基于綜合思維培養的高中地理模擬實驗設計及實施研究

樂 鑫

新高中地理課標中提出了地理學科核心素養培養的重要性,明確了對學生地理綜合思維素養的培養,是學生在學習地理、研究地理知識時的一種特定的思考方式,也是學生學習的必備能力。因此,探究地理綜合思維素養的培育策略極有必要。

一、 地理綜合思維概述及其價值

(一)地理綜合思維素養概述

從本質上講,地理學科的綜合思維是指學生可以使用綜合觀點,站在地理知識本質特征的基礎上認識地理環境、學習地理知識的一種思維方法和重要能力。地理學科的綜合性特征決定了人們在研究相關知識時,應具備對地理事實的客觀認知,能夠正確使用相關邏輯思維,在成體系的系統理論下,以辯證的角度看待地理問題,從而提出個人的觀點或應用此類觀點思考問題。因此,綜合思維是學生認識地理環境、了解地理環境、自然現象與人文現象關系的一種思維方法和能力。

考慮到新課標對高中地理教學提出的要求,可以將地理綜合思維定義為,學生可滿足終身發展及社會需求的,能夠從地理要素、時空及地理區域三大角度出發的,一種能夠從整體上了解地理事物、地理現象的思維品質和相關能力,是學生在獲取地理知識、整合知識,對其做出推理并歸納相關信息時,從全方位、多層次的視角出發,利用在地理現象或地理問題過程中生成的辯證思維,解決地理難題的綜合能力。

(二)高中地理教學中綜合思維培養的重要價值

高中地理學科的主要研究對象為地球表層的環境情況及人類活動與地表環境間的關系,既包含自然環境,也涵蓋人文環境,因此,地理學科具有綜合性特征。作為地理核心素養之一的綜合思維素養,是地理學科綜合性特征的直接體現,是學生在學習地理、參與地理學科知識研究過程中,必備的思維方法及重點能力。目前,社會對優秀人才的要求越來越高,而教育改革的根本目的便是持續為社會輸送優質人才。在此過程中,地理學科的教育應全面指向核心素養,要求學生能夠在學習的過程中,逐漸了解地理學科的本質特征,掌握地理學科的精髓,能夠正確使用地理知識解決現實生活中的問題,讓所學知識充分內化、正向遷移,學生要具備應用地理知識、利用地理邏輯思維解決現實問題的能力,掌握解決問題或思考問題的方法。因此,綜合素養是地理學科育人功能的直接體現,可有效促進學生的綜合發展。而在高中地理教學中培養學生的綜合思維素養,是社會對學生綜合發展的切實需求,也是學生自身綜合能力提升的必要舉措。

這樣一來，廣泛意義的“道家思想”在《文》一書中就有了多種體現，如引用(化用)道家典故、語句和思想，引用(化用)代表人物名字、著作名稱及名詞概念等。為了能更突出的顯示道家思想對《文》的影響，此處忽略“引用(化用)代表人物名字、著作名稱及名詞概念”的情況，不計入統計范圍，也不作過多冗贅，僅在第二部分簡單分析。為明確觀察，現逐一將《文》中引用(化用)道家典故、語句的情況摘錄如下：

二、 基于綜合思維培養的高中地理模擬實驗教學探究

(一)綜合思維培養視角下的高中地理模擬實驗類型

綜合思維培養視角下的高中地理模擬實驗可大致劃分為要素綜合模擬實驗、時空綜合模擬實驗以及地方綜合模擬實驗三種。

(3)再生細骨料制品的新產品開發以及配套設備的生產相對缺乏，目前推廣應用較好的大多是再生磚和再生砌塊，對再生細骨料更深層次的產品如再生保溫砂漿、再生粘結砂漿、再生抗裂砂漿及再生預拌砂漿等的開發尚不充分。

此瀝青混合料的拌制與攤鋪和普通瀝青混合料大致相同，然而，因這一瀝青混合料的級配比普通瀝青混合料粗，并且攤鋪厚度相對較厚，所以在拌制、攤鋪與碾壓過程中，又存在一定差別，具體表現為以下幾點：其一，在混合料拌制過程中，干拌時間相對較長，一般在普通瀝青混合料基礎上要延長2～5s；其二，鑒于攤鋪厚度相對較大，所以應放慢攤鋪機行駛速度，通常為1.5～2.0m/min，最快不能超出2.5m/min[1]。

