基于核心素養培養的研究性學習活動設計

周胡建

黨的十九大提出要建設教育強國，實現“公平而有質量的教育”。就提高質量而言，課程改革所面臨的挑戰主要是：中國學生合作解決問題的能力比較差；學生自主、自由學習機會太少；解題能力強，但真實情境問題解決能力弱。基于此，我們課題組立足于“生情”“校情”，以研究性學習活動為抓手，通過研究性學習活動的開展，培養學生的問題意識、分析問題的能力、合作意識、科學精神、區域認知、地理實踐力，增強學生的社會責任感，樹立正確的人地觀念，通過活動提升學生的核心素養，培養“全面發展的人”，實現“立德樹人”這一根本任務，是當前教學的追求。

一、開展地理研究性學習活動的必要性

古人云：“授人以魚，不如授之以漁。”研究性學習是以培養學生發現問題、提出問題、解決問題，在活動過程中培養學生合作探究能力、科學精神、社會實踐能力為基本目標，通過活動提升學生的核心素養，這也是未來社會的需求。

二、核心素養培養下的“測量當地正午太陽高度及應用探究”活動設計

研究性學習是一種創設類似于科學研究的情境活動，它以“問題”的形式出現，讓學生通過調查、收集、分析和處理信息，在探究活動中去發現問題、分析問題和解決問題。讓學生在探究問題的過程中獲得應有的智慧和能力。研究性學習活動實施過程分四個階段：問題情境階段→探究體驗階段→研討表證階段→實踐活動階段。

下面以“測量當地正午太陽高度及應用探究”為例，介紹具體的操作過程。

第一階段：問題情境階段——確定研究主題

【播放情境圖片】圖1：12月22日南通某小區日照圖，10層以下沒有太陽光照。圖2：南通某小區太陽能熱水器，太陽光斜射在集熱板上。

【小組討論問題】小組討論，說出你感興趣的問題。教師將同學們感興趣的問題寫在黑板上，學生投票表決，確定活動主題。（1）南通小區樓間距現狀調查。（2）南通太陽能熱水器集熱板使用調查。（3）測量南通正午太陽高度角。

【組長發言】確定研究主題：“測量當地正午太陽高度及應用研究”。

【自由討論，確定小課題】選取有價值的問題，確定小課題：（1）測量12月22日前后一周當地正午太陽高度H并推導其變化規律（2）測量學校附近小區前后樓間距是否合理（3）實地走訪了解學生所在小區太陽能熱水器高度調節使用情況【小組自由選擇小課題】學生根據自己的興趣愛好，各小組自主選小課題【制定研究方案】小組內成員討論，制定研究方案，完成開題報告。

第二階段：探究體驗階段：

1.測量正午竿影長度

活動準備：（1）時間：12月22日前后一周（天氣晴朗）；（2）地點：空曠的操場；（3）活動工具：竹竿（日影竿）、卷尺、直尺、指南針、手表、記錄表、筆、粉筆、細繩。

研究性學習觀測記錄表

2.活動過程

（1）測量方法參考湘教版必修ⅠP18活動[2]。測量好竿影長度后，第一組：利用正切公式tanH=竿長/竿影長，求出H，比較H大小推導出南通正午太陽高度的變化規律；第二組：借助計算機軟件進行數據處理，獲得正午太陽高度的規律。第三組：建直角坐標系，繪畫出竿影長的日期變化圖，推導出南通正午太陽高度變化最值；（2）三個小組選擇了不同的方式完成自己選的第2個小課題，第一組：到學校附近多個小區實地測量樓距L和樓高h，樓間距L=ctgH·h，冬至日，南通正午太陽高度最小（34.5°），計算出理論樓間距和實際測量的樓間距，比較判斷樓間距是否合理；第二組：到小區居民家中采訪和調查問卷的方式了解小區采光情況，從而獲得小區前后樓間距是否合理；第三組：通過自己所在小區詢問、實地考察、網絡收集資料等方式了解南通太陽能熱水器高度調節情況。

