地理學課程教學中科教融合的意義、問題及模式探究

李忠武,楊長溶,劉窯軍,聶小東,易立文

(湖南師范大學地理科學學院,湖南長沙,410081)

本科生教育階段的教學與科研融合受到國內外廣泛關注,最早可追溯到柏林大學。[1]教育與科研是相互融合、相互促進、協同發展的關系。教學與科研融合,一方面可以優化教學模式,在提升教師教學質量和教學水平的同時,還可以培養學生的研究興趣和科研素養,為學生日后投身科研事業奠定基礎。[2]另一方面,教學能夠為科研注入新的活力,提供新的靈感和見解。如今,科教融合已逐漸滲透到各高校,并融入教師的教學實踐。然而,隨著ChatGPT等新型人工智能技術的發展,傳統的授課模式受到沖擊,發展適應新技術時代的科教融合模式尤為重要。

地理學作為一門綜合性學科,具有綜合性、空間性、尺度性、時空變化和應用性等特性。為了促進本科生對本學科專有特性融會貫通,地理教學需要與科研相融合。然而,許多高校未能實現科研與教學協調發展,形成了“重科研,輕教學”的僵化模式。[3]這割裂了科研與教學的共生關系,不僅會影響教學效果、阻礙人才培養,還可能對科研產生負面影響。例如,科教分離可能導致科研人員與教學環境脫節,缺乏教育實踐和與學生的互動,他們的研究成果可能無法解決實際問題,從而失去對科學假設和理論的驗證機會。雖然部分高校已經意識到“重科研,輕教學”的危害,并且采取了一些切實有效的措施,但是由于缺乏科教融合實踐,該問題并未得到有效解決。本研究旨在構建地理學課程教學中的科教融合協同育人模式,以解決地理課程教學中科教融合現存的科學研究對地理課堂的滲透不足、傳統教學模式阻礙科教融合發展,以及科教融合評價體系不健全等問題。

一、地理學課程教學中科教融合的意義

(一)提升教學效果

科教融合可以通過引入科學實驗、觀察和探索活動等方式,激發學生對地理學科的學習興趣。例如,通過使用遙感(RS)和地理信息系統(GIS)等地理學相關軟件進行數據分析和可視化,學生可以更直觀地理解地理現象和空間關系,提高對地理學的興趣。此外,科教融合還可以將地理課堂的理論知識與實際應用結合起來。比如,通過進行野外考察和實地調研,學生可以親身實踐,了解地理學在解決實際問題中的作用,從而增強實踐能力和應用能力。因此,將科學研究融入地理課堂,能夠為地理課堂注入新活力,提高地理課堂教學的有效性和學生學習的積極性。[4]

(二)培養學生地理學科核心素養

2014年,《教育部關于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務的意見》指出地理課程要求學生具備綜合思維、區域認知、人地協調觀和地理實踐力四大核心素養。[5-6]科教融合可以通過地理實地考察、地理數據分析等活動,讓學生親身參與地理研究和實踐,培養學生的地理實踐能力?？茖W研究與地理教學融合能夠使學生通過更科學的方法收集和分析地理數據,進一步了解地球表面或某一區域的自然和人文現象,提高學生的綜合思維和區域認知能力。此外,科教融合還能夠幫助學生建立人地協調觀。例如,利用GIS技術分析土地利用和城市規劃或利用科技創新解決環境保護和資源管理等問題。

(三)培養創新型人才

科教融合的教育模式以學生為中心,通過探究式的教學設計和創造真實的科研情境培養學生的科研能力。學生可以根據興趣選擇科研課題并進行有效研究,發揮主觀能動性,培養科研創新能力和批判性思維能力。在科研訓練中,學生可以對現有觀點提出質疑,與教師共同探討,逐漸培養創新思維,不斷發現新知識,有利于培養創新型人才。通過科教融合,地理學課程可以更好地滿足學生需求,培養具有綜合素養和創新能力的地理人才。

