陳童臨

摘 要：上海版新教材強(qiáng)調(diào)地理實(shí)踐力培養(yǎng)，不僅體現(xiàn)在各種主題活動(dòng)專欄中，而且每個(gè)單元后還有綜合實(shí)踐活動(dòng)。本文以必修一“校園氣象站建設(shè)與氣象觀測(cè)”為例，分析氣象綜合實(shí)踐活動(dòng)特點(diǎn)，提出校本化的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施方案，包括校園氣象站建設(shè)、氣象活動(dòng)課程開(kāi)展、設(shè)備設(shè)施建設(shè)、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)共享、教學(xué)內(nèi)容拓展等內(nèi)容，為氣象綜合實(shí)踐活動(dòng)的順利開(kāi)展提供了基本保障。

關(guān)鍵詞：上海版新教材;綜合實(shí)踐活動(dòng);校園氣象站;氣象課程

中圖分類號(hào)：G633.55? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1005-5207（2022）07-0015-04

2021年9月，在《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指導(dǎo)下編寫的上海版新教材全面啟用，新教材的一大特色是重視對(duì)學(xué)生地理實(shí)踐力的培養(yǎng)。所謂地理實(shí)踐力，是指學(xué)生在考察、實(shí)驗(yàn)和調(diào)查等地理實(shí)踐活動(dòng)中所具備的意志品質(zhì)和行動(dòng)能力?？疾臁?shí)驗(yàn)、調(diào)查是地理學(xué)的重要研究方法，也是地理課程的重要學(xué)習(xí)方式[1]，可以借助教材中設(shè)計(jì)的各種實(shí)踐活動(dòng)予以實(shí)施，包括主題中的各種活動(dòng)專欄，以及每個(gè)單元后的綜合實(shí)踐活動(dòng)。

與此同時(shí)，新課標(biāo)還強(qiáng)調(diào)數(shù)字化課程資源的開(kāi)發(fā)，因此，綜合實(shí)踐活動(dòng)較為緊密地整合了現(xiàn)代信息技術(shù)，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)提高動(dòng)手操作能力、激發(fā)探索熱情，從而提高地理實(shí)踐力[2]。例如，必修一中“使用GIS軟件觀察典型地貌”“分析長(zhǎng)江口海水鹽度變化特征”[3]等活動(dòng)，即使是舊教材中原有的傳統(tǒng)天文和氣象實(shí)踐活動(dòng)，也需要借助移動(dòng)應(yīng)用程序和傳感器等現(xiàn)代技術(shù)手段實(shí)施。筆者長(zhǎng)年擔(dān)任校園氣象站管理員，對(duì)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)十分熟悉，也積累了豐富的觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在各類課程中做了不少實(shí)踐，因此，就以“校園氣象站建設(shè)與氣象觀測(cè)”為例，探討高中地理綜合實(shí)踐活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施。

一、氣象綜合實(shí)踐活動(dòng)特點(diǎn)

1.氣象實(shí)踐設(shè)備現(xiàn)代化

人類自身感知大自然的能力是有限的，所以氣象實(shí)踐活動(dòng)需要借助硬件設(shè)備開(kāi)展。在舊教材中，相關(guān)活動(dòng)涉及的設(shè)備主要有百葉箱、最高和最低溫度表、干濕球溫度表、雨量器、水銀氣壓表、羅盤和風(fēng)向風(fēng)速儀、計(jì)時(shí)器、記錄圖表[4]等，都需要耗費(fèi)大量人力定時(shí)進(jìn)行讀取和記錄。而在新教材中，則更換為各種氣象數(shù)據(jù)采集儀、傳感器和計(jì)算機(jī)軟件等，這些現(xiàn)代化氣象設(shè)備具有全自動(dòng)、不間斷、高精度及多頻次的特點(diǎn)，對(duì)氣象數(shù)據(jù)的采集和處理能力是人力不能企及的，它們已成為很多學(xué)校建設(shè)氣象站的“主力成員”。而且這些設(shè)備還能高度集成，對(duì)土地資源的利用更加高效，使氣象站在空間較小的學(xué)校也能落地，降低了建設(shè)門檻。

