高中地理项目式学习的设计与实施策略

摘    要：素养视角下的项目式学习具有深度探究、情境体验和跨学科融合等特点，能够提升学生的地理实践力、创新能力和协作能力，在高中地理教学中展现出显著的优势。具体实践中，教师可从“商定项目主题，明确学习目标”“拆解驱动问题，规划项目日历”“研制评价量规，明晰成功标准”等角度设计高中地理项目式学习活动，并通过“促合作、搭支架、重体验”等策略，平衡个体与团队的责任，引导学生实现学习目标，强化试错、反馈与修正，进而达到培育高中生地理学科核心素养的目标。

关键词：项目式学习；高中地理；校园日晷的制作与摆放

《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“《高中地理课标》”）提出了“人地协调观、综合思维、区域认知、地理实践力”四大学科核心素养，并明确强调要“创新培育地理学科核心素养的学习方式”，即“根据学生地理学科核心素养形成过程的特点，科学设计地理教学过程，引导学生通过自主、合作、探究等学习方式，在自然、社会等真实情境中开展丰富多样的地理实践活动”。这样的课程改革导向对高中地理教学提出了新的要求。然而，当下高中地理教学普遍存在三大难点：一是知识点零散，致使学生难以建构起自己的“知识图谱”；二是教学未能和学生的生活经验产生紧密联系；三是可视化效果不甚理想［1］。除此以外，高中地理以自然地理知识为基础，学习难度较大，如果教师采用传统教学方法而未给学生充分实践、体验和展示的机会，还会出现学生参与度不高等情况。

素养视角下的项目式学习，指“在一段时间内，学生对与学科或跨学科有关的驱动性问题进行深入持续的探究，调动所有知识、能力、品质等创造性地解决新问题、形成公开成果，对核心知识和学习历程产生深刻理解，并能够在新情境中进行迁移”［2］。它具有深度探究、情境体验和跨学科融合等特点。在高中地理教学中实施项目式学习，能够激发学生的学习兴趣和动力，促进学生的自主探究与合作学习，加深学生对地理概念的理解与应用，进而提升学生的地理实践力、创新能力和协作能力。下面，笔者以“校园日晷的制作与摆放”项目为例，详细阐述高中地理项目式学习的设计与实施策略。

一、高中地理项目式学习的设计策略

（一）定主题：商定项目主题，明确学习目标

“主题”在项目式学习中起到贯通知识点、激发动机和“穿针引线”的作用，因此笔者所在的项目式学习课程团队在设计项目式学习时，首先综合考虑课标、教材、学生兴趣和学校条件等，共同协商并确定项目主题。就人教版普通高中教科书《地理》选择性必修1第一章第二节《地球运动的地理意义》而言，《高中地理课标》与之相对应的内容要求是“结合实例，说明地球运动的地理意义”，学业要求是学生在学习之后能“分析现实世界的一些自然现象、过程及其对人类活动的影响”。要达成这一学业要求，学生需要掌握地球自转、公转影响下的太阳视运动等地理核心概念，但这些概念较为抽象，很难通过教师的直接讲授来理解。因此，在设计该部分内容教学时，通过向学生征求意见及结合校园环境等客观条件，我们最终决定开展项目式学习并将其主题确定为“制作校园日晷并摆放”。在该主题下，我们立足综合思维、地理实践力等学科核心素养的培育，从知识理解、实践操作、实地应用、团队协作、跨学科融合等角度厘清项目的设计意图。具体如下。

使学生深入理解日晷作为太阳钟的工作原理及其与地球运动规律的联系（知识理解角度）；指导学生设计并制作日晷模型，掌握日晷制作所需的基本工艺和技术（实践操作角度）；指导学生根据学校所在地理位置、经纬度、地形地貌及季节变化等因素，合理选择日晷摆放位置并进行精确校准（实地应用角度）；通过小组分工合作，锻炼学生的沟通、协调与合作能力（团队协作角度）；指导学生综合运用数学、物理、艺术等学科知识，提升跨学科问题解决能力（跨学科融合角度）。

