地理学家科学探索在课堂情境中的引用

■天津市第一中学滨海学校 王 莹

一、“双核”视域下地理课堂需要创设真实的问题情境

近年来，我国高考评价体系不断向核心功能靠拢。现在的高考评价追求“核心价值”下的学科融合取向，向更实用的学科素养评价演化，不断贴近学生的生活应用。因此，高中地理课堂需要置于“双核”（核心价值、核心素养）视域下落实教学目标，而问题情境的创设是目标达成的重要载体。创设问题情境时，由于问题结构不良，设问角度多样，答案关联外围学科，因此对教师提出了较高要求。

地理学研究地理环境以及人类活动与地理环境的关系。地理科学区域性、综合性的特点，使其在某些研究领域中无法利用实验室进行实验，对数学方法应用也具有一定局限性。高中地理教学的真实问题情境创设，常借助模拟动画、示意图、案例设计和实验设计等方法。此外，也可以把地理学家对问题的研究过程引入课堂情境设计，真实呈现问题的提出背景、研究过程、研究结果、存在争议等。一方面，这种“引用”真实还原问题研究情境。另一方面，能够向学习者渗透问题研究方法、地理学家科学精神。如此，知识的认知过程、能力的层级训练、核心素养和核心价值潜移默化的导向在课堂环境中得以实现。

二、课堂情境中引用地理学家科学探索的实践价值

相较于数学、物理等学科，高中学习者对相关科学家的了解比较普遍。很多学习者都能或多或少列举出伽利略、牛顿、爱因斯坦等这些杰出科学家的学科贡献。在地理学科中，教材对中西方地理学家的介绍比较弱化（少），课堂对地理学家科学贡献、科学精神的育人探索比较贫乏。很多学习者对国内外著名地理学家了解不多。

课堂情境中，了解地理学家生平事迹，可增强学习者对地理学科学习的兴趣。很多时候，可能就是出于对某位科学家的喜欢，对科学家研究项目的积极关注，让学习者在这一学科中保持长时间的学习动力。很多自然科学家的科学贡献推动了人类历史的发展，其人格魅力也深刻影响着同时代和之后的人们。

课堂情境中模仿地理学家的科研之路，可培养学习者地理实践能力。在问题情境的设计中，引入地理学家的科学探索情境，指导学习者模仿地理学家的野外考察、实验和调查，鼓励学习者对问题和假设进行合理探究和调查分析，强调要像地理学家一样做研究，并在研究过程中形成和提升地理实践力。

三、在“山地垂直地带性规律”课堂上，引用地理学家的科学探索

“山地垂直地带性规律”是高中地理重要原理性知识。为使学习者完整理解规律，实现地理课程的“双核”育人目标，将近代地理学奠基人洪堡山地考察、自然带绘制、整理规律、发表结论的过程引入教学设计中。以下是本节内容的主要问题设计。

课程导入：地球表层起伏不平，存在很多绵延起伏的巨大山脉，山地的地表景观随海拔高度也发生着有规律的更替。我们把这个现象称为“山地垂直地带性”。水平地带性与垂直地带性一起，才能让我们对自然环境的认识逐渐完整。这条规律的发现，自然科学界普遍认为应归功于地理学家洪堡。今天，我们就一起尝试重构洪堡当年如何发现这一规律。

材料一：关于山地垂直地带性，德国地理学家亚历山大·冯·洪堡与钦博拉索雪山，一定是这个科学发现的主角。18世纪初，洪堡横渡太平洋去美洲游历5年，重点考察了安第斯山脉。其间，携带42种科学仪器，实地考察带回的数据资料和图片手稿，对钦博拉索雪山的研究最令人瞩目。

材料二：位于南美洲赤道附近的钦博拉索雪山，是一座死火山，海拔6310米。峰顶是常年不化的雪盖，冰川广泛分布，但在山麓分布着大量的金鸡纳树族（热带雨林典型植被），从山麓往上是大量的棕榈科和芭蕉目植物（热带季雨林典型植被）。从山谷到山顶的方寸之间能体会到热带向极地的过渡，急剧的地带性过渡给了洪堡科学研究的灵感。

