中学地理开展科学探究活动的研究

摘 要： 教育部与科技部联合召开多次会议，要求在物理、化学、地理、生物学科中开展科学探究学习。科学探究学习与地理学科结合，更凸显地理学科的科学性和实践性。为此我们提出“中学地理科学探究活动设计”的研究，其目的是：形成一套适应当地资源和本校实际的科学探究活动设计，并有效地开展科学探究活动，最终提高学生的科学素养。本课题以地球科学探究为例，研究内容涉及《地理》七年级上册《地球和地球的运动》的两个主题、四个科学探究活动、七个基本模式。对于如此完整、系统的研究，国内不曾有人涉及，其中基本模式的第七个步骤“学以致用”，是本课题的创新之处。

关键词： 中学地理 科学探究 活动设计

一、问题提出

2001年颁布的《基础教育课程改革纲要》和《义务教育地理课程标准（试行）》及2003年颁布的《普通高中地理课程标准（试行）》均强调“转变学生的学习方式”，明确提出倡导探究学习。“探究”对于广大一线老师来说已不陌生，然而在教育部颁发的《初中科学课程标准》（7～9年级）中，出现了一个耀眼的名词：科学探究。《初中科学课程标准》把科学探究作为科学课程的核心概念。[1]教育部与科技部联合召开多次会议，要求在物理、化学、地理、生物学科中开展科学探究学习。[2]

地理科学探究是学生在教师的指导下，围绕自然地理科学问题，根据已有知识、技能和经验，运用地理科学方法体验地理研究过程，尝试解决地理科学问题的学习活动。[3]

“科学探究”在国内还是较为前沿的课题，近年来国内主要有华东师范大学夏志芳教授等从理论视角进行研究，而从理论运用到实践，还鲜有人涉及。[4]本课题以地球科学探究为例，研究内容涉及《地理》七年级上册《地球和地球的运动》的两个主题，四个科学探究活动，七个基本模式。国内外对“地球科学探究活动设计与实施”的研究只局限在教学设计、课件设计等或对某一方面（地球仪、地球运动）的研究，如此全面的、系统的探究活动设计，还不曾有人研究。其中地理科学探究的七个基本模式中前六个前人已有，而第七个步骤“学以致用”是笔者的创新之处，而且是必不可少的。希望我们的研究更好地服务于学校、教师、学生，为教学改革作出一定的贡献。

二、科学探究活动的实施方案

（一）实施对象。

2012学年学校科技节展示活动中选取初二、初三共10名学生做实验；2013学年上学期选取初一学生做实验对比。

（二）实施方法。

1.观察、调查相结合，设计科学探究方案。

2.用实验法、行动研究法、案例研究法、教育观察法等开展探究活动。

3.用统计法检验活动效果。

（三）实施计划与目标。

本课题研究时间为2012年6月至2014年4月。通过科普讲座、到大学城“广东科学中心”进行参观等活动，丰富师生的科普知识，培养师生科学探究的兴趣。利用每周三第八节课外活动，实施地球科学探究活动、科技节展示活动，宣传和展示地球科学探究活动。设置实验班级，开展地球科学探究活动，把地球科学探究活动引进课堂学习，并通过学校和区级公开课，推广和检验地球科学探究活动。其目的是形成一套适应当地资源和本校实际的科学探究活动设计，并有效地开展科学探究活动，最终提高学生的科学素养。

（四）实施方案。

1.选取地球科学探究活动。地球科学探究活动属于自然地理，是青少年了解地球的必备活动，是初中地理的第一个探究活动，对激发学生学科兴趣，培养学生的科学素养，提高学生的创新能力，有着重要的作用。但这部分内容较抽象，既是重点又是难点。多年教学经验证明光靠老师讲、课件和教具演示，效果不理想。需要配套的《地球科学探究器材》和相关活动设计指导。但是教材《地理》七年级上册（人教版）缺乏相关活动设计指导，只有一个活动“制作地球仪”，过于简单和枯燥。[5]而且目前配套的《地球科学探究器材》存在不足：探究材料不足，缺乏有效说明、指引，难操作，使用价值不高，对培养学生创新思维存在局限性。

2.地球科学探究活动设计方案。根据课标和教材要求，本课题把地球科学探究活动设计为两个主题、四个活动，配备操作简单的地球科学探究活动器材，研制简易教学用具，设计《活动指导》和《活动检测》等，见下表。

