基于“问题链”的地理项目式学习教学实践

张逸盈 陆士明

摘 要:新课改实施以来,关于问题式教学的热议不断。问题的设计应以学生认知过程中的思维链、地理知识的逻辑链为依据。本文以新湘教版必修1“大气热力环流”为主题,以“孔明灯”求救项目实验验证为载体,通过问题链的思维化、逻辑化创设,驱动项目情境设计、活动实践、成果展示等环节的实施。

关键词:问题链;项目式学习;热力环流

《普通高中地理课程标准(2017年版2020年修订)》建议在教学时重视问题式教学。项目式学习以问题为驱动,以团队实践为导向,是指向地理学科核心素养新颖的教学模式,其学习环节包含项目情境设计、活动实践、成果展示三个阶段[1]。项目式学习的问题链既是项目情境的驱动链,也是学生认知过程的思维链和地理知识的逻辑链。

本文以“大气热力环流”一课为例,依据学科课程标准,通过教学内容项目化、知识逻辑问题化、问题链条思维化,设计问题链“脚手架”。教师通过引导学生拆解、剖析问题链,促使他们以合作探究的形式实践项目活动、探究关键问题,逐步确定项目主题和目标以及项目方案的设计和实施,促进项目成果的交流和展示,牵引项目学习层层递进、环环相扣。

一、创设项目情境问题,确立项目主题和目标

1. 设计蕴含关键要素的情境问题

地理项目式学习需要依托情境问题推动项目活动的展开和实施,情境问题既要激发学生学习欲望,还要蕴含项目的关键要素,即项目主题。本项目探究的“大气热力环流”原理这一关键问题抽象程度较高,不易理解。因此,笔者在学生熟悉的“诸葛亮受困阳平城”故事情境基础上进行深加工(图1),从而激发出学生探索“大气热力环流”与“孔明灯”关联的兴趣,引导学生开展本次项目实践——验证“孔明灯”求救原理。

情境创设——蕴含关键问题:诸葛亮被司马懿围困于阳平,无法派兵出城求救

2. 依据关键问题确立项目主题和目标

地理情境中蕴含的关键问题是开启项目实践的钥匙。学生提出情境问题的过程也是培养地理问题解决能力的初始。教师引导学生分析情境、发现情境问题并提取出关键问题:“大气受热的运动原理”,进一步确定本次项目主题:“孔明灯求救实验设计与分析”。

地理项目目标是教师对项目式学习活动所要达到的预期结果。地理项目学习目标基于地理课程目标,融合地理项目活动目标、情感和观念培养目标、地理实践能力目标(表1)。

[地理知识与方法 地理情感和品质 地理核心素养 通过实验验证空气受热膨胀上升现象 激发探究兴趣和动机,培养求真求实的科学态度 考察、实验和调查等地理实践活动中具备的意志品质和行动能力 综合气温、气压等要素变化,理解并绘制热力环流示意图,描述大气热力环流基本原理 培养团队协作意识,积极主动参与方案设计和实施,从合作探究过程中体验合作学习的价值 / 通过团队协作进行情境分析,设计实验方案;在实验中恰当使用工具获取并处理信息 培养克服困难问题(如回收工具等)的勇气 / ][表1 “大气热力环流”的项目目标设计]

二、设计并解构问题链,驱动项目学习进程

1.依托项目主题设计问题链

问题链将项目环节和核心内容转化为主干问题,通过设计逻辑链递进的若干个驱动问题,构成能够推动学生学习进程的思维链。在本项目案例中,问题链框架横向为主、纵向为辅[2],先建构主干问题驱动链,再对每个主干问题进行拆解。问题链应把服务于项目式学习的主干问题,按照学生认知的思维过程与地理知识的逻辑关系进行纵向排列,通过问题的解决驱动项目学习的进程,如图2所示。

2.拆解问题链,促进项目方案的设计与实施

(1)拆解思维链引导项目方案设计。项目方案的设计是项目式学习中的重要组成部分之一。教师应用问题链引导学生围绕地理研究项目,组成地理项目小组,合作制定一个项目活动的计划书,包括学习内容和目标、开展项目活动所需工具、项目活动实施的方法与流程、小組人员安排等。

主干问题1:如何还原“孔明灯”求救场景?

子问题①:如何利用“孔明灯”,向城外传递求救信息?(提出假设);子问题②:如果要放飞“孔明灯”并验证假设,需准备哪些器材?(实验准备);子问题③:为了收集信息、验证实验假设,应该如何分组活动?(设计方案)

【设计意图】本组问题链按照学生认知过程的思维链创设,即“提出假设—实验准备—设计方案—交流完善”。本次“大气热力环流”项目实施,高一学生缺乏项目学习的经验,需创设激发兴趣的情境和问题,辅助学生了解并开展项目式学习。由主干问题构成的问题链主要是根据学生的认知过程,目的是引导学生顺利完成假设的提出、项目方案的设计。

(2)利用逻辑链推动项目方案的实施。通过学生认知过程的思维链引导学生还原“孔明灯”求救场景后,教师利用实验记录表进一步引导学生观察记录“孔明灯”在空气受热后的形态变化和运动轨迹,进而让学生学习如何记录有效数据,通过数据或现象的观察得出结论,论证假设。

主干问题2:从哪些方面观察实验过程?

