基于实验观察的知识建构——“洋流”教学设计，本文主要内容关键词为：洋流论文,教学设计论文,知识论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
洋流的成因和全球洋流的分布规律是历来教学的重点与难点。洋流的成因并非孤立的，而是多种地理要素共同作用的结果：洋流的分布与气压带、风带密切相关，其流向受地转偏向力、海陆分布及季风的影响。本节课的教学目标在于通过课堂教学发展学生的高级地理思维水平，使学生通过主动学习获得知识。
著名心理学家维果茨基是社会建构主义的先驱。他关注社会客观知识对个体思维的促进作用。他认为社会互动和同伴间共同的问题解决促进了儿童的发展，而这种发展是通过教师提供指导实现的。高中自然地理具有一定的复杂性、规律性，教学注重学生的思维发展，根据教学实际和相关理论，教师将洋流课堂教学分为四个阶段“开篇引入——建构基础——再次建构——知识应用”，并提供“脚手架”。教师作为指导者，指导学生小组合作学习，进行自主的意义建构。同时，在每个教学阶段结束时，在教师指导下，师生共同总结阶段性的洋流规律，谨慎对待学生每一步构建。设计过程如下：
一、建构学习基础：搭建“脚手架”，建构洋流成因
维果茨基认为学生的思维发展过程主要是把外界的东西加以内化，从而使心理机能得以从低级心理机能向高级心理机能转化。“最近发展区”就是学生当前所表现出来的能力与潜在能力之间的距离。所以在教学活动中，教师提供“脚手架”，帮助学生挖掘出潜在的能力，使他们将更多外部活动内化成自身的认知，更好地发展。也就是说，学生掌握的知识不应是由于教师讲授，而是借助“脚手架”自主生成的。
因此，本节课尝试借助维果茨基的理论，通过教学目标分析，确定三个情境主题，即创设密度流、风海流、补偿流三个模拟洋流成因实验录像作为“脚手架”，为学生基于实验观察的洋流知识建构创造条件。学生置身于情境中，能够积极主动地观察，同时根据实验观察记录表，在与同伴、教师的互动中进行自主的探索性学习，主动投入更高水平的认知加工活动，将复杂而抽象的洋流成因具体化，建构相关知识，找到了复杂的知识在学生知识体系中自我生成的路径。
1.密度流
故事引入：第二次世界大战期间，英法联军控制大西洋海域，占领直布罗陀海峡，用声纳监听，计划一听到德军潜艇的马达声便用深水炸弹将其炸毁。但是监听多日，毫无声响，德军潜艇仍然神不知鬼不觉地溜出海峡，在大西洋偷袭英法联军。这是怎么回事？
设计意图：这个小故事包含了密度流的基本知识，本身的故事情节也很巧妙，能吸引学生注意力，激发学生的探究兴趣。一般情况下，学生都会想到是洋流的影响。但是要学生对密度流原理做出确切的描述还有一定难度。此时教师提供帮助学生思考的“脚手架”：
（1）播放模拟海洋实验一“密闭隔板实验”。
教师描述：一个模拟海洋的透明玻璃容器，中间有密闭的隔板。容器中一半是装有蓝色染料的盐水，一半是普通的自来水。要求学生观察密闭隔板移开的瞬间，蓝色的盐水与透明自来水的运动情况，填写实验观察记录表，体会密度流的原理。
由教师自己设计、操作并录制的实验，增强了课堂的趣味性。学生可以非常清晰地观察到动态的实验过程和结果，并根据水体上部、下部的不同流向，通过自己的思考，得到密度流成因的结论：表层海水由密度较小的海区流向密度较大的海区，形成密度流。
（2）直布罗陀海峡卫星图片和直布罗陀海峡海水密度纵剖面图。
多媒体显示卫星图片截取的直布罗陀海峡位置及直布罗陀海峡附近的海水盐度分布图，教师要求学生结合自己已建构的密度流成因知识解释德潜艇故事。
