沈新榮

（江蘇省天一中學, 江蘇 無錫 214101）

基于經(jīng)驗課程觀的高中地理網(wǎng)絡(luò)交互教學初探**——以人教版必修一“太陽對地球的影響”為例

沈新榮

（江蘇省天一中學, 江蘇 無錫 214101）

有別于傳統(tǒng)的“知識課程觀”，“經(jīng)驗課程觀”主張在經(jīng)驗情境中讓學生參與、理解和體會，通過已有經(jīng)驗來解釋未來經(jīng)驗?；ヂ?lián)網(wǎng)及各種交互工具的迅速普及，將廣闊的真實世界引入有限的教室空間，實現(xiàn)了經(jīng)驗情境的創(chuàng)建，促發(fā)了認知矛盾的產(chǎn)生，提供了觀察大視域、遠距離事物的可能，搭建了實踐、探索世界的平臺。網(wǎng)絡(luò)交互教學方式的運用，讓“經(jīng)驗課程觀”的課程體系在更大范圍內(nèi)得到了實踐檢驗。本文即是以“太陽對地球的影響”一節(jié)為例，所作的一些初步探索。

經(jīng)驗課程觀；網(wǎng)絡(luò)交互教學；太陽對地球的影響

一、理論指導

1.經(jīng)驗課程觀

“經(jīng)驗課程觀”是杜威在對傳統(tǒng)的“經(jīng)驗”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)驗的不斷改造或重組”“教育即生長”“教育即生活”“教育是一個社會的過程”等主要內(nèi)容。[1]

在傳統(tǒng)的“知識課程觀”中，課程目標多集中于“知識的傳授”，教學往往圍繞高度抽象的“學科體系”“理論邏輯”而設(shè)計、展開，忽視了學生的參與、理解和體會。杜威的“經(jīng)驗課程觀”強調(diào)“學生個體”“個體的經(jīng)驗”“個體經(jīng)驗的實際獲得過程”，主張把學科知識恢復到它被抽象出來之前的樣子（真實問題、原始問題）、還原為直接的和個體的經(jīng)驗，通過一步步的架設(shè)“橋梁”引導學生用已有經(jīng)驗來解釋未來經(jīng)驗，從而實現(xiàn)學生經(jīng)驗（經(jīng)驗事物、經(jīng)驗過程）的擴充。

2.網(wǎng)絡(luò)交互教學

網(wǎng)絡(luò)交互教學指在信息技術(shù)提供的強大教學環(huán)境與技術(shù)支持的條件下，結(jié)合先進的教學及學習理論，衍生出的一種實現(xiàn)教學活動各要素無障礙“交互、交流、溝通”的教學模式。[2]

地理空間和地球空間的遼闊性、綜合性與地域性，對教師在傳統(tǒng)課堂的時空環(huán)境下引入真實問題、已有經(jīng)驗，開展基于“經(jīng)驗課程觀”的教學提出了挑戰(zhàn)。倘若通過互聯(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、擴大成果的展示空間，從而不僅建立了高度擬真的經(jīng)驗情境，促成了學生的認知沖突，而且提供了在課堂開展探索實踐、項目研究的平臺。

二、設(shè)計實踐

“經(jīng)驗課程觀”認為“一切學習來自于經(jīng)驗”，學生通過行動的過程來學習，又在行動的結(jié)果中發(fā)展思維、獲得新知。為此，教師需要通過情境創(chuàng)設(shè)還原學生的已有經(jīng)驗或促發(fā)已有經(jīng)驗的認知沖突；在活動過程中引導學生產(chǎn)生問題，為此開展必要的觀察；指導學生形成解決問題的種種設(shè)想；通過研究實踐，驗證、認證并總結(jié)成果。甚至，還可以指導學生開展較高難度的基礎(chǔ)科研，積累更多的有關(guān)科學研究的方法，產(chǎn)生有益于人類的經(jīng)驗財富。[3]

基于此，可以將“太陽對地球的影響”一節(jié)的教學過程設(shè)計為“情境導入及問題提出”“概念辨析與假設(shè)提出”“項目研究與成果展示”“觀測實踐及科學研究”等四個部分。