2.氣象實(shí)踐活動(dòng)組織化

氣象實(shí)踐活動(dòng)需要長(zhǎng)期且不間斷開(kāi)展，所以組織化管理十分重要。在舊教材中，相關(guān)活動(dòng)并沒(méi)有涉及這方面的指導(dǎo)，但在新教材中是濃墨重彩的一筆，其中提到“組建氣象社團(tuán)并招募對(duì)氣象觀測(cè)感興趣的同學(xué)”“定期開(kāi)展社團(tuán)活動(dòng)”“將社團(tuán)成員分成若干小組，每組2～3人，輪流做好每天的氣象觀測(cè)和記錄，并做好資料存檔和管理工作”“評(píng)選社團(tuán)中的優(yōu)秀氣象員”[3]等操作細(xì)節(jié)，指導(dǎo)性較強(qiáng)。加強(qiáng)氣象社團(tuán)等組織建設(shè)，不僅能打造出一支穩(wěn)定且訓(xùn)練有素的隊(duì)伍，增強(qiáng)成員之間的凝聚力，而且通過(guò)小組學(xué)習(xí)的形式，還能培養(yǎng)學(xué)生的分工協(xié)作能力，碰撞出更多的思維火花。

3.氣象知識(shí)整體化

如果說(shuō)設(shè)備是開(kāi)展氣象實(shí)踐活動(dòng)的硬件，那知識(shí)就是“軟件”。在舊教材中，有活動(dòng)配套的各種氣象設(shè)備、現(xiàn)象和觀測(cè)方法的詳細(xì)介紹，如百葉箱、氣象觀測(cè)場(chǎng)地、氣溫及其日變化規(guī)律、雨量、云與天氣、判讀衛(wèi)星云圖、物候觀察[4]等。在新教材中，這些內(nèi)容更加整體化，其中一部分融入了主題中的各種活動(dòng)專欄，如“認(rèn)識(shí)霧霾”“探究氣溫和氣壓的關(guān)系”“測(cè)定風(fēng)向和風(fēng)速”[3]等，另一部分則由于課程標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整，被轉(zhuǎn)移到了要求更高的選擇性必修教材中，最終呈現(xiàn)出一個(gè)活動(dòng)流程，氣象知識(shí)已經(jīng)“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”地滲透到連貫的整個(gè)教材之中。因此，就新舊教材關(guān)于氣象綜合實(shí)踐活動(dòng)的內(nèi)容呈現(xiàn)情況如表1所示。

二、氣象綜合實(shí)踐活動(dòng)校本化建設(shè)途徑

1.完善校園氣象站建設(shè)

同濟(jì)大學(xué)第一附屬中學(xué)氣象站歷經(jīng)長(zhǎng)期的建設(shè)，已經(jīng)頗具規(guī)模。在整個(gè)建設(shè)過(guò)程中，秉持了多要素、全歷程、齊參與的原則。多要素是指在資金允許的前提下，盡可能增加采集的氣象要素種類，除了新教材中所列的風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、氣溫、土壤溫度、雨量、蒸發(fā)量、濕度和土壤水分九種傳感器，還添置了太陽(yáng)輻射、紫外線輻射、二氧化碳、PM2.5及PM10五種傳感器，這有助于通過(guò)分析不同要素間的關(guān)系探究更復(fù)雜的大氣現(xiàn)象，如通過(guò)氣溫和PM2.5、PM10（空氣質(zhì)量）的關(guān)系探究逆溫;通過(guò)氣溫和太陽(yáng)輻射的關(guān)系探究大氣受熱過(guò)程;通過(guò)氣溫和氣壓的關(guān)系探究熱力環(huán)流等。