三、研究的成果

（一）《地球科学探究活动器材》的改造与研发。

旧的《地球科学探究活动器材》存在不足：探究材料不足，缺乏有效说明、指引，难操作，使用价值不高，对培养学生的创新思维存在局限性。探究活动有两个方面：一个是制作地球仪，另一个是制作简易等高线模型。

新的《地球科学探究活动器材》在原来基础上有如下创新和改造：

1.改造探究材料。新器材包括自制地球仪、《太阳直射点移动及昼夜长短变化演示盘》、《公转动态示意图》等。

2.删除无关内容。根据课标和教材要求，删掉制作简易等高线模型活动（应该放在下一节探究地图活动中）。

3.增加探究活动。新的探究活动有两个主题、四个活动，主题一：认识地球仪（活动1―画经纬线，标注经纬度；活动2―制作地球仪）；主题二：探究地球运动（活动1―探究地球自转；活动2―探究地球公转）。

4.增加有效指引。原有的《地球科学探究活动器材》只有简单的说明，没有有效的活动指引，增加《活动指导》和《活动检测》。

笔者负责2011年海珠区科普计划项目和广州市青少年科技创新资助项目《地球科学探究活动器材》的改造与研发，于2013年已通过验收和结题。

（二）形成科学探究的基本模式，并开发相关案例。

地理科学探究的七个基本模式中前六个前人已有，而第七个步骤“学以致用”是笔者的创新之处，而且是必不可少的，依据是《地理课程标准》的课程基本理念：“学习对生活有用的地理。”[6]

四、结果评析

在2012年学校科技节展示活动中，选取初二、初三共10名学生做实验，利用《活动检测》做前测和后测，结果如下：满分100分，前测平均分为56.9分，后测是87.3分，有明显差异。结果分析：初二、初三学生已在初一地理学过地球和地球仪的知识，有一定基础，但对于抽象的知识，如地球运动产生的地理现象基本遗忘，所以前测成绩不理想，但他们完成地球科学探究过程后，再做《活动检测》，成绩理想，说明地球科学探究活动设计可以培养学生的动手能力，解决教学难点和重点。

2013学年上学期选取初一入学学生做实验对比，实验班15、17班，对比班11、13班，这四个班学习能力等基本没差异，在初一地理《地球和地球仪》的教学中，11、13班按常规教学，15、17班采用科学探究活动教学，最后进行《活动检测》，检测数据如下表所示。

检测结果分析如下：从总分看：实验班15、17班平均分为：84.5分，对比班11、13班平均分为：68.9分，分差15.6分，存在显著差异。从检测内容分析：基础题：一、二、三、四、五、八题差异不大，而较难或抽象的题目：六、七、九、十、十一题分差较大，进一步说明地球科学探究活动设计是有效的，能解决教学难点和重点，增强教学效果，培养学生科学探究的能力。

五、不足与展望

（一）学校硬件和软件的添置是开展课题研究的基础，一定要继续加大经费投入力度，加强硬件和软件的建设，为课题研究创造良好的物质条件。

（二）我们在研究和实践的过程中发现，培养学生的自主探究能力是实施探究活动的重要基础，必须重视提高学生的科学素养，培养学生的自主探究能力。

（三）随着研究的不断深入，对教师素质的要求越来越高，需要课题组教师加强学习、研究、实践和总结，并希望得到专家的指导。

（四）学生的成果比较难以体现。除了反映学生能力水平提高的调查报告外，学生的进步主要体现在课堂教学中。教师要加强教学设计，提高课堂教学效率，真正提高学生的素质。

设计有效的科学探究活动，并在课堂教学中顺利实施，思路已基本清晰，轮廓初显。前面的研究中虽然取得一些成就，但也存在问题，我们的课题研究工作还需延续，我们一定会克难奋进，结出累累硕果。

参考文献：

[1]初中科学课程标准实施建议.

[2]顾绍琴.中学地理科学探究活动研究.2010年华东师范大学硕士论文.

[3]夏志芳，张建珍主编.地理案例教学论[M].2011.12，第六章自然地理教学：在探究中弘扬科学精神.

[4]张建珍.科学探究学习视域中的地理主题活动设计研究.2012年华东师范大学博士论文.

[5]张建珍，夏志芳，汤瑷宾.中学地理科学探究学习实施现状的调查.地理教学，2013年第10期8-11页.浙江师范大学地理与环境科学学院.

[6]地球和地图的教学内容和要求.

[7]地理课程标准基本理念.