梅柏軍 黃雷
一、問題的提出
科學史教育在國外開始較早,20世紀初,薩頓(George Sarton)開始在哈佛大學教授科學史。重視科學史(History of Science)教育是當代國際科學教育改革的趨勢之一。袁維新在研究國外眾多文獻的基礎上總結出科學史教育的4點教育價值:促進學生把握科學的本質;促進學生的知識構建;提高學生的人文素養;培養學生的批判精神[1]。李醒民認為,科學史有認知價值、方法價值、教學價值、平衡價值和人文價值[2]。
作為科學重要組成部分的地理學,我國對地理學史教育的研究開始較晚。通過在中國知網中輸入關鍵詞“地理學史”或“HPS(科學史、科學哲學和科學社會學)地理”檢索,可以發現與地理學史教育相關的文章數量較少[3],目前的研究內容有地理學史的現狀調查研究、價值研究、教材及教材對比研究、地理學史教學研究,張家輝,袁孝亭[4]探討運用地理學史培養學生地理素養的策略及價值是一項具有較強實踐價值的課題,并認為地理學史教育可以促進地理知識的理解、地理學科能力的發展、地理方法的獲取、地理思想的形成、地理品質的養成。梁家偉、何沁書基于HPG(地理科學史與地理教育)視角,以新版高中地理人教版必修一、必修二和中圖版必修一、必修二為分析樣本,對四本教材中HPG內容進行編碼統計與對比分析,深度挖掘兩個版本教材HPG內容的選擇維度與編排體例的特點[5]。
2017版地理課程標準的基本理念之一是培養學生必備的地理學科核心素養,即具備家國情懷和世界眼光,而地理學史教學成為其達成方式之一。但從目前的研究來看,地理學史教學仍面臨不少問題。首先,高中地理新教材中地理學史內容相比老教材數量增加,但教材中的教學資源遠遠不夠,還需要補充并創編教材外的地理學史內容。其次,地理學史教學的呈現多為簡單的點綴和附加,課堂教學停留在較淺的層面,作為最高層次的重構式(基于歷史事實引導學生在學科發展的時間線索中思考知識的發生與發展)教學較少。[5]最后,多數研究關注地理學史的價值和意義,但地理學史融入地理教學的有效性歸根到底要經過課堂實踐的檢驗,這種教學實驗研究必不可少。基于此,筆者所在學校地理教學團隊開展地理學史融入地理教學的課題研究。
二、高中地理教學中地理學史資源的開發
地理學史是反映地理科學產生、發展和形成的歷史。與純粹的地理科學史相比,我們不是為了歷史而研究歷史,而是為教育研究歷史,這樣的研究即教育取向的地理科學史研究。
該研究主要通過對地理課程中的概念、規律、原理等的歷史進行研究,例如,地帶性規律是誰提出的?怎么發現的?如何演進的?地理教育取向的地理科學史研究可以理解為地理學史教學資源的開發研究,其目的是為地理課堂教學提供相關材料。地理科學研究事物或現象的時空變化,因此地理科學史知識內容更加豐富。如何在浩瀚的知識海洋中整理出適合高中地理課堂教學的資源,工作量巨大。
1.梳理教材中的地理學史內容
根據科學史的研究,采用David F·Robitaille(1993)在進行TMISS調查時的科學史內容分類編碼方法,將教材中的地理科學史內容分為地理科學理論與思想、地理科學家(對地理學家的生平進行簡要介紹)、重大歷史事件(歷史上發生的對地理學發展產生重要作用的事件)、地理科學發明與探索。[6]以人教版必修一、二為例,科學史內容數量由2017版老教材的26個[7]增加到2019版新教材的42個[8],地理學史內容的增加也足以說明它的教育價值逐漸被認識。團隊結合他人研究成果,詳細梳理2019版新教材中必修一、二,選擇性必修一、二、三的內容,為開展教學服務。
2.完善教材中的地理學史內容
人教版新教材中的地理科學史內容大多出現在章節的前言(導入)、案例和自學窗位置,一般篇幅短小,內容簡略。在具體呈現地理科學知識研究過程,開展深層次教學上較為困難,因此教師可結合教材內容搜索文獻資料,查閱大學教材或歷史書籍完善地理科學史內容,使地理課堂的地理科學歷史話題更完整、有趣。例如,“常見地貌類型”一節的前言部分以《徐霞客游記》中描述西南喀斯特地貌的一句話引入,地理學史內容只起到點綴作用,因此可以在《徐霞客游記》中查找更多典型描述喀斯特地貌特征的句子,或者根據徐霞客的游行路線設計課堂活動,讓學生“重走”徐霞客之路,以此來認識喀斯特地貌的類型、特征和形成原因。
