體驗式學習對學生風與等壓線（面）空間素養(yǎng)培養(yǎng)的實效性

鄧紹輝

（重慶市梁平中學, 重慶 405200）

體驗式學習對學生風與等壓線（面）空間素養(yǎng)培養(yǎng)的實效性

鄧紹輝

（重慶市梁平中學, 重慶 405200）

以教學方式為自變量，控制其它變量，通過實驗以定量的方法研究體驗式學習對學生風與等壓線（面）空間素養(yǎng)培養(yǎng)的實效性，確立風與等壓線（面）空間能力要求與權(quán)重設(shè)置細目表，并根據(jù)細目表命制測試題。測試結(jié)果表明：實施體驗式學習培養(yǎng)學生風與等壓線（面）空間素養(yǎng)比常規(guī)教學更為有效。實施體驗式學習，教師和學生都要做好充分準備，教師要精心設(shè)計好體驗式學習方案，學生要熟悉教材相關(guān)學習內(nèi)容和體驗式學習方案；女學生地理空間素養(yǎng)水平較低，加強對女學生地理空間素養(yǎng)的培養(yǎng)勢在必行。

風與等壓線（面）；空間素養(yǎng)；體驗式學習；常規(guī)教學；實驗；實效性

首先回答何為地理空間素養(yǎng)及風與等壓線（面）空間素養(yǎng)的構(gòu)成，再談如何培養(yǎng)。韓金榮和袁孝亭認為：“地理空間素養(yǎng)是學生在學習有關(guān)空間位置、空間分布、空間過程、空間格局、空間上的成因聯(lián)系等內(nèi)容的過程中，在掌握地理空間知識和形成地理空間技能的基礎(chǔ)上，運用這些知識與技能解決有關(guān)地理空間問題的內(nèi)在修養(yǎng)。”[1]王燕華和段玉山認為：“地理空間素養(yǎng)可以從地理空間對比、地理空間分析、地理空間推理、地理空間信息表達、地理空間想象等五個方面論述，其中地理空間信息表達是現(xiàn)代中學生需要加強的。”[2]

結(jié)合上述觀點，筆者將地理空間素養(yǎng)理解為三個層次空間能力要求，即地理空間要素感知能力、地理空間問題分析能力、地理空間知識運用能力。這三個層次空間能力構(gòu)成一個金字塔結(jié)構(gòu)，塔底為地理空間要素感知能力，塔中為地理空間問題分析能力，塔頂為地理空間知識運用能力。風與等壓線（面）空間素養(yǎng)構(gòu)成見圖1。

圖1 風與等壓線（面）空間素養(yǎng)構(gòu)成

發(fā)展學生空間思維、提升地理空間素養(yǎng)的主要方法有：“以直觀的三維結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)”[3]、“實現(xiàn)二維與三維圖形轉(zhuǎn)換，增強差異的直觀性與表現(xiàn)力”[4]、“借助模型演示”[5]、“直觀演示,使抽象的空間具體化”[6]、“觀察模型、圖像感知空間，建立多維空間概念”[7]。這些方法力圖將抽象的地理事物形象化，形象的地理事物模型化，以增強直觀性，充分體現(xiàn)了一個“做”字來培養(yǎng)空間思維能力。“強調(diào)‘做中學’的體驗式學習，能夠?qū)W習者的潛能真正發(fā)揮出來，是提高學習效率的有效方式。”[8]與常規(guī)教學相比較，體驗式學習培養(yǎng)學生風與等壓線（面）空間素養(yǎng)的實效性如何呢？筆者進行了常規(guī)教學和體驗式學習的教學對比，“以實證研究的視角”[9]，通過教育實驗，定量研究體驗式學習的實效性。

