中學地理開展科學探究活動的研究

黃小燕

摘 要： 教育部與科技部聯合召開多次會議，要求在物理、化學、地理、生物學科中開展科學探究學習?？茖W探究學習與地理學科結合，更凸顯地理學科的科學性和實踐性。為此我們提出“中學地理科學探究活動設計”的研究，其目的是：形成一套適應當地資源和本校實際的科學探究活動設計，并有效地開展科學探究活動，最終提高學生的科學素養。本課題以地球科學探究為例，研究內容涉及《地理》七年級上冊《地球和地球的運動》的兩個主題、四個科學探究活動、七個基本模式。對于如此完整、系統的研究，國內不曾有人涉及，其中基本模式的第七個步驟“學以致用”，是本課題的創新之處。

關鍵詞： 中學地理 科學探究 活動設計

一、問題提出

2001年頒布的《基礎教育課程改革綱要》和《義務教育地理課程標準（試行）》及2003年頒布的《普通高中地理課程標準（試行）》均強調“轉變學生的學習方式”，明確提出倡導探究學習。“探究”對于廣大一線老師來說已不陌生，然而在教育部頒發的《初中科學課程標準》（7～9年級）中，出現了一個耀眼的名詞：科學探究。《初中科學課程標準》把科學探究作為科學課程的核心概念。[1]教育部與科技部聯合召開多次會議，要求在物理、化學、地理、生物學科中開展科學探究學習。[2]

地理科學探究是學生在教師的指導下，圍繞自然地理科學問題，根據已有知識、技能和經驗，運用地理科學方法體驗地理研究過程，嘗試解決地理科學問題的學習活動。[3]

“科學探究”在國內還是較為前沿的課題，近年來國內主要有華東師范大學夏志芳教授等從理論視角進行研究，而從理論運用到實踐，還鮮有人涉及。[4]本課題以地球科學探究為例，研究內容涉及《地理》七年級上冊《地球和地球的運動》的兩個主題，四個科學探究活動，七個基本模式。國內外對“地球科學探究活動設計與實施”的研究只局限在教學設計、課件設計等或對某一方面（地球儀、地球運動）的研究，如此全面的、系統的探究活動設計，還不曾有人研究。其中地理科學探究的七個基本模式中前六個前人已有，而第七個步驟“學以致用”是筆者的創新之處，而且是必不可少的。希望我們的研究更好地服務于學校、教師、學生，為教學改革作出一定的貢獻。

二、科學探究活動的實施方案

（一）實施對象。

2012學年學校科技節展示活動中選取初二、初三共10名學生做實驗；2013學年上學期選取初一學生做實驗對比。

（二）實施方法。

1.觀察、調查相結合，設計科學探究方案。

2.用實驗法、行動研究法、案例研究法、教育觀察法等開展探究活動。

3.用統計法檢驗活動效果。

（三）實施計劃與目標。

本課題研究時間為2012年6月至2014年4月。通過科普講座、到大學城“廣東科學中心”進行參觀等活動，豐富師生的科普知識，培養師生科學探究的興趣。利用每周三第八節課外活動，實施地球科學探究活動、科技節展示活動，宣傳和展示地球科學探究活動。設置實驗班級，開展地球科學探究活動，把地球科學探究活動引進課堂學習，并通過學校和區級公開課，推廣和檢驗地球科學探究活動。其目的是形成一套適應當地資源和本校實際的科學探究活動設計，并有效地開展科學探究活動，最終提高學生的科學素養。

（四）實施方案。

1.選取地球科學探究活動。地球科學探究活動屬于自然地理，是青少年了解地球的必備活動，是初中地理的第一個探究活動，對激發學生學科興趣，培養學生的科學素養，提高學生的創新能力，有著重要的作用。但這部分內容較抽象，既是重點又是難點。多年教學經驗證明光靠老師講、課件和教具演示，效果不理想。需要配套的《地球科學探究器材》和相關活動設計指導。但是教材《地理》七年級上冊（人教版）缺乏相關活動設計指導，只有一個活動“制作地球儀”，過于簡單和枯燥。[5]而且目前配套的《地球科學探究器材》存在不足：探究材料不足，缺乏有效說明、指引，難操作，使用價值不高，對培養學生創新思維存在局限性。

2.地球科學探究活動設計方案。根據課標和教材要求，本課題把地球科學探究活動設計為兩個主題、四個活動，配備操作簡單的地球科學探究活動器材，研制簡易教學用具，設計《活動指導》和《活動檢測》等，見下表。

