深度學習視角下的高中地理課堂活動實踐探究
——以“熱力環流”為例

劉宇樺

（上海市楊浦區教育學院, 上海 200092）

2019年6月，國務院辦公廳印發的《關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》（以下簡稱“《意見》”）指出，要積極探索基于情境、問題導向的互動式、啟發式、探究式、體驗式等課堂教學，培養學生適應終身發展和社會發展需要的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。這就要求廣大一線教師在課堂教學中積極發揮學生學習的主體性，落實學科核心素養。

課堂活動是學生課堂學習的重要載體。然而，并非所有的課堂活動都能發揮良好的效果，有些活動的開展僅僅流于形式，只圖課堂氛圍的活躍；有些活動則僅僅停留在對學科知識的記憶和簡單理解，對學生思維能力和學科素養的培育還十分欠缺。

深度學習是一種基于理解的學習，以發展學生高階思維和培養學生解決實際問題的能力為最終目標，被認為是學科核心素養培育的有效途徑。筆者從深度學習視角出發，以上海版高中必修《地理一》“熱力環流”一課為例，分析深度學習視角下高中地理課堂活動的有效實踐。

一、深度學習視角下的課堂活動內涵理解

美國教育學家布魯姆曾將認知領域的學習目標由低到高分為“識記、領會、應用、分析、綜合和評價”六個層次。其中，“分析、綜合、評價”對應高階思維的認知水平。關于深度學習的理解，有專家認為深度學習是學生圍繞有價值的學習主題，積極參與并獲得發展的學習過程；也有專家認為深度學習是學生在教師創設的復雜情境下表現出高度投入、高階認知參與并獲得有意義的學習結果的過程。綜合多位學者觀點，可以從中發現一些相同的元素，如有價值的學習主題、有意義的學習結果、高投入的學習過程、高階認知的目標層次等。

因此，本文認為，深度學習是教師結合教學內容和生活實際，創設真實、復雜的學習情境，并依據情境構建活動線索，層層遞進，讓學生通過自主或合作學習的形式，獲得有意義的知識建構，最終實現知識的遷移和運用。

綜上，本文認為深度學習視角下的高中地理課堂活動實踐應具有如下特征：①創設能夠觸發學生深度思考的主題情境；②構建能夠促進學生意義建構的活動線索；③引發能夠激起學生批判思維的認知沖突；④提供能夠引導學生遷移運用的實際問題。

二、深度學習視角下的課堂活動課例分析

1.創設能夠觸發學生深度思考的主題情境

情境認知理論認為，知識并非孤立存在，而是個體在與環境、他人相互作用過程中的意義建構。情境是一切認知的基礎，只有當學習被嵌入與之相關的自然或社會情境中時，有意義的學習才有可能發生。因此，情境可以說是深度學習發生的重要基礎。

那么，什么樣的情境有利于觸發學生的深度思考呢？結合深度學習的內涵，貼近學生生活、來源于社會現實的情境更容易被學生所理解和接受；具有一定復雜性和挑戰性的情境更能激發學生的主動探究欲望；貫穿全過程的情境更容易層層遞進，將學生的思維引向高階。

“熱力環流”是高中地理教學中較有難度的一節原理課。在以往的教學中，教師時常會通過創設多個情境的課堂活動來落實原理的理解和應用，雖然這樣的情境創設也能完成教學目標，但是學生所習得的海陸風、城郊風等知識卻是相互割裂的。因此，筆者對本節課的主題情境進行了重構（見表1）。

表1 “熱力環流”情境重構對比表

本節課依托“構建城市通風廊道系統”的社會熱點作為貫穿本節課的主題情境。首先，情境來源于新聞熱點，容易被學生理解和接受；其次，新聞介紹的是北京的通風廊道系統，雖然上海也正在積極規劃，但至今尚未發布官方的規劃圖。如此，正好激發上海學生大膽假設、主動探究的欲望。另外，城市通風廊道的設計并不能一蹴而就，學生必須先要認識風，進而找到風，才能借助風來規劃通風廊道。由此，在循序漸進的課堂活動中，學生的思維在不知不覺中被引向深處。

2.構建能夠促進學生意義建構的活動線索

建構主義學習理論認為，有意義的學習是從學生原有經驗出發，建構起新經驗的過程。教學不能簡單、強硬地從外部對學習者實施知識的“填灌”，而是應該把學習者原有的知識經驗作為新知識的生長點，在層層推進中達成深度學習的目標。因此，深度學習視角下的課堂活動應尤其關注新舊知識的聯系，保證學生思維的遞進式發展，進而上升到高階水平。

在“熱力環流”一課的教學中，以“構建城市通風廊道系統”作為主題情境。下面設計了“識風——了解風的形成過程”“找風——探尋城市潛在的風”和“借風——規劃上海通風廊道”三個學習活動，構成整堂課的活動線索（見圖1）。

圖1 “熱力環流”課堂學習活動線索及對應認知基礎圖

本節課由“識風”到“找風”，再到“借風”的活動線索，符合學生的認知規律，也符合地理問題探究的基本路徑。每一項活動的實施，都是基于學生一定的認知基礎而展開的。

“識風”是關于熱力環流原理的學習。從學生的物理經驗出發，在復習物理“熱傳遞”相關知識的基礎上進行熱力環流過程的探究，降低了入門難度。“找風”則是基于活動一的結論，在明確了產生風的根本原因是地表冷熱不均后，進而在城市中找到潛在的風，即找到城市中不同的冷熱源地。“借風”是基于活動二已經找到潛在風的基礎上，進一步思考如何將風引入城市主城區。為了避免學生對開放性活動手足無措，本環節特別設置了學習支架，即通過介紹北京通風廊道系統的構建方案，引導學生將其規劃方法遷移至上海，以提供解決問題的方向。

