地理教材中科學精神的滲透
——以人教版高中地理必修11為例

范 敏黃莉敏

（1. 華中師范大學城市與環境科學學院, 湖北 武漢 430079; 2. 湖北科技學院資源與環境科學學院, 湖北 咸寧 437100）

地理教材中科學精神的滲透
——以人教版高中地理必修11為例

范 敏1黃莉敏2

（1. 華中師范大學城市與環境科學學院, 湖北 武漢 430079; 2. 湖北科技學院資源與環境科學學院, 湖北 咸寧 437100）

青少年科學精神的培養是我國教育中的薄弱環節，缺乏科學精神的教育必須從各個領域和學科予以補充。地理教材中科學精神的滲透對學生科學精神的培養起著至關重要的作用。科學精神主要滲透在教材的編寫理念和知識的呈現方式、教材欄目、教學內容和圖像系統上。建議高中地理教材的編寫在保持自主探究理念的同時，也在留給學生創新的思維和空間上以及素材的選取上作出一些改進。

地理教材；科學精神；滲透

當今世界，加強科學教育，大力推進全民族的科學文化素質，培養創新人才，發展社會主義先進文化，是實施科教興國戰略、大力推進教育創新的一項重要任務，是時代提出的緊迫要求。[1]科學精神的培養是科學教育的重要目標，地理教學也肩負著不可忽視的責任。作為地理課程的載體——地理教材，在編制中科學精神的滲透和體現，如何在一定程度上達到質的要求，對于真正培養學生的科學精神，達到提高全體學生科學素養的目標意義重大。

一、科學精神的內涵

科學精神是什么？學者們眾說紛紜,無一定論，且隨社會、時代的進步，其內涵與外延也不斷變化。

著名科學史家默頓指出，“科學的精神氣質——普遍性、公有性、獨創性、非功利性、有組織的懷疑主義。”[2]在國外，對科學精神的認識存在兩個極端，一是堅持科學精神的客觀性、合理性和必要性；再者是持否定意見。

科學精神在我國的發展，主要分為三個階段。“五四”運動前，人們大都基于“向西方學習科學、發展科學要抓住根本”的立場而關注科學精神；“五四”運動以后，人們大都基于“以科學精神改造中國的傳統文化”的立場關注科學精神；1996年，開始有學者倡導科普的中心在于科學精神的普及，隨后，人們逐漸轉向主要基于“反對迷信、偽科學和反科學等錯誤思潮”的立場而關注科學精神。[3]先后涌現出任鴻雋、梁啟超、竺可禎、蔡德誠等學者對科學精神的論述。

通過總結前人的論述得出：科學以理性為基礎，以批判和質疑為武器，以求真為動力，以創新為目的。科學精神主要是指科學主體在長期的科學活動中所陶冶和積淀的價值觀念、思維方式和行為準則等的總和。[4]它包括：追求真理的獻身精神，求真過程中形成的獨立品格和自由人格，對他人失誤的寬容態度，在權勢面前捍衛真理的勇氣，對自然現象的好奇和追問等等。

二、高中地理教材凸顯科學精神

1.科學精神滲透在教材編寫理念和知識呈現方式上

教育部頒布的《基礎教育課程改革綱要（試行）》確定的課程改革總目標為，“新課改的培養目標應體現時代要求，要使學生……具有初步的創新精神、實踐能力、科學和人文素養以及環境意識……”《基礎教育課程改革發展綱要》指出，“教育要以學生為本，注重學生的全面發展和可持續發展，培養學生的科學精神和人文素養。”在《普通高中地理課程標準（實驗）》的前言中提出“弘揚科學精神和人文精神，培養創新意識和實踐能力”，在課程目標部分“情感態度與價值觀目標”中指出“養成求真、求實的科學態度”。這些要求體現了培養學生的科學精神是新課程改革的重要目標之一。

高中地理新教材在地理課程標準的要求下，以可持續發展為指導思想，以“人地關系”為主線，從介紹人類生存的地理環境到講述地理環境和人類活動的關系，最后綜合自然、人文知識，以典型區域分析為前兩個部分提供實證素材。使學生形成可持續發展的觀念和求真、求實的科學態度。

