沈新榮
(江蘇省天一中學(xué), 江蘇 無(wú)錫 214101)
基于經(jīng)驗(yàn)課程觀(guān)的高中地理網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)初探**——以人教版必修一“太陽(yáng)對(duì)地球的影響”為例
沈新榮
(江蘇省天一中學(xué), 江蘇 無(wú)錫 214101)
有別于傳統(tǒng)的“知識(shí)課程觀(guān)”,“經(jīng)驗(yàn)課程觀(guān)”主張?jiān)诮?jīng)驗(yàn)情境中讓學(xué)生參與、理解和體會(huì),通過(guò)已有經(jīng)驗(yàn)來(lái)解釋未來(lái)經(jīng)驗(yàn)?;ヂ?lián)網(wǎng)及各種交互工具的迅速普及,將廣闊的真實(shí)世界引入有限的教室空間,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)驗(yàn)情境的創(chuàng)建,促發(fā)了認(rèn)知矛盾的產(chǎn)生,提供了觀(guān)察大視域、遠(yuǎn)距離事物的可能,搭建了實(shí)踐、探索世界的平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)方式的運(yùn)用,讓“經(jīng)驗(yàn)課程觀(guān)”的課程體系在更大范圍內(nèi)得到了實(shí)踐檢驗(yàn)。本文即是以“太陽(yáng)對(duì)地球的影響”一節(jié)為例,所作的一些初步探索。
經(jīng)驗(yàn)課程觀(guān);網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué);太陽(yáng)對(duì)地球的影響
1.經(jīng)驗(yàn)課程觀(guān)
“經(jīng)驗(yàn)課程觀(guān)”是杜威在對(duì)傳統(tǒng)的“經(jīng)驗(yàn)”概念作出重大變革的基礎(chǔ)上建立的課程理論體系,它主要包括“教育即經(jīng)驗(yàn)的不斷改造或重組”“教育即生長(zhǎng)”“教育即生活”“教育是一個(gè)社會(huì)的過(guò)程”等主要內(nèi)容。[1]
在傳統(tǒng)的“知識(shí)課程觀(guān)”中,課程目標(biāo)多集中于“知識(shí)的傳授”,教學(xué)往往圍繞高度抽象的“學(xué)科體系”“理論邏輯”而設(shè)計(jì)、展開(kāi),忽視了學(xué)生的參與、理解和體會(huì)。杜威的“經(jīng)驗(yàn)課程觀(guān)”強(qiáng)調(diào)“學(xué)生個(gè)體”“個(gè)體的經(jīng)驗(yàn)”“個(gè)體經(jīng)驗(yàn)的實(shí)際獲得過(guò)程”,主張把學(xué)科知識(shí)恢復(fù)到它被抽象出來(lái)之前的樣子(真實(shí)問(wèn)題、原始問(wèn)題)、還原為直接的和個(gè)體的經(jīng)驗(yàn),通過(guò)一步步的架設(shè)“橋梁”引導(dǎo)學(xué)生用已有經(jīng)驗(yàn)來(lái)解釋未來(lái)經(jīng)驗(yàn),從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)(經(jīng)驗(yàn)事物、經(jīng)驗(yàn)過(guò)程)的擴(kuò)充。
2.網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)
網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)指在信息技術(shù)提供的強(qiáng)大教學(xué)環(huán)境與技術(shù)支持的條件下,結(jié)合先進(jìn)的教學(xué)及學(xué)習(xí)理論,衍生出的一種實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)各要素?zé)o障礙“交互、交流、溝通”的教學(xué)模式。[2]
地理空間和地球空間的遼闊性、綜合性與地域性,對(duì)教師在傳統(tǒng)課堂的時(shí)空環(huán)境下引入真實(shí)問(wèn)題、已有經(jīng)驗(yàn),開(kāi)展基于“經(jīng)驗(yàn)課程觀(guān)”的教學(xué)提出了挑戰(zhàn)。倘若通過(guò)互聯(lián)網(wǎng),將相關(guān)的程序、網(wǎng)站、圖文及視頻資料引入課堂,將極大地豐富資源的呈現(xiàn)方式、拓寬信息的獲取渠道、提升數(shù)據(jù)的處理速度、擴(kuò)大成果的展示空間,從而不僅建立了高度擬真的經(jīng)驗(yàn)情境,促成了學(xué)生的認(rèn)知沖突,而且提供了在課堂開(kāi)展探索實(shí)踐、項(xiàng)目研究的平臺(tái)。
