問題式教學(xué)的地理實踐活動設(shè)計與實施
——以錯題研究為例

邱新艷 湯正全 張雪茹

（蘇州工業(yè)園區(qū)星海實驗中學(xué), 江蘇 蘇州 215124）

問題式教學(xué)以“問題發(fā)現(xiàn)”和“問題解決”為要旨。在解決問題的教學(xué)過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運用地理的思維方式，建立與“問題”相關(guān)的知識結(jié)構(gòu)并能夠由表及里、層次清晰地分析問題，合理表達(dá)自己的觀點，讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程中掌握知識、促進(jìn)思維、增進(jìn)能力、全面發(fā)展。[1]

一、問題式教學(xué)中的錯題研究

問題式教學(xué)在某種程度上屬于一個較為上位的概念，項目教學(xué)、單元教學(xué)等一般都可用于問題式教學(xué)。學(xué)生在平常的作業(yè)練習(xí)中產(chǎn)生的錯題，可整合成以某個項目的方式給學(xué)生提出具有挑戰(zhàn)性的問題或任務(wù)。圍繞該項目情境，教師可組織相關(guān)實踐活動，設(shè)計問題解決路徑與方案，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考、合作探究，最終以不同形式的作品展示學(xué)習(xí)成果。

1.錯題來源及分類

學(xué)生一般都有錯題本，每次作業(yè)或調(diào)研測試產(chǎn)生的錯題，都應(yīng)受到重視。有知識疏漏型錯題的學(xué)生，應(yīng)及時完善知識體系；有方法技巧型錯題的學(xué)生，應(yīng)培養(yǎng)審題讀題習(xí)慣，加強同類或變式題的練習(xí)；有規(guī)律性應(yīng)用型錯題的學(xué)生，應(yīng)在真正理解基本原理的基礎(chǔ)上參加一定的實踐活動提高遷移應(yīng)用能力。另外，還有一些試題本身就存在錯誤元素，會給學(xué)生帶來干擾和困惑。

2.錯題帶來的困惑

(1)規(guī)律性應(yīng)用型錯題

學(xué)生對月相的了解往往只停留在知識層面，沒有真正地觀察過月相，就難以將月相的變化規(guī)律與現(xiàn)實生活場景靈活地結(jié)合起來，以致于在做關(guān)于月相的試題時總是出錯。下面這組試題來源于2018年11月的浙江省地理高（選）考真題。

讀太陽系部分天體某時刻相對位置示意圖如圖1所示，某學(xué)生當(dāng)日看星空的圖如圖2所示。據(jù)此完成24、25題。

圖1 某時刻日、地、月、火相對位置示意圖

圖2 某學(xué)生當(dāng)日觀看星空的圖示

24.該時期肉眼在（ ）

A.火星天空中可以看到月球

B.月球上可見火星嵌在日面

C.火星上可見地球遮住月球

D.月球上可見火星懸在星空

25.該學(xué)生面朝月球站立，其左側(cè)為正東，此時為（）

A.清晨 B.正午 C.黃昏 D.子夜

第24題，要結(jié)合圖1看，此時月球的暗面正對著火星，在火星天空中看不見月球，A錯誤；火星和太陽位于月球的兩側(cè)，在月球上看不到火星嵌在日面，B錯誤；地球、月球都是夜半球面對火星，在火星上看不到地球遮住月球，C錯誤；火星亮面正對著月球暗面，所以在月球的夜半球可見火星懸在星空，D正確。學(xué)生解這道題時不會在所給圖示中根據(jù)天體間相對位置的轉(zhuǎn)換選擇答案。

第25題，由圖2可知該學(xué)生面朝月球站立，其左側(cè)為正東，所以此時月球位于正南天空，此時剛好能看到月球完整的亮面，即月相為滿月。滿月時太陽和月球分別位于地球兩側(cè)，二者此升彼落，當(dāng)月球位于正南天空時，正值0:00時分，即子夜，因此選D。這道題目從上題以太陽系大的空間尺度到本題以地球某具體場景的小尺度來思考問題，同時涉及觀察時間的考查，時空尺度的靈活變化讓學(xué)生難以適應(yīng)與把握。

