：除了利用地震波探察地球内部世界，人类还可以利用地震波预警地震、勘探油气矿藏，说明其中的道理。

【学生活动】首先，综合材料二和教材归纳总结纵波和横波的特点，接着在问题3的基础上思考问题4和问题5。

设计意图：地震具有两面性，它给人类带来了灾难，但地震发生时产生的地震波犹如一盏灯，照亮了地球的内部，帮助人类获取地球的内部信息，同时还可以根据地震波特点预警地震和勘探油气矿藏等。通过地震波的学习，引导学生辩证看待事物，树立正确的辩证唯物观，提升综合思维。

3.探究活动三：巧用地震波，获取地球“CT”图像

【学生活动】小组分享收集的相关资料，组内合作探究，科学绘制地球内部“CT”图像。

小组1：1909年，克罗地亚地震学家利用地震台的地震波数据计算地下岩石的地震波传播速度，结果表明，地震波在到达欧洲大陆地下约54千米时传播速度突然加快。

小组2：1914年德国地震学家古登堡收集了全世界地震台的地震数据并分析发现，在地下约2900千米横波传播速度为0，同时纵波传播速度突然下降。

小组3：1936年，丹麦地震学家莱曼研究发现，在地下约4000千米横波传播速度不再为0，纵波再次发生折射，传播速度加快。

小组4：古登堡发现，当大地震发生后，在距离地震发生地11000～16000千米范围内的地球表面，记录不到地震波，出现了“纵波影区”，他据此确定地球内部具有分层结构。

设计意图：通过组内合作和组间信息分享，锻炼了学生的语言表达能力，培养了学生收集和处理信息的能力。

4.探究活动四：图“型”转化，解密地球内部信息

【教师活动】为学生提供不同硬度的彩泥、透明塑料板（21×30cm）、直尺等材料和工具。

【学生活动】根据上一环节绘制的“CT”图，制作地球半球模型。

设计意图：通过地球模型的制作，由平面到立体，变抽象的图形为具体的模型，实现由项目图纸到产品生产，培养学生的实践能力。同时有助于学生深度认识地球内部各圈层的特点，提升区域认知能力。

（三）作品展示，多维度评价

教学的过程中，反馈是高效学习的重要环节，没有反馈的学习往往是低效的，有时甚至是徒劳的。在此环节中，设计了以产品竞标的形式对小组整个制作过程及成果进行评价的方法，评价得分最高的小组作品可存放在地理实验室的橱窗内，以供后续的学习和使用。教学评价是了解学生综合思维素养水平的重要途径，《普通高中地理课程标准》（2017年版2020年修订）提出地理学科的四大核心素养，为了培养学生的地理学科核心素养，建议教师尝试更多地运用学生思维结构评价、表现性评价等。其中思维结构评价较适用于思维表现的评价，表现性评价是对学生在真实情境中完成任务时所表现出的语言、文字、创造、实践、解决能力，学习态度，努力程度等的评定，较适用于评定学生应用知识、整合学科内容，以及决策、交流、合作等，也是一种适合项目式学习的评价方式。本文将这两种评价方式整合后应用到本节课设计中，制定了评价量表（见表1），在实践探究环节时分发到各个小组，作为实践探究的参考和引导，最后通过小组自评、小组互评和教师评价完成。

【学生活动】按照要求，完成评价。

【教师活动】统计各小组的得分情况，公布结果并颁发奖品。

小结：通过以上的探究活动，我们了解了地球内部圈层结构的划分依据，理解了地球的圈层结构及其物理特征，也正是地球内部的高温、高压、放射性元素等因素，致使目前穿越地心仍然处于假想阶段。但目前面临的困难也为未来的地心隧道的建设指明了方向，随着科学技术发展，地心列车的通行未来可期。

