◎ 劉 力

研究性學(xué)習(xí)是指學(xué)生主動探究問題的學(xué)習(xí)，其實(shí)質(zhì)是學(xué)習(xí)者對科學(xué)研究的思維方式和研究方法的學(xué)習(xí)運(yùn)用，這與學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)生機(jī)制相契合。本文以“東海島嶼黃土，揭秘古氣候變化”為例，探討地理研究性學(xué)習(xí)培育地理實(shí)踐力的策略。

一、研究性學(xué)習(xí)背景

“雙新”背景下的地理教學(xué)強(qiáng)調(diào)對學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)，尤其是凸顯地理學(xué)科特色的地理實(shí)踐力。地理實(shí)踐力是人們在考察、調(diào)查和實(shí)驗(yàn)等地理實(shí)踐活動中所具備的意志品質(zhì)和行動能力［1］。李松林等研究表明體驗(yàn)–反思是學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)生機(jī)制，學(xué)生在教師的引領(lǐng)下，在對科學(xué)問題分析的過程中，發(fā)現(xiàn)知識的源起，對知識加以處理和加工，從而形成能力，養(yǎng)成品格，發(fā)展核心素養(yǎng)。［2］這與研究性學(xué)習(xí)一般范例相吻合。但目前的地理類研究性學(xué)習(xí)常因研究區(qū)域較遠(yuǎn)、技術(shù)手段和設(shè)備不足等問題難以開展；已有的研究性學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)往往不夠深入和系統(tǒng)，對知識和問題淺嘗輒止。許多實(shí)踐只是重復(fù)前人的實(shí)驗(yàn)，缺乏創(chuàng)新，對地理實(shí)踐力的培育也存在不足［3—5］。

近年來，全球變暖背景下極端天氣多發(fā)，氣候變化始終是地理類科學(xué)研究的熱點(diǎn)。滬版高中地理必修一《地球的演化史》中展示了陜西洛川黃土剖面，以此來說明其在記錄250 萬年以來重要地質(zhì)信息和氣候變化的作用。圖中凸顯了剖面自下而上沉積物顏色的變化：古土壤偏紅而黃土偏黃。為什么同樣堆積在黃土高原地區(qū)，其顏色會有如此差異呢？250 萬年以來氣候是如何的？這是學(xué)生在讀圖時提出的問題?？茖W(xué)研究表明，剖面中的顏色變化和赤鐵礦、針鐵礦等致色礦物的含量有關(guān)，氣溫和降水影響赤鐵礦和針鐵礦的含量，從而導(dǎo)致沉積物顏色的變化［6］，這使得通過分析剖面中針鐵礦和赤鐵礦含量推測古氣候變化成為可能。但黃土高原距上海距離較遠(yuǎn)，學(xué)生對其缺乏具身認(rèn)知。而位于長江三角洲地區(qū)的嵊山島島嶼黃土也是記錄東亞古氣候變化的重要載體［7］，這為就近開展研究性學(xué)習(xí)提供了鄉(xiāng)土資源。

二、研究性學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

（一）研究性學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)

東部島嶼黃土中針鐵礦和赤鐵礦的含量是多少？長三角地區(qū)的島嶼黃土經(jīng)歷了什么樣的氣候變化？基于以上問題，師生共同商議確定本次研究性學(xué)習(xí)的主題為“東海島嶼黃土，揭秘古氣候變化”。各個階段具體流程如圖1所示。

圖1 研究性學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)流程圖

（二）研究性學(xué)習(xí)實(shí)施案例

1. 活動安排

學(xué)生利用地圖軟件確定實(shí)踐地點(diǎn)并規(guī)劃路線，討論后確定實(shí)踐時間及交通方式，最終形成實(shí)踐活動安排表，具體如表1 所示。

表1 研究性學(xué)習(xí)實(shí)踐活動安排表

2. 野外采樣

教師指導(dǎo)學(xué)生利用工具采樣，完成野外采樣并填寫記錄表如表2 所示。

表2 野外采樣記錄表

3. 實(shí)驗(yàn)處理與數(shù)據(jù)分析

在華東師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樣品預(yù)處理，利用LAMBDA 950 紫外分光光度計(jì)，獲得剖面所有樣品的光譜參數(shù)，代入前人建立的函數(shù)中，獲得赤鐵礦和針鐵礦的含量。利用Excel、SPSS、Origin 等軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。利用Coreldraw、ArcGIS 軟件將數(shù)據(jù)可視化，繪制圖表，分析數(shù)據(jù)。

