地理教材中科学精神的渗透<br/>——以人教版高中地理必修11为例

地理教材中科学精神的渗透
——以人教版高中地理必修11为例

2014-01-13敏黄莉敏

地理教学 2014年11期

关键词：教材内容栏目科学

范敏黄莉敏

（1. 华中师范大学城市与环境科学学院, 湖北武汉 430079; 2. 湖北科技学院资源与环境科学学院, 湖北咸宁 437100）

地理教材中科学精神的渗透
——以人教版高中地理必修11为例

范敏1黄莉敏2

（1. 华中师范大学城市与环境科学学院, 湖北武汉 430079; 2. 湖北科技学院资源与环境科学学院, 湖北咸宁 437100）

青少年科学精神的培养是我国教育中的薄弱环节，缺乏科学精神的教育必须从各个领域和学科予以补充。地理教材中科学精神的渗透对学生科学精神的培养起着至关重要的作用。科学精神主要渗透在教材的编写理念和知识的呈现方式、教材栏目、教学内容和图像系统上。建议高中地理教材的编写在保持自主探究理念的同时，也在留给学生创新的思维和空间上以及素材的选取上作出一些改进。

地理教材；科学精神；渗透

当今世界，加强科学教育，大力推进全民族的科学文化素质，培养创新人才，发展社会主义先进文化，是实施科教兴国战略、大力推进教育创新的一项重要任务，是时代提出的紧迫要求。[1]科学精神的培养是科学教育的重要目标，地理教学也肩负着不可忽视的责任。作为地理课程的载体——地理教材，在编制中科学精神的渗透和体现，如何在一定程度上达到质的要求，对于真正培养学生的科学精神，达到提高全体学生科学素养的目标意义重大。

一、科学精神的内涵

科学精神是什么？学者们众说纷纭,无一定论，且随社会、时代的进步，其内涵与外延也不断变化。

著名科学史家默顿指出，“科学的精神气质——普遍性、公有性、独创性、非功利性、有组织的怀疑主义。”[2]在国外，对科学精神的认识存在两个极端，一是坚持科学精神的客观性、合理性和必要性；再者是持否定意见。

科学精神在我国的发展，主要分为三个阶段。“五四”运动前，人们大都基于“向西方学习科学、发展科学要抓住根本”的立场而关注科学精神；“五四”运动以后，人们大都基于“以科学精神改造中国的传统文化”的立场关注科学精神；1996年，开始有学者倡导科普的中心在于科学精神的普及，随后，人们逐渐转向主要基于“反对迷信、伪科学和反科学等错误思潮”的立场而关注科学精神。[3]先后涌现出任鸿隽、梁启超、竺可祯、蔡德诚等学者对科学精神的论述。

通过总结前人的论述得出：科学以理性为基础，以批判和质疑为武器，以求真为动力，以创新为目的。科学精神主要是指科学主体在长期的科学活动中所陶冶和积淀的价值观念、思维方式和行为准则等的总和。[4]它包括：追求真理的献身精神，求真过程中形成的独立品格和自由人格，对他人失误的宽容态度，在权势面前捍卫真理的勇气，对自然现象的好奇和追问等等。

二、高中地理教材凸显科学精神

1.科学精神渗透在教材编写理念和知识呈现方式上

教育部颁布的《基础教育课程改革纲要（试行）》确定的课程改革总目标为，“新课改的培养目标应体现时代要求，要使学生……具有初步的创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识……”《基础教育课程改革发展纲要》指出，“教育要以学生为本，注重学生的全面发展和可持续发展，培养学生的科学精神和人文素养。”在《普通高中地理课程标准（实验）》的前言中提出“弘扬科学精神和人文精神，培养创新意识和实践能力”，在课程目标部分“情感态度与价值观目标”中指出“养成求真、求实的科学态度”。这些要求体现了培养学生的科学精神是新课程改革的重要目标之一。

