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《地球历史》科学常识编写下暗藏的专业视角

《地球历史》科学常识编写下暗藏的专业视角直接上论文:突出学科本质的高中地理“地球的历史”教学关键点丁继昭1,2(1.东北师范大学地理科学学院, 吉林

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直接上论文:

突出学科本质的高中地理地球的历史”教学关键点

丁继昭1,2

(1.东北师范大学地理科学学院,吉林长春130024;2.东北师范大学教师教育研究院,吉林长春130024)

摘要:许多教师在高中必修“地理1”模块“地球的历史”的教学中,存在不注意体现学科本质的问题,对于课程与教学的理解存在偏差。突出地理学科本质的“地球的历史”教学,关键目标有三:一是基于宏大尺度,构建“宙—代—纪—年”地理时间认知体系;二是结合地层构造,认识“以空间换时间”的地球历史研究方法;三是遵循学科逻辑,养成“化石—生物—环境”的地理思维路径。将关键目标落实到教学实施层面上,一是要妥善处理好地理本质与其他学科的协同关系,确保地理课程“不变味”;二是要在具体内容教学中注意体现地理学科的本质特点。

关键词:学科本质;教学目标;教学实施;高中地理;地球的历史

一、研究缘起

《普通高中地理课程标准(2017年版)》(以下简称“新课标”)提出了“高中地理课程反映学科本质,体现地理思想方法”的要求。新版高中地理教科书也在2019年正式发行并投入使用。然而,不少教师在设计必修“地理1”模块“地球的历史”一节课时,并不注意反映地理学科本质,教学中的“地理味”不明显或没有“地理味”,甚至带有较浓的“生物学味”或“历史味”。一些教师为了增加课程内容的深度,会对化石本身、每个地质年代特点、古生物研究等内容展开深入探究,一度让该课成为地质、生物学、历史等学科内容的“机械拼盘”。学生在课上需要识记大量内容,但是仍不清楚其中与地理相关的内容有哪些。同时,教师也会产生困惑:这节课究竟要教给学生什么?实际上,这一问题反映了教师对于课程与教学的理解存在偏差。那么,“地球的历史”的关键教学目标是什么?如何实施教学才能更充分地突出地理学科本质、发挥学科独特育人价值?本文试做探讨,以期抛砖引玉。

二、突出地理本质的“地球的历史”关键教学目标

结合2019年人教版高中必修《地理1》教科书,本文认为,“地球的历史”主要在学生地质时间认知、地球历史研究、地理思维形成等方面具有独特育人价值。

1.基于宏大尺度,构建“宙—代—纪—年”地理时间认知体系

地质历史的漫长性在目前的课堂教学中已有提及,但其力度远远不够。更进一步讲,需要将大时间尺度置于更加重要的地位,以此作为一个基本的目标并着力实现,这也是地理学之于时间观念培养的核心价值所在。概括起来就是:基于宏大时间尺度,建立“宙—代—纪—年”时间认知体系,学会运用地质年代表。

第一,回溯本节之前的“宇宙”学习内容。地质年代及其中的“宙”,不仅和本章第一节“宇宙”中的“宙”具有本质关联,而且也是对“宙”这一时间单位的深入、具体的学习。宇宙漫长的演化历史中,太阳是对地球十分重要的能量传输中介,也就对应了第二节“太阳对地球的影响”,以此逐渐发展和完善学生的地理时间观念,即从“宙”开始,帮助学生建立起“宙—代—纪—年”的时间认知框架。可以认为,这是地理学独特的大时间尺度思维,与其他学科具有明显的不同。例如,漫长的第四纪在自然地理学家眼中是一段很短暂的时间,其对于地貌形态塑造、气候演变、河流发育等的整个过程来说甚至像瞬间一样。

第二,本节标题为“地球的历史”,反映了地理学的历史观和时间观。对于高中生来说,“历史”一词并不陌生。首先,通过小学数学学习,学生已掌握“年—月—日—时—分—秒”等时间量词及其具体数量关系;其次,通过初高中历史课的学习,学生已经建立了朝代、时代、时期等时间观念,如帝国朝代、新石器时代、史前时期等,习惯用百年、世纪和千年等较大时间单位去认识历史事件。但是,在地理课上学习“地球的历史”,学生已有的时间划分知识则远远不够。阿诺德·汤因比是闻名世界的历史学家,曾从大时间尺度上将先后不断更迭的国家视为人类文明的“碎片”。[1]但相对于存在45亿年的地球来说,人类五千年文明则如弹指之间而已。同时,地球的历史本质上反映的是自然地理过程,其时间尺度要比人类文明大得多,单位常是百万年、千万年甚至亿万年。认清这一点,也就能准确把握住地理学科内容的独特育人价值了。

