美國高中地理教材探究活動的特點研究與啟示

摘 要：美國高中地理教材《地球科學：地質學、環境與宇宙》十分重視對學生探究能力和創新精神的培養，探究活動貫穿教材的內容編排，探究實驗難度層層遞進、形式多樣，其內容的可操作性、內容的組織形式、內容的呈現都有其特色。

關鍵詞：地理教材;探究活動;特點

探究活動指的是學生通過活動，學習科學文化知識，培養探究能力和創新精神，形成科學的觀念和求真求實的態度。探究學習是一種積極自我知識構建的過程，探究活動是探究學習的載體，探究學習是一種教和學的方法，注重學生學習的過程。

對美國高中主流地理教材《地理科學：地質學、環境與宇宙》第二版（以下簡稱教材）進行分析研究后，發現探究活動始終貫穿這套教材，從教材內容的選擇、內容的編排和內容的呈現等幾個方面看，探究學習思想都滲透其中。我國新一輪高中地理課標提出對高中學生四大地理核心素養的培養，其中素養之一就是地理實踐力的培養，指出地理實踐力是人們在考察、實驗、調查等地理實踐活動中所具備的意志品質和行動能力[1]，這說明我國地理教育仍然重視對學生探究能力和創新精神的培養。探究學習主要以學習活動為依托，在活動中構建知識，夏志芳教授認為通過“活動”形式，切實讓學生參與教學活動，增強了教材探究性和實踐性[2]。這就指出探究活動主要目的是讓學生參與其中，對教材活動的“活動性”提出了更高的要求。本文旨在對美國地理教材探究活動進行分析和研究，以期為我國高中地理教材的編寫提供有益的啟示。

一、探究活動內容選擇凸顯實踐性

美國地理教材共分上、中、下三冊，共30章，2013年由美國麥格勞—希爾（Mc Graw Hill）公司出版，該教材根據美國2012年版地理課程標準《生活化的地理：國家地理標準》指導思想進行修訂。標準在對1994年地理標準批判繼承的基礎上，增加了地理實踐素養新內容，主要是培養學生能學會用地理知識分析地理問題、解決地理問題的能力，同時也培養學生的地理實踐素養。實驗是探究活動的重要形式，美國地理教材對實驗探究內容的編寫十分重視。該教材共30章內容120個實驗，在內容的選擇上，每個章節都以“起步實驗—技能實驗（數據分析實驗）—迷你實驗—地學實驗”貫穿整個章節的內容，從多個角度引導學生探究，培養探究意識和能力。起步實驗材料簡單、步驟簡單、可操作性強;技能實驗和數據分析實驗注重學生地理技能的培養，如讀圖、圖表分析、圖表制作、數據分析和計算能力;迷你實驗注重培養學生的操作能力，所需材料相對簡單，操作性強;地學實驗是整個章節中重要的實驗，操作難度和器材都相對比較復雜。從整體來看，實驗的難度呈上升狀態，每個章節以起步實驗作為開篇之言，在章節中會穿插迷你實驗和技能實驗，以地學實驗作為章節的收篇之筆。美國高中地理教材實驗的數量多、類型豐富（表1）。

通過表1可以看到，美國的地理實驗數量多、類型多樣且具有較強的可操作性，從不同的角度對學生的能力提出要求。本文主要以“地表水”一章為例進行分析研究，表2是“地表水”編排的實驗。