“經(jīng)驗(yàn)課程觀(guān)”認(rèn)為“一切學(xué)習(xí)來(lái)自于經(jīng)驗(yàn)”,學(xué)生通過(guò)行動(dòng)的過(guò)程來(lái)學(xué)習(xí),又在行動(dòng)的結(jié)果中發(fā)展思維、獲得新知。為此,教師需要通過(guò)情境創(chuàng)設(shè)還原學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)或促發(fā)已有經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)知沖突;在活動(dòng)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生問(wèn)題,為此開(kāi)展必要的觀(guān)察;指導(dǎo)學(xué)生形成解決問(wèn)題的種種設(shè)想;通過(guò)研究實(shí)踐,驗(yàn)證、認(rèn)證并總結(jié)成果。甚至,還可以指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展較高難度的基礎(chǔ)科研,積累更多的有關(guān)科學(xué)研究的方法,產(chǎn)生有益于人類(lèi)的經(jīng)驗(yàn)財(cái)富。[3]
基于此,可以將“太陽(yáng)對(duì)地球的影響”一節(jié)的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)為“情境導(dǎo)入及問(wèn)題提出”“概念辨析與假設(shè)提出”“項(xiàng)目研究與成果展示”“觀(guān)測(cè)實(shí)踐及科學(xué)研究”等四個(gè)部分。
1.情境導(dǎo)入及問(wèn)題提出
(1)師生活動(dòng)
連接網(wǎng)絡(luò),在線(xiàn)播放一段有關(guān)1859年“卡林頓事件”的視頻(圖1),引起學(xué)生的興趣?!翱诸D”事件是1859年9月1日由英國(guó)天文愛(ài)好者卡林頓首先發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)太陽(yáng)耀斑爆發(fā)事件,它導(dǎo)致北極光南延擴(kuò)散至北緯20°左右的夏威夷群島,引發(fā)了3倍于1989年“魁北克事件”的磁暴現(xiàn)象,甚至多地電報(bào)局的電報(bào)機(jī)也閃出火花,電線(xiàn)也被熔化了。
圖1 “卡林頓事件”在線(xiàn)視頻
請(qǐng)學(xué)生談?wù)動(dòng)^后感,并引出兩個(gè)問(wèn)題:是什么引發(fā)了“卡林頓事件”?這里的太陽(yáng)與我們平時(shí)所見(jiàn)的有何不同?教師將其總結(jié)為太陽(yáng)具備的二元性:寧?kù)o太陽(yáng)為地球提供能量,太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)地球造成異常影響。
(2))設(shè)計(jì)意圖
“太陽(yáng)”作為一個(gè)司空見(jiàn)慣的天體,往往難以引發(fā)學(xué)生的好奇心。通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)”可以便捷的在線(xiàn)呈現(xiàn)“卡林頓事件”的視頻,迅速抓住學(xué)生的興奮點(diǎn),使其很快進(jìn)入本節(jié)課程的教學(xué)情境。
“卡林頓事件”這一歷史事實(shí)超出了學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn),造成了認(rèn)知失調(diào)和沖突,引發(fā)了學(xué)生的集體疑問(wèn):是什么引發(fā)了“卡林頓事件”?這里的太陽(yáng)與我們平時(shí)所見(jiàn)的有何不同?這是后續(xù)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的研究背景和問(wèn)題來(lái)源,也是學(xué)生將在課堂中首先解決的疑難。
2.概念辨析與假設(shè)提出
(1))師生活動(dòng)
打開(kāi)“Sun Spotter”程序(圖2)和“國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心”網(wǎng)站,查看美國(guó)SOHO空間衛(wèi)星和中科院地面望遠(yuǎn)鏡拍攝的實(shí)時(shí)(最新)太陽(yáng)照片:“光球?qū)雍秃谧印薄吧驅(qū)优c耀斑”“日冕層與太陽(yáng)風(fēng)”“磁場(chǎng)記錄圖”“極紫外圖片”等。結(jié)合教材上的相關(guān)圖文資料,學(xué)習(xí)、分辨太陽(yáng)輻射的產(chǎn)生和傳播方式,太陽(yáng)大氣分層結(jié)構(gòu)和太陽(yáng)活動(dòng)的類(lèi)型,形成太陽(yáng)輻射、太陽(yáng)大氣分層、太陽(yáng)活動(dòng)的基本概念,并完成教師使用QQ群“作業(yè)”功能布置的任務(wù)。
圖2 “Sun Spotter”程序