学生根据教师提供的“脚手架”解释小故事中的奥妙：直布罗陀海峡两侧海水盐度差异很大，造成表层海水由大西洋流入地中海，底层海水由地中海流入大西洋。德军利用这一点，过直布罗陀海峡时，关闭所有的机器，借助洋流自由出入直布罗陀海峡。
2.风海流、补偿流
教师提供“脚手架”，模拟海洋实验二“吹风机吹动下的塑料纸屑运动实验”及实验观察记录表。引导学生通过不同角度看待洋流成因问题，建构风海流、补偿流原理。
学生本身对洋流的背景知识缺乏了解，教师不是简单地课堂讲解而是设计模拟洋流运动的教学情境，引导学生通过观察实验来获取所需信息，体验洋流运动过程，从而得出风海流、补偿流的原理。这个过程使外部的地理信息与学生已知的地理信息不断交互作用，为学生洋流知识的内化提供条件。同时教师的提问不是为了得到学生是与否之类的简单答案，而是像“塑料纸屑运动方向与风向的关系如何？塑料纸屑前进时碰到容器壁发生什么现象？同时水体流出区域发生什么现象？”等，通过对模拟洋流实验发生过程的一系列“追问”，为学生留出参与空间，挖掘出本节课学生最基本的“最近发展区”，如学生观察实验得出上述过程的结论：“风向与洋流流向相同”、“塑料纸屑前进时碰到容器壁后向两侧分流”、“同时水体流出区域有两侧水体过来补充的现象”。这种提问不仅培养了学生对地理信息的选择、加工能力，同时也保证了学生在教学过程中的参与度，有效地帮助学生建立起洋流成因的程序性的、过程性的思维模型，有利于促进学生地理思维发展的“元认知级”交互，加强观察、思维和语言协同发展。
二、再次建构：复杂性递增，建构洋流系统
完成上述实验以后，学生对洋流的成因有了初步认识，具备了理解世界洋流分布规律的基础。由于洋流分布是多种地理因素相互作用的结果，所以如何解决学生对世界洋流分布规律的建构历来是本节课的教学难点。系统理论认为，虽然我们经历的世界是复杂的或多样的，但我们总能发现其中不同类型的组织。社会建构主义认为，知识的构建是一个交错迂回，循环往复的过程。综合两种理论的指导，本阶段的教学由教师继续充当指导者，在学生已建构的“洋流三大成因”的基础上建立新的最近发展区，将学生已内化的洋流背景知识及相关地理技能再建构，通过以下三个环节来建构学生知识体系中“由理想到现实的世界洋流模式”，最后达到全班共同的最近发展区。
1.巩固基础：文本解读能力转化为地理绘图技能
地理绘图技能是学生在高中阶段需要掌握的一项重要地理技能。所以某些脱离地理读图绘图技能，仅仅通过文本语言来描述地理要素、解决地理问题的地理教学方式是不可取的。教师在地理教学中应当注重创设问题情境，使其将文本解读能力转化为地理绘图技能，使学生养成善于利用地理示意图、从地理视角考虑问题的习惯，为其进行终身地理学习打下良好基础。
比如较常见的寒流、暖流问题，初中地理学习过按相对水温可把洋流分为寒流、暖流。教师可要求学生根据教材的文本解释来巩固、熟练基本地理技能。具体步骤为教师在黑板上板画四支南北半球的洋流，要求学生参照教材给出的寒暖流定义，在理解按相对水温分类的寒流、暖流文本材料的基础上，将文字转化为地图语言，用红色粉笔描出板图中的暖流，蓝色粉笔描出寒流。同时，教师可适时帮助学生知识总结：暖流由低纬海区流向高纬海区；寒流由高纬海区流向低纬海区。这个过程本身使教师对学生的言语指导逐渐减少，但是学生形成地理技能更加迅速，更准确。此环节不仅帮助学生理清了知识脉络，加深知识印象，而且加强了学生的地理问题表述能力，一举两得。
2.自主建构：洋流基础知识转化为世界洋流框架
教师课前将“世界理想洋流模式图”画于黑板上（右图，未画箭头），并加以说明：假设两侧为均匀的陆地，当中为海洋，引导学生判断大陆的东岸、西岸与大洋的东岸、西岸，避免混淆。
