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            經濟論文

            高中地理綜合實踐活動設計與實施以“校園氣象站建設與氣象觀測”為例

            時間:2022年07月12日 所屬分類:經濟論文 點擊次數:

            摘 要:上海版新教材強調地理實踐力培養,不僅體現在各種主題活動專欄中,而且每個單元后還有綜合實踐活動。本文以必修一校園氣象站建設與氣象觀測為例,分析氣象綜合實踐活動特點,提出校本化的教學設計與實施方案,包括校園氣象站建設、氣象活動課程開展、

              摘 要:上海版新教材強調地理實踐力培養,不僅體現在各種主題活動專欄中,而且每個單元后還有綜合實踐活動。本文以必修一“校園氣象站建設與氣象觀測”為例,分析氣象綜合實踐活動特點,提出校本化的教學設計與實施方案,包括校園氣象站建設、氣象活動課程開展、設備設施建設、數據聯網共享、教學內容拓展等內容,為氣象綜合實踐活動的順利開展提供了基本保障。

              關鍵詞:上海版新教材;綜合實踐活動;校園氣象站;氣象課程

            地理教育

              2021年9月,在《普通高中地理課程標準(2017年版)》指導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學生地理實踐力的培養。所謂地理實踐力,是指學生在考察、實驗和調查等地理實踐活動中所具備的意志品質和行動能力?疾、實驗、調查是地理學的重要研究方法,也是地理課程的重要學習方式[1],可以借助教材中設計的各種實踐活動予以實施,包括主題中的各種活動專欄,以及每個單元后的綜合實踐活動。

              與此同時,新課標還強調數字化課程資源的開發,因此,綜合實踐活動較為緊密地整合了現代信息技術,讓學生有更多的機會提高動手操作能力、激發探索熱情,從而提高地理實踐力[2]。例如,必修一中“使用GIS軟件觀察典型地貌”“分析長江口海水鹽度變化特征”[3]等活動,即使是舊教材中原有的傳統天文和氣象實踐活動,也需要借助移動應用程序和傳感器等現代技術手段實施。筆者長年擔任校園氣象站管理員,對相關設備的運營和維護十分熟悉,也積累了豐富的觀測數據,并在各類課程中做了不少實踐,因此,就以“校園氣象站建設與氣象觀測”為例,探討高中地理綜合實踐活動的設計與實施。

              一、氣象綜合實踐活動特點

              1.氣象實踐設備

              現代化人類自身感知大自然的能力是有限的,所以氣象實踐活動需要借助硬件設備開展。在舊教材中,相關活動涉及的設備主要有百葉箱、最高和最低溫度表、干濕球溫度表、雨量器、水銀氣壓表、羅盤和風向風速儀、計時器、記錄圖表[4]等,都需要耗費大量人力定時進行讀取和記錄。而在新教材中,則更換為各種氣象數據采集儀、傳感器和計算機軟件等,這些現代化氣象設備具有全自動、不間斷、高精度及多頻次的特點,對氣象數據的采集和處理能力是人力不能企及的,它們已成為很多學校建設氣象站的“主力成員”。而且這些設備還能高度集成,對土地資源的利用更加高效,使氣象站在空間較小的學校也能落地,降低了建設門檻。

              2.氣象實踐活動

              組織化氣象實踐活動需要長期且不間斷開展,所以組織化管理十分重要。在舊教材中,相關活動并沒有涉及這方面的指導,但在新教材中是濃墨重彩的一筆,其中提到“組建氣象社團并招募對氣象觀測感興趣的同學”“定期開展社團活動”“將社團成員分成若干小組,每組 2~3 人,輪流做好每天的氣象觀測和記錄,并做好資料存檔和管理工作”“評選社團中的優秀氣象員”[3]等操作細節,指導性較強。加強氣象社團等組織建設,不僅能打造出一支穩定且訓練有素的隊伍,增強成員之間的凝聚力,而且通過小組學習的形式,還能培養學生的分工協作能力,碰撞出更多的思維火花。

              3.氣象知識

              整體化如果說設備是開展氣象實踐活動的硬件,那知識就是“軟件”。在舊教材中,有活動配套的各種氣象設備、現象和觀測方法的詳細介紹,如百葉箱、氣象觀測場地、氣溫及其日變化規律、雨量、云與天氣、判讀衛星云圖、物候觀察[4]等。在新教材中,這些內容更加整體化,其中一部分融入了主題中的各種活動專欄,如“認識霧霾”“探究氣溫和氣壓的關系”“測定風向和風速”[3]等,另一部分則由于課程標準的調整,被轉移到了要求更高的選擇性必修教材中,最終呈現出一個活動流程,氣象知識已經“潤物細無聲”地滲透到連貫的整個教材之中。

              二、氣象綜合實踐活動校本化建設途徑

              1.完善校園氣象站建設

              同濟大學第一附屬中學氣象站歷經長期的建設,已經頗具規模。在整個建設過程中,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速、風向、氣壓、氣溫、土壤溫度、雨量、蒸發量、濕度和土壤水分九種傳感器,還添置了太陽輻射、紫外線輻射、二氧化碳、PM2.5及PM10五種傳感器,這有助于通過分析不同要素間的關系探究更復雜的大氣現象,如通過氣溫和PM2.5、PM10(空氣質量)的關系探究逆溫;通過氣溫和太陽輻射的關系探究大氣受熱過程;通過氣溫和氣壓的關系探究熱力環流等。

