基于“智慧學(xué)伴”的地理學(xué)科能力發(fā)展研究

王民　高翠微　蔚東英

關(guān)鍵詞：地理學(xué)科能力;智慧學(xué)伴;教育信息化;地理教學(xué)與測(cè)評(píng)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、問(wèn)題的提出

我國(guó)《義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)》提出通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲取地理教學(xué)資源的要求，《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)在地理教學(xué)、評(píng)價(jià)及地理教材開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用。信息技術(shù)在中學(xué)地理教育教學(xué)中已有較為廣泛的應(yīng)用，從較早地利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)地理教育資源庫(kù)以及利用多媒體技術(shù)開(kāi)發(fā)教學(xué)素材（如：利用Flash+XML制作具有交互功能的教學(xué)地圖），到當(dāng)前通過(guò)地理信息技術(shù)輔助地理教學(xué)（如利用Google Earth對(duì)學(xué)生的定位知識(shí)進(jìn)行測(cè)評(píng)圈和利用GIS提高空間思維能力以及無(wú)人機(jī)在地理野外實(shí)踐活動(dòng)的應(yīng)用。此外，還呈現(xiàn)出其他多樣化的應(yīng)用方式，比如利用手機(jī)APP將全球定位系統(tǒng)納入課堂教學(xué);利用IPAD實(shí)現(xiàn)交互式教學(xué)，提高課堂教學(xué)效率;利用具有VR功能的手機(jī)APP觀看地理實(shí)景以及在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行各種測(cè)試等。從目前研究看，信息技術(shù)在地理教育教學(xué)中的應(yīng)用集中在地理課堂教學(xué)，包括地理課程資源的開(kāi)發(fā)、教學(xué)技術(shù)的改進(jìn)、學(xué)生地理能力的提高以及地理教育測(cè)評(píng)。但是，將地理課堂教學(xué)與測(cè)評(píng)結(jié)合在一起的研究還相對(duì)不足。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的大背景下，全面促進(jìn)地理教學(xué)中地理學(xué)科能力及素養(yǎng)的發(fā)展，需要信息技術(shù)給予更深入的支撐，以實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，解決傳統(tǒng)地理教學(xué)存在的限制，并促進(jìn)教育測(cè)量、評(píng)價(jià)、教學(xué)一體化，為教育教學(xué)提出更有效的依據(jù)。

二、地理學(xué)科能力框架及內(nèi)涵

地理學(xué)科能力的構(gòu)建主要以中學(xué)地理課程標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，參考布魯姆教育目標(biāo)分類，從學(xué)生地理學(xué)科能力活動(dòng)類型及地理學(xué)科核心知識(shí)主題兩個(gè)角度進(jìn)行構(gòu)建（如表所示）。

三、智慧學(xué)伴在地理學(xué)科能力培養(yǎng)中的應(yīng)用特色

（一）突破傳統(tǒng)地理教育測(cè)評(píng)限制，利于地理真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)

我國(guó)新一輪基礎(chǔ)教育課程改革，特別強(qiáng)調(diào)了課程內(nèi)容的情境化。為落實(shí)我國(guó)《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》中提出的創(chuàng)設(shè)“自然、社會(huì)等真實(shí)情境”的要求，對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)也要測(cè)查學(xué)生在真實(shí)情境下解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在地理教學(xué)中，圖像是呈現(xiàn)地理學(xué)科知識(shí)、培養(yǎng)地理學(xué)科能力的重要的基本工具，因此圖像的閱讀及分析能力對(duì)進(jìn)一步的地理分析具有直接影響。地理圖像包括地圖、景觀圖、遙感影像圖、統(tǒng)計(jì)圖表等多種形式，清晰地表征地理學(xué)科內(nèi)容，并廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活中。圖像的分析判斷能力是地理學(xué)科能力的重要組成部分，特別是地圖的判讀能力是分析地理空間信息的基礎(chǔ)。目前3D地圖的出現(xiàn)，更加豐富了地圖的呈現(xiàn)方式，對(duì)于提高學(xué)生地圖閱讀能力具有促進(jìn)作用。

但是在傳統(tǒng)的紙質(zhì)地理測(cè)試卷中，大部分是黑白印刷試卷，對(duì)于一些景觀圖等圖像造成信息失真，同時(shí)難以呈現(xiàn)地理信息相對(duì)復(fù)雜的地圖或遙感影像。顏色是地圖的重要視覺(jué)變量，黑色印刷地圖降低了其視覺(jué)變量的作用。因此，傳統(tǒng)黑白印刷試卷在技術(shù)上限制了真實(shí)的自然、人文地理情境的創(chuàng)設(shè)，其呈現(xiàn)的地理圖像與學(xué)生在實(shí)際生活中接觸的圖像存在差距。一些地理教師也認(rèn)識(shí)到這樣的局限性，對(duì)于地理考試采用彩圖的訴求較大，但是彩印成本較高?；谛畔⒓夹g(shù)的優(yōu)勢(shì)，智慧平臺(tái)上的測(cè)試題目均是電子化呈現(xiàn)，豐富多樣的地理圖像，有助于地理學(xué)科測(cè)試題創(chuàng)設(shè)更為真實(shí)的情境，并貼近學(xué)生生活，測(cè)量學(xué)生在真實(shí)情境下的問(wèn)題解決能力。