二、地理學課程教學中科教融合的問題

自教育部提出科教融合協同育人模式以來,高校對科教融合的重視度不斷上升,科教融合也成為各學科領域關注的焦點。在地理課堂教學中,科教融合的實踐正逐漸受到廣泛關注。例如,北京大學、清華大學和復旦大學等研究型大學已經在科教融合方面進行了積極探索。雖然地理學科教融合理念在部分高校受到足夠重視,但仍存在以下問題。

(一)教學內容缺乏科研滲透

地理教學通常更注重地理知識的傳授和基本概念的解釋,而對科學研究和科研方法的介紹與應用較少。課程設置傾向于傳授地理理論和基礎知識,而缺乏對科學研究過程和科學方法的深入探討。此外,地理學教師培訓過于重視學科知識的培養,對科學研究的培訓和教育相對不足,導致教師缺乏科學和技術應用的知識與技能,無法有效地將科學和技術要素融入地理教學。

(二)教學模式較為傳統

傳統的教學模式存在以教師為中心、僅重視知識講授、學生被動接受等問題。這種模式往往缺乏與科研融合的機會,學生無法充分發展科研思維和實踐能力。此外,傳統教學模式側重教授地理學科的基礎知識,教師僅在有限的時間內完成所規劃內容的講解,而忽視了對科研方法和科學實踐的介紹與應用。學生很少有機會進行實踐性的科學研究活動,這限制了學生對科學研究方法的掌握和對實際應用的體驗。

(三)科教評價體系尚未完善

在科研與地理教學融合的過程中,缺乏一套全面有效的評價體系來評估教師和學生的綜合能力和表現。從學生的評價體系來看,傳統的評價體系主要聚焦于評估學生對學科知識的掌握程度和考試成績,而有關科研能力、創新能力和實踐能力的評價指標相對較少。此外,對學生的考核方式比較單一,過于依賴標準化(如選擇題)和半標準化(如簡答題)的筆試形式。從教師的評價體系來看,傳統的評價體系過于關注量化指標,如學生考試成績、班級平均分等,忽視了教師在教學過程中其他方面的表現。這種評價方式容易導致教師過度關注學生分數的提高,而忽視學生的全面發展。此外,教師的評價體系缺乏將科學研究與教學融合起來的評價指標和標準,無法全面評估教師在科教融合方面的表現和貢獻。

三、地理學課程教學中科教融合的模式

針對地理學課程教學中科研融合存在的教學內容缺乏科研滲透、教學模式較為傳統和科教評價體系尚未完善的問題,本文初步提出“一建立、二滲透、三優化”三步走式地理學科教融合協同育人模式。

(一)建立

地理學科教融合協同育人模式實現的第一步是建立良好的創新訓練平臺和組建優秀的科教融合育人團隊。這一步既是基礎,也是實現科教融合的重要保障。

1.建立良好的本科生創新訓練平臺

2007年,《教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》提出實施“大學生創新創業訓練計劃”以來,創新訓練項目在大學中普遍流行起來。[7]雖然創新訓練項目得到較早實施,但是依舊存在許多問題,如項目管理缺乏經驗和體系化模式、項目經費投入不足、本科生參與積極性不高、實際參與效果難以真正評估等。[8]因此,需要進一步完善本科生創新訓練平臺,為學生提供展示才華、鍛煉實踐能力和培養創新精神的機會。

首先,優秀的科研平臺應具備充足的科研資源和資金投入。高校在創建科研平臺時應充分利用地理國家級重點科研項目為學生提供更優質的科研資源,根據項目確定創新訓練選題,讓學生自主選擇感興趣的課題,實現教師和學生的平等互選。[9]高校還應當為創新訓練平臺提供充足的資金支持,為本科生參與科研提供更好的條件。其次,平臺的搭建也需要優秀的科研團隊。高?？梢云刚堄胸S富經驗和專業知識的導師指導學生的創新項目,同時鼓勵學生組建團隊,通過合作解決問題并完成創新項目。最后,高?？梢赃m當增加對本科生參與創新訓練項目獲取成果的獎勵,這樣有助于提升學生參與科研的積極性。