一、實驗設(shè)計

1.實驗變量的控制

為保證實驗效果，有必要界定實驗自變量，以減少實驗誤差。控制實驗中影響教學效率的其它變量，減少其它變量對實驗的影響。

(1)界定自變量

本實驗，教學方式為影響學習效率的唯一自變量，為有效控制自變量，特對本文所指的常規(guī)教學和體驗式學習界定如下：

常規(guī)教學。本文所指的常規(guī)教學培養(yǎng)風與等壓線（面）的空間素養(yǎng)，采用人教版地理必修1教材，教師進行據(jù)圖（熱力環(huán)流圖和風受力分析圖）分析教學，并結(jié)合計算機多媒體演示熱力環(huán)流和風向的偏轉(zhuǎn)過程進行輔助教學。學生的學習圍繞教師的課堂教學展開，學生積極思考并回答教師提出的問題，和教師一起分析、繪制熱力環(huán)流圖和風受力分析圖。教師在課堂教學中注重風與等壓線典型試題的分析推理，積極引導(dǎo)學生學會解決風與等壓線相關(guān)問題的方法，引導(dǎo)學生學會分析解決風向、等壓線、天氣之間的綜合問題。

體驗式學習。依據(jù)美國高中主流理科教材《科學發(fā)現(xiàn)者》[10]中實驗設(shè)計思路，書中實驗設(shè)計重在學生的做，讓學生在做中體驗人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的地理規(guī)律和原理，讓學生在做中驗證和“發(fā)現(xiàn)”地理規(guī)律和原理，而不是在做中去重新總結(jié)出地理規(guī)律和原理。體驗式學習培養(yǎng)學生風與等壓線（面）空間素養(yǎng)的方法為：依據(jù)教師設(shè)計的體驗式學習方案，學生直接演示熱力環(huán)流和風向的偏轉(zhuǎn)過程，學生在做中體驗熱力環(huán)流原理和風的受力分析，學生在做中解決風與等壓線相關(guān)探究問題，學生在小組合作做的過程中討論解決有關(guān)風向、等壓線、天氣之間的綜合問題。

(2)控制其它變量

除教學方式之外，控制其它影響教學效率的因素為基本一致。教師、教材的因素，同一教師在同一時間授課，使用同樣教材、教輔資料。同一學校的同一層次班級，以保證學習動機基本一致。考慮到高一入學分班后班級的發(fā)展差異，學生的基礎(chǔ)學習水平選用最近一次學校正規(guī)考試成績。采用同樣試卷同一時間檢測。將熱力環(huán)流和風受力分析的教學時間調(diào)整為兩課時，保證充足的學習時間。實施體驗式學習的班級第一課時實施方案中第一步驟，第二課時實施方案中第二、三步驟。常規(guī)教學的班級第一課時學習熱力環(huán)流，第二課時學習風受力分析和風與等壓線知識的運用。

2.體驗式學習的實施

體驗式學習如何進行風與等壓線（面）空間素養(yǎng)的培養(yǎng)呢？在學生做中將抽象的風與等壓線（面）空間關(guān)系直觀化、模型化進行學習，是筆者設(shè)計體驗式學習方案培養(yǎng)學生風與等壓線（面）空間素養(yǎng)的基本觀點，體驗式學習詳細方案如表1所示。

表1 體驗式學習方案

二、實驗數(shù)據(jù)及其分析

1.獲取實驗數(shù)據(jù)

(1)風與等壓線（面）空間能力要求在試題中的權(quán)重設(shè)置

為保證檢測具有較高的內(nèi)容效度，即檢測內(nèi)容或題目在多大程度上代表所要測知的對象的范圍，即測驗題目是否包括了我們想要測知的全部行為”[11]。命制試題之前，先確立風與等壓線（面）空間能力要求及權(quán)重設(shè)置細目表，如表2所示。風與等壓線（面）的地理空間要素感知能力、地理空間問題分析能力、地理空間知識運用能力在試題中所占權(quán)重依次為0.5、0.3、0.2。雖然直接考查地理空間要素感知能力的試題只占試題總數(shù)的2/12，并不表示其在檢測試題中權(quán)重只占2/12。因為地理空間要素的感知能力是順利完成占試題總數(shù)5/12的地理空間問題分析，和完成占試題總數(shù)5/12的地理空間知識運用的基礎(chǔ)能力。地理空間問題分析能力也是完成占試題總數(shù)5/12的地理空間知識運用的基礎(chǔ)能力。設(shè)置地理空間分析能力和地理空間知識運用能力各占試題總數(shù)的5/12，是為了更加全面的檢測學生風與等壓線（面）三個層次空間能力的把握情況。