在此基础上，我们进一步制订高阶的项目式学习目标，为整个项目开展奠定基准。具体目标如下。

目标1：通过查找资料，了解我国天象观测的发展历史，培养文化自豪感，提升探究兴趣。

目标2：通过绘制不同坐标系的太阳视运动示意图，自主讲解日晷计时的原理，锻炼空间思维，强化地球运动知识原理的迁移应用。

目标3：通过动手制作日晷，在实践中掌握日晷制作的关键环节，提高动手能力，培养地理实践力。

目标4：通过在校园实地摆放日晷和持续记录观察，掌握日晷的摆放技巧与原则，能在真实场景下解决现实问题，锻炼空间认知。

（二）设问题：拆解驱动问题，规划项目日历

驱动问题是将比较抽象的、深奥的本质问题，转化为让特定年龄段的学生感兴趣的问题。《地球运动的地理意义》一节的本质问题是“地球运动有何规律”，我们将这一本质问题转化为驱动问题“校园日晷该如何制作与摆放”，并将其拆解为五大子问题，构成问题链。具体如下。

问题1：“初识日晷”——日晷是什么？

问题2：“解读日晷”——日晷的计时原理如何？

问题3：“制作日晷”——日晷如何制作？

问题4：“摆放日晷”——日晷在户外如何摆放？

问题5：“记录日晷”——日晷计时效果如何？

持续探究是项目式学习的典型特征。在项目设计之初规划项目日历，不仅可以保证项目活动整体有序地朝着目标前进，而且有利于教师掌握学情，生成过程性评价。因此，我们以上述问题链为载体，研制了时长为7天的“校园日晷的制作与摆放”项目日历清单，以明确不同时间阶段的任务，帮助学生持续记录不同阶段的学习进程。在实际教学中，学生作了详细记录，其记录情况可梳理汇总如下。

【9月3—4日】

研究问题：日晷是什么？

项目任务：（1）了解我国的日晷文化；（2）尝试理解日晷的计时原理；（3）仿照着做一个赤道式日晷模型。

工具方法：在家查找网络资料，自备制作材料。

进度情况：都了解到日晷是一种利用太阳视运动位置变化的计时仪器，文献记载中国在三千多年前开始使用；每个人自制了简易的赤道式日晷模型，知道了赤道式日晷的结构。

问题反馈：不是很能理解日晷的计时原理；不太注意日晷的角度问题和正反面刻度问题；大多是模仿式制作。

改进策略：自学时可以观看更为直观的科普类视频；向老师和同学求教。

【9月5—6日】

研究问题：日晷的计时原理如何？

项目任务：（1）解读赤道式日晷的结构、晷盘刻度；（2）能清楚解释日晷的计时原理；（3）掌握日晷的使用方法。

工具方法：复习太阳视运动的相关知识；通过绘制太阳视运动示意图理解赤道式日晷计时原理。

进度情况：在老师的指导下，学生在小组学习中大多能够做到如下几点：绘制原理图，说出赤道式日晷的计时原理；注意到赤道式日晷的几个重要角度；理解日晷为什么有双面刻度，正确刻画晷盘的刻度；掌握正确的观测方法——以北半球为例，在春分到秋分期间看晷盘北面，在秋分到来年春分期间看晷盘南面。

问题反馈：无。

改进策略：无。

【9月7日】

研究问题：日晷如何制作？

项目任务：重新改进、修正，制作一个更科学规范的赤道式日晷模型。

工具方法：团队合作，尽量寻找环保材料，用到剪刀、圆规、尺子、胶带。

进度情况：重新制作日晷，检查重要角度，注意正反刻度，保证日晷制作的科学和规范。

问题反馈：用软材料制作的日晷容易变形，即晷针与晷盘、晷盘与底座的结构联结处容易变形。

改进策略：改用硬质材料制作；尽量一体化制作，减少结构处联结；使用榫卯式结构、三角形结构。

【9月8日】

研究问题：日晷在户外如何摆放？

项目任务：（1）在校园寻找适合的地点摆放日晷；（2）掌握日晷摆放的技巧和注意事项。

工具方法：利用校园平面图寻找合适的摆放地点；用水平仪测量地面倾斜度；用量角尺检查角度；用手机软件找方向；用胶带进行固定。

进度情况：基本掌握了户外摆放日晷的要求——地点要平坦开阔无遮挡；能正确找到正北，在北半球坐南朝北摆放；掌握了检查日晷的几个重要角度，即晷针指向极轴、晷针垂直晷盘、晷盘与地面的夹角等于90度减去当地的纬度。