3.創編教材外的地理學史內容
人教版新教材之外還有很多地理學史內容,要基于中學生的認知規律和新課標要求,創編一些適合高中地理教學的地理學史內容。創編地理學史內容的渠道多樣,一方面可以參考魯教版、中圖版、湘教版、滬教版教材,整合相關地理學史內容;另一方面可以結合授課課題,查閱相關文獻資料,編制內容。創編的地理學史內容要適合中學教師使用,適合中學學生學習,編制的內容需要經過同行或地理專家審核,以確保內容的科學性和適用性。例如,“土壤”一節中的土壤形成因素,教材中僅提到土壤是母質、氣候、生物、地形和時間五大自然因素的產物,那么成土因素的學說是誰提出的?是在什么樣的環境下,怎樣研究得出的結論?需要教師帶著學生追根溯源。因此,道庫恰耶夫創建的土壤形成因素學說的歷史信息就可以用于課堂教學。
三、地理學史融入地理教學的方式
1.地理學史融入地理必修課教學的課例開發
地理學史融入地理必修課教學的關鍵在于如何融入?吳駿和汪曉勤在總結國外一些學者提出的數學史融入數學教學的方法后,將其整合和改進為附加式、復制式、順應式和重構式四類[9]。附加式和復制式是地理學史較低級的使用方法,重構式是最高層次的用法。袁維新認為將科學史融入科學課程與教學, 已成為當代科學教育改革與發展的一大特點,將科學史融入科學課程的方式主要有三種:用故事形式引入科學史;用探究型課題形式引入科學史;用專欄或科學史專題形式引入科學史[10]。
基于國家地理課程標準和人教版必修和選擇性必修教材并結合上述融入方式,開展地理學史融入必修課教學的課例開發。教學過程要展現科學家如何尋找證據,如何在前人的基礎上推進科學進步的過程,讓學生如同地理學家一樣思考、探究問題。筆者前期以“全球氣候類型”一節為例,利用重構式的方式將地理學史融入到地理教學中,該文章已發表在《地理教學》。本研究中課例開發工作量巨大,需要團隊分工協作。
2.地理學史融入地理教學的校本課程建設
建設地理學史校本課程是滲透地理學史教學的重要方式,學校需要結合自身定位和學生特點開設不同的地理學史校本課程,課程可以完全講授地理學史,也可以部分涉及地理學史。以下是筆者所在學校正在開展的兩項地理學史校本課程。
一是《地理學家的科學探索之路》,該校本課程以中國地理學家為主題,如竺可楨、施雅風、李四光等,講述多位地理學家的科學探索之路。課程采用教師講授和學生探究兩種授課形式,前者為教師直接講授地理學家的成長故事、主要研究成果,后者需要教師將地理學家分配給不同組別的學生,學生圍繞地理學家的生平事跡、科學探索故事或趣聞軼事、主要學術貢獻進行資料收集、整理、研究和分享,最后撰寫一份研究性學習報告或小論文。該課程還倡導學生要像地理學家一樣做研究來增加實踐機會,通過地理知識的探索發現過程及自身的實踐體驗,增強學生的地理學習興趣,提高地理科學素養,培育地理實踐能力。該校本課程的建設概況一文也已發表在《地理教學》期刊。
二是南大—天一《地球與空間科學探究課程》,該校本課程是基于天一中學“三高協同”育人模式,與南京大學建立“高中—高校”合作平臺,立足于普通高中課程方案和地理學科課程標準(2020年修訂),建設跨學院跨學科的融合課程,由十多位南大中青年骨干教師組成的團隊進行授課。該課程由十多位教授分別講授宇宙中的地球、大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈、海洋和地理信息系統七個主題14節內容,每一個講座的內容皆為該主題的發展歷程、學科前沿知識,講座涉及大量地理學史內容。以楊龍教授的“水文循環:地球上的水如何存在和變化?”一節為例,楊教授講座開始就為同學們講述了水文學史,地球上的水從哪里來,河流起源的三種解釋以及眾多水文學家的科學研究歷程。大學教授以其淵博的專業知識助力地理學史教學,滲透地理學史教育,況且大學教授在科學研究中發現問題、解決問題,推動地理學科發展的過程本身也是地理學史內容。
