1、綠色智慧引領身心和諧的課堂局面全國教育科學規劃教育部重點課題全國綠色學校輻射效應研究（GHA093056）階段性成果以地理信息系統及其應用課堂教學為例江蘇省啟東市匯龍中學 張建春 226200摘要：自然是綠色智慧的重要特質，“身體”就是自然，永遠是第一出場的資源，應合人的基本生存結構和身體的本然之性，將“人與人”作為系統組織起來，形成“組間競爭、組內合作、自然生長、豐富多元”的課堂局面。系統是綠色智慧對自然的重要解譯，將“人與人”、“人與生活”、“人與自然”與知識作為“系統因子”捆綁一起考察進行關系思維，彰顯“生長、涌現、高效”特質的課堂局面。綠色是一種哲學思想，這是綠色智慧的最高詮釋，充分演

2、繹案例和經驗的價值，高效對接新知結構，建構“案例經驗價值知識網絡”共生體，形成“結構嚴謹、知識連貫、思維敏捷、身心活躍”的課堂局面。關鍵詞：綠色智慧；身體；案例；系統；課堂局面國家中長期教育改革和發展規劃綱要提出了“優先發展、育人為本、改革創新、促進公平、提高質量”的方針，這是我們進行課程改革的價值軸心，它雖然是宏觀的，但在具體的課堂教學中我們必須將其微觀解析、時刻觀照：看一堂課是否將“人”的“發展”放在“優先”地位，把“人”的“培育”放在“根本”位點，將“促進公平”放在教學過程中實現，把“提高質量”通過“改革創新”的手段達致。黨的十八大將生態文明建設寫入黨章，綠色低碳成為黨的執政理念，同時向

3、全社會發出這一強有力的時代信號，用綠色智慧引領課堂教學，把“人與人”、“人與環境”、“人與課程”作為系統進行優化配置，形成“自然、和諧、中庸、審美、科學、高效”的課堂局面，正是對黨的執政理念的呼應，也是二十字工作方針的重要體現。一、應合人的基本生存結構和身體的本然之性，將“人與人”作為系統組織起來，形成“組間競爭、組內合作、自然生長、豐富多元”的課堂局面身體永遠是“第一出場”，“身體就是自然”1 唐松林;范春香.身體：教學世界蘊藏其中J.教育研究.2012.(4).98.1。“人在身體之中的有限與虧缺不全使得受迫性成為不可避免的基本的生存結構”；2 王瑞.解讀莊子哲學中的“身體”J.江淮學刊.

4、2009.(1).146.2“不斷完善和拓展自身的要求”是身體的本然之性3 王瑞.解讀莊子哲學中的“身體”J.江淮學刊.2009.(1).145.3。綠色智慧引領下的課堂局面正是應合著人的基本生存結構和身體的本然之性而建構起來的課堂氣氛。這種氣氛能夠催人奮進，思維活躍，百花齊放，百家爭鳴，這樣的課堂呈現出自然生長、豐富多元的特質。人與人之間性格、氣質、閱歷經驗和思維方式都存在著差異，將他們組建小組進行合作探究，使個體知識得到異質“重組”，涌現出新的特質。在綠色課堂的研究中我們進行這樣的嘗試：先是把問題向全體學生開放，結果一個班只有不到20%的學生能夠經常發言，其他同學在“等、靠、記”答案，甚至

5、根本不思索，這既不能保證教學的有效反饋和質量提升，也不能確保教學的公平；后來我們將學生按“排”分成四個自然組進行比賽，看哪一組回答問題多、正確率高，這樣回答問題的同學開始多起來了。調查結果顯示：一是分組使同學們有了“歸屬感”，二是對組內的貢獻使他獲得成就感和榮譽感。這為進一步的研究提供了啟發：能不能將組分得更小些，激活更多的因子。于是我們將前后二桌分為一組，每一組自薦或推薦一名組長，并冠以組名，以彰顯本組人員的特質和雄心壯志，結果回答問題的人更多了，連一些“調皮搗蛋做小動作、性格內向不善發言”的同學也主動站起來了。一位外地轉入本校的學生說：“以前我在(地名)時，對地理總是提不起熱情，現在我越來

