“探秘地球时空之旅”单元主题学习活动
李卫红 张三英
摘 要：单元主题学习活动的设计路径大致由确立单元主题、对标课程标准、重构学习内容、续写学习目标、设计情境任务和活动流程、评价导引六大部分构成。就“探秘地球时空之旅”单元主题而言，创设充满未知的学习情境、设计探索性学习任务群和表现性评价系统是完成学习任务的关键。
关键词：核心任务;学习情境;表现性评价
一、单元概述
本单元将主题界定为“探秘地球时空之旅”。该主题的设定，是从一个外星人宇宙探险的角度，记录他发现地球、探秘地球的过程。本单元沿着时间和空间两条线索，视角由外而内、由古至今，选取学习内容，即必修课程地理1中的“地球的宇宙环境、太阳对地球的影响、地球的圈层结构、地球的演化过程”，旨在为后续学习奠定宏观的时空基础。在任务检测部分，选取了火星探索的相关情境，涉及选择性必修课程1-1“地球运动的地理意义”的部分内容。该部分作为探秘系列的延伸，鼓励学生自主探究。本单元对教材进行了重组，属于跨模块的单元教学，充分体现了“用教材教，而不是教教材”的思想。
本单元是在高一学段首先进入学生视野的高中地理内容，肩负着有效引导学生了解地理、激发学习熱情的重任。因此，学习活动的设计注重激发学生的好奇心、创设充满未知的学习情境、设计探索性学习任务群和表现性评价系统。
本单元预计用5课时完成。期间将通过任务导引，循序渐进，让学生能够充分交流、体验、感悟，以便将学习活动引入更深层次。
1.课标内容
（1）必修课程。
1-1运用资料，描述地球所处的宇宙环境，说明太阳对地球的影响。
1-2运用示意图，说明地球的圈层结构。
1-3运用地质年代表等资料，简要描述地球的演化过程。
（2）选择性必修课程。
1-1结合实例，说明地球运动的地理意义。
2.学习目标
①观察VR太阳系虚拟情境和文本资料，能准确说出天体的类型、天体系统、太阳辐射和太阳活动的特点。②小组合作完成地球宇宙环境示意图的绘制和地球内部圈层模型的制作，分析地球的普通性与特殊性和地球内部圈层划分的依据及其特点，提高地理实践力。③结合资料说明太阳活动和太阳辐射对地球影响的具体表现，提高分析资料的能力和用“地理眼”看生活中地理现象的意识。
3.核心任务
学生能在相对复杂的、充满未知的情境下，较大程度地通过自主学习，补充完善所需的知识、技能、方法，在分工合作的基础上，完成外星人探秘地球的图文资料，形成探秘地球日记。
4.资源支持
（1）参考资源见表1。
（2）单元学习设计活动的信息技术平台。本单元内容涉及天文学、地球科学的部分知识，时空范围广泛，可以借助互联网+信息技术平台（图3），以便于及时交流分享和信息查询。
说明：表现性评价量规嵌入后续的任务中;此处提供部分参考资源，学生可以完善共享。
5.设计思路与学习活动流程（图4、图5）
二、实施过程
第1课 “探秘地球时空之旅”的方案
【课时目标】通过构建外星人探秘地球的故事情境创设活动，完成对课标1.1、1.2、1.3内容要求的概略性了解，提升自主学习能力，激发想象力和探究欲望。
【课时任务】通过头脑风暴完成“外星人探秘地球的日记”的情境创设，并建立具有逻辑关系的子任务群，并做好撰写日记的方案设计。
【课时安排】1课时。
【学习过程】
?教师组织
有同学提出了一个奇思妙想，假定一个从事宇宙探险的外星人，他发现了地球上有生命，于是就有了一系列探秘过程，最终将他发现地球、探秘地球的过程写成日记，带回了家乡，这能否成为未来版的《马可波罗游记》？今天，我们不妨尝试一下，把这个想法继续深入下去，换个身份看地球，做一个科幻版的“外星人探秘地球的日记”。