2.組建優秀的科教融合育人團隊

首先,需要明確科教融合育人的目標和理念,使團隊成員對團隊建設的方向和價值有共識,確保團隊目標與學?；驒C構的教育發展戰略一致。其次,組建團隊時應考慮多學科背景的成員,包括教育學、學科教育、科學研究等領域的專業人員。多學科組合可以促進知識交叉和專業互補,為科教融合育人提供更全面的支持。最后,應當選拔教學名師和高層次人才作為隊伍的核心力量,鼓勵在科研中取得重大優秀成果的教師擔任本科地理教學教師,為學生的科研成長提供支持和指導。

(二)滲透

實現地理學科教融合協同育人模式的第二步是要增強科學研究對地理教學的滲透,充分發揮學生學習的積極性和主動性,推廣研究型教學。通過以上策略可以讓學生在實踐中掌握地理學科的實際應用,培養學生解決問題的能力和科學研究的素養。

1.加強科研滲透

教師應積極參與地理科學研究和學術交流活動,不斷更新自己的地理學科知識結構。通過參與科學研究項目并與科學家、學者合作,教師可以了解最新的地理研究動態和方法,將地理學科的發展趨勢和前沿知識與大學地理知識銜接起來,引導學生積極探究教材中尚未提及但具有前瞻性的重要知識,將其融入教學實踐。此外,教師要積極搜集與整合科學研究成果和資源,包括科學論文、地理數據、地圖、衛星影像等。這些資源可以用于講解地理概念、展示地理現象,使學生更直觀地了解地理科學研究的實際應用和成果。

在信息化、自動化和智能化高度發達的時代,傳統意義上的教學內容設計可能不再適用于現代地理學科教學。因此,教師對地理課堂內容的設計和編排也要體現科教融合思想。[8]例如,將地理理論知識與實踐應用結合起來,通過實地考察、實驗室實踐、數據分析等方式,讓學生親身體驗地理科學研究的過程。培養學生運用地理知識解決實際問題的能力,使學生具備善于發現地理知識的眼光,真正做到將地理知識活學活用。此外,還可以利用多媒體技術和先進的GIS等工具,展示科學研究的成果和方法。通過地圖和衛星影像等方式,讓學生直觀地了解地理科學研究的應用和成果。同時,教師可以指導學生使用這些技術工具進行數據分析和空間模擬,培養學生使用科學技術的能力。

2.發揮學生主觀能動性

發揮學生在地理課堂上的主觀能動性對實現地理教學中的科教融合十分重要。第一,教師要認識到學生是課堂的主體,及時轉變教學觀念,更好地發揮教學實踐作用。尤其在師范類高校,更要響應新時代基礎教育強師計劃,結合師范專業認證理念,樹立以學生為中心的教學思想。第二,教師可以通過對合作探究、互動交流、總結歸納和拓展延伸等授課環節進行合理規劃來加強科教融合。[10]例如,教師可以引導學生提出問題、表達觀點,讓學生在課堂上成為積極的參與者。第三,教師可以選擇有趣的地理課題,組織學生進行科研匯報,由學生自由組建匯報小組,通過組員協作共同制作完成匯報內容,這樣有利于培養學生的表達能力和協作能力。第四,教師還應尊重學生的個體差異和多樣性,鼓勵學生勇于展現自己的特長和才能。教師可以為學生提供個性化的學習任務和挑戰,讓每個學生都能在地理課堂上發揮自己的主觀能動性。

教師通過以上措施可以激發學生的主觀能動性,讓學生在地理課堂上成為積極的學習者和參與者,培養學生的創造力、解決問題能力和自主學習能力,同時促進科教融合的有效實施,提升學生的綜合素質和學習成績。

3.實施研究型教學

研究型教學是指在教師引導下,由學生以研究或實踐等方式對某個問題進行探究、討論解決方案并得出結論的教學方法。該理念強調學生通過提出問題、進行實踐、數據搜集與整理、團隊協作等方式,培養科學思維、解決問題和創新的能力。研究型教學能夠將科學研究和地理教育結合起來,培養學生的科學研究能力和創新能力,提高學生的學術素養和實踐能力,進一步推動地理學科教融合的發展。