全歷程是指新舊設(shè)備在氣象站中都應(yīng)該有自己的位置，同濟(jì)大學(xué)第一附屬中學(xué)除了有許多自動(dòng)化的氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備，還有百葉箱、最高和最低溫度表、干濕球溫度表、水銀氣壓計(jì)、機(jī)械式風(fēng)向風(fēng)速儀和雨量器等人工氣象設(shè)備?，F(xiàn)代化設(shè)備獲取觀測(cè)數(shù)據(jù)的能力雖然強(qiáng)大，但傳統(tǒng)設(shè)備對(duì)觀測(cè)者的動(dòng)手能力、毅力以及責(zé)任心要求更高，兩者是可以相輔相成、揚(yáng)長(zhǎng)避短的。且傳統(tǒng)與現(xiàn)代設(shè)備并存，還能讓校園氣象站成為一個(gè)展示氣象發(fā)展歷史的場(chǎng)所，增強(qiáng)氣象活動(dòng)的文化底蘊(yùn)。

“齊參與”是指要讓更多的人參與到建設(shè)過(guò)程中，向上需要向?qū)W校領(lǐng)導(dǎo)、相關(guān)部門申請(qǐng)資金和場(chǎng)地、安排施工;向下可以組織感興趣、有能力的學(xué)生一起進(jìn)行設(shè)備安裝（圖1），設(shè)計(jì)和繪制宣傳海報(bào)等（圖2），將整個(gè)建設(shè)過(guò)程變成活動(dòng)的一部分。最重要的是作為總設(shè)計(jì)師的教師，要親力親為地參與對(duì)每一個(gè)學(xué)生的安排、每一個(gè)零件的組裝，并且熟悉每一個(gè)設(shè)備的功能，唯有如此，氣象站才不會(huì)成為校園里孤零零的“稻草人”。

2.強(qiáng)化氣象課程教學(xué)

（1）必修課程教學(xué)00C76463-3915-42A2-92D8-849E4400E194

有了種類齊全、功能強(qiáng)大的校園氣象站，各類相關(guān)課程的開(kāi)展也就有了依托。必修課程與教學(xué)評(píng)價(jià)關(guān)系更緊密，受眾面也更廣，這是最需要引起重視的。以必修一第二單元主題5所開(kāi)設(shè)的“氣溫變化的奧秘”一課為例，在學(xué)生學(xué)習(xí)了大氣受熱過(guò)程原理的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)其使用平板電腦查詢校園氣象站采集的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后對(duì)氣溫日較差變化以及氣溫日極值出現(xiàn)時(shí)間的規(guī)律進(jìn)行探究（表2）。

（2）選修課程（社團(tuán)）

選修課程（社團(tuán)）能夠吸引對(duì)氣象真正感興趣的學(xué)生參與，教師在課程形式和內(nèi)容的選擇上也更自由，因此，在教學(xué)設(shè)計(jì)上可以不受教材限制，更加靈活和豐富。在筆者所開(kāi)設(shè)的“風(fēng)云可測(cè)——走進(jìn)神秘的氣象世界”系列選修課程中，就有“風(fēng)向變變變”一課，教師指導(dǎo)學(xué)生使用電腦瀏覽校園氣象站的配套網(wǎng)站，記錄1月（冬季）、7月（夏季）的盛行風(fēng)向數(shù)據(jù)，再用Excel軟件制作兩個(gè)季節(jié)的風(fēng)向玫瑰圖，并分析季風(fēng)現(xiàn)象對(duì)上海的影響（表3）。

