ICAN項目理念對地理模擬實驗微視頻設計的影響研究

林保忠 吳 剛

(1.福建教育學院，福建 福州 350025;2.福州第一中學，福建 福州 350108)

一、兩節同課異構地理實驗探究課的思考

案例一:“河流侵蝕地貌”一課。教師使用大約6分鐘時間，在壘有土堆的透明玻璃箱里，將一瓶水從土堆頂倒下，模擬流水侵蝕所產生的溝壑 (實驗進行二次，一次現場操作，一次錄像回顧)，進而講解河流侵蝕地貌。學生對實驗表現出較高的興趣，課堂活躍。但隨著課程展開，教師的提問，以及教師對侵蝕概念的詮釋和溝壑現象的講解，學生的思維逐漸趨于“平靜”，學生沒能保持住先前那樣高的“熱情”與“應答”。課堂生態亦在教師的一問一答之間呈現出以教師講授為主，學生被動學習的傳統氛圍。

案例二:同樣“河流侵蝕地貌”一課。教師使用7分鐘左右時間，播放一段關于模擬美國科羅拉多大峽谷形成的實驗“微視頻”(視頻來自美國歷史頻道紀錄片《地球起源》)。在播放前，教師提出二個問題，并要求“視頻”播放結束后小組討論回答:①你在生活中是否見到與視頻實驗結果一致的現象?舉例說出。②實驗水流速度與地貌特點說明什么?在兩個問題討論即將結束時，教師又補充三個問題:①為什么說流水與大峽谷地貌形成關系密切?②這種峽谷地貌的形成多在河流流域 (上、中、下游)的哪一區域?③你能根據地形圖 (全球、中國或福州)推測出圖中哪些區域也存在流水侵蝕地貌?請你提供推測依據;與科羅拉多大峽谷相比，它們之間有哪些區別。課堂以小組討論方式進行，教師在小組間行走、觀察，不時地參與各小組討論、詢問和解答。在課堂討論進行約20分鐘后，各小組將討論結果以及探討產生的問題進行課堂交流;教師始終參與其中，并對學生的問題與結論或歸納，或總結，或評價，直至下課。

以上案例一的實驗課屬于“單純性原理模擬實驗”，可以說是目前地理實驗探究課的主流教學形式。此類實驗課形象具體，能將較為抽象的地理原理轉化為形象直觀的畫面，能較大程度上吸引學生，克服教學難點，可以帶動課堂探究活動，以期達到教學的目的。誠然如此，那為何此種模擬實驗課會使學生思維逐漸趨于“平靜”，學生在實驗后的學習狀態又回到被動形式?它還屬于現代意義上的科學探究課嗎?如何才能走出科學探究課程教學的困境?

由于地理學研究的對象是發生在地球表面大尺度的空間事項，探究過程的本質充滿了復雜性，不能簡單地使用某一“單純性原理模擬實驗”(案例一)來反映紛繁的地理世界，容易忽視地理學的性質和學生原有的知識經驗，容易將學生的注意力引向非地理學領域，從而淡化地理學原本的科學屬性。再加上課堂教師問題設置的局限性，這也使得案例一實驗演繹結束后，課堂活動逐漸趨于傳統狀態，這顯然不是真正意義上的科學探究課。案例二的“微視頻”是典型的“情景式模擬實驗”，主要選取紀錄片《地球起源》中地質科學家為尋找科羅拉多大峽谷成因的模擬實驗，通過剪輯形成。視頻中有能證明流水侵蝕作用的證據，如巖層中的卵石排列順序，巖層、地層的結構，以及地質時期的流水沉積物等。場景宏大、構思巧妙、畫質優美、語言精練，非常符合學生的興趣點，加之針對性的課堂問題設置到位，學生對視頻表現出很高的關注，課堂始終圍繞著“問題”，處于活躍的交流討論中。

案例二課堂教學的最大特點是將科羅拉多大峽谷形成的“微視頻”融于解釋流水侵蝕地貌的地理規律中。課堂活動過程則包含了觀察、測量、分類、預判、描述、質疑、推論、分析、綜合、比較、概括等諸多科學探究的思維過程，將流水侵蝕地貌的原理應用到本鄉本土，日常生活中。在教師設置的五個情境問題的引導下，學生始終精神飽滿地參與了討論，課堂充滿著交流碰撞的智慧火花。這種課堂正是科學探究課堂所追求的。

因此，真正的科學探究課程教育是要能夠建構一種既激發學生學習興趣，又能體現科學探究本質和符合現代意義上的課堂探究過程。所以，建立在ICAN項目理念上案例二的情境式模擬實驗將是走出單純性原理模擬實驗教學困局的有效途徑。

二、ICAN項目啟示

ICAN是探究、情境和科學本質 (Inquiry，Context，and Nation of Science)的縮寫。該項目是“美國加強中小學教師有關科學探究和科學本質教學的知識及技能能力發展”項目，其目的是讓教師在真實的科學研究環境中與科學家合作，對科學研究過程進行深入反思，學會與科學探究相關的必要的知識和技能。那么，這一旨在提高美國教師科學素養和教學能力的項目對當下的地理實驗課程教學有什么啟示呢?