學(xué)生在教師的指導(dǎo)下聯(lián)系生活,同時(shí)結(jié)合“卡林頓事件”的視頻資料,提出進(jìn)一步要研究的問(wèn)題,并據(jù)此形成解決問(wèn)題的假設(shè)。教師對(duì)此進(jìn)行總結(jié),并歸納為:假設(shè)太陽(yáng)輻射為地球環(huán)境和人類(lèi)生產(chǎn)生活提供能源,且存在分布不均的情況;假設(shè)太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)地球大氣、磁場(chǎng)等存在影響。
(2))設(shè)計(jì)意圖
“Sun Spotter”程序和“國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心”網(wǎng)站的引入,拉近了課堂與真實(shí)世界的距離,不僅方便了師生從實(shí)時(shí)(最新)太陽(yáng)照片中獲取感性認(rèn)識(shí),而且提升了學(xué)生的體驗(yàn)與參與感。
“色球?qū)优c耀斑”(太陽(yáng)Hα圖像)、“日冕層與太陽(yáng)風(fēng)”(大角度分光日冕觀(guān)測(cè)儀圖像)等照片的賞析及其拍攝原理的簡(jiǎn)單學(xué)習(xí),將有助于學(xué)生了解太陽(yáng)大氣的不同分層及其在亮度、厚度等方面的差異,有助于學(xué)生掌握太陽(yáng)活動(dòng)的主要類(lèi)型,建構(gòu)出較為完整的太陽(yáng)大氣分層結(jié)構(gòu)模式圖。QQ群“作業(yè)”的布置與反饋,有助于學(xué)生的自主學(xué)習(xí),也便于教師有效追蹤和記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。
在概念上對(duì)“太陽(yáng)輻射”和“太陽(yáng)活動(dòng)”進(jìn)行界定并區(qū)分,意味著更深的理性認(rèn)識(shí)的形成。在此基礎(chǔ)上提出的問(wèn)題具有更強(qiáng)的科學(xué)性和可操作性,值得通過(guò)“假設(shè)”“驗(yàn)證”的方式進(jìn)行研究。
(1))師生活動(dòng)
學(xué)生根據(jù)分組開(kāi)展項(xiàng)目研究,完成從資料搜集、信息處理、假設(shè)論證、成果展示的全過(guò)程。
第一組:結(jié)合教材上的圖文資料,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索“太陽(yáng)輻射對(duì)地理環(huán)境的影響”、“太陽(yáng)輻射對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)生活的影響”、“中國(guó)太陽(yáng)能資源分布圖”等資料,總結(jié)歸納太陽(yáng)輻射對(duì)地球的2個(gè)角度、4個(gè)方面的影響,總結(jié)歸納影響太陽(yáng)能分布的三大因素:緯度、地形和氣候。
第二組:通過(guò)美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù),下載不少于百年的黑子統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),將其導(dǎo)入Excel后計(jì)算出年均黑子數(shù),以年份為橫軸、年均黑子數(shù)為縱軸,繪制黑子變化折線(xiàn)圖,總結(jié)歸納黑子活動(dòng)的規(guī)律:11年周期(施瓦貝周期)。[4]
第三組:通過(guò)中國(guó)氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng),下載同一省份四個(gè)以上站點(diǎn)近五十年的降水量或氣溫?cái)?shù)據(jù),將其導(dǎo)入Excel后計(jì)算出年均降水量或年均氣溫值,以年份為橫軸、年均數(shù)據(jù)為縱軸,繪制降水量或氣溫變化折線(xiàn)圖。之后,將年均降水量或年均氣溫值與第二組提供的年均黑子數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)比,繪制黑子與降水量或黑子與氣溫相關(guān)性折線(xiàn)圖,總結(jié)兩者的相關(guān)性。[5]
第四組:通過(guò)中國(guó)國(guó)家地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心數(shù)據(jù)庫(kù)(圖3),下載不少于兩個(gè)臺(tái)站的全部地震數(shù)據(jù),將其導(dǎo)入Excel后計(jì)算出年地震總數(shù),以年份為橫軸、年地震總數(shù)為縱軸,繪制地震變化折線(xiàn)圖。之后,將年地震總數(shù)與第二組提供的年均黑子數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)比,繪制黑子與地震相關(guān)性折線(xiàn)圖,總結(jié)兩者的相關(guān)性。[6]
圖3 中國(guó)國(guó)家地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心數(shù)據(jù)庫(kù)