1.情境導入及問題提出

(1)師生活動

連接網(wǎng)絡(luò)，在線播放一段有關(guān)1859年“卡林頓事件”的視頻（圖1），引起學生的興趣?！翱诸D”事件是1859年9月1日由英國天文愛好者卡林頓首先發(fā)現(xiàn)的強太陽耀斑爆發(fā)事件，它導致北極光南延擴散至北緯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，甚至多地電報局的電報機也閃出火花，電線也被熔化了。

圖1　“卡林頓事件”在線視頻

請學生談?wù)動^后感，并引出兩個問題：是什么引發(fā)了“卡林頓事件”？這里的太陽與我們平時所見的有何不同？教師將其總結(jié)為太陽具備的二元性：寧靜太陽為地球提供能量，太陽活動對地球造成異常影響。

(2))設(shè)計意圖

“太陽”作為一個司空見慣的天體，往往難以引發(fā)學生的好奇心。通過“互聯(lián)網(wǎng)”可以便捷的在線呈現(xiàn)“卡林頓事件”的視頻，迅速抓住學生的興奮點，使其很快進入本節(jié)課程的教學情境。

“卡林頓事件”這一歷史事實超出了學生的已有經(jīng)驗，造成了認知失調(diào)和沖突，引發(fā)了學生的集體疑問：是什么引發(fā)了“卡林頓事件”？這里的太陽與我們平時所見的有何不同？這是后續(xù)項目學習的研究背景和問題來源，也是學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

打開“Sun Spotter”程序（圖2）和“國家空間天氣監(jiān)測預警中心”網(wǎng)站，查看美國SOHO空間衛(wèi)星和中科院地面望遠鏡拍攝的實時（最新）太陽照片：“光球?qū)雍秃谧印薄吧驅(qū)优c耀斑”“日冕層與太陽風”“磁場記錄圖”“極紫外圖片”等。結(jié)合教材上的相關(guān)圖文資料，學習、分辨太陽輻射的產(chǎn)生和傳播方式，太陽大氣分層結(jié)構(gòu)和太陽活動的類型，形成太陽輻射、太陽大氣分層、太陽活動的基本概念，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

學生在教師的指導下聯(lián)系生活，同時結(jié)合“卡林頓事件”的視頻資料，提出進一步要研究的問題，并據(jù)此形成解決問題的假設(shè)。教師對此進行總結(jié)，并歸納為：假設(shè)太陽輻射為地球環(huán)境和人類生產(chǎn)生活提供能源，且存在分布不均的情況；假設(shè)太陽活動對地球大氣、磁場等存在影響。

(2))設(shè)計意圖

“Sun Spotter”程序和“國家空間天氣監(jiān)測預警中心”網(wǎng)站的引入，拉近了課堂與真實世界的距離，不僅方便了師生從實時（最新）太陽照片中獲取感性認識，而且提升了學生的體驗與參與感。

“色球?qū)优c耀斑”（太陽Hα圖像）、“日冕層與太陽風”（大角度分光日冕觀測儀圖像）等照片的賞析及其拍攝原理的簡單學習，將有助于學生了解太陽大氣的不同分層及其在亮度、厚度等方面的差異，有助于學生掌握太陽活動的主要類型，建構(gòu)出較為完整的太陽大氣分層結(jié)構(gòu)模式圖。QQ群“作業(yè)”的布置與反饋，有助于學生的自主學習，也便于教師有效追蹤和記錄學生的學習情況。

在概念上對“太陽輻射”和“太陽活動”進行界定并區(qū)分，意味著更深的理性認識的形成。在此基礎(chǔ)上提出的問題具有更強的科學性和可操作性，值得通過“假設(shè)”“驗證”的方式進行研究。

(1))師生活動

學生根據(jù)分組開展項目研究，完成從資料搜集、信息處理、假設(shè)論證、成果展示的全過程。

第一組：結(jié)合教材上的圖文資料，通過網(wǎng)絡(luò)搜索“太陽輻射對地理環(huán)境的影響”、“太陽輻射對人類生產(chǎn)生活的影響”、“中國太陽能資源分布圖”等資料，總結(jié)歸納太陽輻射對地球的2個角度、4個方面的影響，總結(jié)歸納影響太陽能分布的三大因素：緯度、地形和氣候。