人教版高中地理必修1（以下簡稱《必修1》）是經典自然地理內容，主要闡述自然地理的基本原理、基本規律和基本過程。《必修1》嚴格遵循“以人地關系為主線”的課程設計思路，天文部分側重于宇宙環境對地球的影響；自然環境部分關注物質循環和能量交換及其地理意義。使學生了解我們所生活的地理環境，同時結合具體案例實事求是的講述了地理環境對人類活動的影響，讓學生認識到自然環境與人類活動的密切關系。

地理教材知識呈現方式以敘述性課文和活動性課文為主，敘述性課文主要敘述地理概念、地理規律、地理原理等地理性知識。活動性課文是以學生參與某種活動的形式表達教材內容的課文，活動性課文是新教材編寫的一大亮點。它具有互補性和靈活性、開放性和參與性的特點。能夠引領學生主動建構，促進學生主動發展，培養學生科學探究的意識和能力。活動性課文是課文的重要形式，也是學生參與教學過程的重要形式，通過多種活動形式的參與，學生不僅可以體驗地理知識的形成過程，而且可以使他們養成努力鉆研的良好學風。通過積極主動的參與，發展他們的探究意識和探究能力，從而形成一定的地理科學觀念，作為進一步發展自己的基礎。[5]

2.科學精神滲透在教材欄目設計上

人教版高中地理教材的主要欄目有：活動、閱讀、案例、讀圖思考、問題研究。欄目設計以學生發展為本，不僅考慮到學生實際的心理發展水平，還考慮到具體教學活動實施。同時，與之前的教材相比，新教材在欄目設計上顯示出不少突破和創新。

(1) 教材欄目設計在功能上突出了指導性和可操作性

教科書是學生學習的工具，新教材的欄目設計突出了教科書的這種功能。新教材的欄目設計以學為本，較好地體現了對學生學習活動的規劃和指導，而且這種規劃和指導貫穿在課前、課上、課后各個環節。例如，“活動”“讀圖思考”“問題研究”這些欄目，其中既包括學生課堂活動內容，又包括課后內容；既有地理的理論知識，又有生活中的地理常識。學生遵循教材欄目進行學習的過程，就是建立科學學習方式，形成嚴謹的學習態度的過程。

(2)教材欄目設計在內容上突出了探究學習

新課程標準的課程理念是培養學生的科學素養。科學探究是一種重要而有效的學習方式，是培養學生科學素養的重要途徑。新教材欄目設計在內容和呈現方式上，充分體現了科學探究的過程要素，簡明、直觀，在促進學生改變傳統的被動的接受式學習方式、學會科學探究的學習方式、初步形成科學探究能力等方面發揮了重要作用。

教材每節都編排了“活動”欄目，部分“活動”欄目編排在相關地理知識點之后，用來鞏固學生的學習。如“熱力環流”部分，教材陳述完熱力環流的基本原理后，通過“活動”以具體的熱力環流現象來鞏固學習效果。部分“活動”出現在相關地理知識點之前，使學生先思考問題，自己動手驗證。把知識通過科學探究的過程呈現給學生，目的就是讓學生在科學探究的過程中學習，從中理解科學過程，學習科學方法。如“氣壓帶與風帶的形成”部分，教材首先通過“活動”，讓學生自己動手畫出單圈環流，然后思考單圈環流是否存在，現實情況會是怎么樣？這樣設計符合學生的認知心理，學生通過自主探究，學習三圈環流，掌握氣壓帶與風帶的形成。

人教版高中地理教材每章章末都編排了探究性學習欄目“問題研究”，內容為與本章知識相關的研究專題，與實際生產生活密切相結合。“問題研究”較“活動”內容難度大，問題所涉及的范圍更廣，如必修1第一章的問題研究為“月球基地應該是什么樣子”。可見，欄目內容設計由淺入深，由啟迪學生思考到提出具體做法。讓學生在探究的過程中，掌握科學方法，領悟科學精神。

(3)教材欄目設計在課程目標上體現了全面性

教材欄目的設計能同時兼顧“知識與技能”“過程與方法”“情感態度與價值觀”三個方面的課程目標，在傳授知識與技能的同時，更加強調對學生進行社會責任感、科學態度、科學精神的培養。例如，全球氣候變化這一節中，“案例”欄目“太平洋島國圖瓦盧將被迫舉國遷移”。通過這種實事材料引起學生對社會問題、生活問題的關注，緊接著在后面“活動”欄目提出“全球變暖將導致生態環境惡化，下面是科學家的一些預測，你能做一些預測嗎？”引導學生進一步利用已有的地理知識進行分析和思考，提出自己的看法，在這個過程中形成正確的人生觀、價值觀和對自然、社會事件客觀的認識態度。