2. 綜合性原則

第二,時空始終處于快速發展、變化的過程中,處于時空內的各項地理事象自然也是持續變化的,不同時空內地理事象的空間排布情況不同,且地理事象的發展過程及其演化特征、演化規律等具有時序性特征。因此,為了突出在時空綜合模擬實驗中對學生綜合思維的培養,教師設計的時空模擬實驗,應考慮地理事象的時間和空間變化特征,突出靜態狀態下的空間分布情況和動態下時空變化下各要素的時空運動規律,引導學生對實驗對象做出全方位、系統的綜合分析,以此培養學生的時空綜合分析能力。讓學生在實驗過程中,認真觀察時空模擬實驗現象,并明確特定時間尺度下各地理事象表現出的空間特征,總結出不同時空下地理事象的空間特征、變化規律,對各基本要素單元的關聯性做出合理分析。例如,在典型的時空綜合模擬實驗“晝夜長短季節變化”中,學生要認真觀測實驗現象,分析晝夜長短季節變化的基本規律,最終得出全球空間內不同季節晝夜長短的研究結論。

第三,地方綜合模擬實驗,能夠展示出地方環境下或一個區域范圍內地理事象,隨時間的演變過程。學生要在實驗中,對地理環境的各項要素及其時空變化特征做出綜合分析。因此,教師設計的綜合實驗需要體現出不同區域地理事象的基本特征及演變規律。在不同的時空下,地理環境會呈現出區域特征,而在某一地區內持續演變的地理現象又會受當地區域特征的影響。所以,在地方綜合模擬實驗中,學生需要先分析出對區域的地理環境特征,之后再討論地理事象的成因及演變規律。在參與實驗時,學生要認真分析觀察區域范圍內的靜態特征和動態聯系,再對構成該地理事象的要素作出綜合性分析,并結合區域特征,對區域未來一段時間的地理環境變化做出預測。

(二)綜合思維培養視角下地理模擬實驗的設計原則

1. 系統性原則

想要通過地理模擬實驗培養學生的綜合思維,需要將模擬實驗教學當作一個完整的系統來看待。地理模擬實驗的設計必須要遵循系統性原則,教師要將對學生的綜合思維培養,體現在實驗教學的全過程中,真正讓系統模擬實驗形成一個有機的整體。教師要先結合地理學科教育內容及重點培養目標,整合校內外的優質教學資源,并從中選擇適宜素材,構建模擬實驗的整體結構。考慮到學生目前的認知水平及年齡特征,構建出適用于學生綜合發展的模擬實驗,完成課前的實驗設計。而課中的模擬實驗實施過程,需要教師結合學生在課堂中的表現,適當調整教學方案、優化模擬實驗流程,這就需要教師具備一定的應急反應能力,可以根據學生表現逐步完善教學方案,確保學生能夠在教師的引導下,對地理事象形成全面、客觀、綜合的認知,能夠以辯證、完整的思維模式分析問題并看待實驗現象。在課后環節,要求教師對本次模擬實驗的教學過程作出系統評價,考慮到學生在學習過程中的表現,完善診斷評價、過程性評價,對學生進行全面了解,便于調整教學計劃。除此之外,教師還要針對本次模擬實驗的設計過程及教學效果作出反思和評價,逐步提升個人的教學水平。

教師在地理模擬實驗中設計、提出的問題,應是本次實驗教學的根本目標。教師要基于教學內容、課標要求及學生的現實水平,設計與學生日常生活相關的地理模擬實驗課題。同時,強調實驗課題的生活性,從生活角度出發,保障學生對實驗中涉及的地理事象有一定認知。

第一,要素綜合模擬實驗中的要素,是指構成地理現象或地理表現的一種基本因素,是推動各項地理現象變化發展的基礎單元。在學習地理知識時,對要素的整體分析是認識地理現象、了解地理學科本質、明確地理環境特征的最佳方法,也是在高中地理教學中,培養學生綜合思維的核心途徑。在教學中,教師設置的要素綜合模擬實驗應根據課程標準中的要求,將實驗的具體研究對象分解成各個基本要素單元,隨后在實驗過程中,要求學生對要素單元作出關聯性分析,然后再進行整體性分析,歸納出地理事象的形成原因、外在表現特征及事象分布規律。在這一過程中,學生要從逐個要素單元入手,探討地理事象之間的關聯性、不同要素單元之間的關系,辨別導致地理事象的決定性要素,然后再從整體視角上,分析地理事象的特征及規律,便可實現對學生綜合思維的培養。