4. 成果展示

各小組梳理研究性學(xué)習(xí)中獲得的成果，包括調(diào)查報(bào)告、采樣記錄表、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表等，討論確定意向選題，合作撰寫研究論文或研究報(bào)告。通過制作PPT 或島嶼黃土宣傳海報(bào)等多種方式，依次分享交流成果及感想。

5.評價與反思

相比于傳統(tǒng)評價方式，地理研究性學(xué)習(xí)的評價更加注重實(shí)踐與研究過程中的表現(xiàn)性評價，表現(xiàn)性評價是地理學(xué)科核心素養(yǎng)評價體系的重要組成，有助于構(gòu)建“實(shí)施—評價—反饋—提升”核心素養(yǎng)培育體系［8］。采用PTA 量表法，根據(jù)本次研究性學(xué)習(xí)的流程步驟，以及地理實(shí)踐力的具體要求，將地理研究性學(xué)習(xí)的表現(xiàn)性評價解構(gòu)為參與合作態(tài)度、搜集處理信息、實(shí)踐操作觀察、發(fā)現(xiàn)探究問題和成果梳理展示五個方面，根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)性任務(wù)的完成過程和成果進(jìn)行水平等級界定，同時采用教師評價、同伴評價、自我評價三方評價方式，形成客觀綜合評價結(jié)果。

研究性學(xué)習(xí)培育地理實(shí)踐力是新的嘗試，除了對學(xué)生進(jìn)行評價，還要對教師在過程中起到的作用進(jìn)行評價，如研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容安排是否合理，目標(biāo)是否明確；是否對課題背景進(jìn)行了充分介紹、是否提供充分的資料檢索途徑；在課題研究遇到問題時，是否能提供一定指導(dǎo)；遇到的困難與收獲、改進(jìn)建議等，便于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與反思。

三、研究性學(xué)習(xí)培育地理實(shí)踐力的啟發(fā)

（一）利用當(dāng)?shù)刭Y源，創(chuàng)設(shè)真實(shí)科研情境

本次研究性活動源于教材中的一張地圖的課堂疑問?？紤]展開的難易程度，以距離較近的長三角地區(qū)為研究對象。在活動中，不可避免會需要用到高中缺少的儀器設(shè)備。通過前期溝通，與華東師范大學(xué)地科院環(huán)境演變組教師達(dá)成合作，有效利用了本地高校的科研資源。將真實(shí)的地球科學(xué)研究熱點(diǎn)和案例——黃土環(huán)境演變研究引入研究性學(xué)習(xí)中，依托于長三角地區(qū)的鄉(xiāng)土資源，以探究島嶼黃土所記錄的氣候變化信息為核心問題，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的科研問題情境。體驗(yàn)文獻(xiàn)檢索、野外采樣、實(shí)驗(yàn)處理、數(shù)據(jù)分析、探索論證這一完整的科研流程，認(rèn)識具有較高學(xué)術(shù)性、前沿性的科學(xué)研究的分析過程，加深學(xué)科知識的深度。培養(yǎng)科學(xué)思維習(xí)慣和科學(xué)探究的精神，促進(jìn)地理實(shí)踐力的達(dá)成。

（二）融合多學(xué)科方法，培育創(chuàng)新能力

研究性學(xué)習(xí)實(shí)施過程中，學(xué)生不僅要利用地理知識和地理信息技術(shù)，還要糅合地球化學(xué)、沉積學(xué)、數(shù)學(xué)建模等多學(xué)科方法，通過數(shù)學(xué)建模方法和化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段定量獲得島嶼黃土中赤鐵礦和針鐵礦含量，這種實(shí)踐活動可歸于STEM 教育，將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等知識整合到同一問題情境中，發(fā)展多學(xué)科素養(yǎng)。集實(shí)踐、創(chuàng)新為一體的學(xué)習(xí)模式有助于打破學(xué)科壁壘，讓學(xué)生建立起更為完備的自然科學(xué)知識體系。在分析實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)影響氣候、土壤顏色的因素都是多樣的，需要綜合考慮，這也恰恰體現(xiàn)了真實(shí)地理環(huán)境和地理問題的復(fù)雜性，有助于培養(yǎng)地理實(shí)踐力和綜合思維。