（四）拓展探究，地震灾害

活动内容：探究地震的成因、危害及防御措施

活动过程：将全班分成7个小组，每个小组制订计划探究地震的成因、危害及防御措施。

地震成因、危害及防御措施探究计划

组别

小组成员

任务分工

探究的步骤、时间安排

探究成果

设计校园海报，宣传防震减灾的知识

三、教学总结与反思

（一）核心素养水平的培养

培养学生的地理核心素养是高中地理教学的重要目标，对于高中地理教学的开展具有重要的现实意义。为了实现地理课程目标，更好地在地理教育过程中落实课程标准的基本理念，本节课以项目式学习方式进行了教学设计，利用问题驱动学生思维，促使学生主动探究，形成解决问题的思维框架，达到深度学习的状态，促进学生高阶思维能力的发展[5]，落实了学生地理学科核心素养的培育。如通过搜集有关地球内部信息的资料，依据地震波的传播特点，思考并科学绘制地球的内部圈层结构，掌握了各圈层的特点，渗透了综合思维和区域认知能力的培养；图“型”转化，综合评价，体现了地理实践力的培养。在日常的教学中，由“教师中心”转向“学生中心”，重视学生的主体地位，由“抽象知识”转向“具体情境”，创设具有生活气息的情境，引导学生在情境中掌握和运用知识，提升课堂学习兴趣指数，促进了学生核心素养的形成与发展。

（二）从单课时到跨单元的结构化学习

地理学是一门研究地球表面自然现象和人文现象以及它们之间相互关系和区域分异的学科[6]。但长久以来，分课时的教学模式，重于单课教学的“精耕细作”，轻于课时间的“谋篇布局”，因此在实际地理教学中，往往产生教学碎片化的倾向，遭遇“只见树木，不见森林”的现实困境[7]。地球内部圈层结构主题内容尝试从单课时的单元教学到跨单元的教学，立足于整体，结构化、系统化地分析单课教学之间的关联，促进教学整体把握，提升教学效益，引导学生构建完整的知识体系。

结束语

项目式教学来源于杜威的“做中学”与库珀的体验式学习理论，是一种工学结合、任务驱动、项目导向的新型教学模式。“地球的圈层结构”位于沪教版高中地理必修1第一章第三节，教材结构安排上将地理教学视角由宏观宇宙环境转入地球本身的自然环境和内部圈层结构。学习本节内容，学生可以了解地壳运动对地表形态影响巨大，知道自然环境主要由大气圈、水圈、生物圈和岩石圈构成，为“地表形态的塑造”和“自然环境的整体性”相关内容的学习奠定基础。

积极开展项目式学习，以地球内部圈层结构为项目主题，致力于项目式学习的理论与实践，旨在培养学生的地理学科核心素养，全方位提升学生的分析、评价、创造等高阶思维能力。围绕地球的内部圈层结构的项目情境，学生通过设计问题解决方案、自主决策或合作探究等活动，最终以作品制作的形式展示学习成果。项目教学融合多学科知识内容，让学生在体验项目的过程中将其融会贯通，对培养学生的核心素养、突出学生的主体性等都具有重要的作用。一是通过实景模拟，培养学生区域认知的能力；二是创设情境，培养地理实践力；三是关注人与环境关系，树立正确人地观；四是拓宽时空尺度，渗透地理综合思维。

项目式学习符合生本课堂理念，充分发挥学生的主体性，通过自主学习、合作学习和探究学习，使学生在深度思考和合作中提升学习能力，既有利于地理学科核心素养的有效落实，又增强了学生发现问题解决问题的能力，项目式学习和地理课堂相得益彰。

在后续的教学生涯中，需进一步总结提炼实施成果，提高教学理念与认识，把握精神内涵，深度挖掘学科价值，不断提升课堂效益，推进项目式学习实践，激发学生深度学习，赋予课堂更加深刻的内涵。

参考文献

[1]邵俊峰.高中地理课堂落实核心素养培养的思考与实践[J].中学地理教学参考，2018（5）：33-35.

[2]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）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[3]孙显廷.高中地理项目式教学的探索[J].地理教育，2022（S2）：90-91.

[4]张逸盈，陆士明.基于“问题链”的地理项目式学习教学实践：以湘教版必修1“大气热力环流”为例[J].地理教育，2021（10）：40-42.

[5]王晓晨.深度学习视角下的高中地理PBL教学策略研究[J].中学地理教学参考，2022（8）：38-40.

[6]地理学编辑委员会.中国大百科全书·地理学[M].北京：中国大百科全书出版社，1990.

[7]上海市教育委员会教学研究室.中学地理单元教学设计指南[M].北京：人民教育出版社，2022.