第二組：通過美國國家海洋和大氣管理局數(shù)據(jù)庫，下載不少于百年的黑子統(tǒng)計數(shù)據(jù)，將其導入Excel后計算出年均黑子數(shù)，以年份為橫軸、年均黑子數(shù)為縱軸，繪制黑子變化折線圖，總結(jié)歸納黑子活動的規(guī)律：11年周期（施瓦貝周期）。[4]

第三組：通過中國氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)，下載同一省份四個以上站點近五十年的降水量或氣溫數(shù)據(jù)，將其導入Excel后計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)對比，繪制黑子與降水量或黑子與氣溫相關(guān)性折線圖，總結(jié)兩者的相關(guān)性。[5]

第四組：通過中國國家地震科學數(shù)據(jù)共享中心數(shù)據(jù)庫（圖3），下載不少于兩個臺站的全部地震數(shù)據(jù)，將其導入Excel后計算出年地震總數(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)對比，繪制黑子與地震相關(guān)性折線圖，總結(jié)兩者的相關(guān)性。[6]

圖3　中國國家地震科學數(shù)據(jù)共享中心數(shù)據(jù)庫

各組的任務(wù)完成后，通過QQ群推送、共享本組的成果，包括折線圖和文字總結(jié)。若時間許可（2課時安排），每組可派一名代表闡述本組的研究過程和研究成果。

(2))設(shè)計意圖

傳統(tǒng)教學中存在一個普遍性的問題：學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解答學習、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》，社會科學文獻出版社2005年版，第481頁。

在“經(jīng)驗課程觀”的指導下開展網(wǎng)絡(luò)交互教學，可以將“探究—建構(gòu)”的學習模式與豐富的互聯(lián)網(wǎng)資源的優(yōu)勢有機結(jié)合，使在線搜集信息、共享資源、思考問題、處理數(shù)據(jù)、交流探討、結(jié)果呈現(xiàn)成為可能。學生在本環(huán)節(jié)的項目研究過程中，不再是被動地接受教材上有關(guān)太陽輻射、太陽活動對地球影響的知識，而是如科學家一般親身實踐了數(shù)據(jù)的采集、分析處理、結(jié)論的推導過程。如此，學生在“經(jīng)歷”“實踐”和“思考”中更好地實現(xiàn)了自身的發(fā)展。

本環(huán)節(jié)所需時間較長。為此，可以將本章節(jié)后附的“問題研究”的1個課時合并過來，將本節(jié)內(nèi)容擴容為2個課時來完成；也可以在課堂完成研究指導工作，具體的研究任務(wù)由學生在課余完成。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)放給學生使用，省去他們導入Excel、換算平均值的時間，即學生只是通過體驗性的下載一些數(shù)據(jù)以掌握方法，然后使用教師發(fā)放的數(shù)據(jù)來繪制折線圖。

4.觀測實踐及科學研究

(1))師生活動

在第2課時，由教師指導學生使用加裝有巴德膜減光的天文望遠鏡觀測和拍攝太陽光球?qū)雍秃谧樱▓D4），使用帶有Hα濾鏡的太陽日珥鏡觀測和拍攝太陽色球?qū)雍鸵摺⑨槧钊甄?。通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭的應(yīng)用，可以實時將望遠鏡拍攝到的太陽畫面推送到投影幕布甚至手機、平板上，極大地方便整班學生的集中觀測。

圖4　直焦攝影法拍攝太陽黑子

此外，教師可以指導學生利用課余時間基于網(wǎng)絡(luò)開展太陽相關(guān)的基礎(chǔ)性研究工作。江蘇省天一中學天文社在美國斯坦福大學的幫助下，搭建了一個SID地球電離層效應(yīng)接收系統(tǒng)（圖5），可以實時接收地球電離層突變的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并與斯坦福大學太陽中心的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。學生在下載斯坦福大學太陽中心和中科院國家天文臺太陽活動預報中心的數(shù)據(jù)庫資料并進行科學分析后，可以探究地球電離層的日出日落效應(yīng)，并探討日食、耀斑等對地球電離層的影響。