（三）善用信息技術(shù)，做好知識準(zhǔn)備

信息化社會要求公民要具有良好的信息獲取能力。在實(shí)踐準(zhǔn)備過程中，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生充分利用信息技術(shù)做好活動前的準(zhǔn)備工作。一方面要做好知識的儲備，認(rèn)識研究區(qū)域。如在前期由教師提供知網(wǎng)賬號，根據(jù)“黃土”“赤鐵礦和針鐵礦”“氣候變化”等關(guān)鍵詞在知網(wǎng)檢索相關(guān)領(lǐng)域代表作者的文章，獲取必要的研究區(qū)自然背景和科學(xué)性知識。圍繞著嵊山島在哪里，其自然環(huán)境具有什么特征，如何確定采樣點(diǎn)等問題，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)檢索文獻(xiàn)并收集整理嵊山島的地理位置、氣候、地形、水文等自然環(huán)境特征，對嵊山島自然環(huán)境進(jìn)行綜合調(diào)查，形成調(diào)查報(bào)告。另一方面，還需要為實(shí)踐的展開做好準(zhǔn)備，如利用手機(jī)軟件確定路線，安排行程和住宿等。在實(shí)踐過程中，需要使用手持定位器獲取剖面經(jīng)緯度坐標(biāo)和海拔信息。而在數(shù)據(jù)處理和分析階段，學(xué)生也需要利用地理信息技術(shù)軟件進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)處理與分析，從繁雜的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律和問題。這些既符合現(xiàn)代技術(shù)下的地理教學(xué)和學(xué)習(xí)的要求，也能讓學(xué)生感受地理信息技術(shù)的便利性。

（四）及時關(guān)注學(xué)生狀態(tài)，允許試錯和質(zhì)疑

野外實(shí)踐是研究性學(xué)習(xí)中的重要一環(huán)，在教師的帶領(lǐng)下學(xué)生走出教室，將書本上學(xué)習(xí)的一些地形地貌、土壤、植被等知識遷移到真實(shí)環(huán)境中，將理性認(rèn)識融入感性體驗(yàn)中，構(gòu)建書本、自然、社會相聯(lián)系的知識框架。但對于一直生活在繁華都市的學(xué)生們來說，這也是一次身心的考驗(yàn)，需要指導(dǎo)教師及時關(guān)注其狀態(tài)。面對長途跋涉，學(xué)生需要互幫互助，發(fā)展組織和協(xié)調(diào)能力，提高行動力與意志力。通過親身經(jīng)歷，學(xué)生深刻體會到地質(zhì)野外工作者的辛苦和不易，養(yǎng)成吃苦耐勞的精神，以及熱愛祖國美好山河的情感。

在實(shí)踐活動中，學(xué)生接觸到很多源于課本而高于課本的新知識、新儀器。除了必要的引導(dǎo)以外，教師可以給予學(xué)生一定的自主權(quán)，允許出錯。在采樣、做實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析過程有失誤很正常，作為組織者和引導(dǎo)者，教師引導(dǎo)學(xué)生從錯誤中汲取經(jīng)驗(yàn)、進(jìn)行反思，在試錯中成長。在野外實(shí)踐和探究過程中，學(xué)生會有諸多思考和疑問，甚至提出新的問題進(jìn)而引出新的探討，這些問題也許沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，而思考并探究的過程能夠激發(fā)學(xué)生主觀能動性，培養(yǎng)地理問題意識和創(chuàng)新意識，利于多元智能的發(fā)展，真正滿足學(xué)生的需要。

地理學(xué)科是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，地理實(shí)踐力是凸顯地理學(xué)特色的重要素養(yǎng)，而研究性學(xué)習(xí)是除教學(xué)課堂以外，又一培養(yǎng)核心素養(yǎng)的主陣地。本研究也是在“雙新”背景下由知識本位向素養(yǎng)本位轉(zhuǎn)變，將科學(xué)研究融于地理研究性學(xué)習(xí)中的一次嘗試，為地理實(shí)踐力的培育提供新思路。受于學(xué)生目前的認(rèn)知、儀器以及資金的限制，本次研究性學(xué)習(xí)與真正的科學(xué)研究還有一定距離，但研究獲得的數(shù)據(jù)及所作分析仍具有一定的學(xué)術(shù)價值和創(chuàng)新意義。