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经济论文

高中地理综合实践活动设计与实施以“校园气象站建设与气象观测”为例

时间:2022年07月12日 所属分类:经济论文 点击次数:

摘 要:上海版新教材强调地理实践力培养,不仅体现在各种主题活动专栏中,而且每个单元后还有综合实践活动。本文以必修一校园气象站建设与气象观测为例,分析气象综合实践活动特点,提出校本化的教学设计与实施方案,包括校园气象站建设、气象活动课程开展、

  摘 要:上海版新教材强调地理实践力培养,不仅体现在各种主题活动专栏中,而且每个单元后还有综合实践活动。本文以必修一“校园气象站建设与气象观测”为例,分析气象综合实践活动特点,提出校本化的教学设计与实施方案,包括校园气象站建设、气象活动课程开展、设备设施建设、数据联网共享、教学内容拓展等内容,为气象综合实践活动的顺利开展提供了基本保障。

  关键词:上海版新教材;综合实践活动;校园气象站;气象课程

地理教育

  2021年9月,在《普通高中地理课程标准(2017年版)》指导下编写的上海版新教材全面启用,新教材的一大特色是重视对学生地理实践力的培养。所谓地理实践力,是指学生在考察、实验和调查等地理实践活动中所具备的意志品质和行动能力。考察、实验、调查是地理学的重要研究方法,也是地理课程的重要学习方式[1],可以借助教材中设计的各种实践活动予以实施,包括主题中的各种活动专栏,以及每个单元后的综合实践活动。

  与此同时,新课标还强调数字化课程资源的开发,因此,综合实践活动较为紧密地整合了现代信息技术,让学生有更多的机会提高动手操作能力、激发探索热情,从而提高地理实践力[2]。例如,必修一中“使用GIS软件观察典型地貌”“分析长江口海水盐度变化特征”[3]等活动,即使是旧教材中原有的传统天文和气象实践活动,也需要借助移动应用程序和传感器等现代技术手段实施。笔者长年担任校园气象站管理员,对相关设备的运营和维护十分熟悉,也积累了丰富的观测数据,并在各类课程中做了不少实践,因此,就以“校园气象站建设与气象观测”为例,探讨高中地理综合实践活动的设计与实施。

  一、气象综合实践活动特点

  1.气象实践设备

  现代化人类自身感知大自然的能力是有限的,所以气象实践活动需要借助硬件设备开展。在旧教材中,相关活动涉及的设备主要有百叶箱、最高和最低温度表、干湿球温度表、雨量器、水银气压表、罗盘和风向风速仪、计时器、记录图表[4]等,都需要耗费大量人力定时进行读取和记录。而在新教材中,则更换为各种气象数据采集仪、传感器和计算机软件等,这些现代化气象设备具有全自动、不间断、高精度及多频次的特点,对气象数据的采集和处理能力是人力不能企及的,它们已成为很多学校建设气象站的“主力成员”。而且这些设备还能高度集成,对土地资源的利用更加高效,使气象站在空间较小的学校也能落地,降低了建设门槛。

  2.气象实践活动

  组织化气象实践活动需要长期且不间断开展,所以组织化管理十分重要。在旧教材中,相关活动并没有涉及这方面的指导,但在新教材中是浓墨重彩的一笔,其中提到“组建气象社团并招募对气象观测感兴趣的同学”“定期开展社团活动”“将社团成员分成若干小组,每组 2~3 人,轮流做好每天的气象观测和记录,并做好资料存档和管理工作”“评选社团中的优秀气象员”[3]等操作细节,指导性较强。加强气象社团等组织建设,不仅能打造出一支稳定且训练有素的队伍,增强成员之间的凝聚力,而且通过小组学习的形式,还能培养学生的分工协作能力,碰撞出更多的思维火花。

  3.气象知识

  整体化如果说设备是开展气象实践活动的硬件,那知识就是“软件”。在旧教材中,有活动配套的各种气象设备、现象和观测方法的详细介绍,如百叶箱、气象观测场地、气温及其日变化规律、雨量、云与天气、判读卫星云图、物候观察[4]等。在新教材中,这些内容更加整体化,其中一部分融入了主题中的各种活动专栏,如“认识雾霾”“探究气温和气压的关系”“测定风向和风速”[3]等,另一部分则由于课程标准的调整,被转移到了要求更高的选择性必修教材中,最终呈现出一个活动流程,气象知识已经“润物细无声”地渗透到连贯的整个教材之中。

  二、气象综合实践活动校本化建设途径

  1.完善校园气象站建设

  同济大学第一附属中学气象站历经长期的建设,已经颇具规模。在整个建设过程中,秉持了多要素、全历程、齐参与的原则。多要素是指在资金允许的前提下,尽可能增加采集的气象要素种类,除了新教材中所列的风速、风向、气压、气温、土壤温度、雨量、蒸发量、湿度和土壤水分九种传感器,还添置了太阳辐射、紫外线辐射、二氧化碳、PM2.5及PM10五种传感器,这有助于通过分析不同要素间的关系探究更复杂的大气现象,如通过气温和PM2.5、PM10(空气质量)的关系探究逆温;通过气温和太阳辐射的关系探究大气受热过程;通过气温和气压的关系探究热力环流等。