教師在設計地理模擬實驗時必須遵守綜合性原則,既要考慮地理學科自身的綜合性特征,還需要考慮綜合思維素養的綜合性特征。綜合思維本身便是一種全面、系統的思維方法及能力,有助于學生全面認識地理知識、了解地理本質,引導學生正確剖析地理事象的形成原因,讓學生能以客觀、辯證的角度看待地理問題。因此,綜合思維素養的形成,要求學生可以從多個角度觀察問題,并使用不同的觀點剖析地理問題。所以,教師要遵循綜合性原則,保障學生能夠在模擬實驗中,了解不同地理環境的基本構成要素,能夠以辯證的視角看待不同要素間的相互作用關系,將各種思維觀點整合成一個全面的結論,真正理解并能夠正確應用這類地理知識解決問題。

3. 發展性原則

以綜合思維培養為基礎的地理模擬實驗設計,需遵循發展性原則。教師要引導學生以發展的眼光看待地理事象的演化過程,分析地理事象的未來發展趨勢,將模擬實驗情境建立在廣闊、長遠的時空范圍內,讓學生立足當前時空,分析模擬實驗中各類地理要素的構成及其之間關系,然后再考慮地理環境與人為因素之間的關系,對該地理事象的未來發展軌跡作出預測,以此培養學生的綜合思維。

2. 實驗預設

三、 基于綜合思維培養的高中地理模擬實驗設計及實施過程

(一)實驗設計

1. 設計問題

在模擬實驗教學設計時,教師要結合本課的教育內容及綜合思維素養的培養目標,明確本次模擬實驗主題,設計適宜的實驗目標。為提高課堂教學效率,保障本次模擬實驗教學成果,教師需要提前預設在本次教學過程中可能存在的各類問題,包括學生在實驗中應解決的問題、學生可能提出的實驗假設,隨后設計出合理的實驗方案。

(1)首先將兩個對應的高度弧分別等分成N份(圖3中被分為三份,實驗中被設置為四十份),將其記為L1層。

在正式教學前,教師要求學生完成課前預習,并自主收集與水土流失治理相關的素材與資料。要求學生合理利用教材中的知識內容、課外書籍中與水土流失相關的內容或在網絡平臺中查詢到的水土流失治理案例,自主學習水土流失的基本概念,并從上述資源中整理出有價值的信息,制作一份預習報告。教師則要對實驗整體的過程內容進行設計,并完善實驗前準備,包括選擇模擬實驗器材、確定實驗方案等。

以“水土流失的治理”模擬實驗為例,在本次模擬實驗教學中,學生要了解地理環境各決定要素間的相互作用,明確地理環境的整體性特征。為達到這一目標,教師要注重要素間的內在聯系,既要引導學生思考因單個要素導致的水土流失問題,又要讓學生考慮各要素疊加、相互作用下對水土流失現象產生的影響,包括但不限于土壤地質條件、植被覆蓋率之間的相互作用,及其個體對水土流失造成的影響。另外,教學過程的設計應考慮學生的現實情況,將復雜抽象的知識精簡化,提高教學效率。教師要設計課堂情境,以針對性的問題提高學生的積極性,讓學生全程參與地理模擬實驗的設計過程、實施過程。

Y=5.41876+2.78682X1-0.03489X2+0.03940X3-0.06998X4-0.23142X5

實驗教學預設時,教師要考慮學生學情,結合學生的綜合能力,提前預設實驗結果及實驗過程中可能存在的各類問題。通過合理的預測,調整實驗教學過程,確保教學滿足學生綜合能力及學生學習發展的需求。

例如,在“水土流失的治理”實驗中,學生需要控制變量坡面坡度,隨后在教師的引導下,提前預測實驗結果。這需要學生具備一定的生活經驗及知識積累,這時,學生的個體差異可能會導致不同學習小組或不同層次學生對這一問題提出的假設各不相同,教師便可以預判出學生假設合理與不合理的幾種情況,隨后以適當的語言引導、問題引導讓學生在實驗的過程中驗證猜想或假設,最終得出實驗結論。