为了对地球有个宏观的了解，为学生准备了“我们的地球”视频， VR虚拟的太阳系虚拟场景。
要求：①学生观看视频，进入VR太阳系虚拟情境观察有哪些行星。②小组讨论并思考：做一个项目需要解决哪些问题？用什么任务可以完成这个项目？提醒学生注意问题、任务与学习目标的关联度。
?学生学习
观看“行星地球”视频，对将要探秘的“地球“有一个宏观的了解，带上教师准备的眼镜进入VR虚拟太阳系，近距离观察太阳系的宏观场景。
小组学习：学生阅读教材第一章，了解地球的宇宙环境、圈层结构和演化过程，完成了知识概略图（图6）。
小组讨论：创设“外星人探秘地球”的故事情境，规划好实施该项目的基本路径，寻找值得探秘的问题，确立成果呈现的方式。为了便于工作，确定“完成外星人探秘地球的日记”为核心任务，并进一步寻找分解任务的逻辑和路径，确立具有内在关联的子任务群。
经过小组讨论将核心任务——探秘地球日记分解为图7所示的5个子任务。
?教师引导
写故事必须要先依据上述5个任务完成日记方案的设计，首先需要确定是什么吸引他来到地球？探秘地球的日记从哪里开始为好？路径怎么走？沿途有什么故事？值得探究的问题是什么？我们能够依托的知识是什么？在哪里找？
?学生活动
学生通过讨论最后确定完成撰写日记的方案如图8所示。
【设计思路】科学幻想源于对科学的理解。学生若要创设好外星人造访地球的整体情境，必须对地球的宇宙环境、太阳对地球的影响、地球的圈层结构、地球的演化过程等核心知识进行学习，然后才能发挥他们的想象力，构造一个合情合理的探秘情境。在此过程中，学生的自主学习能力、想象能力、表达能力等会得到锻炼提升。
第2课 我和外星人
【课时目标】通过化身外星人发现地球、探究地球的系列活动，能够深入学习地球宇宙环境和地球圈层结构的相关知识方法，有助于提升学生的综合思维和探究能力。
【課时任务】完成外星人偶遇地球人、探访太阳系、做客地球村的日记，对应任务1～4（表2）。
【课时安排】2课时。
?教师组织
本节课学生以小组为单位，需要完成子任务1～4，寻找相应的核心知识，尝试解决各自的情境问题，完成子任务的初稿。
请学生带上教师准备的眼镜进入VR虚拟的太阳系，观察进入太阳系后看到了什么？地球在哪里？地球有圈层构造吗？是怎么划分的？有什么特点？带好纸笔，记录“探秘地球空间之旅”中的所见所闻，记录与学习目标相关的景物，用地理的语言“地图”绘制出看到的地球所在的太阳系，结合查阅的资料推测从太阳到地球所看到的地球外部环境和地球的内部情况。最后用图文并茂的日记表现出来，至少绘制3张相关的图。
?学生活动
深入学习必备知识：先熟悉子任务1～4，据此深入学习相关内容，找到必备知识信息如表2。
完成任务情境和问题结论：根据子任务要求，完成情境故事线索、空间场景、问题结论及其呈现方式。多数学生选择以表格的形式梳理任务内容，不易缺漏，便于情境故事的连续性呈现，便于任务检查（表3）。
完成外星人探秘日记;学生将任务结论嵌于故事情境中，如未来某日，我与地球人M在银河系相遇，真是莫大的惊喜。此前我已经过漫长而寂寞的旅行，一直期待能找到有生命的星球。于是我急切地想知道M的家乡在哪里？虽然语言、文字沟通不便，但我依然知道了地球的位置，猜一猜M是怎么告诉我的（图9）？
【任务检查】
（1） 给图10、图11两幅图补充完整的图名，看看你是否掌握了故事情节中的重点内容。
（2）根据你从VR虚拟情境中观察到的地球内部的样子，和本小组的同学合作完成下列小实验（图12），然后镶嵌到你的日记中。
【评价量规】量表主要针对完成任务总体情况的评价，采用赋分的方式。量规主要针对任务结果的表现性评价，属于等级评价。量规（表4）和量表（表5）由学生共同讨论完成，不完善的地方可以进行修改。学生利用这些工具进行自评和互评。