第三階段，研討表征階段：

1.各小組整理材料，撰寫結題報告

結題報告包括以下方面：課題的名稱、選題的背景、研究的意義和價值、研究的內容和方法、實施的步驟、研究的結論、提出的建議等。

2.活動成果展示及綜合評價

小組展示要點：（1）活動過程中出現的問題及解決措施；（2）分享活動過程中的收獲和感受。各小組成果展示結束后，教師要對活動進行詳細的總結，特別是對學生整個活動中的表現進行客觀中肯的評價，將活動精髓從“測量當地正午太陽高度及應用研究”升華到“科學精神”、“實踐創新”等人的培養上。

第四階段，實踐活動階段：

第一、二組提出建議：

1.希望開發商不能單純追求經濟利益犧牲居民的陽光權，要以人為本保證住戶基本的采光需求，樓間距設計要合理；

2.政府部門要加強監管和管理。第三組給出建議：目前太陽能熱水器高度調節90%的家庭沒有使用，集熱板角度一年四季始終不變，如能學會調節熱水器高度，集熱板角度始終能和太陽光垂直，那樣將會提高太陽能的利用效率，也為改善南通大氣環境做出貢獻。

三、“測量當地正午太陽高度及應用探究”研究性學習活動中蘊含的地理核心素養

“測量當地正午太陽高度及應用探究”是筆者所在學校研究性學習活動之一，這部分內容對學生的空間思維能力、動手能力、綜合思維能力要求較高，涉及地理基礎知識、數學知識、核心素養等方面。

1.測量活動過程，培養學生地理實踐力

在有計劃的測量活動過程中，引導學生重視生活中的地理現象，學會觀察記錄、小組合作，在活動中提高地理實踐力，從而提高自己的核心素養。

2.活動結果分析，內化成科學精神

在測竿影過程中，由于各種因素會影響竿影數值，如何使誤差達到最小，學生第二天嘗試了如下方法：（1）增加竿長高度，使誤差數值越來越小甚至可以忽略不計；（2）手表可以選電子手表精確到秒；（3）利用手機app軟件測出南北方向。在分析問題的過程中培養了學生的科學態度和科學精神。

3.分析活動原理，體現學會學習

緯度與正午太陽高度相關；上午、下午日影長短及方位關于正午對稱相等；一天中正午日影最短，影長與正午太陽高度呈負相關。在活動過程中“何時才會出現最短竿影”？“怎么確定某地測得的影長為當日最短日影”？弄清楚竿影長短變化特點、規律和地方時的關系，需要進行深入的探究和分析，這一過程有助于培養學生分析問題的能力，讓學生學會學習。

4.多種方式測量，突出實踐創新

在測量竿影長度上，第一組采用湘教版必修ⅠP18的活動方案，利用上午、下午日影落在同一圓弧上求角平分線，當第二天日影落在角平分線上來測量竿影；第二組與第一組類似，但多了以O點為圓心，畫了幾個半徑不同的同心圓，最后確定竿影的位置時采用折中的點；第三組采用定時（12：03）測量竿影。在活動過程中學生的積極性得到充分發揮，創造能力、獨立思維能力、操作能力、合作能力得到提升。

四、開展研究性學習活動模式及建議

1.研究性學習活動模式構建：在活動的各個階段，通過研究性學習活動學習、小組交流、學科融合、開展開放式互動、實踐體驗等手段，從活動本身升華到人的教育，從而實現學生核心素養的達成，培養“全面發展的人”這一目標。

2.核心素養要開花結果，教師在開展研究性活動時就必須注意以下問題：（1）精準把握核心素養的內涵，分析研究性學習活動中蘊含的核心素養，找準“問題點”，避免生搬硬套，以免學生降低了對研究性學習的興趣；（2）研究性學習活動過程具有開放性特點，活動結果即使失敗，但不同的學生參與的形式和得到的反饋是不一樣的，學生在活動過程中能力的提升空間也不相同，核心素養的實現程度也是不一樣的；（3）研究性學習活動結果沒有一成不變的答案，結果的評價也沒有對錯之分，評價時要以學生為本，正面積極的鼓勵、引導為主，目的是在活動過程中提升學生的核心素養。

（作者單位：江蘇省南通市第二中學）