深度學習視域下地理多元學習的案例分析

于從明

摘 要：在新課程改革背景下，科學開展深度學習、多元學習是提升學生學科核心素養(yǎng)的重要途徑。以高中地理選擇性必修“太陽視運動軌跡”的學習為例，立足概念化、結構化、情境化邏輯，從思維層級的角度進行多元化的教學設計，深度探析“太陽視運動軌跡”這一重難點的突破過程，為開展新時期深度多元化學習提供真實典型的案例。

關鍵詞：太陽視運動軌跡；深度學習；地理多元學習；案例分析

中圖分類號：G633.55? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1005-5207（2023）05-0021-05

基于新課程標準并結合學情，科學處理教材和素材，創(chuàng)新設計情境，多元化地開展深度學習，是提升學生地理核心素養(yǎng)的重要途徑。教師的教學方式、理解水平和教學能力是直接影響深度多元化學習效果的三個重要因素。高中地理教材選擇性必修一“太陽視運動軌跡”教學，一直是困擾高中地理選修班師生的難點，也是考驗地理教師進行深度教學設計，開展多元化學習的一塊“試金石”。下面分享筆者對本部分內容進行設計與教學的具體過程。

一、“太陽視運動軌跡”學習內容的深度理解和處理

“太陽視運動”的實質是一種虛擬運動，是站在觀察者角度對日地相對運動的另一種視覺感受，它能直觀地反映各地的日出、日中、日落方位和太陽高度（角）及晝夜長短的日變化和季節(jié)變化情況。

為保證學習的高度、梯度和效度，在深度教學設計之初，應依據新課程標準對教學內容進行概念化、結構化、情境化的理解和處理。所謂概念化處理，即建立本部分的大概念知識（體系）、核心概念和分解概念。

本部分的大概念可理解為：太陽和地球在太陽系內進行周期性的相對運動；太陽視運動軌跡是以地球表面不同位置的觀測點為中心，目視太陽在天球上周日運動所形成的圓圈（或圓弧）；太陽視運動軌跡具有特定的時空變化規(guī)律。本部分內容及其相關的大概念知識體系如圖1所示。

核心概念：地球自轉運動、公轉運動、太陽及其視運動、黃道（面）、地平圈等。

分解概念：地球公轉基本參數（軌道、方向、周期、線角速度、黃赤交角、太陽高度及公轉地理意義等）；地球自轉基本參數（方向、線角速度、周期、晨昏圈及自轉地理意義等）；太陽視運動的速度、周期、方向、方位、高度角等。

對于上述概念的理解，筆者用地球儀和自制的橡皮泥小人、薄板、毛線針、泡沫板（分別代表觀察者、地平面、陽光和太陽），通過實驗，演示地球自轉和公轉狀態(tài)下的光照情況，輔以恰當的幾何圖形和規(guī)范的語言，科學且形象地將概念呈現。如地平圈：經過觀察者所在地的切面與天球的交線；晨昏圈：太陽光線與地球表面所有切點的連線；直射點：晝半球表面的中心點，或經過地心的太陽光線與晝半球地表的交點；每日太陽視運動軌跡：每天“太陽繞地軸運行”的圓周在天球上的投影；每年太陽視運動軌跡：一年內“太陽沿黃道運行”的圓周在天球上的投影等。

所謂結構化處理，即從教學內容和教學過程角度，建構課堂教學遞進模塊，促進對基礎知識的多方位、深層次理解。太陽視運動軌跡的學習，實際是基于不同位置地平圈、天球、地軸及其相互關系動態(tài)變化的情境下，對太陽視運動的深入理解和認知。筆者從“地球運動”和“太陽視運動”兩個板塊，突出不同地點的“一軸二面”關系（地軸與地平圈、太陽視運動圈的相互關系如圖2所示）。

所謂情境化處理，則是整合學習資源，挖掘教材和素材中的知識能力點，用多樣化的方法和手段，創(chuàng)設各種新情境，通過多角度、多方法、分層次引導教學，助力分析解決學習問題。教學中除了可用演示實驗創(chuàng)設情境以外，還可在互聯(lián)網上下載教學視頻和電子演示模式，輔以PPT和學生的自主表演等形式分步驟展示，并設計相應情境的探究問題，一步步引導學生的思維向高階發(fā)展。

二、“太陽視運動軌跡”學習過程的進階思維設計

美國當代著名的教育家布魯姆在對教育目標進行分類時，將認知領域的教學目標分為知道、領會、應用、分析、綜合、評價六個層次［1］。筆者結合本部分學習內容，對太陽視運動軌跡的學習情境、學習目標等進行梳理，分析與其相關的思維發(fā)展過程，構建了思維發(fā)展的金字塔模型（圖3）。