【设计思路】本节课主要以空间为轴，探秘地球。涉及的细节问题较多，如故事线索、空间场景、问题探究及其呈现方式都要考虑到。因此，学生的学习要向深度拓展，核心知识需要外延，所用素材除教材外，还需要从专业网站、专业期刊上搜取甄选。通过这一活动，学生的信息获取能力、合作探究能力会获得发展。
第3课 听化石讲故事
【课时目标】通过外星人的视角探秘地球演化过程，学习地球演化史，习得研究方法，寻找演化规律，有利于综合思维和科学探究能力的提高。
【课时任务】完成子任务5，整合完成全部日记。
【课时安排】1课时。
【学习过程】
?教师组织
本节课依然是小组活动，主要是完成任务5，此外还要对五个子任务进行整合，完成探秘日记的初稿。
因为需要多项信息的合成，任务很重，还是在计算机教室上课，学生们通过观看纪录片《地球的起源》，利用VR技术让学生穿越到地球形成的46亿年前，与地球一起经历成长的过程，结合任务3、4划分地球内部和外部圈层的基本思路完成地球已经经历的时间过程。创意完成地球演化史的日记。期间一定要正确使用“宙代纪”等单位画出地球史的24小时演化时间轴，准确说出地质年代划分的依据和代表生物，完成本单元的最后一张“图”（图13）。
进行整合时要注意各子任务间存在的科学逻辑关系，例如，日记的先后顺序要与空间场景相匹配，空间场景的事象位置正确，化石的时间序列准确，地层的位置排列要兼顾时间和空间排序等。
?学生学习
观看视频“地球的起源”，小组讨论地球演化经历了哪三个阶段？每个阶段的特点是什么？通过归纳任务3、任务4在研究空间尺度地理事项而进行划分的一般路径，尝试迁移到时间尺度的划分。以小组为单位从实践的角度尝试划分地球经历的的三个阶段。
完成绘制地球演化史的过程中要结合相关内容的学习，找到必备知识信息（表6）。
完成子任务情境和问题结论：根据子任务要求，完成情境故事线索、空间场景、问题结论及其呈现方式。梳理任务内容如表7所示。
整合任务1～5，完成外星人探秘日记。子任务1～4的空间场景选择呈现多样性，大部分如图14所示。子任务5的时间选点大部分用图15表示。
【任务检查】本节课完成日记过程中，需要做好自查，一是梳理核心知识与任务的关联度检查，二是完成任务的方法和结论的科学性，文字表达是否准确，图像资料是否清晰、符合要求（表8）。同时利用量规（表4）、评分表（表5）进行互评互查。
说明：该表主要用于检查学生设计的任务群有否使用本单元的核心知识，关联度如何，便于调控学习方向。
【设计思路】本节课主要以时间为线索，探索地球。这一活动时空感较强，是对学生的极大挑战。所以要依托地质年代表完成学习和探究过程。
第4课 “XX游记”发布会
?设计意图
发布会是学生成果展示的环节，既是学生完成任务的动力，也是满足学生享受成功激励的诉求，还是评价学生学习的关键环节，对学生发展的导向作用非常重要。客观公正的评价，不仅有利于学生学会学习、学会做事，更能够使学生获得丰富的人生体验，有助于学生身心健康的全面发展。
?作品展示
学生用PPT将自己设计的创作过程展示出来，其中包含核心任务中提到的至少3幅与课标内容要求相关的示意图;并能用流畅、合理的语言将本单元的核心知识通过讲述一个关于“探秘地球时空旅行”的科幻故事表达出来，将学生们的创造思维外显。
?交流反思
学生在作品的交流过程中，相互质疑、提问、碰撞，思考本单元的任务主要围绕时空两条线索展开，自己的路径图中有否体现？化身外星人完成探秘地球日记，目的是完成课标中的内容要求，自己的作品与课标要求是否匹配恰切？最终形成新的想法，并对作品进行补充完善。