(2)本身具有錯誤元素的錯題

目前，各種資料和輔導(dǎo)書上的試題類型多樣而復(fù)雜，學(xué)生在做題過程中，難免會遇到一些本身就具有錯誤元素的錯題。

日晷是我國古代利用日影測得時刻的一種計時儀器，一般由晷針和晷盤組成。晷盤南高北低，平行于天赤道；晷針垂直晷盤，上端指向北極星。在晷盤面上刻畫出12個大格，每個大格代表兩個小時，當(dāng)太陽光照在日晷上時，晷針的影子就會投向晷盤面，以此來顯示時刻（見圖3、圖4）。據(jù)此完成下題。

圖3 晷針某日A時投影圖

圖4 晷針某日B時投影圖

湖北襄陽的日晷，晷針的影子在冬至日晴天時移動的方向應(yīng)是( )

A.由西南逆時針轉(zhuǎn)向東南

B.由西北順時針轉(zhuǎn)向東北

C.由西北逆時針轉(zhuǎn)向東北

D.由西南順時針轉(zhuǎn)向東南

這道題目旨在考查學(xué)生應(yīng)用太陽視運動的知識觀察晷針影子移動方向的能力，所給的圖有圖3和圖4，有的選題者可能認(rèn)為圖3不夠清晰，換成了字跡清晰的圖4。無論是哪一幅圖都有引導(dǎo)學(xué)生的錯誤元素。首先，題目問的是“冬至日”晴天晷針影子的移動方向。湖北襄陽在北半球，冬至日應(yīng)該觀看日晷儀的反面，而試題給出的圖都是正面。另外，日晷儀正面所示的十二地支“子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥”應(yīng)該是從正南的子時開始按順時針依次分布，而圖4顯示反了，把日晷儀反面的文字信息放在了正面。而且，無論是圖3還是圖4的題目，都想當(dāng)然地把B選項作為正確答案。然而，我們要是換一張清晰的日冕儀反面的圖就會發(fā)現(xiàn)，反面觀看日晷儀晷針的影子是逆時針旋轉(zhuǎn)的，B選項顯然是錯的。此時，很多學(xué)生開始疑惑并且出現(xiàn)思路混亂的現(xiàn)象，為了清除錯誤元素的障礙，提升學(xué)生的空間思維、形象思維和辯證思維，制作日晷儀進(jìn)行實地驗證的活動非常有必要。

二、地理實踐活動設(shè)計與實施

1.規(guī)律性總結(jié)類活動設(shè)計與實施

(1)課標(biāo)要求

結(jié)合實例，說明地球運動的地理意義。

(2)學(xué)習(xí)目標(biāo)

通過實踐活動，能在不同空間轉(zhuǎn)換中理解月相的變化規(guī)律。

(3)問題提出

學(xué)生在做相關(guān)題目時，方位混亂和空間尺度難以靈活轉(zhuǎn)換。

(4)設(shè)計意圖

針對學(xué)生遇到的問題，筆者組織了一次從2021年9月7日（農(nóng)歷八月初一）開始、為期半個月的月相觀察活動。

(5)實施過程

【環(huán)節(jié)一】選定觀察地點：考慮到空間位置的對比與轉(zhuǎn)換，在學(xué)校的觀察選擇小型籃球場和視野寬闊的大籃球場兩個地點。另外還可以選擇在家觀察，方便后期成果分享時，從熟悉的場景切換到陌生的學(xué)生家附近的場景。

【環(huán)節(jié)二】方法指導(dǎo)：①小組合理分工（記錄觀察時間、月相出現(xiàn)的水平方位、高度角、形狀、當(dāng)日天氣狀況）；②選取合適的時間，確定合適的參照物（學(xué)校或家附近的建筑樓等）；③手機指南針可以確定具體方向；④月亮高度角的簡單估算方法見2019人教版必修《地理二》第4～5頁“活動”說明。

