基于地理核心素養培養的項目式教學設計

摘 要：新課標指出培養學生必備的地理學科核心素養是落實“立德樹人”根本任務的重要舉措。本文以“地球內部圈層結構”為例，基于項目式學習模式，創設情境問題，驅動項目活動的實施，探索日常教學中培養學生地理核心素養的途徑和方法。

關鍵詞：核心素養；項目式學習；地球內部圈層結構；教學設計

學科素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力?！镀胀ǜ咧械乩碚n程標準》（2017年版2020年修訂）明確指出，地理學科核心素養主要包括人地協調觀、綜合思維、區域認知和地理實踐力，它們是一個相互聯系的有機整體。地理核心素養的培養有助于學生自我價值和綜合素質的提升，有助于學生行動意識和行動能力的提升，增強社會責任感，是學生理性思考分析的重要源頭[1]。研究核心素養是落實立德樹人根本任務的一項重要措施，因此核心素養既是課程目標，又是貫穿于各部分的課程內容，為教師教學實施指明了方向[2]。

為了落實地理核心素養的培養，教師要反思日常的教學方式，在繼承傳統教學優點的基礎上，嘗試更多運用問題式教學、實踐教學、信息技術支持下的教學等。項目式教學作為問題式教學的下位概念之一，能夠有效激發學生的學習動機和興趣。項目式學習PBL（Project-Based Learning）模式是一種基于建構主義學習理論、實用主義教育理論和發現學習理論的學習形式，強調以學生為中心，重視小組合作學習，要求學生對現實生活中的真實性問題進行探究。主要包括六個基本步驟，即選定項目、制訂計劃、活動探究、作品制作、成果交流和活動評價（圖1）。在項目式學習實施過程中通常利用一個驅動性問題來組織和激發學習活動，活動中要求所有參與人員相互合作，形成“學習共同體”，同時借助多種信息資源和認知工具，形成一個或一系列的作品，產生一定的社會效益[3]。

一、設計思路

課例選自滬版高中地理必修第一冊《主題2 地球的圈層結構——地球內部圈層》，在此之前的課程已經了解了地球的宇宙環境，本課將把視角從宇宙環境轉向地球自身的圈層結構，這既是對前面知識的延伸，同時也為后面認識地表自然環境奠定基礎，起到承上啟下的作用。地球內部圈層是人眼所不能直接探知的，屬于基本的地球科學f2026ad16935b4ab3d741d155c40f218知識，是自然地理的原理范疇，學習該內容需要嚴謹的科學態度和綜合思維能力，對于高一的學生而言較為抽象難懂。本節課的學習目標是“運用示意圖，說明地球的圈層結構；依據材料，描述地球的內部圈層的劃分依據”，為了實現以上教學目標，傳統教學主要通過運用大量的圖文資料剖析概念和原理，學生處于被動接收的狀態。而項目式教學模式是以學生為中心，引導學生在問題情境中通過合作探究，主動發現并解決問題，有利于學生知識體系的構建[4]。基于此梳理了本節課的教學過程，以期探索項目式教學方式在高中地理學科素養培養中的應用（圖2）。

二、教學過程

（一）從生活切入，創設問題情境

交通技術的進步和運輸方式的變革，大幅提高了出行效率，擴大了人們的活動空間。如我們可以從上海出發，乘坐飛機抵達南半球的阿根廷，最快行程約32小時45分鐘；或者乘坐地心列車，沿著穿越地心的隧道，到達阿根廷，理想狀態下（不考慮摩擦力），運用速度和位移公式推算所需時間僅約40分鐘。當前這樣的地心隧道存在嗎？雖然說穿越地心非常省時，可是直到今天，“地心列車”仍然只是科學設想。要想修建這樣的隧道，我們需要知道地球內部的結構和物理特征。那么地球的內部是什么樣的？我們如何獲取地球內部信息？

設計意圖：借助生活體驗，通過地表和地內兩條路線的耗時的顯著差異，激發學生的探究興趣，引發學生對地球內部結構及物理特征的思考，從而確定項目主題。

（二）設置探究活動，推進項目實施

1.探究活動一：獲取地球內部信息的方法

材料一：目前世界上最深的姆波尼格金礦深達4350米，礦工從地表到采礦區要花費1小時30分鐘，最深處的溫度超過50℃；位于科拉半島臨近挪威邊界的地區進行的最深鉆孔達12262米，以垂深計算，這個鉆孔仍是到達地球最深處的人造物；地殼運動能掀起地下20—30千米的物質到地球表層；火山噴發能將地下幾百千米的巖漿翻到上層，但最深不超過450千米。地球的平均半徑約為6371千米。

