指向三維目標的地理實驗教學設計與實施策略

陳作允 沈丹丹 胡忠行

摘 要：設計地理實驗探索地理原理、地理規律，是培育學生地理實踐力的重要途徑。本文以高中地理“探究水土流失的影響因素”實驗為例，闡明制定三維目標要實現二維生一維、二維進三維，最終達成三維共生的目的。教學過程圍繞三維目標設計五步流程，即“引入主題、設計實驗、實施實驗、交流反思、實際應用”，通過“五步”實現學為中心、生生合作共同演繹實驗。在實驗流程中實施“四式”策略：“情境式”喚醒、“引導式”對話、“反思式”沉淀、“生活式”回歸，做到循序漸進，由低階到高階推進實驗教學，提升學生的地理實踐力。

關鍵詞：地理實踐力；三維目標；五步流程；四式策略

中圖分類號：G633.55? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1005-5207（2024）03-0066-04

《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》在“教學與評價建議”中強調：設計模擬實驗活動，要引導學生經歷相對完整、規范的科學研究過程，從實驗方案設計到實驗過程的觀察、記錄、操作實施、數據處理分析，最后撰寫實驗報告及匯報交流，培養學生動手實踐能力及求真求實的科學態度。所以地理實驗教學即引導學生在“做中學”，就是基于目標引導學生運用所學知識和地理工具，設計并實施實驗，通過實驗獲取并處理地理信息，探索和嘗試解決實際問題，培養學生活動策劃、實施、分析等行動能力和追求真理、講求實際的科學精神?；诖?，本文結合湘教版高中地理選擇性必修1第5章“自然環境的整體性”的教學，以嵌入的“探究水土流失的影響因素”（以下簡稱“探流因”）實驗為例，通過制定三維目標、設計五步流程、實施四式策略，以促進高中地理實驗教學、培育學生的地理實踐力。

一、制定三維目標

1.二維生一維——從育知到培能轉變

目標引領教學評，二維目標設計對實驗教學舉足輕重。蒙臺梭利指出：“我聽見了，就忘記了；我看見了，就領會了；我做過了，就理解了?！保?］這說明親身經歷對學習的重要性，教學要注重“過程與方法”。因此，教學設計制定“過程與方法”的目標至關重要。地理實驗就是在“做中學”，它用直觀、形象的方法將抽象的自然地理原理或規律化為感性的直觀知識，讓學生親身體驗知識的產生和發展過程，通過探索建構新知。所以教學設計要凸顯“做”這一教學目標。

高中地理實驗穿插在自然地理教學過程中，它具體要求學生在對大氣、水、地貌、土壤、植被等自然要素和相關自然現象進行深入觀察的基礎上，使用地理信息技術手段和其他地理工具設計、實施實驗，分析與處理相關數據與信息，對地理事象進行科學解釋與評價，最終形成規律性認知。因此，實驗就是在探索地理原理和規律的過程中學習，實驗教學就是通過“‘做中學’構建新知”，而“做”是“過程與方法”，是二維目標，“學”是指學“知識與技能”，是一維目標，二維目標催生一維目標。這需要教師在制定三維目標時將“做”與“學”的關系敘寫清楚，引領學生經歷“做中學”，以便二維生一維，實現從育知到培能的轉變。

例如，“探流因”實驗教學目標三維敘寫第一步（二維生一維）：通過小組合作設計、實施實驗（過程與方法——二維），探究降水、坡度、土壤、植被等自然因素與流水侵蝕強度關系的規律（知識與技能——一維）。

2.二維進三維——從培能到育人進階

實驗教學的（第）三維目標是培育地理實踐力。所謂地理實踐力是指人們在考察、實驗和調查等地理實踐活動中所具備的意志品質和行動能力，是地理學科四大核心素養之一［2］。地理實驗是培育地理實踐力的手段和方式之一，其目的是讓學生具備一定運用實驗方式進行科學探究的意識和能力。它通過完整、規范的實驗教學過程，培養學生能夠與他人合作（或獨立）設計、實施地理實驗方案，能夠通過實驗觀察法收集和處理地理信息，能夠在實驗中表現獨立思考的意識、求真務實的科學態度以及靈活運用知識的能力。因此，要把培育地理實踐力作為實驗教學的素養（三維）目標，引導學生在設計、實施實驗的過程（即“做”——二維目標）中，將理論知識轉化為實際行動的能力，在問題解決過程中培養學生的實踐意志和執行力（即“礪煉”——三維目標）。這需要教師在制定三維目標時把“做”與“礪煉”關系敘寫清楚，讓學生在“做”實驗中“礪煉”，以便二維進三維，實現實驗教學從培能到育人的進階。