ICAN項目落實在具體教學上，就是課堂上須創設探究情境，教師以科學探究過程的教學方式，使學生在模擬科學家日常研究的情景中認知科學本質。簡單地說，就是教師如何利用探究情境使學生達到對科學探究的認識，并在此基礎上進一步將科學研究的認識模式化為對科學本質的認知 (圖1)。

圖1 探究課堂教學結構

三、地理情境式模擬實驗微視頻設計要求

1.地理情境式模擬實驗視頻素材的選擇要求

根據ICAN項目理念，創設學生地理實驗探究活動的情境平臺，最佳的視頻“素材”是具備了“大數據”色彩，又有“故事情節”的情境紀錄片或海外大學公開課視頻。常用素材有紀錄片《地球的起源》《加拉帕戈斯群島》《資本的故事》，網易華盛頓大學公開課《地球的運作原理》等。然后，根據課程任務要求，利用視頻軟件將“素材”進行剪輯加工制作成需要的“微視頻”。如案例二的7分鐘“微視頻”。

2.地理情境式模擬實驗“微視頻”的編輯、問題設計要求

依照ICAN項目理念的探究課堂教學結構 (圖1)，情境是基礎，是成為課堂學習的平臺;探究是關鍵，而問題則是課堂探究的實質落實。

“微視頻”必須要滿足下列要求:①創設要有現實性的探究情境;②顯現知識產生的背景與萌發;③揭示促進知識發展的證據和動力;④理解知識的要點與本質;⑤理清與其他課程知識的相關性;⑥展示一定的美學價值。“微視頻”的剪輯可以取材多個“視頻素材”。以某一素材為主，其他為輔;也可以采用多種素材圍繞主題進行多元組合的方式。例如:案例二的“微視頻”就采用前者方式剪輯，主材選用《地球起源》，輔材利用了《東非大裂谷》和《地球的力量》中的部分視頻材料。

根據ICAN項目理念，依據課程學習任務需要編輯而成的“微視頻”只是提供探究的情境平臺，而恰當的問題則是探究能否實現的關鍵，是將學生逐步引向深入學習的路線圖。所以，實驗“微視頻”問題的設計要注重設問的層次和問題本身的深度，要做到:點 (個性)與面 (普及)、層次與深度、重點與拓展等各方面的兼顧;要注意避免問題的“有效性”“創造性”和“情感性”等方面的缺失。

例如，案例一中由于沒有設置“情境”平臺，缺乏設問的層次結構;教師在演示完單純性原理模擬實驗后，僅僅只讓學生針對實驗的結果進行評價，不存在由此實驗而衍生出的與學生生活息息相關的地理問題，課堂隨即進入傳統授課模式。案例二的科羅拉多大峽谷成因的情境式模擬實驗不僅開拓學生的視野，而且通過與情境關聯的五個層次遞進且逐步拓展、加深的“問題”，將遙遠的科羅拉多拉近到學生的日常生活中，激發學生的情感，從而使課堂始終保持著較為高漲的探究氛圍。

四、結語與討論

1.“微視頻”課程重視地理概念詮釋

依據ICAN項目理念創設的具有探究內涵的地理情境式模擬實驗“微視頻”課程，有利于縮小地理的時空概念，有利于促進學生在大時空背景下的思維發展，但可能會造成對某些地理概念詮釋的弱化。

2.編輯“實驗視頻”要根據課程的需求和學生的興趣點

以探究型的紀錄片和大學公開課為主。使用視頻編輯軟件圍繞著課程實質內容進行剪輯，一般以5至8分鐘為宜。編輯的“微視頻”可能存在著干擾學生認知的無效畫面信息。

3.建立在ICAN項目理念上地理實驗“微視頻”課程必須注重提問的策略

符合學生生活經驗和認知的設問是避免“視頻”游離與課堂活動之外的關鍵和重要細節。設問的層次、數量不必過多。但需注意設問可能會誘發學生認知上的更多疑惑，以及存在著如何將學生的“疑惑”疏導與轉化為課堂“教學資源”的問題。

4.地理實驗“微視頻”的課堂使用要與基本的教學策略聯系起來

雖然“視頻”能很大限度激發學生的學習熱情，但只憑有限的“視頻”內容是無法使學生形成準確的“探究途徑”和理解科學本質，所以課堂的基本教學手段是不可或缺的，需要一些的教學手段以提升學習效率，如互助導學式、小組交流式等。

5.建立在ICAN項目理念上的探究教學方式對教師的能力要求較高

學生在探究過程中隨時會發揮想象，要求教師具備隨機應變的能力。此外，教師除具備地理學科基本知識外，還應適當掌握其他學科知識和技能。如處理課堂上出現的各式生成性問題，以及掌握剪輯、編輯視頻軟件等技能。

總之，建立在ICAN項目理念上的地理實驗“微視頻”是可在集體教學環境中實施的個性化的學習，教師的教學以兼顧每個學生的不同稟賦、才智、興趣需求為前提，能最大限度地消除整齊劃一的課堂教學的危害，從而有效改善課堂教學的生態環境。

［1］教育部.普通高中地理課程標準(實驗版)［S］.北京:人民教育出版社，2003.

［2］王晶瑩.美國中小學教師基于探究教學的專業化發展項目述評［J］.全球教育展望，2011(2).

［3］吳剛.基于案例問題導學式的“問題”設計［J］.福建教學研究，2012(1).

［4］蔡鐵權，葉梓.科學教育中的“思維旅行”［J］.全球教育展望，2012(5).

［5］［美］理查德·哈特向.地理學的本質——當前地理學思想述評［M］.北京:商務印書社，1996.