問題1：鉆井、地殼運動和火山噴發都無法完整地獲取地球的內部信息，我們也不可能像切雞蛋一樣將地球切開，那么了解地球內部狀況還有什么辦法？

問題2：我們是否可以像給人體做檢查一樣，給地球做一個“CT”呢？用什么方法做？

【學生活動】學生閱讀材料，并結合事先搜集整理的資料，回答上述問題1和問題2。

【教師活動】教師點評學生的回答。

設計意圖：通過學生活動前期的準備和文字材料，了解并梳理人類探索地球內部狀況的方法，同時運用比擬手法探究如何給地球做“CT”，導入下一環節的學習。

2.探究活動二：地震波的地理價值

材料二：當地震發生時，地下物質受到強烈的沖擊會發生彈性震動，并以波的形式向四周傳播，這種彈性波就叫地震波，它是地震能量的釋放形式，按傳播方式可分為縱波（P波）和橫波（S波）。

【教師活動】播放縱波（P波）和橫波（S波）Flash動畫。

問題3：縱波和橫波有哪些特點？

問題4：當地震發生時，陸地上的人和在海上航行的人感覺有什么差異？

問題5：除了利用地震波探察地球內部世界，人類還可以利用地震波預警地震、勘探油氣礦藏，說明其中的道理。

【學生活動】首先，綜合材料二和教材歸納總結縱波和橫波的特點，接著在問題3的基礎上思考問題4和問題5。

設計意圖：地震具有兩面性，它給人類帶來了災難，但地震發生時產生的地震波猶如一盞燈，照亮了地球的內部，幫助人類獲取地球的內部信息，同時還可以根據地震波特點預警地震和勘探油氣礦藏等。通過地震波的學習，引導學生辯證看待事物，樹立正確的辯證唯物觀，提升綜合思維。

3.探究活動三：巧用地震波，獲取地球“CT”圖像

【學生活動】小組分享收集的相關資料，組內合作探究，科學繪制地球內部“CT”圖像。

小組1：1909年，克羅地亞地震學家利用地震臺的地震波數據計算地下巖石的地震波傳播速度，結果表明，地震波在到達歐洲大陸地下約54千米時傳播速度突然加快。

小組2：1914年德國地震學家古登堡收集了全世界地震臺的地震數據并分析發現，在地下約2900千米橫波傳播速度為0，同時縱波傳播速度突然下降。

小組3：1936年，丹麥地震學家萊曼研究發現，在地下約4000千米橫波傳播速度不再為0，縱波再次發生折射，傳播速度加快。

小組4：古登堡發現，當大地震發生后，在距離地震發生地11000～16000千米范圍內的地球表面，記錄不到地震波，出現了“縱波影區”，他據此確定地球內部具有分層結構。

設計意圖：通過組內合作和組間信息分享，鍛煉了學生的語言表達能力，培養了學生收集和處理信息的能力。

4.探究活動四：圖“型”轉化，解密地球內部信息

【教師活動】為學生提供不同硬度的彩泥、透明塑料板（21×30cm）、直尺等材料和工具。

【學生活動】根據上一環節繪制的“CT”圖，制作地球半球模型。

設計意圖：通過地球模型的制作，由平面到立體，變抽象的圖形為具體的模型，實現由項目圖紙到產品生產，培養學生的實踐能力。同時有助于學生深度認識地球內部各圈層的特點，提升區域認知能力。

（三）作品展示，多維度評價

教學的過程中，反饋是高效學習的重要環節，沒有反饋的學習往往是低效的，有時甚至是徒勞的。在此環節中，設計了以產品競標的形式對小組整個制作過程及成果進行評價的方法，評價得分最高的小組作品可存放在地理實驗室的櫥窗內，以供后續的學習和使用。教學評價是了解學生綜合思維素養水平的重要途徑，《普通高中地理課程標準》（2017年版2020年修訂）提出地理學科的四大核心素養，為了培養學生的地理學科核心素養，建議教師嘗試更多地運用學生思維結構評價、表現性評價等。其中思維結構評價較適用于思維表現的評價，表現性評價是對學生在真實情境中完成任務時所表現出的語言、文字、創造、實踐、解決能力，學習態度，努力程度等的評定，較適用于評定學生應用知識、整合學科內容，以及決策、交流、合作等，也是一種適合項目式學習的評價方式。本文將這兩種評價方式整合后應用到本節課設計中，制定了評價量表（見表1），在實踐探究環節時分發到各個小組，作為實踐探究的參考和引導，最后通過小組自評、小組互評和教師評價完成。

【學生活動】按照要求，完成評價。

【教師活動】統計各小組的得分情況，公布結果并頒發獎品。

小結：通過以上的探究活動，我們了解了地球內部圈層結構的劃分依據，理解了地球的圈層結構及其物理特征，也正是地球內部的高溫、高壓、放射性元素等因素，致使目前穿越地心仍然處于假想階段。但目前面臨的困難也為未來的地心隧道的建設指明了方向，隨著科學技術發展，地心列車的通行未來可期。