由于影响洋流的因素较复杂，涉及气压带风带、地转偏向力、海陆分布与季风等多种地理要素。教学中教师帮助学生整理思路，在理解前面洋流成因实验的基础上，按照先考虑洋流形成的主导因素，即气压带风带、地转偏向力作用所形成世界洋流模式中的风海流；再要求学生填画由离岸风及洋流遇陆地分流所形成的补偿流；最后叠加海陆分布与季风等地理要素，认识北印度洋海域的季风洋流分布规律。这种由简单到复杂、由普遍到特殊的教学组织方式，既符合高中生的认知发展规律，又实现了知识建构过程中复杂性的递增，在“由理想到现实的世界洋流模式”建构过程中，培养了学生空间思维能力、地理绘图能力。
“世界洋流分布规律”的具体教学环节：
（1）借助“脚手架”填画风海流、补偿流。
由主导因素建构理想洋流模式图中的风海流。教师多媒体展示“脚手架”——行星风系Flash，提示学生小组联系刚刚学习的洋流成因分类及地转偏向力，共同建构理想的世界洋流模式。
学生小组自主理解风海流流向有一定难度，教师应先示范判定一组风海流流向的方法：影响中低纬洋流的风带为东南信风、东北信风，根据前面得到的风向与表层洋流流向关系的结论，确定赤道两侧洋流——北赤道暖流、南赤道暖流为自东向西的水平流向。再要求学生小组讨论，得出南北半球的西风带影响下形成的另一组水平方向风海流——南北半球的西风漂流。在这个教学环节中，教师给予的外部支持，实现了学生小组在问题解决过程中知识的内化。
受制于已形成的风海流，海洋中形成了补偿流。在理想的世界洋流模式中侧重于讨论由离岸风及洋流遇陆地向两侧分流所形成的水平补偿流，这部分内容可由学生自主填画在学案上，同时请一名学生代表填画黑板上的板图。学生小组在分析过程中初步建构出理想的世界洋流模式。至于离岸风形成的涌升流及洋流遇陆地形成的沉降流两种垂直补偿流留待后面的教学环节中解决。
（2）通过对比建构现实的世界洋流模式。
要求学生小组对比“理想的世界洋流模式图”与“真实的世界洋流分布动画”，在学生已建构的“理想世界洋流模式”基础上叠加现实中的海陆分布与季风等其他地理要素，使学生再建构“现实的世界洋流模式”。
比如，引导学生思考为何北半球洋流有中低纬和中高纬两个环流，而南半球洋流只有中低纬一个环流？学生小组根据世界真实洋流分布讨论得出结果：原因为海陆分布的影响，此地被面积广大的南极洲大陆占据。通过对比分析，加强了学生获取地理信息的能力。
再如，学生小组发现北印度洋海域的洋流不同于理想的世界洋流模式，教师再引导学生读图得到有用地理信息：北印度洋中高纬度海域被陆地占据，而中低纬度海域为南亚季风控制区域。因为强大的南亚季风以及该地区海陆分布的影响，北印度洋海域有独特的季风洋流，分布规律为夏季呈逆时针，冬季呈顺时针。通过问题创设，逐步增加知识建构的复杂性，提高学生对信息的敏感度。
3.深化整合：地图解读能力转化为文本解读能力
上述教学环节使学生初步具备从地图上解读地理规律的能力，然而世界洋流分布规律是本课的重难点，对它的理解还要求学生具备将地图解读转化为文本的能力，以全面认识洋流原理。教师是学生理解重要概念及原理的合作者，此时教师应提供恰当的“脚手架”对学生的合作交互进行支持，使学生内化稳定的洋流知识。该教学环节中教师提供学案“世界洋流分布规律”表格，同时将全班分为五个小组，根据理想和现实的世界洋流模式图分别讨论其中的五个问题，目的在于调动小组中每个学生的最近发展区，使作为学习共同体的每个小组，在组内达成共同的意义建构。接着每个小组汇报结论，最终使全班在“世界洋流分布规律”上达到共同的最近发展区，实现全班共同的意义建构。
本环节注重对地理原理及时总结，使学生个体、小组乃至整个班级按照由简单到复杂、交错迂回、循环往复顺利进行洋流知识建构。这种教学过程使学生对洋流原理理解得更加透彻，从而更加牢固地自我建构了洋流知识体系，同时也提高了学生综合分析地理问题的能力和表述地理问题的能力。