開篇起步實驗“水是如何滲透的？”是以問題引出探究的實驗，對新課導入性強，明確每個活動的步驟和所需要的器材。由于是起步實驗，所需要的器材相對簡單易取，只需要紗窗、草皮、水和盆就可以操作。實驗結果只要求學生能夠“描述”和“推斷”地理現象，總體來說實驗要求相對比較簡單，步驟簡潔和容易操作。內容的選擇切合主題同時也符合學生的生活經驗，把學生已有經歷與教材內容相結合，激發學生對本節內容探究學習的興趣。技能實驗關注讀圖能力和分析數據能力，通過圖表分析，培養學生用批判的眼光看待問題，問題設置難度層層推進，學生能推斷出結論并利用實驗進行驗證。“沉積物如何在河流中移動？”主要考查水如何搬運和堆積，是一個比較抽象和難理解的概念，實驗以問題為導向，學生在做實驗的過程中，可以清楚認識到水流的速度如何影響它可以搬運的顆粒，注重對學生統計和計算能力的培養。在湖泊小節中，設置迷你實驗“地表物質怎樣決定湖泊形成的位置？”，整個活動設計主要分為四個步驟，每個實驗的共同點是第一個步驟要求學生遵守實驗室安全守則，需要學生動手的步驟主要分為三點：①準備三個干凈的塑料盆，分別用沙土、黏土和礫石裝至半滿;②將各個盆中的物質輕輕壓實，然后在每一個表面挖一個淺坑;③將500ml水緩慢倒入每一個淺坑中。活動操作的步驟和要求都做詳細分析，對實驗目標有從描述到比較再到推斷這三個不同層面的要求。每個章節結束會有關于“地理科學與社會”的寫作專題，“地表水”章節寫作是“每年3月22號是世界的水日。請你制作一本手冊，解釋為什么需要這樣一個節日以及為什么更多的人應該了解這個節日。”這部分內容主要是對社會問題的關注和對知識的遷移應用。2016年《地理教育國際憲章》指出地理關注地方和全球尺度的人類經驗，也關注不同尺度的人類經驗之間的相互聯系[3]。這說明地理教育中滲透環境教育的重要性。美國地理課標的內容指出“能夠將空間觀、環境觀應用到生活情景中去”，從這個角度出發，地理教材的編寫也貫穿了這種課程理念，選取內容與社會的熱點相聯系，培養學生的動手能力，收集資料的同時，也培養學生的環保意識和觀念。

二、探究活動內容組織注重邏輯性

地理教材是學生學習的載體，教材探究活動組織形式也決定學生探究過程的質量，如果活動難度過大或不容易操作，那么這個探究活動在一定程度上可以說設計不成功。美國地理教材每小節由核心問題和關鍵術語組成，以“問題形式”過渡到本節課的內容，整個章節都是以問題貫穿于課文的內容，如“水循環”內容后面會有一個讀后的自查，解釋“如果水到達地表，會發生什么情況？”，類似問題會出現在課本中比較重要的內容。每個實驗之前都有一定的背景資料介紹或根據課文內容的設置而設立相關的實驗資料，這些材料起到先行組織的作用，引發學生對實驗進行了解。 如“推測河流流速”地學實驗中就先提供背景資料，敘述什么是河流的流速、影響河流速度的因素，進而提出實驗的問題“坡度對流速有何影響？”。編者根據資料提出與實驗相關的問題，把探究活動置于地理實驗之中，實驗分析也設置相關提問情境，讓學生在探究之后對問題進行更深層次的研究和分析。在實驗結束之后設置“拓展探究”，讓學生根據探究內容的情境自主設計“河床的質地對水流速度的影響”，這樣既培養學生對地理問題探究的能力也培養科學的態度。美國地理教材探究活動的編排難度是逐層遞進、呈螺旋上升分布的由易到難、從簡單到復雜，實驗目的設置從“描述”“指出”“比較”“解讀”“應用”“推斷”再到“預測”，這些行為動詞可以看出教材的編寫符合布盧姆認知分類目標，同時也符合學生的心理認識規律。例如，地學實驗的實驗分析共四個問題，首先解讀數據，然后應用，之后推斷，最后預測（圖1），對學生能力培養是從解讀數據、分析數據、推斷數據到對數據預測，能力要求從低到高，層層遞進，一方面培養學生的能力水平，同時也符合學生的認知心理。

教材是學生學習的重要資源，教材編排只有符合學生的認知心理才能更好激發探索知識的興趣。美國地理教材開章首頁都會有一個起步實驗，這個實驗是整章節的開篇之幅，既可以培養學生的動手能力也引發學生對地理學習和探究的興趣。當然探究活動的教學過程也離不開教師的指導，美國探究活動中最鮮明的特點是對學生的指令很清晰，無論是問題的設置還是實驗的步驟和要求都做出了具體要求，學生按照指令可以個人或是同伴一起完成。如“沉積物如何在河流中移動”的技能實驗中，實驗目的是培養學生的批判思維，批判思維是美國新一輪課標的重要指導思想，要求學生學會用批判思維去看待地理問題。其中，運用“指出”和“推斷”兩個行為動詞規定了學生應達到的學習效果，更深層次培養學生的地理思維能力。