【環(huán)節(jié)三】知識回顧：口訣“上上上西西；下下下東東”、原理圖的繪制。

【環(huán)節(jié)四】記錄表匯總，如表1所示。

表1 月相觀察記錄表匯總

(6)問題解決

通過實踐觀察，學(xué)生對月相的變化規(guī)律有了更深層次的理解，針對觀察方位易錯和不同空間的轉(zhuǎn)換問題，也在實踐過程中通過合作探討有了改善。如學(xué)生熟悉的小籃球場西方、南方及東南方有不同的參照物，隨著觀察日期和時間的變化，場地較小就不能一直固定在一個點位觀察，所以開始選擇觀察點時就應(yīng)預(yù)想到結(jié)果，如圖5所示。而空曠的大籃球場，由于視野開闊，就可以保持一個點位變化方向觀察，如圖6所示。為了讓學(xué)生能順利地從熟悉的情境轉(zhuǎn)換到陌生的情境進(jìn)行知識遷移應(yīng)用，靈活地解決問題，在家或者家附近觀察的學(xué)生提供的圖片也發(fā)揮了作用。根據(jù)月相出現(xiàn)的時間，可以讓其他學(xué)生判斷該生是站在什么方位拍攝的；根據(jù)月相形態(tài)推測拍攝的時間；根據(jù)月相與參照物的關(guān)系猜測該生家住的小區(qū)位置等，如圖7所示。

圖5 小籃球場的月相觀察照

圖6 大籃球場的月相觀察照

圖7 某學(xué)生所住小區(qū)及附近的月相觀察照

(7)反思總結(jié)

月相觀察過程中，出現(xiàn)了不少問題，如：時間難以精確統(tǒng)一；水平方位沒有借助儀器測量到具體的方位角度；用手臂握拳法估算高度角的誤差較大；天氣狀況影響較大，9月12日至9月15日（即農(nóng)歷初六至初九）蘇州受臺風(fēng)“燦都”影響較大，沒有拍到上弦月。不過，實踐過程中，學(xué)生懂得了月相變化規(guī)律總結(jié)的不易；深刻體驗科學(xué)探索所需的意志品質(zhì)、行動能力、嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和求真精神。

2.檢驗性實踐類活動設(shè)計

(1)課標(biāo)要求

結(jié)合實例，說明地球運動的地理意義。

(2)學(xué)習(xí)目標(biāo)

通過實踐活動，理解太陽視運動原理應(yīng)用于日晷儀、服務(wù)于生活的意義。

(3)問題提出

學(xué)生在做相關(guān)題目時，對日晷儀的正面和反面選擇、晷盤上文字和方向辨別、晷針投影移動方向、晷針和晷盤與地面夾角等問題感到疑惑。

(4)設(shè)計意圖

針對日晷儀正面和反面的文字順序區(qū)別、晷針影子旋轉(zhuǎn)方向、何時觀看正面或反面等問題，筆者在太陽視運動的教學(xué)過程中結(jié)合日晷儀的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生掌握赤道式日晷儀的晷針、軌面的設(shè)計技巧及相關(guān)原理。然后再布置制作簡易日晷儀的作業(yè)，組織利用自制日晷儀觀察晷針投影指示時間的活動。

(5)實施過程

【環(huán)節(jié)一】原理解釋：本文主要是借助赤道式日晷儀引導(dǎo)學(xué)生掌握地球運動相關(guān)知識。如圖8所示，晷盤與赤道平行，晷針指向北極星（即正北方向），角1為晷盤與地平面的夾角，角2為北極星的仰角（等于當(dāng)?shù)鼐暥冉?）。若為解決上文涉及的湖北襄陽關(guān)于日晷儀晷針投影的時間指示問題，此處角2應(yīng)等于角3（即約為北緯32°）。如圖9所示，夏至日襄陽日出東北，正午時分日照正南，正午太陽高度（即角4約為81°26′），日落西北；春分（秋分）日，襄陽日出正東，正午時分日照正南，正午太陽高度（即角5約為58°），日落正西；冬至日，襄陽日出東南，正午時分日照正南，正午太陽高度（即角6約為34°34′），日落西南。

圖8 赤道式日晷儀空間方位示意圖

圖9 襄陽二分二至?xí)r太陽視運動示意圖

【環(huán)節(jié)二】方法指導(dǎo)：為保證信息的可靠性，筆者將搜索到的清華大學(xué)的日晷儀正面和故宮的日晷儀反面作為輔助信息，指導(dǎo)學(xué)生先后制作出日晷儀正面和反面圖，分別如圖10左圖和圖11左圖所示。