子问题④:“孔明灯”的外观、形态发生了什么变化?实验过程中“孔明灯”的运动方向和轨迹有何变化?子问题⑤:”孔明灯”为何膨胀并上升?上升时为何偏离了放飞的定位点?子问题⑥:如果将“孔明灯”视作一团空气,该气团的密度发生了什么变化?昨天校园气象站的今日风向预报是什么?

【设计意图】本组问题链依据“发生了什么变化(现象)—为什么发生这种变化(假设)—如何证明变化原因(证据)”的知识探究逻辑链进行构建,目的是为了帮助学生观察并利用实验观察结果进行原因分析,掌握形成大气运动的主要原因和表现形式。该问题链辅助学生掌握“大气热力环流”的形成原因,学生通过实验模拟(图3)深入理解“大气为什么运动”“大气如何运动”等问题。

3.通过问题链牵引项目成果的展示与评价

学生需要以小组的形式把项目实践过程中已经得到的地理信息进行处理,根据实验观察的结果分析,组织语言,进行小组间的交流与展示。教师借助问题链引导学生分析结果,并绘制板画(图4),便于学生回答关键问题。

主干问题3:通过哪些信息能说明大气运动过程?

子问题⑦:原始状态下定位点近地面和高空气压有何差异?空气受热膨胀上升后,定位点高空的气压相对同一水平方向发生了什么变化?子问题⑧:定位点高空气压相对周边同一水平高度变大时,同一水平方向上的空气分子会如何运动?子问题⑨:定位点近地面附近的气压相对周边近地面有何变化?同一水平方向上的空气分子会如何运动?子问题⑩:在定位点受热基础上,假设周边两地相对受冷,请制作完整的大气热力环流示意图,并绘制近地面和高空的等压线变化曲线。

【设计意图】本组问题链基于学生认知过程的思维链和地理知识的逻辑链设计。借助问题链和板画引导学生建构热力环流的逻辑关系:地表冷热不均—大气垂直运动—高空水平方向上的气压差—高空大气发生水平运动(风)—近地面水平方向气压差—近地面大气发生水平运动(风),并回答“大气受热的运动原理”这一关键问题。

地理项目式学习评价量表(表2)围绕整个学习过程,即基于3横、10纵的问题链学习过程进行全面评价,帮助学生反思自己的学习过程,为学生提供有益反馈。

三、“大气热力环流”项目式学习实践反思

1.案例实施的亮点

(1)创设项目活动,引导学生从真实实验中建构地理知识。素养视角下的项目学习是学生在一段时间内通过对真实有挑战性的问题进行持续探究,达到对核心知识的再建构[3]。学生亲身感受和体会到的知识远比陈述性知识更加具象、高效。本案例以“大气热力环流”的实验模拟为项目背景,创设真实情境,目的是让学生在生活经验的基础之上,通过合作、动手、探究(即做中学)的过程来感受大气运动的原因,在已有的切身经验上建构抽象新知。

(2)巧用问题思维链和逻辑链搭建脚手架,驱动项目活动。项目学习是以学生为主体,由学生主动设计并实施的学习过程,需教师主动参与并介入学生项目学习的过程。教师可通过问题链为学生搭建脚手架,帮助学生完成原本仅凭自身无法独立完成的学习任务[4]。问题链承担了驱动学生进行项目学习、启发学生构建地理知识的重要作用。本案例以学生认知过程的思维链为基础,利用地理知识的逻辑链构建横、纵问题链,作为整个项目活动的驱动链。

2.案例实践的不足

项目式学习强调过程中的生成性,学生的思维亦富有发散性。项目式学习过程中要求教师给予学生足够的信任,并关注以学生学习为本的课堂实际。在项目操作过程中,可能遇到学生思维快于问题链(跳过某个子问题或将2个子问题合并思考等)、出现问题链预设外的项目过程(如活动当天无风,无法观察到水平方向上的空气运动等)等问题。因此,过度依赖问题链也可能会干预学生的项目活动,容易陷入以教师为中心开展项目教学实践的困境。

参考文献:

[1] 杨金燕. 地理教学项目式学习研究——项目式学习在地理實践活动中的运用[J]. 中学地理教学参考(上半月), 2017(05):17-20.

[2] 李春军. 依托乡土资源建构地理问题链教学——以“沙溪河的水循环”为例[J]. 地理教学, 2020(07):38-40.

[3] 夏雪梅. 素养导向的项目化学习[N]. 中国教师报, 2019-07-03(006).

[4] 张丽珏. 基于支架式教学策略的地理课堂教学研究——以“自然地理环境的差异性”为例[J]. 中学地理教学参考(下半月), 2015(06):21-23.

标签: 问题链 项目式学习