3.引發能夠激起學生批判思維的認知沖突

批判思維是人思維發展的高級階段，以提出疑問為起點、分析推理為過程、提出有說服力的解答為結果，是實現深度學習的必要途徑。課堂活動中的認知沖突，可以激發學生內心的認知失衡，從而提出質疑，產生一種強烈的想要消除內心失衡感的主動探究欲望，進而產生對問題的深度思考。因此，在設計“熱力環流”一課的課堂活動時，筆者基于以往的教學經驗和課前對學生相關認知基礎的測查結果，在活動中有意創設了幾處認知沖突，希望能夠引發學生課堂的質疑和反思，培養批判性思維。

熱力環流原理是學生的學習難點，原因在于學生頭腦中原有錯誤的物理前認知會阻礙其對于該原理的正確理解。因此，教師通過課前測查，捕捉學生觀點中的認知沖突，在課堂活動中通過問題鏈的形式予以呈現和探討，引發學生質疑，激起學生的認知沖突，從而幫助學生及時完善認知結構?！白R風”環節問題鏈如下所示。

問題1：假設A空氣柱中有8個氣體分子，則這8個氣體分子在A空氣柱中如何分布？學生認知觀點如下（見圖2）。

圖2 學生關于問題1的不同觀點

學生批判性思考：珠穆朗瑪峰的登山運動員登上山頂的照片中有佩戴氧氣設備，意味著海拔越高，空氣越稀薄，空氣中氣體分子的分布應該越稀疏。

問題2：假設A地受熱，B地遇冷，則氣體分子在受熱和遇冷之后如何運動？學生認知觀點如下（見圖3）。

圖3 學生關于問題2的不同觀點

學生批判性思考：從物理微觀角度來看，空氣受熱導致平均動能增大，分子無規則運動加快，分子間距增大，宏觀上的體現即為膨脹，密度減小，就會做上升運動。因此，觀點①和②的綜合才是完整的解答。

在“找風”環節中，教師要求學生在上海部分城區簡圖中尋找相較于主城區的冷源，學生紛紛找到了郊野公園、吳淞江、東海等，將海陸風與城郊風融入其中，也在其中暗設了一項認知沖突（見圖4）。

圖4 “找風——探尋城市潛在的風”環節課堂活動設計

由圖4可知，學生對于上海主城區與濱海森林公園之間的熱力環流并無異議，即完成了城郊風的學習。但是在看到上海主城區與吳淞江的熱力環流圖之后，馬上就有學生提出了質疑——上海主城區和吳淞江之間，吳淞江一定是冷源嗎？此時，更多的學生想到了比熱容的問題。于是，將海陸風白天與夜晚的風向變化進行了自主完善，落實區域認知與綜合思維素養的培育。

4.提供能夠引導學生遷移運用的實際問題

遷移運用是深度學習的最終目的。因此，深度學習視角下的課堂不能僅僅滿足于學生對知識、原理的理解，更要能夠引導學生運用所學的知識和原理，嘗試解決現實情境中的復雜問題。當課堂中所學的原理被應用于真實問題的解決當中，學生就會發現，現實情境中的問題遠比教材中的所學知識要復雜得多，需要考慮的因素也更加多元，從而將課堂上的探究自然地延伸到課后，這也正是本次教學變革想要達到的目標。

“借風”環節是本節課的最后一項課堂活動，也是遷移運用熱力環流原理的一個環節。在遷移之前，教師首先向學生介紹“城市通風廊道系統”的組成，并且基于“北京市通風廊道系統規劃圖”，帶領學生學習城市通風廊道系統構建的一般步驟（見圖5），為后續的方法遷移奠定基礎。

圖5 北京城市通風廊道系統構建步驟

由圖5可見，北京市規劃的五條一級通風廊道，除兩邊的兩條直接通過高速公路貫通以外，中間的三條起點均為郊野公園，即利用了城郊風的原理。當視角轉向上海，學生會發現，上海也有郊野公園，也可以運用城郊風的原理來“借風”。不僅如此，上海相較于北京還具有臨海的優勢，即還可以借助海陸風來“借風”。由此，學生打開了思路，可以著手在“上海部分城區簡圖”中規劃上海通風廊道的路線。

同時，在實際的操作和交流過程中，學生會提出許多質疑。例如，風會自己拐彎嗎？局地風與大尺度的季風風向不一致，通風效果會好嗎？通風廊道的寬度設置多少合適？這些問題的提出都是學生在實際操作中自己提出的質疑，也為課后的進一步探究提供了方向。在本節課的最后，教師肯定了學生提出質疑的態度，并為學生提供了一系列針對這些問題的參考文獻，鼓勵學生在課后做進一步的探究，完善自己的方案。

三、結語

21世紀是一個信息技術高速發展和社會急劇變化的時代。面對紛繁復雜的世界，單純以知識灌輸為主的教育早已落后于這個時代。如何從“知識本位”轉向“素養本位”，是本次基礎教育課程改革面臨的重要課題。課堂是學生素養培育的主陣地，深度學習是課堂轉型的標識，“從課堂出發的變革”需要依靠一線教師對“深度學習”的創造性使用。如何通過課堂活動的設計更好地促進學生深度學習的發生，從而落實學科核心素養，是值得廣大教師不斷探索的課題。