高中地理新教材在地理课程标准的要求下，以可持续发展为指导思想，以“人地关系”为主线，从介绍人类生存的地理环境到讲述地理环境和人类活动的关系，最后综合自然、人文知识，以典型区域分析为前两个部分提供实证素材。使学生形成可持续发展的观念和求真、求实的科学态度。

人教版高中地理必修1（以下简称《必修1》）是经典自然地理内容，主要阐述自然地理的基本原理、基本规律和基本过程。《必修1》严格遵循“以人地关系为主线”的课程设计思路，天文部分侧重于宇宙环境对地球的影响；自然环境部分关注物质循环和能量交换及其地理意义。使学生了解我们所生活的地理环境，同时结合具体案例实事求是的讲述了地理环境对人类活动的影响，让学生认识到自然环境与人类活动的密切关系。

地理教材知识呈现方式以叙述性课文和活动性课文为主，叙述性课文主要叙述地理概念、地理规律、地理原理等地理性知识。活动性课文是以学生参与某种活动的形式表达教材内容的课文，活动性课文是新教材编写的一大亮点。它具有互补性和灵活性、开放性和参与性的特点。能够引领学生主动建构，促进学生主动发展，培养学生科学探究的意识和能力。活动性课文是课文的重要形式，也是学生参与教学过程的重要形式，通过多种活动形式的参与，学生不仅可以体验地理知识的形成过程，而且可以使他们养成努力钻研的良好学风。通过积极主动的参与，发展他们的探究意识和探究能力，从而形成一定的地理科学观念，作为进一步发展自己的基础。[5]

2.科学精神渗透在教材栏目设计上

人教版高中地理教材的主要栏目有：活动、阅读、案例、读图思考、问题研究。栏目设计以学生发展为本，不仅考虑到学生实际的心理发展水平，还考虑到具体教学活动实施。同时，与之前的教材相比，新教材在栏目设计上显示出不少突破和创新。

(1) 教材栏目设计在功能上突出了指导性和可操作性

教科书是学生学习的工具，新教材的栏目设计突出了教科书的这种功能。新教材的栏目设计以学为本，较好地体现了对学生学习活动的规划和指导，而且这种规划和指导贯穿在课前、课上、课后各个环节。例如，“活动”“读图思考”“问题研究”这些栏目，其中既包括学生课堂活动内容，又包括课后内容；既有地理的理论知识，又有生活中的地理常识。学生遵循教材栏目进行学习的过程，就是建立科学学习方式，形成严谨的学习态度的过程。

(2)教材栏目设计在内容上突出了探究学习

新课程标准的课程理念是培养学生的科学素养。科学探究是一种重要而有效的学习方式，是培养学生科学素养的重要途径。新教材栏目设计在内容和呈现方式上，充分体现了科学探究的过程要素，简明、直观，在促进学生改变传统的被动的接受式学习方式、学会科学探究的学习方式、初步形成科学探究能力等方面发挥了重要作用。

教材每节都编排了“活动”栏目，部分“活动”栏目编排在相关地理知识点之后，用来巩固学生的学习。如“热力环流”部分，教材陈述完热力环流的基本原理后，通过“活动”以具体的热力环流现象来巩固学习效果。部分“活动”出现在相关地理知识点之前，使学生先思考问题，自己动手验证。把知识通过科学探究的过程呈现给学生，目的就是让学生在科学探究的过程中学习，从中理解科学过程，学习科学方法。如“气压带与风带的形成”部分，教材首先通过“活动”，让学生自己动手画出单圈环流，然后思考单圈环流是否存在，现实情况会是怎么样？这样设计符合学生的认知心理，学生通过自主探究，学习三圈环流，掌握气压带与风带的形成。

人教版高中地理教材每章章末都编排了探究性学习栏目“问题研究”，内容为与本章知识相关的研究专题，与实际生产生活密切相结合。“问题研究”较“活动”内容难度大，问题所涉及的范围更广，如必修1第一章的问题研究为“月球基地应该是什么样子”。可见，栏目内容设计由浅入深，由启迪学生思考到提出具体做法。让学生在探究的过程中，掌握科学方法，领悟科学精神。