在研究型教學實施過程中,教師和學生應注意以下幾個方面。第一,教師要明確教學目標,確定好教學內容,明確具體需要做什么。第二,教師需要設計研究問題,并明確問題范圍。第三,教師要引導學生收集相關信息和數據,可以通過實地調查、文獻閱讀、實驗等方式獲取所需要的信息。學生需要學習如何有效收集、整理和分析數據,以便支持自己的研究和論證。第四,教師需要鼓勵學生將所學知識應用在實際情境中,可以通過模擬實驗、實地考察、數據可視化等方式進行實踐應用。學生需要思考如何將所學知識與實際問題進行連接,從而解決問題并得出結論。第五,教師要組織學生分成小組,鼓勵團隊合作和交流。學生可以在小組中分享觀點、討論問題,共同解決研究中遇到的困難。第六,教師要請學生展示研究成果,并進行評估和反思。學生可以通過口頭報告、海報展示、研究報告等形式向同學和教師展示他們的研究過程與結果,接著從學生研究過程、解決問題能力和學習目標達成程度等方面進行評估。

實施研究型教學既離不開教師的指導和幫助,又需要學生積極配合并且自發性學習。研究型教學思路整體層次的構建上逐層深入、循序漸進,打破了以往單一僵化的教學模式,這一課堂教學體系的實現不僅能為學生接觸科研提供更寬廣的渠道,還有利于推進地理學科教融合的發展。

(三)優化

地理學科教融合協同育人模式的實現需要進一步優化教師和學生的評價體系。因此,建立一套科學合理、具有地理學科特色的科教融合評價體系十分重要。

1.優化教師評價體系

首先,要建立多元的教師評價體系,除了傳統的學生考試成績和課堂表現,還應引入多元化的評價指標,包括教師的科研成果、科研能力、科研素養和科研作風,教學設計和實施,學生科研指導能力和團隊合作等。這樣可以更全面、客觀地評價教師在地理學科教融合方面的表現。其次,評價不應局限于單次活動,而應建立長效的評價機制。開展定期評價,持續了解教師在地理學科教融合方面的發展和進步。評價結果應及時反饋給教師,幫助教師改進教學實踐。此外,還應適當增強地理教學評價的獎勵力度,如設立“優秀教學模范”獎勵等,以此改變教師評價體系中“重科研,輕教學”的現狀。最后,在教師教學評價中也應讓學生參與。高?？梢栽诠倬W開設匿名評價教師的專欄,鼓勵學生對教師的課堂表現、教學質量、教學的積極性和專業性等方面進行評價。通過上述優化措施,可以建立一個更加全面、客觀、科學的地理學科教融合教師評價體系,鼓勵教師不斷提高科教融合育人能力,促進地理學科教融合的發展。

2.優化學生評價體系

對學生的評價體系不應局限于關注分數高低或獲獎數量等,更應注重對學生綜合能力的評估。[11]除了傳統的考試和作業評價,還可以引入多元化的評價方式,如項目作業、口頭報告、實地考察報告、科研成果展示等。這樣可以更全面地評估學生在地理學科教融合方面的學習成果,同時提升學生的學習能力。

此外,地理學科教融合強調培養學生的創新思維和提升學生解決問題的能力。因此,評價體系應關注學生在地理學科實踐中的創新性思考、問題解決過程和成果?？梢酝ㄟ^案例分析、開放性問題討論等方式評價學生的綜合能力。注重對學生地理學科核心素養的評價,關注學生對地理知識的掌握程度和進行科學研究的能力,結合校內科研和校外實踐等綜合性地評價學生。突破傳統的學生評價體系,從科研和教學兩方面入手,創新評價方式,推動學生評價體系真正落到實處,符合新時代地理學科教融合協同育人的要求。

綜上所述,實現地理學課程教學中科教融合的關鍵是構建科教融合協同育人模式。首先,應建立良好的本科生創新訓練平臺并組建優秀的科教融合育人團隊,為科教融合的實現提供保障。其次,應加強科研在地理學課程教學的滲透;轉變師生角色,發揮學生的主觀能動性;實施研究型教學,豐富研究型教學指導。最后,還需進一步從教師和學生兩方面優化科教融合評價體系,構建科學合理且具有地理學科特色的評價體系?！叭阶摺甭窂綄訉由钊?能更好地推動科學研究與地理學課程教學的融合,實現科研和教學的共同發展。