6、越喜歡地理，在地理課上也越發積極地參與進去”。結果這位同學在本學期期中考試中得了97分。還有同學寫道：“看到黑板上別的組都有人發言了，自己組還沒有一道杠，感到著急和慚愧，于是我鼓起勇氣站起來，為自己組爭取一份榮譽。” 這樣的課堂局面彰顯了“組間競爭、組內合作”的特質。多年的研究顯示，分組的規模一般以4人左右為宜，我們將“組別”命名為“系統”，“組員”命名為“因子”，那么適宜規模的學習有如下優點：一是系統內因子較少，每個因子受到的壓力較大，“受迫性”這一基本生存結構得以常態激活。二是系統數變多，激活的因子就多。假設一個問題輸入，每個系統至少有一個因子被激活，那么全班就會至少有十多個因子被同時激活

7、，而且每個角落多能出現活躍因子，帶動周圍因子一起活躍起來，在思維和內能的激發層面上使教學的公平性得到體現。三是通過及時評價強化“系統因子”的關系。在每節課結束前，將比賽情況作一簡短的點評，首先將各系統發言正確的人數從多到少依次排列，其次對特殊情況必須加以關照，如有一次“第4、9組”沒有人發言，事實上第9組有3人舉手(3/4)，但沒有獲得發言機會，結束時給予“安慰”；還有一位同學以前“很頑皮、不認真聽、字跡潦草”，但在某節課上居然站起來了，而且還能正確回答，在現場和結束時二次給予肯定表揚，強化了他的心理預期，之后他又有多次優良表現。四是公平促進信心，公平源于規則。第一個規則是問題不能正確回答的同

8、學站在那里，等下一個問題出臺他有優先回答的福利，這一罰一賞之間使公平得到踐行，同學們從來不會因為站在那里而心生怨言，反倒激發他努力思考回答下一個問題的信心和決心。第二個規則是當舉手發言的同學非常多時，要照顧到還沒有發言的系統或沒有發過言的同學，這樣使受到“冷遇的系統或因子”感覺溫暖。五是組間競爭強化了組內合作。組間競爭的壓力、問題本身的壓力使系統因子間合作的機會增多，適宜規模的系統使因子間物理距離縮短，能夠瞬時交流、實時反饋的機會增多，合作使相互間的心理距離縮短反過來強化了彼此間的合作，形成良性循環。責任感、榮譽感和歸屬感使組員競相為本組獲得成功而努力。六是適宜的規模會形成一定的張力，同時緩解

9、個體的壓力。當規模過大時，個體對壓力的敏感性減弱，選擇等待，甚至不思索；當規模過小時，對壓力敏感性較強的個體選擇放棄，這兩種情況都不利于內能的激發。基于空間的分組原則是最簡單的分組方法。當然針對不同的任務可以選擇異質分組、自愿組合等不同原則。二、應合人的普遍心理傾向和身體的本然之性，將“人與生活、人與環境”作為系統優化，彰顯“生長、涌現、高效”特質的課堂局面誰都希望成功，這是人的普遍心理傾向。但成功與問題(困難)是一對共生體。綠色智慧引領下的課堂局面一方面應合這種心理傾向，另一方面不斷地向學生輸入問題(當然也可以由學生自主提出問題)，使學生有目的指向性，等待學生通過一定的認知操作活動分析、解決

10、問題，獲得成就感、榮譽感，獲得“不斷完善和拓展自身”的身體本然之性的滿足，去攀登更高的“山峰”。有一位同學在期中總結中寫道：“我不會看圖，地理信息系統連見都沒見過，更感覺難了。”“當一個有機體有個目標，但又不知道如何達到目標時，就產生了問題。” 4 辛自強.問題解決與知識建構M.北京：教育科學出版社.2005年2月第1次印刷.3.4急學生之所急、想學生之所想、解學生之所難，成為一切教學的重心，成為綠色智慧的最重要出發點。從心理學的角度看，問題解決是思維最一般的形式。5 辛自強.問題解決與知識建構M.北京：教育科學出版社.2005年2月第1次印刷.2.5從生活開啟經驗之門、從案例拓展知識結構、設

11、計問題引領思維破解。生活中的地理是將“人與環境、環境與課程”作為系統優化聯結起來實現高效教學。首先我們組織同學們參觀汽車站、物流公司、郵政快遞，觀察工作人員現場操作，如何通過GIS獲得運行中的車輛信息、物流傳遞的狀況等，及時調配車輛等直觀感性的過程，身邊的人、事、物等環境要素與GIS、GPS等知識取得有效聯接成為學習資源。在湘教版高中地理必修有一則實錄式案例：地圖的實踐應用20世紀初，英國倫敦郊區發生了一次來勢兇猛的霍亂，因找不到病源所在，盡管政府和衛生部采取了強有力的隔離措施，仍未能控制住疫情，病人在呈幾何級數增長。在此危急關頭，有人建議繪制一張病例分布地圖。于是，每當發現一個病例，職能部門