圖10 赤道式日晷儀正面（左）及夏至日太陽光線與日晷儀方位示意圖（右）

圖11 赤道式日晷儀反面（左）及冬至日太陽光線與日晷儀方位示意圖（右）

【環(huán)節(jié)三】問題分析：夏半年，太陽直射在北半球（如圖10右圖所示，此時太陽直射在北半球的A點，若角4為23°26′，則此日為夏至日，平行于太陽直射的光線從日晷儀的正面照射），湖北襄陽和蘇州都應(yīng)從正面觀看（即面朝南觀看）日晷儀的晷盤信息。如圖10左圖所示，子時方向為正南，午時方向為正北，酉時方向為正東，卯時方向為正西。太陽從東北升起，即太陽從酉時和午時中間照過來；晷針影子投向西南，即子時和卯時中間。正午時從正南方照射，即太陽從子時方向照過來；晷針影子投向正北，即午時方向。太陽從西北日落，即太陽從午時和卯時中間照過來；晷針影子投向東南，即子時和酉時中間。由此可知，晷針的影子在正面是呈順時針移動。冬半年，太陽直射在南半球（如圖11右圖所示，此時太陽直射在南半球的B點，若角4為23°26′，則此日為冬至日，平行于太陽直射的光線從日晷儀的反面照射），湖北襄陽和蘇州都應(yīng)從反面觀看（即面朝北觀看）日晷儀的晷盤信息。如圖11左圖所示，子時方向為正南，午時方向為正北，酉時方向為正東，卯時方向為正西。太陽從東南升起，即太陽從酉時和子時中間照過來；晷針影子投向西北，即午時和卯時中間。正午時從正南方照射，即太陽從子時方向照過來；晷針影子投向正北，即午時方向。太陽從西南日落，即太陽從子時和卯時中間照過來；晷針影子投向東北，即午時和酉時中間。由此可知，晷針的影子在反面是呈逆時針移動。

【環(huán)節(jié)四】實踐驗證：學(xué)生把制作好的日晷儀放在太陽下進(jìn)行“晷針投影指示時間”的驗證；雖然晷針投影指示的時間因為個人制作角度和擺放方位有點小偏差，但是針對上文錯題中產(chǎn)生的困惑點都依次根據(jù)原理推導(dǎo)和實踐得到了驗證，如圖12所示。

圖12 圖示時刻自制日晷儀在蘇州的晷影示意圖

(6)問題解決

通過實踐，學(xué)生都理解了“無論是湖北襄陽還是蘇州，為什么在夏半年應(yīng)觀看日晷儀的正面，晷盤正面的文字信息呈順時針分布和晷針的影子呈順時針移動；為什么在冬半年應(yīng)觀看日晷儀的反面，晷盤反面的文字信息呈逆時針分布和晷針的影子呈逆時針移動”的結(jié)論。

(7)反思總結(jié)

在制作和驗證的過程中，遇到了不少問題，如晷盤與地面的夾角忘記選擇學(xué)校所處的蘇州緯度（約31°）的余角（即59°）、晷針的指示方向需借助指南針、晷針投影顯示的時間應(yīng)是蘇州的地方時（需與北京時間轉(zhuǎn)換）等。教師在活動進(jìn)行前應(yīng)多提醒和指導(dǎo)。

三、核心素養(yǎng)水平下的評價與總結(jié)

地理課外實踐活動是一個完整的過程，應(yīng)關(guān)注學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展與地理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，而活動地點在課堂外，教師無法一一關(guān)注每個學(xué)生的表現(xiàn)。因此地理課外實踐活動的評價方式應(yīng)該多元化，注意將過程性評價與終結(jié)性評價、定性評價與定量評價、學(xué)生自評互評與教師評價相結(jié)合。[2]《國務(wù)院關(guān)于基礎(chǔ)教育改革和發(fā)展的決定》和教育部《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中均強調(diào)：建立促進(jìn)教師和學(xué)生發(fā)展的評價體系。筆者結(jié)合地理學(xué)科核心素養(yǎng)水平劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過程性評價和發(fā)展性評價，本文將指向問題式教學(xué)的地理實踐活動從設(shè)計到實施再到評價的一般流程，總結(jié)如圖13所示。

圖13 指向問題式教學(xué)的地理實踐活動設(shè)計與實施的流程圖