依據《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》，可將“太陽視運動軌跡”的學習目標設計如下：①學會判讀本地區(qū)（ 40°N）太陽視運動軌跡示意圖（圖略）；②理解北半球高、中、低緯度不同季節(jié)的太陽視運動軌跡特點，并繪制簡單的太陽視運動軌跡示意圖；③依據目標②推理并繪制南半球高、中、低緯度不同季節(jié)的太陽視運動軌跡示意圖；④歸納總結全球太陽視運動軌跡的緯度和季節(jié)變化規(guī)律，學會分析解決實際問題。

為了提高學習效率，在學生觀看自制教具實驗和電子演示模式以后，判讀教材中40°N二分二至日的太陽視運動軌跡，設計探究的基本內容和主要過程如圖4所示。完成探究過程以后，可借助多媒體打開教學軟件“虛擬三維地球儀3Dearth.exe”中的“太陽視運動”，系統(tǒng)演示南、北半球各緯度一年中不同時刻的太陽視運動軌跡及其變化過程，讓學生驗證并完善自己的思維推理過程。

【鞏固作業(yè)設計】讓學生自主完成圖5的內容，繪制南、北半球對應地區(qū)的太陽視運動軌跡，并進行縱橫比較，嘗試在空白表格中總結歸納地球表面不同地區(qū)太陽視運動的緯度和季節(jié)變化規(guī)律。

【課外興趣作業(yè)】我國已經發(fā)射探測器著陸火星，依據地球上的太陽視運動規(guī)律，嘗試繪制火星上不同緯度的太陽視運動軌跡示意圖（表1）。

三、“太陽視運動軌跡”深度學習的方法和表現評價

經過多年實踐，筆者總結了對本部分內容進行深度多元學習的方法，主要有理論+圖示法、電子情境演示教學法、實驗+繪圖法、觀察體驗法、演繹推理法、比較分析法等。表2展示了不同方法和情境下的思維探究和分層遞進學習過程，以及學生相應的表現評價。

四、“太陽視運動軌跡”深度學習規(guī)律的總結與建議

1.總結

通過探究學習，學生對太陽視運動相關規(guī)律的總結如表3所示。

2.建議

對于“太陽視運動軌跡”的深度學習設計，應基于大概念知識和體系，站在觀察者的角度，從不同時空建立不同的認知情境，分層次逐步推進。教學中還應注意尺度的轉化（地球有時被看作一個小的質點，有時被看作一個平面，有時又是一個大的天體），切忌“一刀切”的講解，或“急躁冒進”。

（1）注意學習思維的層級訓練和評價

深度學習是持續(xù)建構的學習過程，教學設計應注意分層推進，逐層深入，逐步建構高階思維。按照20世紀80年代后期福格蒂和貝蘭卡“三層智力”的架構，高階思維技能可分為理解信息、概括洞察、發(fā)現應用三個層次［2］。表4為“太陽視運動軌跡”學習思維層級訓練的評價案例。其實，更高境界的深度學習則是依據學習過程設計和課堂教學互動，培養(yǎng)學生正確的宇宙觀、自然觀，以及科學精神、唯物辯證思想和探索宇宙奧秘的學習興趣。

（2）警惕極端化處理大概念教學，一味求“大”

這樣容易導致難度加深，內容寬泛，超越學生認知能力和課標要求；當然，也要避免只注重具體概念，而很少關注，甚至不關注大概念。

（3）防止過分依賴現代化的軟件演示，忽視教具運用

應該在繼承傳統(tǒng)教學優(yōu)點的基礎上，嘗試更多地運用實踐教學、信息化教學等多元手段，緊扣學生思維過程，進行豐富多樣的課堂互動，開展學生的思維結構評價和表現性評價。

（4）注意簡潔化處理內容和學習過程

“太陽視運動軌跡”學習涉及數學、幾何、物理 、地理等多門學科，空間尺度變化和空間思維轉換復雜，如何化繁為簡，貼近學生（水平、能力和需求），回歸基礎（圖文），是實現效度最大的關鍵。一是應用嚴謹而簡潔的語言、通俗易懂的圖示或實驗，總結清晰易懂的基本規(guī)律；二是所有的變化和轉換，最后都要落實到最基本的地球公轉運動圖和單元體系中，使學生易于形成完整的知識體系，深度理解學習內容，真正提升關鍵能力和學科素養(yǎng)。

總之，對“太陽視運動軌跡”深度多元學習的過程，實質是在對學習內容深度理解分析的基礎上，用多種形式和手段對思維分層化的探究過程。其設計的依據是新課程標準和新課程改革的各項要求，其情境創(chuàng)新的途徑既有“雙減”背景下教學理念的變革，也有人工智能支持下教學方式的變化。只要勤于思考、勇于實踐，一定會不斷有新的發(fā)現和收獲。

參考文獻：

［1］ 布魯姆.教育目標分類學：第一分冊認知領域［M］.羅黎輝，丁證霖，石偉平，等，譯.上海：華東師范大學出版社，1986.

［2］ 布魯斯·威廉姆斯.高階思維培養(yǎng)有門道［M］.劉靜，譯.北京：教育科學出版社，2021.