问题反馈：注意正北是子午线真北，不是磁北极，所以不能用磁指南针来找正北；在广场摆放加固日晷后，担心被过往的同学破坏；担心后续的天气如风和雨，会对日晷造成影响。

改进策略：利用手机定位软件找到正北；在日晷摆放处贴上“实验用具，请勿动”的告示；关注天气预报和天气变化。

【9月9日】

研究问题：日晷计时效果如何？

项目任务：（1）分上午、下午不同时段，持续几天对晷影进行记录；（2）根据记录，探讨日晷的计时效果。

工具方法：利用手表在记录表上同时记录日晷时间和北京时间；今日太阳直射北半球，读北面刻度，分时段在北面晷盘上标注好影迹并转绘到纸上。

进度情况：分时段记录了一天四次的时间和晷影状况；组内讨论总结了日晷计时的局限性（阴雨天和夜间无法使用，春分和秋分无法使用）；讨论分析了北京时间和日晷时间存在误差的原因。

问题反馈：赤道式日晷和北京时间存在一些误差；晷针过长导致晷影超出晷盘无法记录；记录的晷影长度有变化，与赤道日晷的原理不符合。

改进策略：加大晷盘宽度或者缩短晷针长度，保证晷影落在晷盘内；加固好晷针和晷盘的联结处；每次记录时间时要再次检查重要角度，以免角度变化造成的误差。

（三）明标准：研制评价量规，明晰成功标准

评价量规是针对学生的学习情况而制订的包含一组清晰连贯标准的学业成果检测工具。研制评价量规旨在对包括学习过程、学习成果等在内的学习表现进行评估，它对高质量开展项目式学习至关重要。因此，为保证教、学、评的一致性，我们根据目标提前设计好评价量规，并在入项之初就使学生明确成功的标准是什么，帮助学生持续聚焦行动目标。在设计量规时，我们重点把握以下几项原则：第一，充分评估学生个体的学习情况，而非只评估团队成果；第二，尽可能使用项目成果和其他能够量化的证据全面评估学生学科核心素养的达成情况；第三，定期、频繁地利用多样化的工具和流程进行形成性评估。依据以上设计原则，我们注重将个人评价与小组评价、过程性评价和成果性评价相结合，并尽可能考虑涵盖任务所涉及的最重要、最合适的学习成果，设计了“校园日晷的制作与摆放”项目式学习评价量规（如表1所示）。

二、高中地理项目式学习的实施策略

“校园日晷的制作与摆放”项目式学习的实施共包括前期准备、设计制作、实地摆放、后期评估四个环节。在前期准备环节，学生要查阅资料，学习关于日晷的基础知识，明确项目需求与标准。在设计制作环节，学生要设计日晷的样式与尺寸，绘制图纸，选取材料，进行制作。在实地摆放环节，学生要测量校园环境参数，确定日晷摆放点，进行实地安装与初步校准。在后期评估环节，学生要观察记录日晷运行情况，进行精度校验，撰写项目报告，进行成果展示与反思。在实施以上四个环节的过程中，我们以“促合作、搭支架、重体验”为策略，高效开展高中地理项目式学习活动。

（一）促合作：平衡个体与团队的责任

“校园日晷的制作与摆放”项目的五大子问题具有复杂性和挑战性，其顺利完成有赖于学生开展合作学习。然而，正如有研究者所指出的那样，简单地把学生安排在一起并不是合作学习，真正的合作学习必须具备两大关键要素，即“积极互赖”和“个人责任”：前者指不同学习者能认识到为了完成某项任务，必须相互合作，理解并体验到自己与他人合作的重要性；后者指每个学习者与他人或小组成员在学习过程中都尽到自己的责任，都必须为别人或小组成员贡献自己的力量［3］。