三、氣象綜合實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)施建議

1.豐富設(shè)備種類，建設(shè)氣象園地

設(shè)備是所有活動(dòng)的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)設(shè)備需要人工讀取和記錄，側(cè)重于現(xiàn)場(chǎng)演示和鍛煉動(dòng)手能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的毅力和責(zé)任心;現(xiàn)代化設(shè)備自動(dòng)化程度高，對(duì)氣象數(shù)據(jù)的記錄和處理極有優(yōu)勢(shì)，有利于重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，對(duì)教學(xué)資料的貢獻(xiàn)也更大，兩者缺一不可。與此同時(shí)，如果教師能在采購(gòu)或安裝這些設(shè)備之前，有意識(shí)地進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)，還能在校園中創(chuàng)設(shè)出一片充滿特色的氣象園地，這樣不僅可以增加活動(dòng)參與者的歸屬感，還能完整展示氣象科學(xué)的發(fā)展歷史，為略顯“硬核”的氣象知識(shí)增添一些文化溫度。

2.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，共享氣象信息

現(xiàn)代化設(shè)備不僅可以自動(dòng)記錄和處理氣象數(shù)據(jù)，更重要的是可以與全世界共享這些數(shù)據(jù)。因此，教師不僅可以在專業(yè)網(wǎng)站上查詢到自己所在學(xué)校氣象站的數(shù)據(jù)，還可以找到全球氣象愛(ài)好者上傳的其他氣象站的數(shù)據(jù)，從而豐富教學(xué)資源。如在學(xué)習(xí)“風(fēng)向變變變”一課后，可以指導(dǎo)學(xué)生查找曼谷、孟買等東南亞、南亞地區(qū)氣象站的盛行風(fēng)向數(shù)據(jù)，然后和上海所在的東亞地區(qū)進(jìn)行比較，認(rèn)識(shí)不同類型的季風(fēng)氣候，又如在“氣溫變化的奧秘”一課結(jié)束后，教師可以指導(dǎo)學(xué)生探究美國(guó)加利福尼亞州山火過(guò)后，當(dāng)?shù)匾驑?shù)木燃燒導(dǎo)致大量煙塵進(jìn)入大氣中而產(chǎn)生的“陽(yáng)傘效應(yīng)”，布置探究最終引發(fā)氣溫變化因素的課后作業(yè)，從而使學(xué)生更全面地理解大氣受熱過(guò)程原理。

3.聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容，拓展氣象知識(shí)

新教材中氣象綜合實(shí)踐活動(dòng)所涉及的氣象知識(shí)，已經(jīng)滲透到了整個(gè)單元乃至整本教材中，需要教師在實(shí)際操作中，更多地聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容組織實(shí)踐活動(dòng)，從而避免將活動(dòng)變成單純的數(shù)據(jù)記錄工作，如使用一天中所記錄的氣溫和氣壓數(shù)據(jù)，分析兩者之間的關(guān)系，驗(yàn)證熱力環(huán)流的原理。不僅如此，這種聯(lián)系還應(yīng)該有意識(shí)地進(jìn)行拓展，超越必修一第二單元的內(nèi)容，特別是在選修課程（社團(tuán)）中，學(xué)生有足夠的時(shí)間和興趣，可以像“風(fēng)向變變變”一樣，在認(rèn)識(shí)了季風(fēng)的現(xiàn)象后，繼續(xù)探究季風(fēng)成因中有關(guān)大氣環(huán)流的知識(shí)，這樣不僅可以豐富選修課程（社團(tuán)）內(nèi)容，還能反哺必修課程，實(shí)現(xiàn)兩類課程的融合，取得更好的教學(xué)效果。

從舊教材到新教材，無(wú)論是課程內(nèi)容，還是學(xué)習(xí)方法，“校園氣象站建設(shè)與氣象觀測(cè)”這樣的綜合實(shí)踐活動(dòng)都發(fā)生了很大變化，但未變的是學(xué)生可以直接走進(jìn)自然并體驗(yàn)大自然帶來(lái)的愉悅、可以體會(huì)親手操作帶來(lái)的興奮感和長(zhǎng)年累月堅(jiān)持觀測(cè)造就的責(zé)任心，這些實(shí)踐活動(dòng)散發(fā)著無(wú)窮的地理學(xué)科魅力，必將激勵(lì)許多心存熱愛(ài)的師生不斷去實(shí)踐和探索。

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