(二)實驗實施

總而言之,教師提出的問題既要引發學生的深度思考,又與學生的日常生活相關,問題應科學、實際,具備綜合性特征,能夠圍繞這一問題發散出多樣性的問題,供學生思考,以培養學生的綜合思維。

以“太陽直射點的回歸運動”模擬實驗教學為例,在教學過程中,教師可以先為學生演示該模擬實驗的全過程,讓學生觀察實驗,再利用生活經驗,分析出太陽高度的季節變化規律,或晝夜長短的季節變化規律,以達到實驗教學目的。

在完成基礎教學后,教師要自然引入水土流失治理的模擬實驗,要求學生以小組為單位,結合學過的知識,有效利用在預習活動中收集的各項資料,設計出水土流失的治理實驗方案。在各組學生設計實驗方案時,教師應注意觀察學生是否在實驗過程中合理控制變量,實驗是否科學、合理。在學生個體差異的影響下,不同組學生最終得出的實驗方案可能不同,教師需要對每組學生實驗方案作出評價或相應指導,確保實驗具有高度可行性。在實驗過程中,教師要督促學生認真觀察實驗現象,記錄相關的實驗數據。最終,通過比較觀察、歸納、演繹、綜合分析等方法得出相應的實驗結論,提高學生的地理綜合思維。

(三)實驗評價

實驗評價是對本次實驗設計及實驗實施過程合理性、科學性的整體評價是對學生綜合思維培養結果的判斷,因此,教學評價既是對教師教學能力的評價,又是對學生能力成長情況的評價。在本次模擬實驗教學中,對學生的評價可以從以下四個方面體現。

針對一級水系無法采集到水系沉積物，向上游朔源在溝兩側尋找覆蓋較薄且用采樣鍬很容易采集到樣品的地方，剔除風成物、鈣積層等干擾物采集巖屑，野外采樣粒級仍然沿用水系沉積物的截取粒級，采用放射的樹枝狀網絡結構進行采樣(圖2)。

根據1997年《刑法》第416條第1款的規定，行為人違背解救職責的不解救行為，必須造成嚴重后果的，才能構成本罪。如果行為人雖然違背解救職責，未進行解救，但并未造成嚴重后果，則不構成本罪。依據《立案標準》的規定，這里的“嚴重后果”表現為以下幾種情形:

第一,學生的實驗思路是否完整,是否能自主提出假設并利用實驗驗證假設。

第二,學生是否以積極的態度參與小組合作,在實驗中,學生是否具備較強的團隊協作能力,能否在實驗過程中察覺到實驗設計方案的漏洞。

第三,學生是否能夠通過本次模擬實驗,以辯證的思維,從整體視角思考水土流失各要素間的關系及單一要素對水土流失造成的影響,是否清楚地了解到水土流失的成因及水土流失的危害。

第四,在本次模擬實驗結束后,學生能否從客觀的角度思考人類活動生產、生活行為對水土流失造成的影響,并從大環境的角度思考水土治理的必要性,提出治理水土流失現象的措施。

依托行業企業、面向社會，以市場需求為導向，創新校企合作模式，創新人才培養體制，深化產教融合，在資源共享、優勢互補、風險共擔、利益共贏的原則下，以專業為基礎合作企業，以企業需求為目標來建設專業、培養人才。建立校企協同育人長效運行機制，打造校企協同育人實踐平臺，使企業以主體身份真正參與人才培養全過程，與學校一起共同完成人才培養工作。

四、 結論

在新課改持續深化的進程中,以素養教育和立德樹人為根本任務的教學工作已發生了徹底的變化。過去,部分專家學者認為高中地理模擬實驗是培養學生實踐力的主要載體,卻忽略了模擬實驗對地理綜合思維的作用。實際上,模擬實驗是讓學生在實驗的過程中了解地理知識、明確地理原理、提高地理認知的教學方法,這對培養學生地理綜合思維有著重要意義。教師在設計模擬實驗時,需結合本次實驗內容及所學知識要點,為學生創設適宜的實驗情境,讓學生在實驗情境中了解地理現象、明確地理現象的發生原因,逐步提高學生的地理思維能力,完善學生的思維結構,促進學生綜合思維素養的提升。