例如，“探流因”實驗教學目標三維敘寫第二步（二維進三維）：通過小組合作設計、實施實驗（過程與方法——二維），探究降水、坡度、土壤、植被等自然因素與流水侵蝕強度關系的規律（知識與技能——一維），為黃土高原小流域綜合治理提出切實有效的措施，提升地理實踐力（地理核心素養——三維）。

可見，目標三維敘寫，并采用“二維（過程與方法）+一維（知識與技能）+三維（核心素養）”的結構，厘清三個維度目標之間內在的邏輯關系，形成完整的三維目標，有利于教學實施時“二維生一維”“二維進三維”，最終實現“三維共生”。

二、設計五步流程

實驗教學過程中的師生關系是“導”與“游”的關系，實驗教學即在教師引導下，學生圍繞具有挑戰性的實驗主題，全身心積極參與、體驗過程、成功獲得發展的“自主游”的過程。依據三維目標并結合學生實際，“導游”流程分五步：引入主題—設計實驗—實施實驗—交流反思—實際應用。每一步都精心設計引導學生學習的任務指令（表1“教師活動”欄），五步指令構成一條驅動鏈，驅動學習進階。學生則通過實驗設計、操作、觀察、分析、展示、交流和反思等活動（表1“學生活動”欄）漸入深度學習佳境、解決問題，提升地理實踐力核心素養。

三、實施四式策略

1.“情境式”喚醒——激發實驗興趣與熱情

要取得實驗的成功，還需在實驗流程中實施“四式”導學策略。學習是自主活動過程，要從實踐中學習［3］。創設實踐活動的真實情境，激發學生探究興趣，是實驗教學的第一個必須環節。傳統的地理教學重理論輕實踐、重結論輕過程，僅有的實踐活動往往也只注重知識講解，缺少情境創設，從而使學生缺乏學習興趣和動力。因此，實踐活動需做“情境式喚醒”，即在地理實驗教學中，教師必須有目的地引入或創設具有一定感情色彩、形象生動的真實情境，進行基于實境的探究，引導學生親身體驗，激發學生的探究欲望。

“水土流失”這部分知識，從內容上看難度較低，但生活在平原地區的學生，缺少“切身感受與體會”，對這些知識僅是“知其然”?；诖?，筆者精選了黃土高原某小流域水土流失視頻，并通過Google Earth展示該小流域溝壑地貌，引入主題并設計水土流失問題鏈引導學生探究其成因（表1“教學流程1”），培養學生“知其所以然”的興趣。將黃土高原的水土流失問題情境化、形象化，使之有情有境、有聲有形，激發學生強烈的探究欲望，使學生愿意做地理實驗，進而發現并解決問題。

2.“引導式”對話——深化實驗過程和認知

學生在實驗設計、實施過程中產生生成性問題需教師“導”。由于學生的地理思維還處于初級水平、實驗基本技能較為薄弱，實驗設計與實施過程中會不可避免地出現各種問題。因此，教師需要在實驗教學中細心觀察學生的實驗過程，以學生的實驗設計和操作過程為主線，及時引導學生將地理概念、地理原理、地理規律融入其中，啟發學生的創新思維，使學生在“引導式”對話中不斷修正實驗，改進、深化地理實驗的過程和認知。

例如，“探流因”實驗從學生合作設計實驗方案（表1“教學流程2”）到動手操作完成實驗（表1“教學流程3”）的整個過程中，為避免實驗偏差，需要通過對話引導學生調整方案、逐一改變自變量（坡度大小、降水強度、土壤質地、草皮覆蓋率等），獲取因變量（流失泥土），闡述地形、氣候、土壤、植被等諸多因素共同影響水土流失的原理，驗證地理環境的整體性。嵌入“引導式”對話，加強了教師對實驗設計方案和實驗過程的指導，讓學生對實驗設計、操作、觀察、記錄環節有更加深刻的印象；讓學生對整個地理實驗過程形成完整認識；讓學生順利體驗一次成功的實驗之“旅”。

