初中地理課程標準在地圖部分提出“在等高線地形圖上,識別山峰、山脊、山谷,判讀坡的陡緩,估算海拔與相對高度”的教學目標,這將為學生“學會在地形圖上識別五種地形”以及認識、適應、利用地理環境打下基礎。這一教學內容是初一地理教學中的重點和難點,只有深刻認識這一學習過程的本質才能進行有效的教學設計,真正實現教學目標。學生在生活中是通過側視觀察獲得地理事物的立體形象,而等高線地形圖則采用以頂視觀察、抽象表達地理事物的方法。因此,這一學習過程的本質是讓學生學會變換觀察角度為頂視,掌握用繪制在平面上的等高線表示立體地形的方法,建立起側視形象與相應等高線形態之間的聯系,并學會進行相互轉換,能夠通過觀察等高線地形圖,在頭腦中再現出對應的各類地形表象。顯然,僅靠一般的聽講、觀察難以實現上述轉化,必須讓學生進行深入體驗,在體驗中觀察、操作、表達,才能實現相關知識、能力的內化。據此,筆者對等高線地形圖的教學活動進行了以下設計。
一、課前準備
以小組為單位準備直尺、塑造山體模型的橡皮泥、小刀和白紙,教師準備連成等高線的紅色塑料繩。課前分組合并座位,先讓出教室的前部留作模擬登山和拉等高線的場地,并在地上用粉筆畫出模擬的環形山腳線。
二、活動設計
1.模擬登山,測高、拉繩連接形成等高線
教師先板圖或投影一座山(一側為緩坡,另一側為陡坡)的側視圖。假設8組學生分別從山的不同方位登山,每個小組都帶有GPS儀(或裝有GPS軟件的手機),分別在海拔100米、300米、500米處定點,并測出山頂的海拔高度(550米)。教師讓每個小組選擇3個學生,模擬從教室前部假設海拔0米處的環形山腳線出發,分別代表本組到達100米、300米、500米海拔點。然后,位于最外圍的8個學生蹲下,以肩膀高度表示100米的海拔高度,并讓大家同拿一條繩子連接成海拔100米的等高線;同理,位于海拔300米的8個學生也蹲下,以頭頂的高度連接繩子形成海拔300米的等高線,位于海拔500米的8個學生則站立,以肩膀的高度連接繩子形成海拔500米的等高線,另請一位同學以頭頂礦泉水瓶蓋代表山頂的海拔高度(550米)。這樣,模擬登山的同學以代表不同海拔高度的三個紅繩圈,組成簡單的等高線立體模型。
上述操作及其結果,為學生轉換為頂視,想象平面上的等高線提供了實物支持。教師據此引導學生想象并體驗“把這些等高線圈套在山上并從上往下看是什么樣子”?讓學生在山的側視圖和白紙上嘗試繪圖表達。
2.制作模型,繪制等高線,判斷陡坡、緩坡和陡崖
在學生想象頂視觀察等高線的形狀之后,教師讓拉等高線的學生將繩子放在地上,形成以礦泉水瓶蓋為中心的3個不規則圓環,并在此基礎上引導學生標注海拔高度及根據側視圖上山峰不對稱的情況,調整等高線形狀,以反映出坡度陡緩與等高線疏密的對應關系。通過這一過程,幫助學生實現從側視到頂視觀察角度的變換,建構起側視的山峰與等高線之間的聯系。
為強化這種聯系,教師可另外給學生一幅一側帶陡崖的山峰圖(標注有100米、300米、500米、550米等海拔高度),讓學生用橡皮泥塑造出該山體的模型,并分層、切割,逐層在白紙上描畫出此山峰的等高線。教師引導過程大致如下:假設桌面為海平面,利用垂直于桌子的直尺刻度定高。每1厘米當作100米的海拔,據此來塑造該山體的模型并在模型的圖示海拔處定點,用小刀分別刻劃出100米、300米、500米各層的等高線,再引導學生思考怎么把這些等高線投影到白紙上。用小刀沿每條等高線切開,形成若干層山體塊,分別把這些山體塊由低到高逐層放到白紙上,沿著其邊緣逐一描繪出環環相套、表示各海拔高度的閉合等高線。
通過這一操作體驗過程,深化學生對用平面上等高線表示立體地形的理解,同時也建立起圖上不同海拔等高線重合與陡崖的聯系。
3.識別部位,嘗試繪制等高線圖
教師展示出一幅組合山體的示意圖和對應的地形模型,引導學生觀察及認識山脊、山谷、鞍部、山峰和陡崖五種山體部位及兩座山峰之間的相對高度。讓學生概括每種山體部位的特點,并在觀察想象的基礎上,嘗試繪制對應的等高線圖。
學生已有繪制山峰、陡崖等高線的基礎,但其它部位的轉化繪圖仍有困難。教師可引導學生用靠攏兩座山峰模型進行頂視觀察或再利用前述切割橡皮泥模型分層描繪等方法,掌握用等高線地形圖表達山體各不同部位的方法,并學會判斷相對高度。
4.交流討論,概括總結,上升為理性認識
前3個步驟為學生體驗—領悟—內化的過程,教師應適時組織和引導學生組內進行交流、分享、總結,概括上升為理性知識,并完成討論結果記錄表,進一步以文字形式落實教學目標。
5.分組競賽,強化并塑造地形模型
經過上述系列活動,學生已初步達到教學目標的知能要求。為將理論運用于實際,檢驗學生將抽象的等高線圖轉化為形象的立體地形的實際能力和準確程度,教師可組織學生進行“根據等高線塑造地形模型”分組競賽活動。教師呈現等高線圖,要求各組用橡皮泥捏出對應的山體模型。評價標準為能否準確地表達出等高線地形圖中兩個海拔不同的山峰、鞍部、山脊、山谷及其坡度的差異、陡崖,并答出兩座山峰間的相對高度。以質量優、速度快者為勝。教師可以獎勵完成比較好的小組,并讓各組相互展示模型,評價、交流。
上述5個步驟的體驗—探究式學習活動設計,遵循了學生的認識規律,實現了側視→頂視、形象→抽象→形象、實踐→理論→實踐的轉化,使知識與技能、過程與方法及情感態度與價值觀目標都得到了很好體現。
三、理論指導
1.體驗學習理論
該理論強調以學習者為中心的“做中學” ,即有效學習應從體驗開始,通過在真實或模擬情境中的具體活動,獲得親身體驗、感受和領悟,并通過與團隊成員之間的交流、分享總結經驗,形成理論,最后再將理論應用于實踐。其模型為“活動(體驗)→發表→反思→理論→應用→活動(體驗)”,依次循環。
筆者的設計也以體驗為核心,進行了模擬登山連接等高線、頂視觀察、制作模型切割繪制等高線、圖與模型直接對比認識各種山體部位的圖示特點,到最后的據圖塑造地形模型等多種不同類型、但在認識上循序漸進的體驗性活動,使學生始終處于建構主體的地位,保證了學習活動的有效性。
2.智力活動內化理論
該理論認為,在學習過程中,只有將觀察、操作和語言三者有機結合起來,通過外部操作活動,促進內部心理活動,才能有效實現智力活動的內化。
在上述學習活動中,學生的外部操作,反映其頭腦內部的思路。教師對其觀察、操作活動的引導以及要求學生同時進行語言表達和交流,就是協助學生實現由形象的外部操作向頭腦內部的理性思維轉化。而最后據圖塑造地形模型的環節又是實現內化之后的外化表達,既完成了完整的學習過程,又檢驗了學習成果。