三、研究的成果

（一）《地球科學探究活動器材》的改造與研發。

舊的《地球科學探究活動器材》存在不足：探究材料不足，缺乏有效說明、指引，難操作，使用價值不高，對培養學生的創新思維存在局限性。探究活動有兩個方面：一個是制作地球儀，另一個是制作簡易等高線模型。

新的《地球科學探究活動器材》在原來基礎上有如下創新和改造：

1.改造探究材料。新器材包括自制地球儀、《太陽直射點移動及晝夜長短變化演示盤》、《公轉動態示意圖》等。

2.刪除無關內容。根據課標和教材要求，刪掉制作簡易等高線模型活動（應該放在下一節探究地圖活動中）。

3.增加探究活動。新的探究活動有兩個主題、四個活動，主題一：認識地球儀（活動1—畫經緯線，標注經緯度；活動2—制作地球儀）；主題二：探究地球運動（活動1—探究地球自轉；活動2—探究地球公轉）。

4.增加有效指引。原有的《地球科學探究活動器材》只有簡單的說明，沒有有效的活動指引，增加《活動指導》和《活動檢測》。

筆者負責2011年海珠區科普計劃項目和廣州市青少年科技創新資助項目《地球科學探究活動器材》的改造與研發，于2013年已通過驗收和結題。

（二）形成科學探究的基本模式，并開發相關案例。

地理科學探究的七個基本模式中前六個前人已有，而第七個步驟“學以致用”是筆者的創新之處，而且是必不可少的，依據是《地理課程標準》的課程基本理念：“學習對生活有用的地理?！盵6]

四、結果評析

在2012年學?？萍脊澱故净顒又?，選取初二、初三共10名學生做實驗，利用《活動檢測》做前測和后測，結果如下：滿分100分，前測平均分為56.9分，后測是87.3分，有明顯差異。結果分析：初二、初三學生已在初一地理學過地球和地球儀的知識，有一定基礎，但對于抽象的知識，如地球運動產生的地理現象基本遺忘，所以前測成績不理想，但他們完成地球科學探究過程后，再做《活動檢測》，成績理想，說明地球科學探究活動設計可以培養學生的動手能力，解決教學難點和重點。

2013學年上學期選取初一入學學生做實驗對比，實驗班15、17班，對比班11、13班，這四個班學習能力等基本沒差異，在初一地理《地球和地球儀》的教學中，11、13班按常規教學，15、17班采用科學探究活動教學，最后進行《活動檢測》，檢測數據如下表所示。

檢測結果分析如下：從總分看：實驗班15、17班平均分為：84.5分，對比班11、13班平均分為：68.9分，分差15.6分，存在顯著差異。從檢測內容分析：基礎題：一、二、三、四、五、八題差異不大，而較難或抽象的題目：六、七、九、十、十一題分差較大，進一步說明地球科學探究活動設計是有效的，能解決教學難點和重點，增強教學效果，培養學生科學探究的能力。

五、不足與展望

（一）學校硬件和軟件的添置是開展課題研究的基礎，一定要繼續加大經費投入力度，加強硬件和軟件的建設，為課題研究創造良好的物質條件。

（二）我們在研究和實踐的過程中發現，培養學生的自主探究能力是實施探究活動的重要基礎，必須重視提高學生的科學素養，培養學生的自主探究能力。

（三）隨著研究的不斷深入，對教師素質的要求越來越高，需要課題組教師加強學習、研究、實踐和總結，并希望得到專家的指導。

（四）學生的成果比較難以體現。除了反映學生能力水平提高的調查報告外，學生的進步主要體現在課堂教學中。教師要加強教學設計，提高課堂教學效率，真正提高學生的素質。

設計有效的科學探究活動，并在課堂教學中順利實施，思路已基本清晰，輪廓初顯。前面的研究中雖然取得一些成就，但也存在問題，我們的課題研究工作還需延續，我們一定會克難奮進，結出累累碩果。

參考文獻：

[1]初中科學課程標準實施建議.

[2]顧紹琴.中學地理科學探究活動研究.2010年華東師范大學碩士論文.

[3]夏志芳，張建珍主編.地理案例教學論[M].2011.12，第六章自然地理教學：在探究中弘揚科學精神.

[4]張建珍.科學探究學習視域中的地理主題活動設計研究.2012年華東師范大學博士論文.

[5]張建珍，夏志芳，湯璦賓.中學地理科學探究學習實施現狀的調查.地理教學，2013年第10期8-11頁.浙江師范大學地理與環境科學學院.

[6]地球和地圖的教學內容和要求.

[7]地理課程標準基本理念.