(3)教材栏目设计在课程目标上体现了全面性

教材栏目的设计能同时兼顾“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”三个方面的课程目标，在传授知识与技能的同时，更加强调对学生进行社会责任感、科学态度、科学精神的培养。例如，全球气候变化这一节中，“案例”栏目“太平洋岛国图瓦卢将被迫举国迁移”。通过这种实事材料引起学生对社会问题、生活问题的关注，紧接着在后面“活动”栏目提出“全球变暖将导致生态环境恶化，下面是科学家的一些预测，你能做一些预测吗？”引导学生进一步利用已有的地理知识进行分析和思考，提出自己的看法，在这个过程中形成正确的人生观、价值观和对自然、社会事件客观的认识态度。

3.科学精神渗透在教材的结构设计上

现代教学论认为：教科书合理的知识体系编排应该把学科的逻辑顺序与学生的心理发展顺序相结合考虑。因此教材不过分追求学科知识体系的系统性，而更多考虑其知识内容的切入、难易程度等是否符合学生的认知心理特点。人教版地理教材是“章节＋问题研究”的整体结构设计，采用“章—节—目”的编写形式，每章之下分节，节下分目，节与节的内容之间以“活动”隔开。（如图1所示）

图1 人教版高中地理课程标准实验教科书整体结构及教材栏目[6]

教材内容的呈现是借助各种栏目完成的。教材内容的呈现方式直接影响着教师的教学方式和学生的学习方式。教材设有“阅读”“读图思考”“案例”“活动”等栏目，分布于整个教材各个单元之中。这些栏目的设置，蕴涵着教与学的方法，体现了课程的理念，有助于教师驾驭教学过程。它不仅能改变学生的学习方式，调动学生学习的积极性，而且起到了提高学生科学素养、培养学生科学探究能力的作用。

4.科学精神渗透在教材内容中

(1)教材内容构成上，体现对学生创新精神和实践能力的培养

《必修1》以自然地理为主，第一章是“行星地球”，第二章是“地球上的大气”，第三章是“地球上的水”，第四章是“地表形态的塑造”，第五章是“自然环境的整体性与差异性”。教材首先介绍人类生存的宇宙环境，然后介绍人类生存的自然环境，最后阐述自然环境中各个要素之间的关系，以及人类活动对自然环境的影响。教材内容遵循的基本原则是：关注自然地理的基本过程，强调自然地理的基本规律，尊重对典型案例的剖析，注意学生地理理性思维的引导，突出学生创新精神和实践能力的培养。[7]

(2)教材内容表述上，体现科学性和准确性

教材内容表述的科学性和准确性主要体现在地理概念表述和地理材料选择上。如“大规模的海水运动”对“暖流和寒流”的概念进行了修改，将“从低纬流向高纬的洋流，水温比流经海区温度要高，叫做暖流；从高纬流向低纬的洋流，水温比流经海区温度要低，叫做寒流”改为“从水温高的海区流向水温低的海区的洋流，叫做暖流；从水温低的海区流向水温高的海区的洋流，叫做寒流”。改过之后对“寒流与暖流”的定义更加严谨，更加准确，学生理解起来也比较容易。另外，教材中的案例材料和数据典型、真实、可靠。

部分与地理相关的概念和内容，教材以注解的形式标注在教材下方，以横线与正文部分隔开。如第一节“宇宙中的地球”，解释了“光年”“轨道倾角”“偏心率”的概念，方便教师和学生理解，体现了教材内容的严谨和表述的科学性。对于目前不确定的概念，教材也给出了解释，例如“黄赤交角并不是固定的。从1984年起，天文学上用的黄赤交角的数值是23。26'21''”。这里指出黄赤交角是不固定的，让学生认识到科学知识并不是一成不变的，是会发展变化的，培养学生的批判精神和怀疑精神。