12、就把病人的居住地在地圖上做一個標記，當標記越來越多時，一個明顯的規律出現了：發病者基本上都分布在一口井周圍。人們把這口井填埋后，疫情也就終止了。如何從案例中釋放問題、呈現結構、聯結新知、變難為易，這是綠色智慧的核心本領。請看教師的如下演繹：師問：請你閱讀這一段“案例”，發現這是一個什么樣的結構？(同學們認真閱讀完并討論后回答，這個問題要求整體分析文章結構，但大部分同學都沒有這樣的意識，因為他們缺乏對知識結構的整體觀照。)生1：是一個“發現問題、分析問題、解決問題”的結構。師板書后在“發現”下打一直線。再問：發現什么問題？生2：發病者都分布在一口井的周圍。(把現象誤認為問題，對問題的指向性缺乏縝

13、密思維。)生3：發現了霍亂。師肯定后在“分析”下打一直線。又問：對，那么怎么分析問題呢？生4：畫一張病例分布地圖。(這是文中“有人建議”所言，由學生說出帖合老師所問。)師再問：能不能將“畫”的過程描述出來。生5：發現一個病例，就把他的居住地標注于圖上，當越來越多的病例標注后就能看出規律。師將過程在結構圖中描述后，然后闡述：一個病例是一個“信息”，當若干個“信息”集合起來就成了“系統”，這就是“手寫版”的信息系統。師闡述：這張圖就是一個應用模型，如果給這個模型定義或取名，你認為如何定義合適？生6：病員分布模型。生7：應該叫“病源分布模型”。爭論就像石子投入水中引起漣漪，是很自然的現象，在爭論中實

14、現對知識的理性提煉，鍛煉執著、深刻、堅定、兼容的思維品質。師問：從這個模型我們看到了什么現象？生8：發病者大多圍繞著一口井。師接著問：這個現象反映了什么樣的本質或規律？生9：可以推斷“這口井”可能是“病源”的本質規律。師闡述：如果從現象言命名為“病員分布模型”也可以，但從本質言應該命名為“病源分布模型”為妙。因此決策者采取什么樣的措施來控制疫情？全體同學答：把這口井填埋。師板書后指出：這就是“手寫版”的信息系統，如果將這些過程通過GIS軟件等輸入電腦就成了我們今天要學的GIS。發現分析解決霍亂病例1病例2病例3病例n把井填埋標注于圖建構模型分析現象揭示本質信息信息系統應用板書1在GIS、RS、

15、GPS教學結束之際，我們還組織了社會實踐活動：一是運用GIS知識結合學校的綠色文化建設，進行校園節電節水的實驗；二是參觀呂四漁港的GPS捕魚系統，撰寫調查報告；三是參觀地震局的地震預報系統，撰寫調查報告。源于學生的一個困難、通過一個原本被忽略的案例、結合生活經驗和實驗實踐，彰顯“生長、涌現、高效”特質的課堂局面。綠色高效課堂的重要理念是我們的所有教學內容都是案例，都是知識之一滴，蒼海之一粟，如何讓一滴水折射太陽的光輝，讓學生看到太陽光的七彩斑斕、無窮奧秘？這是教師的本領，也是教學的真諦，需要如下支撐：一要以人為本，想學生之所難、之所需、之所急、之所重。二是要充分研究案例的結構、功能，與新知的結

16、構銜接，從而實現高效對接。三、將“案例與新知”作為系統考量，充分演繹案例和經驗的價值，高效對接新知結構，建構“案例經驗價值知識網絡”共生體，形成“結構嚴謹、知識連貫、思維敏捷、身心活躍”的課堂局面綠色智慧的一個重要觀點就是系統，將所有教學要素形成相互聯系的整體性組織，通過結構優化，使系統產生最優的教學效益。這符合系統論的結構決定功能、整體大于各部分之和的觀點。是逆“死記硬背、題海戰術”的高明之舉，是減輕學生的身心負擔和課業負擔的人本之舉。案例的作用不僅僅在于其本身的淺顯易懂和生活化聯結，更在于它與所要達成的教學目標之間的延伸貫通。使學生感覺知識之間、知識與生活之間、抽象與形象之間時時映照、處處