表2 風與等壓線（面）空間能力要求及權(quán)重設(shè)置細目表

(2)對實驗班級和對比班級進行試題檢測

2.實驗數(shù)據(jù)及分析

(1)實驗數(shù)據(jù)

表3中基礎(chǔ)學習水平是學生最近的月考地理成績（月考是學校對教師教學效果的階段性評價的依據(jù)，可信度高）。本次地理月考范圍為宇宙中的地球，地理空間素養(yǎng)考查所占權(quán)重較高，用月考地理考試成績來代表學生的地理空間素養(yǎng)的基礎(chǔ)學習水平比較合適。

表3 實驗因素狀況和實驗數(shù)據(jù)[12]

(2))數(shù)據(jù)分析

班級優(yōu)勢度分析。如表4所示，以體驗式學習班級的基礎(chǔ)學習水平的算術(shù)平均數(shù)除以常規(guī)教學班級的基礎(chǔ)學習水平的算術(shù)平均數(shù)，得出班級間基礎(chǔ)學習水平的班級優(yōu)勢度，體現(xiàn)參照量之間的比較優(yōu)勢。同樣道理算出參照量之間的目標實現(xiàn)度之間的比較優(yōu)勢度。如表4所示，高一（1）班的比較優(yōu)勢度在三個班級中由實驗前的第三位上升為實驗后的第一位，說明實施體驗式學習的班級目標實現(xiàn)度優(yōu)于常規(guī)教學的班級。

差異系數(shù)分析。為了解實驗后各班級所有學生目標實現(xiàn)度的離散程度，使用了差異系數(shù)（標準差除以算術(shù)平均數(shù)），如表4中所示，實施體驗式學習的高一（1）班的差異系數(shù)較小，說明實施體驗式學習的班級學生目標實現(xiàn)度比較均勻，離散程度較小。

表4 實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計[13]

實施體驗式學習班級內(nèi)部小組間目標實現(xiàn)度分析。實驗小組之間目標實現(xiàn)度比較如表5所示，各組間的目標實現(xiàn)度相差較大，組間平均分最大值相差14.7分（為保證組間的學習競爭，分組時組間的基礎(chǔ)學習水平基本一致）。是什么原因?qū)е碌?、5、6實驗小組目標實現(xiàn)度較低呢？從學生試驗后的小組總結(jié)中反映出有以下原因（摘錄小組總結(jié)原文）：“在做實驗時，未事先明確要求，故實驗過程中總會花時間去看下一步該做什么，導(dǎo)致實驗不能按時完成且實驗結(jié)論不完全”；“實驗器材未充分準備，在實驗中造成了不必要的麻煩”；“實驗前未通讀課本上的相關(guān)知識，導(dǎo)致試驗時沒能準確全面的解決探究問題”；“組長不一定當學術(shù)權(quán)威，應(yīng)該由教材知識掌握得比較好的同學擔當，學習效率會更高些”等。

表5 高一(1)班各實驗小組目標實現(xiàn)度比較

實施體驗式學習班級內(nèi)部男、女學生目標實現(xiàn)度分析。如表6所示，實施體驗式學習的高一（1）班，女生目標實現(xiàn)度的及格率、優(yōu)秀率、平均分均比男生低，這與女生的動手能力較弱、活動參與較少、以及地理空間思維能力的基礎(chǔ)學習水平較低有密切的關(guān)系。

表6 高一（1）班男、女生目標實現(xiàn)度比較

3.實施體驗式學習學生獲得的內(nèi)心體驗

從實施體驗式學習班級學生的書面總結(jié)中，筆者不僅找到了實施體驗式學習班級風與等壓線空間素養(yǎng)檢測成績優(yōu)于常規(guī)教學班級的原因，而且還發(fā)現(xiàn)了實施體驗式學習班級學生的多方面收獲，如表7所示。