3.科學精神滲透在教材的結構設計上

現代教學論認為：教科書合理的知識體系編排應該把學科的邏輯順序與學生的心理發展順序相結合考慮。因此教材不過分追求學科知識體系的系統性，而更多考慮其知識內容的切入、難易程度等是否符合學生的認知心理特點。人教版地理教材是“章節＋問題研究”的整體結構設計，采用“章—節—目”的編寫形式，每章之下分節，節下分目，節與節的內容之間以“活動”隔開。（如圖1所示）

圖1 人教版高中地理課程標準實驗教科書整體結構及教材欄目[6]

教材內容的呈現是借助各種欄目完成的。教材內容的呈現方式直接影響著教師的教學方式和學生的學習方式。教材設有“閱讀”“讀圖思考”“案例”“活動”等欄目，分布于整個教材各個單元之中。這些欄目的設置，蘊涵著教與學的方法，體現了課程的理念，有助于教師駕馭教學過程。它不僅能改變學生的學習方式，調動學生學習的積極性，而且起到了提高學生科學素養、培養學生科學探究能力的作用。

4.科學精神滲透在教材內容中

(1)教材內容構成上，體現對學生創新精神和實踐能力的培養

《必修1》以自然地理為主，第一章是“行星地球”，第二章是“地球上的大氣”，第三章是“地球上的水”，第四章是“地表形態的塑造”，第五章是“自然環境的整體性與差異性”。教材首先介紹人類生存的宇宙環境，然后介紹人類生存的自然環境，最后闡述自然環境中各個要素之間的關系，以及人類活動對自然環境的影響。教材內容遵循的基本原則是：關注自然地理的基本過程，強調自然地理的基本規律，尊重對典型案例的剖析，注意學生地理理性思維的引導，突出學生創新精神和實踐能力的培養。[7]

(2)教材內容表述上，體現科學性和準確性

教材內容表述的科學性和準確性主要體現在地理概念表述和地理材料選擇上。如“大規模的海水運動”對“暖流和寒流”的概念進行了修改，將“從低緯流向高緯的洋流，水溫比流經海區溫度要高，叫做暖流；從高緯流向低緯的洋流，水溫比流經海區溫度要低，叫做寒流”改為“從水溫高的海區流向水溫低的海區的洋流，叫做暖流；從水溫低的海區流向水溫高的海區的洋流，叫做寒流”。改過之后對“寒流與暖流”的定義更加嚴謹，更加準確，學生理解起來也比較容易。另外，教材中的案例材料和數據典型、真實、可靠。

部分與地理相關的概念和內容，教材以注解的形式標注在教材下方，以橫線與正文部分隔開。如第一節“宇宙中的地球”，解釋了“光年”“軌道傾角”“偏心率”的概念，方便教師和學生理解，體現了教材內容的嚴謹和表述的科學性。對于目前不確定的概念，教材也給出了解釋，例如“黃赤交角并不是固定的。從1984年起，天文學上用的黃赤交角的數值是23。26'21''”。這里指出黃赤交角是不固定的，讓學生認識到科學知識并不是一成不變的，是會發展變化的，培養學生的批判精神和懷疑精神。

(3)教材內容的選取上，體現對學生科學的學習方法的培養

地理課程不但要教給學生基礎地理的知識，還要教給學生科學的思想和方法。科學方法是學生獲取知識的手段和工具，可以培養學生分析問題和解決問題的能力，科學方法也是培養學生創造能力的有效途徑。[8]教材內容中滲透著科學的學習方法。《必修1》中就滲透著讀圖分析法、實驗法、歸納法等。（如表1所示）

表1 《必修1》中的學習方法

5.科學精神滲透在教材的圖像上

教材中圖像位置設置靈活，封面、章首語、課文之中、課文之后都可以出現。必修1封面是一幅自然山水風光，暗示著本冊書的主要內容是自然地理。每一章的章首語部分配有與本章內容相關的圖片，如第一章是從月球上看地球的圖片，激發出學生探索宇宙的欲望。課文中的圖像呈現地理現象或是解釋地理原理，幫助學生理解地理知識。課文后的圖像可以鞏固學生的學習效果，提高學生的學習興趣。