问题1：结合你的生活经历，思考洪堡前往南美洲实地考察，为什么要携带如此之多且昂贵的仪器？

问题2：请描述在登山过程中，山地气温的变化规律？从山麓到山顶的降水差异？尝试概括山地垂直地带性形成的主导因素。

问题3：有专家认为，洪堡当年能够发现山地垂直分异规律，与钦博拉索雪山密不可分，你同意这一观点吗？请阐述理由。

学生活动1：参考“洪堡植被分布图”，绘制钦博拉索雪山的垂直带谱。

问题4：指出钦博拉索雪山的基带（山麓自然带），山地基带的自然带是否只有一个？对比乞力马扎罗山山麓自然带，思考这座山脉基带为什么有两个，我们该如何确定基带？

问题5：结合钦博拉索雪山从山麓到山顶的自然带变化，思考这种变化同哪一种地域分异规律相似？乞力马扎罗山也有这样的变化特点吗？

问题6：对比钦博拉索雪山、乞力马扎罗山和阿尔卑斯山自然带的分布差异。据此推测影响山地垂直地带性最明显的因素有哪些？

材料三：与洪堡同行考察的还有法国植物学家邦帮·普兰。两位科学家对某一自然带的空间分布做了更为细致的观察。比如：林线（在高纬度或高山地区不能形成森林的界限）的发现。

学生活动2：观察钦博拉索雪山和乞力马扎罗山的自然带分布图，请用红笔标注出山地的林线。

……

以上以洪堡发现“山地垂直地带性规律”为问题情境背景，在教学中引领学习者跟当年的洪堡一样，站在钦博拉索雪山的山巅之上，俯瞰万千世界。当年的洪堡很有可能就是在那个时候产生了“垂直地带性”的灵感。正是这位伟大地理学家将一路从赤道热带走到高山雪峰的经历与从赤道到北极的自然景观演变产生联系，运用地理思维感受和发现了垂直高度上经过极短距离，通过温度和水分的改变，实现在水平上遥远距离才能出现的景观演变规律。在那个没有遥感、摄像机的时代，如果没有把整个地球当成一个完整系统的眼光，这个著名规律恐怕难以被发现。在“双核”视域下的地理课堂，师生通过一起重构规律的发现，使学习者形成综合思维、地理实践力等地理核心素养；尊重自然，全球视野、关注全球地理现象的世界观核心价值得到了强化。

四、对课例的思考

伟大地理学家洪堡在中国的知名度不高，但近代地理科学诸多发现和首创都要归功于这位地理学奠基人。其科学贡献如此罕见，与这位科学家信仰的“自然统一体”理论有关，与他在自然考察中面对困难永不后退的意志有关。实际上，中国古代郦道元、郭守敬、徐霞客等，国外的拉采尔、哈特向、李希霍芬等，地理学家的科学贡献和科学精神都是高中地理“双核”育人的珍贵素材。

地理学家和科学研究成果背后蕴含着思考、置疑、探索的科学态度和精神。这种“引入”教学，需要花费时间去收集、整理大量素材。如果可以，这一教学探索可延伸到校本课程的开设，对丰富课程资源、提高教师课程开发能力、培养学习者地理学习兴趣有很大助益。下面，以“中国近代著名地理学家—主要科学贡献—教学情境引用—科学精神”为例，进一步说明。

竺可桢—创建气候演化轮廓科学方法，奠定了我国气候学领域演变规律研究基础—如何研究和认识某区域的历史气候演变规律—求是、理性、创新精神。

刘东生—创立黄土学，在黄土研究、第四纪研究、古全球变化研究中取得大量研究成果—了解黄土高原的形成原因并获得证据支持—求是、批判精神。

施雅风、郑度—开创中国现代冰川学研究，青藏高原自然地域系统综合研究—了解青藏高原的形成原因—创新、质疑精神。

胡焕庸—从人地关系角度，研究我国人口问题和农业问题，提出中国人口的地域分布以黑河腾冲线为界（“胡焕庸线”）—认识我国人口分布的空间差异—创新、理性精神。

笔者在教学实践中深刻认识到，通过地理学家科学探索的课堂案例呈现，学习者获得的地理知识是有故事，有精神载体，触动心灵的。这样的教学过程对学习者的积极影响是深远的。将地理学家科学探索引入教学问题情境设计的尝试还需要更积极和认真的思考，不断改善和补充。