圖5　SID監(jiān)測儀

“Sun Spotter”程序的制作團隊發(fā)起了一項面向全世界業(yè)余天文愛好者的網(wǎng)絡(luò)在線黑子甄別活動，任何人都可以通過網(wǎng)絡(luò)在線觀察黑子圖片，根據(jù)黑子發(fā)育程度的不同（黑子形態(tài)的復雜性）將其進行歸類。這將有助于天文學家監(jiān)測太陽活動的強弱、太陽磁場的變化及其與地球物理空間狀態(tài)間的相關(guān)性。

(2))設(shè)計意圖

中國教育學會地理教學專業(yè)委員會聯(lián)合《地理教學》雜志社舉辦的普通高中地理研究性學習項目的實踐證明，高中階段的學生在掌握了一定的研究方法后，是可以經(jīng)由一定的指導完成觀測實踐、數(shù)據(jù)處理等基礎(chǔ)性的科學研究工作的。對于特別優(yōu)秀的少數(shù)學生，取得一定的創(chuàng)新成果也是不無可能的。

利用網(wǎng)絡(luò)資源進行學生研究性課題的設(shè)計、實踐，不僅滿足了學生“做”和“經(jīng)歷”的需求，而且有利于發(fā)現(xiàn)和指導學有所長、學有興趣的優(yōu)秀學生盡早地接觸真實的科學研究過程。

三、教學反思

受光球?qū)訌姽獾母蓴_，很少有人目視觀測過太陽黑子，耀斑、日珥等的知名度就更低了。通過互聯(lián)網(wǎng)，讓太陽大氣層及各種類型的太陽活動直觀、可視，讓幾代科學家?guī)资?、?shù)百年的觀測記錄可以被訪問、化為己用，讓Excel、Origin Pro、數(shù)據(jù)可視化輔助平臺、QQ群等軟件進入課堂，不僅加強了學生與課程資源、課外資源的交互，而且方便了學生與學生、學生與教師的交互，可以大大增強學生的參與、體會和理解，有助于他們用已有經(jīng)驗來解釋未來經(jīng)驗，從而實現(xiàn)經(jīng)驗的擴充。

當然，在網(wǎng)絡(luò)交互教學的過程中也容易出現(xiàn)一些問題。比如，網(wǎng)絡(luò)資源的大信息量容易干擾學生的學習注意力，網(wǎng)頁設(shè)置的不合理導致學生查詢、下載資源的體驗差、耗時長[7]，教室網(wǎng)絡(luò)和電腦配置要求高，教師的主導作用易被網(wǎng)絡(luò)多媒體沖淡等。教師應(yīng)緊密聯(lián)系教學內(nèi)容，精心挑選網(wǎng)絡(luò)資源，甚至可以專門制作網(wǎng)站（鏈接）用于整合教學用網(wǎng)絡(luò)資源；教師應(yīng)通過啟發(fā)式提問、課堂討論或發(fā)起網(wǎng)絡(luò)話題的形式靈活控制課堂節(jié)奏，保證學生的主體地位和教師的主導地位；學校應(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)驗課程觀[J]. 文學教育, 2011 (6): 127.

[2]崔海輝, 劉月儀. 網(wǎng)絡(luò)交互教學在高中信息技術(shù)課程教學中的應(yīng)用研究[J]. 中國科教創(chuàng)新導刊, 2014(13): 172.

[3]蔣雅俊. 杜威的經(jīng)驗課程觀[J]. 學前教育研究, 2008(1): 36-38.

[4][5][6]陳沁怡, 程達, 董樂天, 等. 太陽黑子與地球環(huán)境響應(yīng)研究[J]. 地理教學, 2015(16): 56-59.

[7]周燕, 劉偉. 多媒體網(wǎng)絡(luò)教學在藥學本科專業(yè)的應(yīng)用探索[J]. 教育教學論壇, 2016(23): 251-252.

* 本文系無錫市教育科學“十二五”規(guī)劃2013年度立項課題《“項目研究”推動的“天文巡星工作室”建設(shè)研究》（項目主持人：肖明，沈新榮等。課題批準號：C/D/2013/008）階段性成果。