教材中圖像類型豐富多樣，包括地理景觀和實物圖像、反映地理變化的系列圖像、呈現地理事件或地理現象的對比圖、反映地理原理和過程的模式圖、蘊含地理意義的藝術作品、地理表格，以及其他富有創意的地理圖像。豐富的地理圖像的運用不僅有效地激發了學生的地理學習興趣，使學生學習到科學的學習方法，而且有利于加深學生對相關地理知識的理解。

三、對教材編寫的建議

高中地理課程需要達到提高全體學生科學素養的要求，培養學生的科學精神，引起學生在科學精神方面自覺的轉變，不僅僅需要教材的改進，更需要教師、教研、社會價值取向等相關工作的全面進行。本文謹就教材的編寫提出一些建議，希望能對高中地理教育，對學生科學精神的培養有所幫助。

1.繼續發揚學生自主探究的學習理念

對于高中地理教材的進一步修正完善，需要繼續發揚以學生為主的自主探究的學習理念。首先，符合認知的普遍規律：從感性認識上升到理性認識，利于學生的理解；其次，課程終究是為學生的學習服務的，使學生從生活實際問題出發，從現象引發思考，更有助于培養學生從實際出發的態度，培養學生科學的認知方式。

2.增加學生獨立思考和創新設計的空間

創新精神的重要性被廣泛認同，科學技術歷次的發展突破，社會的進步都離不開創新精神。教材的修訂完善中需要加強創新精神的表現力度，再多添加些關于創新精神的元素，多渠道增加學生自主設計的空間，培養鍛煉學生的創新精神。[9]如啟發學生設計“陸地與海洋比熱差異”的實驗，設計山地地區交通線路和城市布局等。

要培養學生的創新精神，需要學生能有獨立思考的能力，不因循守舊，敢于質疑權威，質疑生活中司空見慣的結果、定論。因此教材的修訂也應加大質疑精神的表現力度，注意能讓學生從不同角度思考問題，使學生能質疑，有根據、有邏輯地質疑，注重學生思維的發散，從不同層面加大教材對質疑精神的滲透，增加學生獨立思考的空間，并最后能讓學生具有一定的質疑精神。例如，對于有爭議的地理問題，教材可以在這一節最后給出閱讀材料，闡述爭議的原因，以及主要的代表人物和觀點。然后，請學生思考：“你贊同他們的觀點嗎？為什么？”這樣的閱讀材料可以發散學生的思維，開闊學生的地理視野，同時培養學生的批判精神和質疑精神。

3.拓寬教材素材的選取范圍

教材素材的選取，要能提供給學生分析、判斷的機會，引導他們樹立正確的世界觀、人生觀、自然觀，能更加理性地看待人類、社會和自然的關系。教材內容可以進行適當地擴展，加寬教材展現面。如教材選取與地理相關的科學事件，地理原理實驗，典型的地理現象來豐富教材內容。教材素材的選取不能忽視科學家榜樣的作用。在每一節或者章的最后可以編排一個“科學家事跡”欄目，主要講述與本節或章相關的地理科學家的事跡。在每章的章首部分可以編排“科學家語錄”欄目，呈現著名地理科學家的經典語錄。通過科學家的事跡和話語，激勵學生從事科學研究，領會不怕吃苦，敢于質疑的科學精神。

四、小結

學生科學精神的培養是一個需要國家、社會、學校一起進行的系統工程。 高中地理教學中教師應挖掘和開發教材科學精神的內容，對學生進行有效的科學精神意識滲透和教育，讓學生形成美好的科學情感和科學認識及價值觀。

[1] 陳至立.時代呼喚科學教育和科學精神[J].人民教育,2003,(6)：2-4.

[2] 李醒民.科學精神和人的價值[J].自然辯證法研究, 1998,(1)：9-60.

[3] 馬來平.試論科學精神的核心與內容[J].文史哲,2001,(4)：51.

[4] 金兼斌.科學素養的概念及其測量[C].中國科技新聞學會,2002：3.

[5] 李家清.新理念地理教學論[M].北京：北京大學出版社,2009.

[6] 李家清,陳實.中學地理課程標準與教材分析[M].北京：科學出版社,2012.

[7] 楊愛玲.普通高中課程標準實驗教科書地理1（人教版）編寫思路[J].中學地理教學參考,2004, (10)：37-39.

[8] 李勇軍.高中化學新教材(蘇教版)教學中人文精神滲透的研究[D].南京師范大學,2008.

[9] 陳賽玲.初中科學教材中科學精神的靜態研究[D].貴州師范大學,2008.