3.“反思式”沉淀——培養實驗能力與毅力

實施地理實驗活動的能力主要表現在兩方面，一是實施活動，二是實驗反思。反思不僅有助于更深入了解地理實驗活動的環節，而且有助于調整實驗的實施策略，從而提升活動質量和實施能力［5］。因此，在地理實驗教學中，教師要將反思活動有條不紊地融進教學環節、貫穿教學的始終，讓學生在反思的過程中發現不足并及時調整實驗，進而鍛煉學生的觀察、思考、動手、合作、分析及解決問題的毅力與能力。

例如，在“探流因”實驗中，需配備“生成性和預設性”兩個反思環節。一是在學生探究實驗遇到困難時，要求學生思考其背后的原因，此為“生成性”反思，由教師及時指出，嵌入學生實驗操作過程中。目的是改進不正確的操作，從而解決問題，以此培養反思意識和增強克服困難的勇氣。如口頭提醒“侵蝕時間與侵蝕量”的關系，讓學生通過反思發現“侵蝕時間長短影響泥沙流失量，從而影響對比實驗的準確性”。二是在教學流程“交流反思”環節，此為“預設性”反思，有書面任務指令，明文要求反思內容，如“反思整個實驗流程的成敗得失”（表1“教學流程4”）。目的是讓學生從整體角度系統地反思實驗設計和操作流程，在反思中學習、沉淀，進而對地理實驗所探索的原理和地理實踐力有更深的感悟。

4.“生活式”回歸——熏陶實驗情感和態度

地理是一門對生活有用的學科，“地理實驗”的最終目的是要走進現實生活、解決生活中的地理問題。只有讓實驗結果回歸生活，讓學生在生活中感悟課堂實驗中所學的地理知識，才能更好地發揮地理實驗的作用與更好地遷移應用地理知識。因此，在地理實驗教學活動中，教師要注意將抽象的地理知識“焊接”到現實生活中多變、生動的地理事象上去，讓地理知識從實踐中來，到實踐中去，讓地理真正從課堂走向生活。

例如，“探流因”實驗所探索的地理規律，最終回歸于“黃土高原水土流失的綜合治理問題”（表1“教學流程5”），這是將實驗整合過的經驗和理論知識帶入生活、生產等實際問題的解決中去，鍛煉學生在真實情境中解決問題的能力，從而達到學以致用（即會做事，會做事即素養）的目的。讓學生充分感受到地理就在身邊，學習地理是有用的，體會學習的價值和樂趣，讓學生做到樂于實踐、知行合一，熏陶地理實驗的情感和態度。

四、總結與反思

實驗教學設計必須做到育人目標明確、教學流程清晰、導學策略適切，才能實現實驗教學的價值，尤其是融入的導學策略決定育人目標的達成?！八氖健辈呗跃哂兄黝}明、實踐真、過程全、感悟深的特點。其中，“情境式喚醒”是前奏，它引出實驗主題，喚起實驗的欲望；“引導式對話”是關鍵，它碰出思維火花，推動實驗進程；“反思式沉淀”是補充，它修正實驗偏差，積累實驗經驗；“生活式回歸”是應用，它拓展實驗價值，培養實驗情感。“四式”策略變抽象為具象，變說教為體驗，讓課堂慢下來、讓思維活起來、讓理解準起來、讓應用實起來。經歷“四式”策略，實現教學方式轉型，實現由地理原理或規律學習（驗證）到地理核心素養（地理實踐力）培育的進階。

另外，教學中教師要根據教學進度選擇恰當的時機安排實驗，發揮實驗教學的最大功效?？紤]到學生實驗設計及實施能力較為薄弱的現狀，遵循“先學后教”原則，提早一周布置設計實驗方案和準備器材的作業，以便讓接下來的實驗順利開展。在實驗實施時，給學生留足不斷改進實驗方案和調整實驗操作的時間，以便實驗結果真實有效，讓學生在成功中喜獲“真知”?？傊?，實驗教學要合理安排，才能做到“讓想得到的教育成為看得見的風景”［6］。

參考文獻：

［1］ 劉迎杰，趙洪.蒙臺梭利教學法［M］.北京：高等教育出版社，2019.

［2］ 中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［3］ 戴爾·卡耐基.人性的弱點［M］.吉林：吉林文史出版社，2019.

［4］ 阮艷樂.三環融入：指向地理實踐力培育的實驗教學常態化策略［J］.中學地理教學參考，2023（31）：43-46，57.

［5］ 普通高中地理課程標準修訂組.普通高中地理課程標準（2017年版）解讀［M］.北京：高等教育出版社，2018.

［6］ 盧明.讓想得到的教育成為看得見的風景——學校層面推進學歷案的九年探索［N］.浙江教育報，2022-04-06.