3.地理學史融入地理教學的評價研究
評價的根本目的和核心是為了促進學生的發展,教師素養的提升。通過對地理學史融入地理教學的評價,為教師和學生提供有效的反饋信息,從而不斷改善用地理學史教與學的過程和方法。因此,應建立多元化評價方式來評價地理學史融入地理教學的效果。第一,通過調查問卷、訪談,了解學生對融入地理學史教學的態度;第二,授課教師可通過回看視頻錄像總結教學的收獲和不足;第三,多開設展示課、研究課,讓同行參與評價;第四,進行問題理解測試和對比研究。用紙質測試分析實驗前選取班級的學生對科學知識本質的理解情況及程度,經過一學期的實驗研究,在期末結束時再進行實驗效果檢測,并將測試前后的結果進行比對,科學分析教學效果。
四、反思與展望
本課題自開始研究至今已有一年多的實踐探索,從起初的整體構架到推進實施的過程中遇到眾多困難。由于團隊力量不足及中學教師的專業知識儲備有限,在編撰地理學史內容的過程中需要花大量時間搜集資料,導致研究進展較慢。因此后續研究會盡可能吸納更多外校的同仁參與研究,加大學校間的人員互通、信息交流、資源共享,尤其是高校資源,借助本校的“三高合作”契機,爭取更多的機會與大學教授交流,利用高校的地理學史文獻資源。
對于地理學史教學的校本課程構建僅是初步嘗試,仍有許多需要進一步完善的地方。第一,《地理學家的科學探索之路》課程僅是中國幾位地理學家的介紹,后續可開發國外地理學家專題,如洪堡、道庫恰耶夫、戴維斯、柯本等著名地理學家。課程提及的地理學家都為自然地理學領域學者,后續可開發人文地理學家的課程,最后形成一個系列。第二,該校本課程的內容結構可進一步調整,以自然地理和人文地理的各要素為專題,搜集各專題的主要地理學家并進行分類教學。第三,該校本課程目前在本校普通高中實施,今后可覆蓋到國際部(AP課程教育中心),通過授課或講座的形式介紹一些留學歸國的地理學家的故事,以培養國際生的民族情懷、愛國精神。
地理學史融入地理教學的課例開發是本課題研究的重點。地理學史融入的方式有很多,哪一種融入方式的效果最好,最受學生的認同,以及地理學史教學在課堂教學的實施程度如何把握等都需要進一步研究。鑒于此,地理學史教學的評價研究需要加快進度。
參考文獻:
[1] 袁維新.科學史教育的教學價值與教學模式[J].教育科學研究,2004(7):38-40.
[2] 李醒民.科學史的意義和價值:迪昂的觀點[J].民主與科學,1997(4):26-27.
[3] 梅柏軍.基于重構式的地理學史融入地理教學的實踐——以“全球氣候類型”為例[J].地理教學,2020(24):19-21.
[4] 張家輝,袁孝亭.基于地理素養培育的地理學史教育:價值與策略[J].教育理論與實踐,2015,35(26):6-8.
[5] 梁家偉,何沁書.HPG視角下高中地理教材對比分析——以新版人教版與中圖版高中地理教材為例[J].地理教學,2020(10):17-21.
[6] Matthews M R. Introduction: The History, Purpose and Content of the Springer International Handbook of Research in History, Philosophy and Science Teaching [M]. Dordrecht: Springer Netherlands, 2014.
[7] 梁家偉,何沁書.HPG視角下高中地理教材對比分析——以新版人教版與中圖版高中地理教材為例[J].地理教學,2020(10):17-21.
[8] 黃沁昕. 高中地理教材融入HPS教育的內容和方式研究[D].南京:南京師范大學,2015.
[9] 吳駿,汪曉勤.數學史融入數學教學的實踐:他山之石[J].數學通報,2014,53(2):13-16,20.
[10] 袁維新.科學史融入科學課程的原則、方式和策略[J].課程·教材·教法,2006(10):68-72.