（四）拓展探究，地震災害

活動內容：探究地震的成因、危害及防御措施

活動過程：將全班分成7個小組，每個小組制訂計劃探究地震的成因、危害及防御措施。

地震成因、危害及防御措施探究計劃

組別

小組成員

任務分工

探究的步驟、時間安排

探究成果

設計校園海報，宣傳防震減災的知識

三、教學總結與反思

（一）核心素養水平的培養

培養學生的地理核心素養是高中地理教學的重要目標，對于高中地理教學的開展具有重要的現實意義。為了實現地理課程目標，更好地在地理教育過程中落實課程標準的基本理念，本節課以項目式學習方式進行了教學設計，利用問題驅動學生思維，促使學生主動探究，形成解決問題的思維框架，達到深度學習的狀態，促進學生高階思維能力的發展[5]，落實了學生地理學科核心素養的培育。如通過搜集有關地球內部信息的資料，依據地震波的傳播特點，思考并科學繪制地球的內部圈層結構，掌握了各圈層的特點，滲透了綜合思維和區域認知能力的培養；圖“型”轉化，綜合評價，體現了地理實踐力的培養。在日常的教學中，由“教師中心”轉向“學生中心”，重視學生的主體地位，由“抽象知識”轉向“具體情境”，創設具有生活氣息的情境，引導學生在情境中掌握和運用知識，提升課堂學習興趣指數，促進了學生核心素養的形成與發展。

（二）從單課時到跨單元的結構化學習

地理學是一門研究地球表面自然現象和人文現象以及它們之間相互關系和區域分異的學科[6]。但長久以來，分課時的教學模式，重于單課教學的“精耕細作”，輕于課時間的“謀篇布局”，因此在實際地理教學中，往往產生教學碎片化的傾向，遭遇“只見樹木，不見森林”的現實困境[7]。地球內部圈層結構主題內容嘗試從單課時的單元教學到跨單元的教學，立足于整體，結構化、系統化地分析單課教學之間的關聯，促進教學整體把握，提升教學效益，引導學生構建完整的知識體系。

結束語

項目式教學來源于杜威的“做中學”與庫珀的體驗式學習理論，是一種工學結合、任務驅動、項目導向的新型教學模式。“地球的圈層結構”位于滬教版高中地理必修1第一章第三節，教材結構安排上將地理教學視角由宏觀宇宙環境轉入地球本身的自然環境和內部圈層結構。學習本節內容，學生可以了解地殼運動對地表形態影響巨大，知道自然環境主要由大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈構成，為“地表形態的塑造”和“自然環境的整體性”相關內容的學習奠定基礎。

積極開展項目式學習，以地球內部圈層結構為項目主題，致力于項目式學習的理論與實踐，旨在培養學生的地理學科核心素養，全方位提升學生的分析、評價、創造等高階思維能力。圍繞地球的內部圈層結構的項目情境，學生通過設計問題解決方案、自主決策或合作探究等活動，最終以作品制作的形式展示學習成果。項目教學融合多學科知識內容，讓學生在體驗項目的過程中將其融會貫通，對培養學生的核心素養、突出學生的主體性等都具有重要的作用。一是通過實景模擬，培養學生區域認知的能力；二是創設情境，培養地理實踐力；三是關注人與環境關系，樹立正確人地觀；四是拓寬時空尺度，滲透地理綜合思維。

項目式學習符合生本課堂理念，充分發揮學生的主體性，通過自主學習、合作學習和探究學習，使學生在深度思考和合作中提升學習能力，既有利于地理學科核心素養的有效落實，又增強了學生發現問題解決問題的能力，項目式學習和地理課堂相得益彰。

在后續的教學生涯中，需進一步總結提煉實施成果，提高教學理念與認識，把握精神內涵，深度挖掘學科價值，不斷提升課堂效益，推進項目式學習實踐，激發學生深度學習，賦予課堂更加深刻的內涵。

參考文獻

[1]邵俊峰.高中地理課堂落實核心素養培養的思考與實踐[J].中學地理教學參考，2018（5）：33-35.

[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）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[3]孫顯廷.高中地理項目式教學的探索[J].地理教育，2022（S2）：90-91.

[4]張逸盈，陸士明.基于“問題鏈”的地理項目式學習教學實踐：以湘教版必修1“大氣熱力環流”為例[J].地理教育，2021（10）：40-42.

[5]王曉晨.深度學習視角下的高中地理PBL教學策略研究[J].中學地理教學參考，2022（8）：38-40.

[6]地理學編輯委員會.中國大百科全書·地理學[M].北京：中國大百科全書出版社，1990.

[7]上海市教育委員會教學研究室.中學地理單元教學設計指南[M].北京：人民教育出版社，2022.