指向科學精神培育的高中地理主題情境教學探究

科學精神主要是學生在學習、理解、運用科學知識和技能等方面所形成的價值標準、思維方式和行為表現［1］，具有求知、唯實、理性的特點。科學精神是實施科教興國戰略，強化現代化建設人才支撐的必然要求，也是《中國學生發展核心素養》的六大維度之一［2］。高中地理，特別是自然地理是自然科學的重要組成部分，承擔著激發科學探究興趣、提升科學探究能力、培養科學探究精神的神圣使命。情境教學是目前高考評價體系和高考教學的重要載體，將科學探究過程轉化成系統性、層次性的主題情境學習，可以讓學生在解決問題的過程中逐漸感悟、內化成科學精神。但長期以來，人們僅重視科學知識的教育卻忽視了對科學思維能力的培養，這雖然能讓學生在較短的時間內較多地獲取系統性知識，但學生的內心情感難以受到激發，理性思維、批判質疑、勇于探究的科學精神更是難以培育和落實，久而久之形成“懂理論、難實踐、更難以主動探索實踐”的知行脫節問題。因此，在地理課堂上開展科學探究活動，讓學生在情境問題解決的學習過程中由表及里、由淺入深、邏輯清晰地解決問題，不僅可以提升學生科學探究的能力和方法，還可以讓學生在“做中學”中感悟科學理念，滲透科學品質，并由此實現讓學生熱愛科學、崇尚科學的目的。

一、問題提出的背景

高中生是國家的未來，高中階段是抽象思維、辯證邏輯思維日趨發展的階段。為了更好地了解當前高中生對科學精神的認知和態度，筆者對本校高一、高二共282位地理選考生進行了題為“對于生活中不了解的一些科學現象，你會去查資料了解或問別人嗎？”的問卷調查，結果如表1所示。

數據顯示：僅29.75%的同學會一定要搞清楚，不搞清楚不罷手，65.7%的同學會去了解一下，查不到就算了，還有近4%的同學不感興趣或覺得浪費時間。這表明，當前部分高中生對科學的求知欲和探究精神還非常欠缺。此外，通過對近幾年高考試題的分析發現，高考對學生理性思維、批判質疑和勇于探究等能力的考查越來越多，科學精神也已成為影響考生答題質量的重要因素，因此在高中地理課堂中培育科學精神、滲透科學品質非常必要。

二、科學精神培育下高中地理主題情境教學模型的構建

科學研究的一般步驟是：提出問題→猜想與假設→進行實驗→分析與論證→表達與交流，這種研究過程不是教師“告訴”學生就能形成的，必須通過“活動”不斷內化、主動建構，而主題情境恰好為這種“活動”提供了良好的載體。在地理教學中，教師可以將科學探究過程轉化成情境性、系統性的深度學習過程，讓學生通過觀察、假設等手段對情境中的問題進行質疑、協商、剖析和構建，體驗科學研究的一般步驟，培養科學研究的方法，進而形成科學看待問題、解決問題的價值觀和方法論。這種通過系統化的情境學習過程來促成科學思維的進階路徑（圖1），可以讓學生在交流和對話中形成求知、唯實、理性的科學品質，達到知行合一的教學效果。

[ 圖1 科學精神培育下主題情境的模型建構 ]

三、科學精神培育下高中地理主題情境教學實踐——以“熱力環流”為例

1.創設問題情境，激發求知精神——猜想與假設

科學源于發現，科學精神首先要有對新鮮未知事物的好奇心和探索欲，蘇霍姆林斯基說過：“只有當知識對學生來說成了一種觸動他的思想和情感，激發他去探索，使他產生需要而變成自己的東西時，才能說這是掌握知識”［3］。利用學生感興趣的生產、生活、故事等情境，設計符合學生認知水平的問題，使學生產生認知沖突，引發學生主動思考，提出質疑，尋求答案。結合“熱力環流”的學習目標和學情，從高中生善于設疑、釋疑、解疑的特點出發，本節課利用“福爾摩斯探案”來作為情境創設的切口，試圖以此激活學生的學習動機和學習興趣（表2）。