表7 體驗式學習后學生的內(nèi)心體驗

三、結(jié)論和建議

1.體驗式學習應(yīng)成為地理教學的經(jīng)常形式

“除了地理課，在基礎(chǔ)教育課程中還有哪門課是講宏觀空間概念，關(guān)注空間格局、時空關(guān)系及其相關(guān)性的？”[14]所以培養(yǎng)學生的空間素養(yǎng)，地理學科責無旁貸。通過定量的實驗教學研究發(fā)現(xiàn)，風與等壓線（面）空間素養(yǎng)的培養(yǎng)，實施體驗式學習比常規(guī)教學更為有效。在中學地理教學中教師要改變教學觀念，盡可能的實施體驗式學習，教師要精心設(shè)計好體驗式學習方案，多讓學生在做中學習。

2.實施體驗式必須做好充分的準備

體驗式學習對學生風與等壓線（面）空間素養(yǎng)的培養(yǎng)，筆者在高一年級做了兩次實驗，第一次由于實驗準備不夠充分，要求學生用竹片代表等壓線（面），但竹片不能較好地表示等壓線（面）的彎曲，加之在體驗式學習方案中沒有設(shè)計探究問題，學生做實驗時，目標不明確，所以實驗效果不夠理想，之后對實驗方案進行了改進。第二次進行實驗時恰遇下雨，不能在室外進行，只能在教室內(nèi)進行。但學生充分運用了教室內(nèi)的板凳、桌子、地面創(chuàng)造性的做了演示實驗，比我給學生設(shè)計的實驗方法還要巧妙，讓我刮目相看，自嘆不如。

3.要加強對女學生的體驗式學習的重視

從實驗得知女學生的地理空間素養(yǎng)水平較低，加強對女學生的地理空間素養(yǎng)的培養(yǎng)勢在必行。在實施體驗式學習過程中要對女學生格外關(guān)注，在實驗小組人員的組建時，要盡量將男女學生混編在一組，盡可能的讓女學生有更多動手做的機會。教師要在女學生動手做過程中給予更多的指導(dǎo)和鼓勵，并對女學生實驗后作業(yè)的批改加以格外關(guān)注。

[1] 韓金榮,袁孝亭.美國基礎(chǔ)教育地理課程標準對空間素養(yǎng)的關(guān)注及其啟示[J].外國教育研究,2009,(5):43.

[2][3] 王燕華,段玉山.加強學生地理空間素養(yǎng)的培養(yǎng)——地理信息技術(shù)在地理教學中的應(yīng)用[J].地理教學,2012,(23):9-13.

[4] 段玉山,王燕華.運用“中學GIS教學平臺”培養(yǎng)中學生地理空間比較分析能力的研究[J].地理教學,2012,(10):44.

[5] 劉德義.如何培養(yǎng)學生的空間思維能力[J].湖南教育綜合版,2012,5.

[6] 王會林.在地理空間思維能力的培養(yǎng)中滲透素質(zhì)教育[J].中學地理教學參考,2002,(5):44.

[7] 徐君.空間概念、空間推理與空間分析[J].地理教育,2009,(4):39.

[8] 鄧紹輝.宇宙中地球體驗式學習的嘗試[J].地理教學,2012,(15):22.

[9] 盧曉旭.基于地理課程標準的課程評價實施方法[N/OL].超星視頻,2013,5http://video.chaoxing.com/play--1774236693-126097.shtml.

[10] F.赫斯.科學發(fā)現(xiàn)者[M].杭州:浙江教育出版社,2008.

[11] 王德清.教育測量和評價學[M].重慶:西南師范大學出版社,2000,8.

[12][13] 盧曉旭.地理課堂教學目標呈現(xiàn)方式與教學效率的相關(guān)性[J],課程.教材.教法,2011,(1):100-105.

[14] 俞立中.對中學地理教育改革的幾點思考[J].地理教學,2012,(5):4.

（責任編校：朱楠）