?总结提炼
学生通过阅读和观看教材内容、课外书籍、专题网站的各种信息，了解与课标内容相关的天文学和地球科学知识以及获得知识的方法，并在完成各项任务的过程中运用和提升区域认知能力、综合思维品质、地理实践力，感悟和体验人类活动与地球环境变化日益密切的关联，在与同学共同完成任务的过程中逐渐习得合作、自主、探究的学习方式。
三、单元评测
第5课 单元评测
【设计意图】试题情境创设大部分采用数据和图形，旨在引导学生关注数据分析，提升比较和综合分析能力以及研究自然科学客观严谨的方法。评测内容中的选做部分有意识地拓展到必选修1-1.1地球运动内容，为有能力和感兴趣的学生留下一扇窗。
Ⅰ必做部分
1.为了解地球的宇宙环境，某学生根据表9进行了系列探究活动
下面是他的学习资料和探究结论，请仔细阅读思考，帮助该学生发现问题并提出改进意见。
（1）该同学对地球在宇宙中的位置有如下描述，请仔细阅读，找出错误并更正（例如，错误①原文：河外星系，改正：银河系）。
我们赖以生存的地球，是浩瀚宇宙中的一个天体。地球所处的天体系统，按照级别从高到低，依次为可观测宇宙、河外星系、太阳系、地月系。地球是太阳系的八大行星之一，它和其他行星在同一個椭圆轨道上围绕太阳公转，公转方向不同。按照距离太阳由近及远的顺序，地球排在第三位，地球内侧相邻的是金星，地球外侧相邻的是土星。太阳是距离地球最近的恒星，日地平均距离约1.5千米。
（2）图16为该学生制作的太阳系八大行星分布模式图，请从科学性角度对该图进行简单评价，并提出改进建议。
Ⅱ选做部分
2.阅读图文材料，回答下列问题。
火星探测从上世纪60年代就已经开始。截止到2020年6月底，人类一共进行了44次火星探测。2018年11月26日，美国的“洞察”号无人探测器成功在火星着陆并传回首张照片。2020年7月，阿联酋、中国和美国又成功发射了各自的火星探测器，它们目前还在前往火星的途中，准备开启新一轮的火星探测热潮。表10为地球与火星的部分数据比较。
（1）图17是太阳系的四颗行星，其中标识火星的字母是
（2）人们为什么要探测火星？
（3）比较地球与火星的异同点，推测火星的大气环境特点。
参考答案：
Ⅰ必做部分
1.（1）错误①原文：同一个椭圆轨道，改正：各自的椭圆轨道;错误②原文：公转方向不同，改正：公转方向相同;错误③原文;地球外侧相邻的是土星，改正：地球外侧相邻的是火星;错误④原文：日地平均距离约1.5千米，改正：日地平均距离约1.5亿千米 ? ?（2）各大行星的空间分布次序、公转轨道形状、卫星数目是准确的。大行星的距日距离、半径比例均与资料不符，若要依据比例画图，需要扩大图幅。
Ⅱ选做部分
2.（1）A ?（2）在太阳系里，火星与地球的环境最为接近，所以，探索火星的起源、演变，有助于人类了解地球的形成和演化，预测地球的演化趋势;探索火星的现状，有无水和生命的存在，有助于完成人类星际移民的梦想 ? ?（3）火星的半径约为地球的1/2，体积约为地球的15%，质量约为地球的1/10，火星的重力远远小于地球，故大气非常稀薄，气压极低，昼夜温差大，赤道和两极的温差也较地球大得多，故风力也比地球大得多。由于地表缺水，温差大，物理风化作用强烈，火星表面沙源丰富，风大时易产生沙尘暴。火星也有自转和公转，一个火星日约为24时37分，与地球接近，但一个火星年约是1.9个地球年。火星的自转轴和公转轨道有一个约66°的夹角，与地球非常接近。因此火星上也有和地球一样四季的变化，只是周期大约是地球的两倍，故温度的季节差异较地球大。