17、聯系，形成“案例價值知識網絡”共生體。請看教師如何順著案例延伸，按照“案例GIS的工作過程概念發展組成應用領域”的順序進行優化重組，使整個教學過程一氣呵成，結構更完整，互動更順暢，理解更順利。師問：通過剛才的案例，我們已經初步了解了“病源分布模型”的建構過程，事實上它與GIS的工作過程有很多相似。請同學們閱讀“地理信息系統的工作過程”，思考一下GIS的工作過程是怎樣的？生10：包括地理數據的輸入、存儲、操作、分析和輸出等環節。師問：聯系上述案例看地理數據的輸入可從哪幾方面著手？可參照閱讀“數字化與GIS數據源”。生11：從紙質地圖、文字以及非數字化形式的資料獲得，但必須經過數字化操作。生12：

18、還可以通過遙感手段獲得數據。生13：還有GPS技術采集的空間數據。“地理數據的輸入”將“案例中紙質地圖的輸入方法、RS的圖像信息、GPS的三維信息”三大來源一一納入，揭示了“三S”之間的相互關系。師又問：結合案例中的病源分布模型圖如何輸入電腦呢？生14：病源分布模型圖掃描圖像處理圖像拼接圖像剪裁圖像配準矢量化編輯與修改。師再問：進入電腦后這些信息如何存儲？生15：采用“分層”技術，即將不同的地理要素存儲在不同的圖層中。師問：那么本模型圖可以分成幾個圖層？生16：將“居住地”繪成一個圖層，將 “水井”制成第二個圖層，再將“病員”作成第三個圖層。生17：不需要作“病員”圖層。師追問：為什么？生17

19、：因為可以在救護車上裝上GPS，GIS可以將“病員居住地”的空間信息記錄下來，就得到“病員”圖層。引起一陣陣爭議，有的說“這是20世紀初，沒有GPS，也沒有GIS”，有的說“圖上有，就要把它們全部輸入進去”。老師冷靜分析后，發現這是一個很好的話題。師說：剛才某同學的思路很靈活寬廣，但沒有看到“時間”。如果是現代那么完全可以用GPS代勞，這是一個很好的方法，同時說明了三S之間的關系。希望大家學習該生思維活躍的優點，也要學習其他同學具體問題具體分析的哲學方法。師再問：那么我們怎樣在GIS中如何建構“病源分布模型”呢？生18：將這些圖層疊加起來就可以得到一個“病源分布模型”。師說：“圖層疊加”就是G

20、IS的“操作”方法。我們再來看圖3-10“用來存儲不同信息的GIS圖層”，其中哪些是自然要素？哪些是人文要素？生19：水系、地形、地塊是自然要素；而土地利用、居民點則是人文要素。師問：它們分別屬于什么類型的數據？生20：前者屬于基礎數據，后者屬于專題數據。師再問：通過GIS操作得到的結果是什么呢？生21：使各種數據之間的關系以圖形、地圖和表格等形式表現出來。師問：如果按照數據的管理方式來分類，“圖形、地圖和表格”屬于什么類別？生22：圖形、地圖屬于圖形數據，表格屬于屬性數據。師問：聯想到我們剛剛進行的“小高考”數據信息采集表，思考哪些屬于圖形數據？哪些屬于屬性數據？生23：我們的照片就是圖形數

21、據，而表格中的信息就是屬性數據。這樣一聯想就變難為易，變抽象為具體，變疏遠為親切。生活經驗的聯接激發了大腦神經，感覺新鮮刺激，興趣盎然。將操作過程得到“圖形、地圖和表格”是“按管理方式不同而分類的圖形和屬性數據”的結論比較，使工作過程中的“操作”與概念中的“管理”得以貫通；師問：現在我們將工作過程的五個環節與概念中的五個關鍵詞進行比較。你會得出什么結論？師板書：GIS工作過程輸入存儲操作分析輸出GIS概念中核心要素采集存儲管理分析描述生24：輸入與采集是一樣的，操作與管理是相似的，輸出與描述是一致的，因此概念與工作過程的描述是同出一轍。師再問：這里我們還看到了一個什么樣的結構？生25：“輸入輸出”結構。(筆者經常進行哲學思維訓練，因此同學們已經對這些結構概念比較清晰)師問：我們能不能將案例中的“發現分析解決”結構與GIS的“輸入輸出”結構進行比較，看兩個結構的異同點在哪里？師板書：發現分析解決霍亂病例1病例2病例3病例n把井填埋標注于圖建構模型分析現象揭示本質手寫版信息系統電腦版信息系統GIS工作過程輸入存儲操作分析輸出