三、探究活動內容呈現突出情境性

美國地理教材無論是活動性課文還是敘述性課文都有大量插圖，章節首頁是一幅關于本節課內容相關的背景圖。“地表水”的開章是山間河流的插圖，圖片色彩鮮明、情境真實、直觀形象。如技能實驗內容呈現，主要用圖文相結合的表現形式，通過圖表的解讀從而達到實驗的目的。對于實驗的文字解讀相對比較簡單，主要是關于原理性知識和實驗目標的內容，表述簡單清晰。技能內容是關于對“流速與顆粒關系圖”的解讀（圖2），橫坐標是流速，縱坐標是顆粒的直徑，由圖可以清楚看到流速與顆粒之前的關系呈正比例，流速越大，顆粒直徑就越大。實驗目的是對學生讀圖技能的培養，相對于文字來說，圖表包含內容和信息量相對較多，而且能讓學生清楚了解到兩者之間的關系，既培養讀圖析圖能力，同時也培養數據分析和處理的能力。

其中，地學實驗比較突出的特點是難度大，對學生動手能力要求高，重視對學生知識遷移和探究應用能力的培養，實驗所用材料相對前面實驗所用的材料更復雜，實驗結論更為系統。大體可以分為三部分內容：實驗材料，實驗步驟，實驗分析。實驗分析更多是考查學生對知識的遷移和應用，不僅能推斷“河流的流速”，而且能制作圖表對某個傾角的流速預測，鼓勵學生動手實踐的同時，也注重對其圖表制作能力的培養。測量坡度與流速關系時，對于量角器的使用有明確指示（圖3），這也為整個實驗的數據分析提供參考，使比較原理性的知識更加直觀形象。此實驗與前面幾個實驗最大的不同之處是增加了預測的要求，預測是考查學生對知識的遷移能力，同時從學生的預測中可以評價他們對知識的掌握情況，進而得出學生能力是否達到學習目標要求。

四、對我國地理教材探究活動編寫的啟示

1.加強不同類型地理實驗設計，培養學生地理實踐力

美國地理教材探究活動主要從自然科學視角出發，涵蓋內容豐富，包括地質、地貌、水文和氣象等地理科學內容。多樣化的探究活動不僅有助于培養學生的創新意識，同時也有助于培養學生的地理實踐能力。我國人教版2018年根據新課標出的地理教材每個章節后“問題研究”探究活動的操作性可能相對要來說要求沒有美國地理教材強，但對學生和教師的要求比較高。我國地理教材探究活動更多偏重于對“觀察”和“分析推理”技能的訓練，對“測量”和“預測”能力的培養有所欠缺。美國地理教材每個章節篇幅以操作性強的探究活動作為章節導入，不同能力層次的實驗活動貫穿教材章節，這值得我國教材思考和借鑒的內容。

2.注重地理教材組織的邏輯性，培養學生地理思維

學生是學習活動的主體，能力是在知識建構的過程中提高和發展的，這就要求地理教材探究活動的組織編制符合學生的認知心理。美國教材內容編排難度層層推進、階梯上升，從基礎實驗入手，不同的實驗對學生的能力要求不同，從不同角度培養學生的地理思維，如學生的語言表達能力、觀察能力、分析能力和遷移應用能力等，符合學生多元智能發展。我國地理教材探究活動編排更多從學生知識能力層面考慮，缺少對學生思維能力的滲透和指導，每個章節后問題探究專題難度也較大，對學生能力要求較高。

3.聯系真實情境設置地理問題，體現地理學科實用性

美國地理課程標準提出“生活化地理”，生活化地理要求從生活中地理問題出發，同時說明地理探究活動編寫情境要有真實性和實用性。美國地理教材每個活動都會設計一個特定生活問題情境，增加內容的趣味性和吸引性。例如，把問題情境生活化，以生活中常見問題的形式導出原理的知識再過渡到實驗的內容，或者把探究活動作為前備情境，作為探究拓展主題的過渡內容。精細化問題情境過渡自然和順暢，使學生知識層面和心理層面都比較容易接受。同時把問題情境生活化也體現地理實用性的特點，把生活中的問題與地理學科相結合，更好凸顯地理的實用性。

*資助項目：全國教育科學規劃課題“基于教學過程分析軟件的中學課堂教學行為診斷與優化研究”（FHB160567）;廣西教育科學“十二五”規劃2015年度廣西教育教學法研究基地專項課題“高中地理課堂教學行為診斷與優化研究”（2015JD402）。

通訊作者：張勝前

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 夏志芳.地理課程與教學論[M].杭州：浙江教育出版社，2003.

[3] 國際地理聯合會地理教育委員會.地理教育國際憲章[EB/OL].http：//www.igu-cge.org/charters/，2019-12-20.