各組的任務(wù)完成后,通過(guò)QQ群推送、共享本組的成果,包括折線(xiàn)圖和文字總結(jié)。若時(shí)間許可(2課時(shí)安排),每組可派一名代表闡述本組的研究過(guò)程和研究成果。
(2))設(shè)計(jì)意圖
傳統(tǒng)教學(xué)中存在一個(gè)普遍性的問(wèn)題:學(xué)生缺乏課題研究的經(jīng)歷,既不知道信息獲取的渠道,也不知道信息處理的方法,更不知道如何使用信息來(lái)解答學(xué)習(xí)、生活中遇到的疑難。
?《王維青證言》,載朱成山主編《侵華日軍南京大屠殺幸存者證言》,社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社2005年版,第481頁(yè)。
在“經(jīng)驗(yàn)課程觀(guān)”的指導(dǎo)下開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué),可以將“探究—建構(gòu)”的學(xué)習(xí)模式與豐富的互聯(lián)網(wǎng)資源的優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合,使在線(xiàn)搜集信息、共享資源、思考問(wèn)題、處理數(shù)據(jù)、交流探討、結(jié)果呈現(xiàn)成為可能。學(xué)生在本環(huán)節(jié)的項(xiàng)目研究過(guò)程中,不再是被動(dòng)地接受教材上有關(guān)太陽(yáng)輻射、太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)地球影響的知識(shí),而是如科學(xué)家一般親身實(shí)踐了數(shù)據(jù)的采集、分析處理、結(jié)論的推導(dǎo)過(guò)程。如此,學(xué)生在“經(jīng)歷”“實(shí)踐”和“思考”中更好地實(shí)現(xiàn)了自身的發(fā)展。
本環(huán)節(jié)所需時(shí)間較長(zhǎng)。為此,可以將本章節(jié)后附的“問(wèn)題研究”的1個(gè)課時(shí)合并過(guò)來(lái),將本節(jié)內(nèi)容擴(kuò)容為2個(gè)課時(shí)來(lái)完成;也可以在課堂完成研究指導(dǎo)工作,具體的研究任務(wù)由學(xué)生在課余完成。因故未能如此操作的教師,可以事先整理好年均數(shù)據(jù),發(fā)放給學(xué)生使用,省去他們導(dǎo)入Excel、換算平均值的時(shí)間,即學(xué)生只是通過(guò)體驗(yàn)性的下載一些數(shù)據(jù)以掌握方法,然后使用教師發(fā)放的數(shù)據(jù)來(lái)繪制折線(xiàn)圖。
4.觀(guān)測(cè)實(shí)踐及科學(xué)研究
(1))師生活動(dòng)
在第2課時(shí),由教師指導(dǎo)學(xué)生使用加裝有巴德膜減光的天文望遠(yuǎn)鏡觀(guān)測(cè)和拍攝太陽(yáng)光球?qū)雍秃谧樱▓D4),使用帶有Hα濾鏡的太陽(yáng)日珥鏡觀(guān)測(cè)和拍攝太陽(yáng)色球?qū)雍鸵?、針狀日珥。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像頭的應(yīng)用,可以實(shí)時(shí)將望遠(yuǎn)鏡拍攝到的太陽(yáng)畫(huà)面推送到投影幕布甚至手機(jī)、平板上,極大地方便整班學(xué)生的集中觀(guān)測(cè)。
圖4 直焦攝影法拍攝太陽(yáng)黑子
此外,教師可以指導(dǎo)學(xué)生利用課余時(shí)間基于網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展太陽(yáng)相關(guān)的基礎(chǔ)性研究工作。江蘇省天一中學(xué)天文社在美國(guó)斯坦福大學(xué)的幫助下,搭建了一個(gè)SID地球電離層效應(yīng)接收系統(tǒng)(圖5),可以實(shí)時(shí)接收地球電離層突變的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),并與斯坦福大學(xué)太陽(yáng)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。學(xué)生在下載斯坦福大學(xué)太陽(yáng)中心和中科院國(guó)家天文臺(tái)太陽(yáng)活動(dòng)預(yù)報(bào)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)資料并進(jìn)行科學(xué)分析后,可以探究地球電離層的日出日落效應(yīng),并探討日食、耀斑等對(duì)地球電離層的影響。
圖5 SID監(jiān)測(cè)儀