  全历程是指新旧设备在气象站中都应该有自己的位置,同济大学第一附属中学除了有许多自动化的气象监测设备,还有百叶箱、最高和最低温度表、干湿球温度表、水银气压计、机械式风向风速仪和雨量器等人工气象设备。现代化设备获取观测数据的能力虽然强大,但传统设备对观测者的动手能力、毅力以及责任心要求更高,两者是可以相辅相成、扬长避短的。且传统与现代设备并存,还能让校园气象站成为一个展示气象发展历史的场所,增强气象活动的文化底蕴。“齐参与”是指要让更多的人参与到建设过程中,向上需要向学校领导、相关部门申请资金和场地、安排施工;向下可以组织感兴趣、有能力的学生一起进行设备安装,设计和绘制宣传海报等,将整个建设过程变成活动的一部分。最重要的是作为总设计师的教师,要亲力亲为地参与对每一个学生的安排、每一个零件的组装,并且熟悉每一个设备的功能,唯有如此,气象站才不会成为校园里孤零零的“稻草人”。

  2.强化气象课程教学

  (1)必修课程教学有了种类齐全、功能强大的校园气象站,各类相关课程的开展也就有了依托。必修课程与教学评价关系更紧密,受众面也更广,这是最需要引起重视的。以必修一第二单元主题 5 所开设的“气温变化的奥秘”一课为例,在学生学习了大气受热过程原理的基础上,指导其使用平板电脑查询校园气象站采集的相关数据,然后对气温日较差变化以及气温日极值出现时间的规律进行探究。

  (2)选修课程(社团)选修课程(社团)能够吸引对气象真正感兴趣的学生参与,教师在课程形式和内容的选择上也更自由,因此,在教学设计上可以不受教材限制,更加灵活和丰富。在笔者所开设的“风云可测——走进神秘的气象世界”系列选修课程中,就有“风向变变变”一课,教师指导学生使用电脑浏览校园气象站的配套网站,记录 1 月(冬季)、7 月(夏季)的盛行风向数据,再用Excel 软件制作两个季节的风向玫瑰图,并分析季风现象对上海的影响。

  三、气象综合实践活动的实施建议

  1.丰富设备种类,建设气象园地设备是所有活动的基础,传统设备需要人工读取和记录,侧重于现场演示和锻炼动手能力,有利于培养学生的毅力和责任心;现代化设备自动化程度高,对气象数据的记录和处理极有优势,有利于重点培养学生的信息素养,对教学资料的贡献也更大,两者缺一不可。与此同时,如果教师能在采购或安装这些设备之前,有意识地进行规划和设计,还能在校园中创设出一片充满特色的气象园地,这样不仅可以增加活动参与者的归属感,还能完整展示气象科学的发展历史,为略显“硬核”的气象知识增添一些文化温度。

  2.实现数据联网,共享气象信息现代化设备不仅可以自动记录和处理气象数据,更重要的是可以与全世界共享这些数据。因此,教师不仅可以在专业网站上查询到自己所在学校气象站的数据,还可以找到全球气象爱好者上传的其他气象站的数据,从而丰富教学资源。如在学习“风向变变变”一课后,可以指导学生查找曼谷、孟买等东南亚、南亚地区气象站的盛行风向数据,然后和上海所在的东亚地区进行比较,认识不同类型的季风气候,又如在“气温变化的奥秘”一课结束后,教师可以指导学生探究美国加利福尼亚州山火过后,当地因树木燃烧导致大量烟尘进入大气中而产生的“阳伞效应”,布置探究最终引发气温变化因素的课后作业,从而使学生更全面地理解大气受热过程原理。

  3.联系教学内容,拓展气象知识新教材中气象综合实践活动所涉及的气象知识,已经渗透到了整个单元乃至整本教材中,需要教师在实际操作中,更多地联系教学内容组织实践活动,从而避免将活动变成单纯的数据记录工作,如使用一天中所记录的气温和气压数据,分析两者之间的关系,验证热力环流的原理。不仅如此,这种联系还应该有意识地进行拓展,超越必修一第二单元的内容,特别是在选修课程(社团)中,学生有足够的时间和兴趣,可以像“风向变变变”一样,在认识了季风的现象后,继续探究季风成因中有关大气环流的知识,这样不仅可以丰富选修课程(社团)内容,还能反哺必修课程,实现两类课程的融合,取得更好的教学效果。从旧教材到新教材,无论是课程内容,还是学习方法,“校园气象站建设与气象观测”这样的综合实践活动都发生了很大变化,但未变的是学生可以直接走进自然并体验大自然带来的愉悦、可以体会亲手操作带来的兴奋感和长年累月坚持观测造就的责任心,这些实践活动散发着无穷的地理学科魅力,必将激励许多心存热爱的师生不断去实践和探索。

  参考文献:

  [1]中华人民共和国教育部 . 普通高中地理课程标准(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018.

  [2]李萍,王丛丛.基于地理实践力培养的Pad辅助地理课堂教学——以“农业区位”为例[J].地理教育,2021(6):47-49.

  [3]上海市中小学(幼儿园)课程改革委员会 . 普通高中教科书地理必修第一册[M].上海:中国地图出版社,中华地图学社,2020.

  [4]上海市中小学(幼儿园)课程改革委员会 . 高级中学课本地理第一册(试用本)[M].上海:中国地图出版社,中华地图学社,2008.

  选自期刊《地理教育》2022年第7期

  作者:陈童临(同济大学第一附属中学,上海 200438)