2. 深化問題情境，培養唯實精神——實驗與論證

（1）地理實驗——培養實證意識

科學實驗是自然科學研究的重要方法，在教學中采用模擬實驗等方法有助于學生形成尊重事實和證據的科學學習態度。在引發學生認知沖突的基礎上，進一步讓學生在真實情境中對未知事物蘊含的內在規律展開充分的想象，并用一切合理的、不合理的假設嘗試去解釋，然后再本著嚴密的態度去求證，以確鑿的證據去實證，最后得到最合理的結論，當然這個結論隨著條件的變化可能又會被推翻，又會進入到新一輪的探索過程，這種追求真理的實證意識和持續嚴謹的求知態度才是真正離科學更進一步（表3）。

（2）思維地圖——建構思維過程

結構化的知識有助于記憶和遷移，在高中地理學習中，利用思維地圖能夠使學生更好把握知識的上下位聯系，厘清各地理要素的因果聯系，更好理解地理過程，將抽象思維形象化，促進邏輯推理和理性思維能力的發展，增強學生解決實際問題的能力［4］。 在實驗論證的基礎上，借助區域圖和特定時空下的原理示意圖，讓學生對實驗現象進行觀察、記憶、想象、思維等多種思維活動，為知識的遷移應用奠定基礎（表4）。

3.拓展問題情境，滲透理性精神——表達與交流

理性精神即堅持用科學的態度看待評價問題，不借用非科學或偽科學。通過基于科學探究過程的情境學習后，學生已經對探究的概念、原理等有了一定的理解和認知，但認識是否透徹全面，還需要用新情境問題來檢驗。在新情境問題下，通過給學生留出探索的空間和時間來讓學生進行表達和交流，展現學生是否堅持用科學的態度看待評價問題。基于此，從學生的“最近發展區”出發進行情境的延伸，再次提出富有挑戰的問題來激發學生思維的張力和進一步科學探究的欲望，促使學生調用自身的經驗參與討論和交流，在“跳一跳，摘桃子”的過程中，暴露他們可能存在的錯誤思維，從而完成對知識意義的原始建構，讓學生已有的知識在后續的學習中獲得挑戰和重建，培養學生多角度辯證分析問題的批判質疑能力，滲透科學的理性精神（表5）。

四、結語

科學精神的培育是一個既復雜又系統的過程，從傳播科學知識延伸到培育科學精神是落實立德樹人的根本任務、是培養“活躍的、有責任感的公民”的必然要求［5］。實踐證明，在科學精神的視角下讓情境的發生發展過程和科學探索精神的培養過程融合到一起，可以讓學生在“做中學”中不斷批判質疑、加深認知，達到“知行合一”的學習境界。結合科學精神的內涵，在通過主題情境來培育科學精神時，還需特別關注以下兩點。

1.情境素材的創設要有廣度、深度和延度

基于科學精神培養的地理問題往往具有創新性、實踐性、綜合性、批判性等特點，因此情境素材的創設也一定要有廣度、深度和延度。情境學習的設計要以學習者為主體，情境素材與活動的安排要與人類社會的具體實踐相連通，最好在真實的情境中，通過類似人類真實實踐的方式來組織教學，同時把知識的獲得和學習者的發展、身份建構等統合在一起［6］。

2.情境問題的設計要關注批判性、發散性思維的考查

批判性、發散性思維的問題是建立在聚合性思維之外，具有開放性、實證性特點的不良結構的問題，它主要針對問題提出假設和驗證策略，并做出有理有據的結論，這種問題設計可以幫助學生在問題解決的過程中提出新觀點、建構新任務、創造新知識。

總之，作為課堂的引領者，高中地理教師要多研讀教材，挖掘教材中的科學元素，通過靈活多樣的形式或途徑，幫助學生感知、領悟、體驗科學精神的本質，使科學精神在地理課堂中落地生根。

參考文獻：

［1］ 核心素養研究課題組.中國學生發展核心素養［J］.中國教育學刊，2016（10）：1-3.

［2］ 趙婀娜，趙婷玉.《中國學生發展核心素養》發布［N］.人民日報，2016-09-14（12）.

［3］ 蘇霍姆林斯基.給教師的建議［M］.杜殿坤，譯.北京：教育科學出版社，1984.

［4］ 沈素真.運用思維地圖，優化地理教學［J］.課程教育研究，2016（38）：193-195.

［5］ 中華人民共和國教育部.義務教育地理課程標準（2011年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2012.

［6］ 柯旺花.指向核心素養培育的地理多元情境創設途徑［J］.地理教育，2023（6）：49-52.