“Sun Spotter”程序的制作團(tuán)隊(duì)發(fā)起了一項(xiàng)面向全世界業(yè)余天文愛(ài)好者的網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)黑子甄別活動(dòng),任何人都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)觀(guān)察黑子圖片,根據(jù)黑子發(fā)育程度的不同(黑子形態(tài)的復(fù)雜性)將其進(jìn)行歸類(lèi)。這將有助于天文學(xué)家監(jiān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)的強(qiáng)弱、太陽(yáng)磁場(chǎng)的變化及其與地球物理空間狀態(tài)間的相關(guān)性。
(2))設(shè)計(jì)意圖
中國(guó)教育學(xué)會(huì)地理教學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)聯(lián)合《地理教學(xué)》雜志社舉辦的普通高中地理研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目的實(shí)踐證明,高中階段的學(xué)生在掌握了一定的研究方法后,是可以經(jīng)由一定的指導(dǎo)完成觀(guān)測(cè)實(shí)踐、數(shù)據(jù)處理等基礎(chǔ)性的科學(xué)研究工作的。對(duì)于特別優(yōu)秀的少數(shù)學(xué)生,取得一定的創(chuàng)新成果也是不無(wú)可能的。
利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行學(xué)生研究性課題的設(shè)計(jì)、實(shí)踐,不僅滿(mǎn)足了學(xué)生“做”和“經(jīng)歷”的需求,而且有利于發(fā)現(xiàn)和指導(dǎo)學(xué)有所長(zhǎng)、學(xué)有興趣的優(yōu)秀學(xué)生盡早地接觸真實(shí)的科學(xué)研究過(guò)程。
受光球?qū)訌?qiáng)光的干擾,很少有人目視觀(guān)測(cè)過(guò)太陽(yáng)黑子,耀斑、日珥等的知名度就更低了。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng),讓太陽(yáng)大氣層及各種類(lèi)型的太陽(yáng)活動(dòng)直觀(guān)、可視,讓幾代科學(xué)家?guī)资辍?shù)百年的觀(guān)測(cè)記錄可以被訪(fǎng)問(wèn)、化為己用,讓Excel、Origin Pro、數(shù)據(jù)可視化輔助平臺(tái)、QQ群等軟件進(jìn)入課堂,不僅加強(qiáng)了學(xué)生與課程資源、課外資源的交互,而且方便了學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師的交互,可以大大增強(qiáng)學(xué)生的參與、體會(huì)和理解,有助于他們用已有經(jīng)驗(yàn)來(lái)解釋未來(lái)經(jīng)驗(yàn),從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)的擴(kuò)充。
當(dāng)然,在網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)的過(guò)程中也容易出現(xiàn)一些問(wèn)題。比如,網(wǎng)絡(luò)資源的大信息量容易干擾學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力,網(wǎng)頁(yè)設(shè)置的不合理導(dǎo)致學(xué)生查詢(xún)、下載資源的體驗(yàn)差、耗時(shí)長(zhǎng)[7],教室網(wǎng)絡(luò)和電腦配置要求高,教師的主導(dǎo)作用易被網(wǎng)絡(luò)多媒體沖淡等。教師應(yīng)緊密聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容,精心挑選網(wǎng)絡(luò)資源,甚至可以專(zhuān)門(mén)制作網(wǎng)站(鏈接)用于整合教學(xué)用網(wǎng)絡(luò)資源;教師應(yīng)通過(guò)啟發(fā)式提問(wèn)、課堂討論或發(fā)起網(wǎng)絡(luò)話(huà)題的形式靈活控制課堂節(jié)奏,保證學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)地位;學(xué)校應(yīng)建設(shè)和配置高規(guī)格的網(wǎng)絡(luò)教室等。
[1]李貞瑾. 論杜威的經(jīng)驗(yàn)課程觀(guān)[J]. 文學(xué)教育, 2011 (6): 127.
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* 本文系無(wú)錫市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2013年度立項(xiàng)課題《“項(xiàng)目研究”推動(dòng)的“天文巡星工作室”建設(shè)研究》(項(xiàng)目主持人:肖明,沈新榮等。課題批準(zhǔn)號(hào):C/D/2013/008)階段性成果。