第三,从整个高中阶段的地理学习来看,课程内容主要遵循系统地理线索。基于学科本质,从本体论到认识论,学生在理解具有显著时间特点的地理过程时,最为关键的一步就是要立足于长时间尺度。例如,某自然地理要素(如生物)的演化过程非常漫长,其时间尺度要远远超出人类对文明演化时间的认知。所以,本节课在地理时间尺度上具有基础性、全局性和补充性的作用,不仅通过地理课程影响着学生的地理学科学习、培养学生的地理素养,而且能够将学生在地理、历史、数学、物理等学科中所学的关于时间的内容联系起来,形成更加完整的时间观念,有助于培养学生作为一个普通公民所具备的时间观念和素养。

2.结合地层构造,认识“以空间换时间”的地球历史研究方法

科学家们其实可以从许多途径入手研究漫长的地球历史。但是,从地理学的角度出发,自然地理学家通常会将地层作为一个首选,而且还是主选。所以,学生学习“地球的历史”,重点需要结合地层构造认识“以空间换时间”的地球历史研究方法。

第一,地层是自然地理学研究对象的重要组成部分,是整个地理过程的基础反映,是自然规律“在地化”阐释的关键依据。自然地理学主要研究从沉积岩石圈底部到对流层顶部的这一广阔空间场域,而地层恰恰是其基础,且对于我们认识自然地理环境具有基础性作用。同时,地层作为整个自然地理环境的基础,承载了诸多自然和人类活动。从宏观层面上讲,地层是岩石圈的主要构成;从微观层面上讲,地层是各种化学元素的最终汇集。所以,无论是宏观尺度上的板块运动或微观尺度上的沉积或侵蚀,地层结构都是地球构造的直接反映。

第二,结合地层构造学会“以空间换时间”,对于培养学生的地理学科核心素养具有直接作用。一方面,引导学生关注地层,是对地理学家考察地层的模拟,是培养学生地理实践力的重要基础。另一方面,学生根据特定的地层现象,以及地层在空间中的走向、倾角和排布状态等,展开时间维度上的思考。这也是时空结合的关键要义之一,对于培养学生的综合思维具有直接作用。总之,“以空间换时间”这一思维方式对于认识世界、推演过去具有极为重要的方法论价值。

第三,通过“以空间换时间”能帮助学生实现知识学习和问题解决的双向互动,贯通“地理现象感知—地理过程推理—地理问题解决”路径,实现学以致用。根据地层构造特点,遵循“以空间换时间”思路推演地理过程,结合具体事象的空间特征,探查自然地理环境的发展历史,在根本上也是在体现“格局与过程耦合”和“解释过去—描述现在—预测未来”的学科研究范式,实现学科思想方法与现实问题解决的融合。

3.遵循学科逻辑,养成“化石—生物—环境”的地理思维路径

通过地层研究地球的演化历史其实有很多种方式,“化石”只是其中之一。例如,每一地层中岩石的粒径大小、分布状态、走向等也都可以作为有效支撑。从本节教科书内容来看,“化石”是一个重要切入口,学生可以遵循学科逻辑养成“化石—生物—环境”的地理思维路径。

反映学科本质、体现学科思想方法的课程教学,需要引导学生对化石的形成进行具有地理学科意义的理解和建构。教科书中化石相关内容的组织,有其内在的地理学科逻辑(思想方法)规约。具体来说,有以下三个基本前提:其一,化石是生物遗体或遗迹的反映载体;其二,生物是地理要素的重要组成部分;其三,作为地理过程的一部分,生物的生长过程深受地理环境的影响。一方面,可以基于化石加强学生对生物要素的认知,进而夯实地理分析与综合思维基础。从生物学基础知识上看,学生已经知道了生理结构、呼吸作用、光合作用、群落、密度等生物要素的“次级要素”。此外,化石作为生物体遗迹,其实也属于生物要素的范畴。学生通过对化石的学习,可以更为全面地了解生物要素。换句话说,学生不仅要了解生物活体,还要考虑到生物残(遗)体,才能从更广阔的视角来把握生物要素。这也体现了“化石—生物—环境”内在逻辑,本质上反映的是“地理要素—地理环境”关联机制,即从生物联想到地理要素,再延展到整个自然环境。学生基于对“化石”的地理学科理解,逐步掌握地理思维方法。

同时,本节末尾“自学窗”中的“古生物研究”,从地理学科角度讲,其重点并不是古生物本身,而是在地理学科视域下了解一套专属于地理学科的有关古生物的独特逻辑脉络。透过自然现象看到其背后的地理本质以及所蕴含的地理学科思维方式和实践方法,通过化石了解地球的演化历史和环境变迁情况,才真正是我们需要把握住的重点所在。例如,2016年高考文科综合全国Ⅰ卷第7~9题的材料指出,贝壳堤由死亡的贝类生物在海岸带堆积而成,在沿海地区经常分布着多条贝壳堤,标志着海岸线位置的变化,反映着地理环境的发展历史;分析可知,河流冲积物是该地海岸线变动的物质来源,多条贝壳堤的形成说明河流入海口位置曾多次变动、地质历史时期的泥沙沉积量较大等。

