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深度学习视角下的地理原理教学研究

发表时间：2021/6/8 来源：《教学与研究》2021年5月上作者：刘长凤

[导读] 以“大气受热过程”原理的教学为例，基于深度学习视角，用模拟实验、多维整合、联系生活、注重反思四个环节，引导学生认知、建构、应用原理和进行多元评价。

江苏省前黄高级中学国际分校刘长凤

摘要：以“大气受热过程”原理的教学为例，基于深度学习视角，用模拟实验、多维整合、联系生活、注重反思四个环节，引导学生认知、建构、应用原理和进行多元评价。
关键词：深度学习地理原理
        一、深度学习的概念和内涵
        近些年，国内外关于深度学习的研究方兴未艾。对于深度学习的概念，教育界普遍认可黎加厚教授的观点，即深度学习是在理解学习的基础上，学习者能够批判性地学习新的知识和思想，并将新的知识和思想融入已有的认知结构中，能够在众多的思想间进行联系并能够将已有的知识迁移到新的情境中，作为决策和解决问题的一种学习方式。
        作为一线教师，从学科教学角度，我们可以这样理解：深度学习视角下的教学，其目的是引导学生进行有意义的学习，使学生在记忆的基础上理解、归纳、掌握、运用，结合其原有认知结构，批判性地接收和学习新知识，建立知识间的相互联系，并能通过分析，做出决策或解决问题。
        二、深度学习视角下的地理原理教学研究
        原理是指带有普遍性的、最基本的、可以作为其它规律的基础的规律。地理原理是地理事物形成和变化的一般性规律，它反映了最基本的地理特征；地理原理掌握的前提是理解，是解决分析地理问题的基础。下面，笔者以“大气受热过程”原理为例，从深度学习角度，结合教学实践，阐述其教学策略。
        1、模拟实验，激发探究
        深度学习强调学习实用、有价值的知识，而不是割裂的、脱离学习情境的信息事实，只有通过创设真实、能够反映知识形成和应用的学习情境，激发学生学习的兴趣，促进学生基于内在学习动机主动建构，才能实现对知识的深层次掌握。
        大气受热过程的原理，涉及到的地理概念多且抽象，有太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射、大气吸收、大气反射、大气削弱作用、地面吸收、地面反射、大气保温作用等十几个，不仅仅要求学生分清楚这些概念，还要把这些概念之间的关系理清，明白热量的基本传递过程，对学生来说难度很大。因此，我们首先引导学生做一个模拟实验，对该地理原理进行初步的感知：取两个相同的可以封闭的玻璃箱甲和乙，并悬空放置在室外，甲箱内底部放上土层，乙箱内不放任何东西，中午将两个封闭的玻璃箱放在日光下照射15分钟，并用温度计分别测量两个箱内的温度，学生测得实验结果是甲箱温度比乙箱温度高约3℃。面对测量结果，学生产生疑惑：为何有土层的玻璃箱会比空玻璃箱温度高呢？玻璃箱内空气是怎样获得热量的？由此激发了探究兴趣。
        2、分解步骤，建构原理
        深度学习的特点是基于问题的多维知识整合，在进行教学内容分析和设计时，这就要求教师不仅要深入了解学生的先前经验、理解新知识的类型，指导学生在新旧知识、概念、经验间建立联系，还要引导学生将他们的知识归纳到相关的概念系统中，并在批判反思的基础上建构属于自己的新的认知结构。
        课前我询问过几个学生，大气的热量来自哪里？学生说当然来自太阳啊，我继续追问，那是太阳直接把热量传递给大气吗？学生说应该是吧。这说明在学生原有的认知中，对于热量在太阳、地面、大气之间的传递是模糊的甚至错误的。

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因此，我们需要基于学生的旧知识、前概念，引导学生重新梳理、重建联系、重构认知。
        大气受热过程是一个抽象的、宏观的过程，可以说是看不到摸不到的，所以，我们还是从画示意图开始，引导学生通过边绘图边学习的方式，由浅入深、分解步骤、梳理关系。第一步先理清太阳的热量如何传递给地面，即太阳辐射经过大气层时，大气吸收作用和大气反射作用会削弱掉小部分太阳辐射，绝大多数的太阳辐射能到达地面，然后地面又反射掉少量太阳辐射后，地面就吸收了大部分太阳辐射使地面升温；第二步要理清地面的热量如何传递给大气，即地面在升温的同时，又以地面辐射的形式向外传递热量，近地面大气中的二氧化碳和水汽能强烈吸收地面辐射而使大气升温；第三步要理清大气的热量如何支出，大气以大气辐射的形式向外散热，其中大气逆辐射把部分热量返还给地面，对地面起到了保温作用。至此，学生也就重新建构了原理认知：把近地面大气作为研究对象，其热量的收入有两个途径，即大气吸收的地面辐射和太阳辐射，因大气直接吸收的太阳辐射非常有限，故地面辐射是近地面大气主要的、直接的热源。近地面大气和地面之间的热量是不断交换的，大气的热量收支处于动态变化中。
        3、联系生活，应用原理
        实际生活中包含大量的非结构知识，为了实现深度学习，学习者需要在不同情境中，从不同角度进行多次交叉学习，促使自身生活概念体系与科学概念体系进行反复相互作用，灵活运用知识进行问题解决，从而有助于复杂知识的获得和迁移能力的提高，促进学生高阶思维的发展。
        在该原理的教学中，我们引导学生联系生活中的地理现象，比如观察天气预报连续几天天的气温数据，晴朗的一天中最高气温大多出现在几点钟？为何一般多出现在14：00？最低气温大多出现在几点钟？为何一般出现在日出前？如果学生能顺利地运用大气受热原理进行解释这个地理现象，不仅能理解热量的传递过程、温度是由热量的收支控制的，还能明白热量在不同事物间传递的滞后性。同样的与生活密切相关的例子还有：夏季新栽的树木为何要用黑色格网搭个棚？冬季滑雪的时候为何要戴深色护目镜？北方反季节塑料大棚和初春的地膜覆盖分别起到什么样的作用？青藏高原光照充足，为何却气温较低？等等。迁移应用和问题解决是深度学习的重要实现途径，通过对生活中实际问题的分析，学生把知识灵活迁移到不同的情境中，加深对地理原理的理解，学习生活中的地理，体会蕴含其中的科学思维方法。
        4、注重反思，多元评价
        深度学习主张引导学生批判性理解学科核心知识，能够对学习过程和学习结果进行自觉反思。它不仅可以促进学生深入理解学习内容，改进学习策略，还可以帮助教师及时调整教学策略，增强课堂学习的实效性。多元评价可分为学生自评、教师评价和学生互评三种，平时课堂中应更重视后两种，因为自我评价过程就是反思提升过程，学生互评可以借助同伴的力量促进成长，小组合作学习是实现自评和互评的很好方式。
        小结
        从教学的角度，每一个教学目标都有思维发展的要求，但思维的发展也有高低之分，高阶思维能力的发展程度是深度学习与浅层学习的最大区别。浅层学习停留在“知道、理解”低阶认知能力水平，主要是对知识进行记忆和简单理解，深度学习对应“应用、分析、评价、创造”高阶认知能力水平，强调知识迁移。教师应该将高阶思维的发展作为教学目标的一条暗线伴随课堂教学的始终，无论是必备知识的掌握、关键能力的提升、学科素养的培养、核心价值的体现，都要始终将 “应用、分析、评价和创造”作为教学目标的落脚点。
参考文献：
[1]吴双.基于深度学习的高中物理教学策略研究[D].山东师范大学, 2018