(3)教材内容的选取上，体现对学生科学的学习方法的培养

地理课程不但要教给学生基础地理的知识，还要教给学生科学的思想和方法。科学方法是学生获取知识的手段和工具，可以培养学生分析问题和解决问题的能力，科学方法也是培养学生创造能力的有效途径。[8]教材内容中渗透着科学的学习方法。《必修1》中就渗透着读图分析法、实验法、归纳法等。（如表1所示）

表1 《必修1》中的学习方法

5.科学精神渗透在教材的图像上

教材中图像位置设置灵活，封面、章首语、课文之中、课文之后都可以出现。必修1封面是一幅自然山水风光，暗示着本册书的主要内容是自然地理。每一章的章首语部分配有与本章内容相关的图片，如第一章是从月球上看地球的图片，激发出学生探索宇宙的欲望。课文中的图像呈现地理现象或是解释地理原理，帮助学生理解地理知识。课文后的图像可以巩固学生的学习效果，提高学生的学习兴趣。

教材中图像类型丰富多样，包括地理景观和实物图像、反映地理变化的系列图像、呈现地理事件或地理现象的对比图、反映地理原理和过程的模式图、蕴含地理意义的艺术作品、地理表格，以及其他富有创意的地理图像。丰富的地理图像的运用不仅有效地激发了学生的地理学习兴趣，使学生学习到科学的学习方法，而且有利于加深学生对相关地理知识的理解。

三、对教材编写的建议

高中地理课程需要达到提高全体学生科学素养的要求，培养学生的科学精神，引起学生在科学精神方面自觉的转变，不仅仅需要教材的改进，更需要教师、教研、社会价值取向等相关工作的全面进行。本文谨就教材的编写提出一些建议，希望能对高中地理教育，对学生科学精神的培养有所帮助。

1.继续发扬学生自主探究的学习理念

对于高中地理教材的进一步修正完善，需要继续发扬以学生为主的自主探究的学习理念。首先，符合认知的普遍规律：从感性认识上升到理性认识，利于学生的理解；其次，课程终究是为学生的学习服务的，使学生从生活实际问题出发，从现象引发思考，更有助于培养学生从实际出发的态度，培养学生科学的认知方式。

2.增加学生独立思考和创新设计的空间

创新精神的重要性被广泛认同，科学技术历次的发展突破，社会的进步都离不开创新精神。教材的修订完善中需要加强创新精神的表现力度，再多添加些关于创新精神的元素，多渠道增加学生自主设计的空间，培养锻炼学生的创新精神。[9]如启发学生设计“陆地与海洋比热差异”的实验，设计山地地区交通线路和城市布局等。

要培养学生的创新精神，需要学生能有独立思考的能力，不因循守旧，敢于质疑权威，质疑生活中司空见惯的结果、定论。因此教材的修订也应加大质疑精神的表现力度，注意能让学生从不同角度思考问题，使学生能质疑，有根据、有逻辑地质疑，注重学生思维的发散，从不同层面加大教材对质疑精神的渗透，增加学生独立思考的空间，并最后能让学生具有一定的质疑精神。例如，对于有争议的地理问题，教材可以在这一节最后给出阅读材料，阐述争议的原因，以及主要的代表人物和观点。然后，请学生思考：“你赞同他们的观点吗？为什么？”这样的阅读材料可以发散学生的思维，开阔学生的地理视野，同时培养学生的批判精神和质疑精神。

3.拓宽教材素材的选取范围

教材素材的选取，要能提供给学生分析、判断的机会，引导他们树立正确的世界观、人生观、自然观，能更加理性地看待人类、社会和自然的关系。教材内容可以进行适当地扩展，加宽教材展现面。如教材选取与地理相关的科学事件，地理原理实验，典型的地理现象来丰富教材内容。教材素材的选取不能忽视科学家榜样的作用。在每一节或者章的最后可以编排一个“科学家事迹”栏目，主要讲述与本节或章相关的地理科学家的事迹。在每章的章首部分可以编排“科学家语录”栏目，呈现著名地理科学家的经典语录。通过科学家的事迹和话语，激励学生从事科学研究，领会不怕吃苦，敢于质疑的科学精神。