三、突出地理本质的“地球的历史”教学实施关键点

总体来说,突出地理本质的“地球的历史”教学实施关键点,一是要妥善处理好地理本质与其他学科的协同关系,确保地理课“不变味”,二是要在具体内容教学中注意体现地理学科的本质特点。

1.妥善处理好地理本质与其他学科的协同关系

第一,在知识组织层面上,“地球的历史”一节内容可以直接和生物学、历史等学科协同发展。地理学家哈特向指出,在系统地理学的知识组织和研究中,可以遵循某要素的系统科学寻求支配分布的原理。[2]同时,有地理学家指出,地理学可以从其他学科引进过程性法则来建立起自己的形态性法则。[3]在知识组织层面上处理好地理本质与其他学科的协同关系,就是主动融入生物学、历史等相关学科知识,为学生学习地球的历史储备基础知识。

第二,在思维建构层面上,“地球的历史”一节内容可以和生物进化思维和历史时间思维协同发展。众所周知,面对现实世界中的真实问题,不同学科有其不同的观察视角和思维方式,生物学科格外关注物种进化和生态系统演替,历史学科尤为强调时间推进和时段分析。地理学具有极强的综合性,相应地,地理思维也具有显著的综合性特点,有助于协同其他学科思维,进而引发学生对事物和现象的综合性看法,构建更加综合、全面的思维方式。

第三,在观念培养层面上,“地球的历史”教学中,需要注意“把学过的大部分忘却,以后需要留下来的才是关键”的启示。学生在若干年后可能会遗忘太古宙、中生代、新近纪等地质年代及其对应的距今时间,甚至对整个地质年代表也已经记不清楚,或很难说出其具体内容,但需要知道其中的大尺度时段划分及其地层认识途径和化石载体,掌握地质年代表的基本框架及其若干标志性特征,能运用地质年代表等资料认识地球的演化过程,超越知识层面形成观念层面上的价值判断。

2.针对具体内容重点把握教学实施的关键点

第一,充分凸显“地球”这一主体。高中生已经形成了自己的认知结构,当看到“地球的历史”这一标题时自然也会产生自己的兴趣。但“历史”这个词会让学生的认知重点出现偏差,从而导致整节内容的“科普味”更浓,学生容易将兴趣聚集到“历史”上,而忽视“地球”这一主体。从地理学科本质的角度出发,本章教学需聚焦“过去—现在—未来”的时间顺序,以学生的认知基础为教学的逻辑起点,从地球所处的宇宙环境、太阳对地球的影响等整体梳理本章内容,遵循空间角度,将本节的教学内容引入地球本体的描述与解释中,从而建立本章内容的“地球”主体框架。

第二,从“地理化”的角度阐释地质年代表的编制依据。地质知识是地理知识体系中的重要分支,“地质年代表”恰恰是对地质相关教学内容的铺垫。学生对于这部分知识的疑问集中在“以不同地层的化石来界定不同的地质年代”这一关键问题上。所以,学生更感兴趣的是不断深入和发展的地理学科研究过程,而非已经明确得出的年代结论,教学追求的目标应该是学生主动接受和建构知识的过程。教师应从学生的认知疑问出发,进行拓展和深化,渗透地理学科视角,从“地理化”的角度阐释“地质年代表”的编制依据。

第三,通过地球的历史“整体性”看待地理环境演化过程。“地球的演化”是新课标“课程内容”中的一条重要要求,本节位于人教版高中必修《地理1》第一章第三节,是高中学生学习地理课程的基础和入门。教科书对于“地球的演化”部分内容的描述,基本遵循“距今的年份—地球海陆演化—地壳运动—古生物情况”这一线索,分别阐述了前寒武纪、古生代、中生代、新生代等时期的地理环境演化状况。学生在这部分内容的学习中能够认知记忆不同地质时代的特征,但是这种认识大多是分散、零碎的,教学往往忽略了各年代的整体性特征,同时也忽略了整体性环境。地理作为一门综合的学科,要求学生运用综合思维关联地理事物,借助地质年代表分析地理要素的时空组合状况。

从中学地理课程的特点和育人使命来看,“地球的历史”一节内容对于学生的独特育人价值更加明显,是学生走进地学领域、学习地学诸多内容的基础。所以,立足地理学科本质深入研究“地球的历史”,不仅能让广大地理教师体验地理科学研究过程,还能为学生地理学科核心素养的培养奠基。

参考文献:

[1]詹姆斯·克里斯蒂安.像哲学家一样思考[M].赫忠慧,译.北京:北京大学出版社,2015.

[2]理查德·哈特向.地理学的性质[M].叶光庭,译.北京:商务印书馆,2012.

[3]R.J.约翰斯顿.地理学与地理学家[M].唐晓峰,译.北京:商务印书馆,1999.

*本文系吉林省哲学社会科学规划项目“指向高阶思维的跨学科主题学习活动设计与实施研究”(项目编号:2022C93)和吉林省教育厅项目“‘双减’背景下义务教育学科实践活动质量评价及优化研究”(项目编号:JJKH20231271SK)的阶段性研究成果。

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