三、知识应用：将知识综合融于社会背景，培养解决地理问题的能力
社会建构主义认为，知识的建构离不开真实的社会情境，学习活动只有在社会情境中进行问题解决才有意义。本节课最后阶段引入真实的地理故事：“一个‘洛阳漂流瓶’引发的跨国奇缘”，要求学生以小组的形式根据材料及洋流原理，分组讨论漂流瓶抵达澳大利亚东南部的季隆可能有几种路线。学生讨论的同时，教师在学生间巡回，及时了解学生的讨论进展，并对需要帮助的小组进行适当的提示。
一个“洛阳漂流瓶”引发的跨国奇缘
“很高兴和你取得联系，我希望和你成为朋友，你愿意吗？中国河南省洛阳市金林镇刘村李海波。”瓶子在2010年4月4日16时左右被澳大利亚季隆市居民和13岁儿子捡到了。父子俩找到一个中文翻译后，震惊地发现，这只漂流瓶竟然来自1.1万公里以外的中国河南洛阳市！父亲说：“这封信没有书写日期，不过它在瓶中保存得很好。”
后续报道：找到了漂流瓶主人，30岁的李海波，他通过劳务输出到国外打鱼。2005年冬，他所在的渔船从阿根廷横穿大西洋、太平洋返回位于西班牙的基地。途经印度洋时，他把漂流瓶扔到海中。他说，长期在海上工作的人难免会孤独，十分渴望与人沟通交流，但谁都知道漂流瓶被人捡到的概率太低了，所以压根儿就没抱什么希望，没想到五年后漂流瓶被澳大利亚的朋友捡到，很意外。
2010年5月，这对澳大利亚父子和李海波在洛阳结伴同游，美美地享受了一个双休日后，这对父子给澳大利亚的朋友发了一条短信：“洛阳太美了，‘李’请我吃了许多美食，人们的热情让我感觉像回家一样！”
教师要求学生小组根据所学原理讨论漂流瓶抵达澳大利亚东南部的季隆的几种可能路线：
推测一：李海波在渔船驶出马六甲海峡不久后投放漂流瓶。由于投放漂流瓶的时间为2005年冬季，印度洋北部海域盛行东北风，季风洋流向西流，漂流瓶在季风洋流及索马里暖流的“帮助”下到达赤道附近的非洲大陆东海岸。随后，漂流瓶或顺赤道逆流、南赤道暖流、马达加斯加暖流、西风漂流到达季隆。
推测二：李海波在赤道逆流、南赤道暖流、马达加斯加暖流或西风漂流所经过的海域投放漂流瓶，漂流瓶将仍按上述路线到达季隆。
推测三：李海波在距离非洲大陆东海岸较近处的印度洋海域投放漂流瓶，可能顺莫桑比克暖流及厄加勒斯暖流到达非洲大陆东南角海域，再顺西风漂流到达季隆。
地理课程标准提倡学习生活中的地理，因此地理教学应尽可能与学生的生存环境相结合，使地理学习内容和学习过程具有真实的意义，对学生有价值。洋流对人文环境的影响涉及国际经贸往来、世界渔场生产、摩尔曼斯克不冻港、海洋污染物、气候、航海等众多领域，从这些方面，我们不难从中看到缜密的地理科学原理的应用，感受地理科学理智的一面。然而，地理学科的知识与技能、过程与方法并非地理教育的全部意义，融入情感、态度、价值观的地理教育，才能使地理教育过程实现认知过程和情感过程的统一。
“洛阳漂流瓶”的故事让学生感觉到洋流就在我们身边，而不是看不见摸不着的抽象理论。一个十分渴望与人沟通交流的游子，将希望寄托在一个小小的漂流瓶，事隔五年后，漂流瓶经历了未知的旅程，在大洋彼岸被人拾起，成为跨国友谊的纽带，这不能不说是一个让人心潮澎湃的传奇故事。丰满、波澜起伏的情感，使地理课堂理智和情感交织，极大地激发了学生的学习热情。符合地理课程标准所倡导的注重学生个性发展，主要体现在注重学生内心体验与心灵世界的丰富，培养学生乐观的生活态度和求实的科学态度，不仅强调个人的价值，更强调科学价值与人文价值的统一，人的感性世界和理性世界的统一，从而提高了学生的地理素养。