              全歷程是指新舊設備在氣象站中都應該有自己的位置,同濟大學第一附屬中學除了有許多自動化的氣象監測設備,還有百葉箱、最高和最低溫度表、干濕球溫度表、水銀氣壓計、機械式風向風速儀和雨量器等人工氣象設備,F代化設備獲取觀測數據的能力雖然強大,但傳統設備對觀測者的動手能力、毅力以及責任心要求更高,兩者是可以相輔相成、揚長避短的。且傳統與現代設備并存,還能讓校園氣象站成為一個展示氣象發展歷史的場所,增強氣象活動的文化底蘊。“齊參與”是指要讓更多的人參與到建設過程中,向上需要向學校領導、相關部門申請資金和場地、安排施工;向下可以組織感興趣、有能力的學生一起進行設備安裝,設計和繪制宣傳海報等,將整個建設過程變成活動的一部分。最重要的是作為總設計師的教師,要親力親為地參與對每一個學生的安排、每一個零件的組裝,并且熟悉每一個設備的功能,唯有如此,氣象站才不會成為校園里孤零零的“稻草人”。

              2.強化氣象課程教學

              (1)必修課程教學有了種類齊全、功能強大的校園氣象站,各類相關課程的開展也就有了依托。必修課程與教學評價關系更緊密,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 所開設的“氣溫變化的奧秘”一課為例,在學生學習了大氣受熱過程原理的基礎上,指導其使用平板電腦查詢校園氣象站采集的相關數據,然后對氣溫日較差變化以及氣溫日極值出現時間的規律進行探究。

              (2)選修課程(社團)選修課程(社團)能夠吸引對氣象真正感興趣的學生參與,教師在課程形式和內容的選擇上也更自由,因此,在教學設計上可以不受教材限制,更加靈活和豐富。在筆者所開設的“風云可測——走進神秘的氣象世界”系列選修課程中,就有“風向變變變”一課,教師指導學生使用電腦瀏覽校園氣象站的配套網站,記錄 1 月(冬季)、7 月(夏季)的盛行風向數據,再用Excel 軟件制作兩個季節的風向玫瑰圖,并分析季風現象對上海的影響。

              三、氣象綜合實踐活動的實施建議

              1.豐富設備種類,建設氣象園地設備是所有活動的基礎,傳統設備需要人工讀取和記錄,側重于現場演示和鍛煉動手能力,有利于培養學生的毅力和責任心;現代化設備自動化程度高,對氣象數據的記錄和處理極有優勢,有利于重點培養學生的信息素養,對教學資料的貢獻也更大,兩者缺一不可。與此同時,如果教師能在采購或安裝這些設備之前,有意識地進行規劃和設計,還能在校園中創設出一片充滿特色的氣象園地,這樣不僅可以增加活動參與者的歸屬感,還能完整展示氣象科學的發展歷史,為略顯“硬核”的氣象知識增添一些文化溫度。

              2.實現數據聯網,共享氣象信息現代化設備不僅可以自動記錄和處理氣象數據,更重要的是可以與全世界共享這些數據。因此,教師不僅可以在專業網站上查詢到自己所在學校氣象站的數據,還可以找到全球氣象愛好者上傳的其他氣象站的數據,從而豐富教學資源。如在學習“風向變變變”一課后,可以指導學生查找曼谷、孟買等東南亞、南亞地區氣象站的盛行風向數據,然后和上海所在的東亞地區進行比較,認識不同類型的季風氣候,又如在“氣溫變化的奧秘”一課結束后,教師可以指導學生探究美國加利福尼亞州山火過后,當地因樹木燃燒導致大量煙塵進入大氣中而產生的“陽傘效應”,布置探究最終引發氣溫變化因素的課后作業,從而使學生更全面地理解大氣受熱過程原理。

              3.聯系教學內容,拓展氣象知識新教材中氣象綜合實踐活動所涉及的氣象知識,已經滲透到了整個單元乃至整本教材中,需要教師在實際操作中,更多地聯系教學內容組織實踐活動,從而避免將活動變成單純的數據記錄工作,如使用一天中所記錄的氣溫和氣壓數據,分析兩者之間的關系,驗證熱力環流的原理。不僅如此,這種聯系還應該有意識地進行拓展,超越必修一第二單元的內容,特別是在選修課程(社團)中,學生有足夠的時間和興趣,可以像“風向變變變”一樣,在認識了季風的現象后,繼續探究季風成因中有關大氣環流的知識,這樣不僅可以豐富選修課程(社團)內容,還能反哺必修課程,實現兩類課程的融合,取得更好的教學效果。從舊教材到新教材,無論是課程內容,還是學習方法,“校園氣象站建設與氣象觀測”這樣的綜合實踐活動都發生了很大變化,但未變的是學生可以直接走進自然并體驗大自然帶來的愉悅、可以體會親手操作帶來的興奮感和長年累月堅持觀測造就的責任心,這些實踐活動散發著無窮的地理學科魅力,必將激勵許多心存熱愛的師生不斷去實踐和探索。

              參考文獻:

              [1]中華人民共和國教育部 . 普通高中地理課程標準(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018.

              [2]李萍,王叢叢.基于地理實踐力培養的Pad輔助地理課堂教學——以“農業區位”為例[J].地理教育,2021(6):47-49.

              [3]上海市中小學(幼兒園)課程改革委員會 . 普通高中教科書地理必修第一冊[M].上海:中國地圖出版社,中華地圖學社,2020.

              [4]上海市中小學(幼兒園)課程改革委員會 . 高級中學課本地理第一冊(試用本)[M].上海:中國地圖出版社,中華地圖學社,2008.

              選自期刊《地理教育》2022年第7期

              作者:陳童臨(同濟大學第一附屬中學,上海 200438)

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