（二）為地理實(shí)踐力的培養(yǎng)提供支持

地理實(shí)踐力是我國(guó)地理新課程標(biāo)準(zhǔn)提出的地理核心素養(yǎng)之一。地理實(shí)踐力的培養(yǎng)要通過(guò)地理實(shí)驗(yàn)、地理考察或調(diào)查等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，野外考察活動(dòng)是應(yīng)用較多的培養(yǎng)途徑。在真實(shí)的野外環(huán)境下，地理信息是真實(shí)的、動(dòng)態(tài)發(fā)展的、立體的且復(fù)雜的。在野外環(huán)境下，基于中學(xué)地理教學(xué)要求，也可以開(kāi)展多種多樣的考察活動(dòng)。

地理學(xué)科能力框架同樣納入了地理調(diào)查能力的要求，每個(gè)地理核心概念下基本都會(huì)涉及地理調(diào)查的能力指標(biāo)，基于此對(duì)應(yīng)調(diào)查任務(wù)或試題及相應(yīng)資源。一方面，智慧學(xué)伴中的地理微測(cè)試題及資源，為地理野外考察活動(dòng)的推進(jìn)提供了更多調(diào)查主題及方案的參考，也為缺乏開(kāi)展地理野外教學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的老師提供了思路和輔助;另一方面，智慧學(xué)伴在展示微測(cè)題及學(xué)習(xí)資源時(shí)，可以融入視頻。如將真實(shí)的野外情境拍攝為視頻，讓學(xué)生通過(guò)觀察視頻，提取并整理有效地理信息，進(jìn)而解決相關(guān)地理問(wèn)題。這種借助媒體技術(shù)對(duì)野外考察進(jìn)行模擬的方式，可在一定程度上解決有些學(xué)校班級(jí)野外考察的組織困難。

四、智慧學(xué)伴精準(zhǔn)化促進(jìn)地理學(xué)科能力發(fā)展的實(shí)施及效果

（一）研究框架

為精準(zhǔn)化促進(jìn)學(xué)生地理學(xué)科能力發(fā)展，智慧學(xué)伴在地理學(xué)科能力表現(xiàn)的測(cè)量、學(xué)生學(xué)習(xí)鞏固、教師教學(xué)改進(jìn)等方面實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)三者一體化。

為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化和一體化的目標(biāo)，需要構(gòu)建每個(gè)地理核心概念的能力指標(biāo)體系。地理核心概念能力指標(biāo)體系即是將地理學(xué)科能力與地理核心概念進(jìn)行交叉綜合。然后基于每個(gè)核心概念的每一條能力指標(biāo)，進(jìn)行測(cè)試題目及學(xué)習(xí)資源的開(kāi)發(fā)，并融入地理教學(xué)中。即智慧學(xué)伴中測(cè)試題目、測(cè)評(píng)報(bào)告、對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)資源，以及基于此的教學(xué)改進(jìn)均是與學(xué)科核心概念指標(biāo)體系相對(duì)應(yīng)的（如圖1所示）。

（二）研究對(duì)象與方法

本研究選取北京市某區(qū)7年級(jí)全體教師和學(xué)生作為研究對(duì)象。研究實(shí)施過(guò)程中，對(duì)教師進(jìn)行了智慧學(xué)伴使用方法以及地理學(xué)科能力框架及內(nèi)涵等方面的培訓(xùn)，同時(shí)指導(dǎo)全體教師參與智慧學(xué)伴支持地理學(xué)科能力發(fā)展的教學(xué)改進(jìn)活動(dòng)。

（三）研究實(shí)施

智慧學(xué)伴融入地理教學(xué)，除了學(xué)生在智慧學(xué)伴自主學(xué)習(xí)以外，教師課堂教學(xué)基本按照“課前測(cè)評(píng)”“教學(xué)實(shí)施”“課后測(cè)評(píng)”的步驟來(lái)實(shí)施。以下以中國(guó)地圖出版社出版的7年級(jí)下冊(cè)教材中“我國(guó)北方地區(qū)自然地理環(huán)境”新授課內(nèi)容（2-3個(gè)課時(shí)）為例，探討智慧學(xué)伴平臺(tái)如何支持地理學(xué)科能力發(fā)展的教學(xué)。

1.課堂教學(xué)之前的測(cè)與評(píng)

初中地理課程以區(qū)域地理為主，區(qū)域認(rèn)知的方法具有相對(duì)一致性。在7年級(jí)上冊(cè)，學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)到中國(guó)的自然環(huán)境，已經(jīng)初步學(xué)習(xí)了中國(guó)的位置，中國(guó)的地形、氣候、河流等自然地理要素?；谝延械膶W(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)7年級(jí)下冊(cè)內(nèi)容中的中國(guó)四大地理區(qū)域即北方地區(qū)、南方地區(qū)、西北地區(qū)、青藏地區(qū)時(shí)，已經(jīng)掌握一定的區(qū)域認(rèn)知的方法。因此，在學(xué)習(xí)“北方地區(qū)自然地理環(huán)境”之前，可以讓學(xué)生進(jìn)行中國(guó)總體地理特征的微測(cè)試，測(cè)查學(xué)生在認(rèn)識(shí)某區(qū)域、據(jù)圖描述地理位置、評(píng)價(jià)地理位置、描述區(qū)域地理特征等方面的表現(xiàn)，診斷其在區(qū)域認(rèn)知方法上存在的問(wèn)題。

根據(jù)學(xué)生測(cè)評(píng)結(jié)果，并結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的要求，此部分內(nèi)容的教學(xué)可重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生“A3重述與概括能力”“B1判圖能力”“B2解釋能力”“C1綜合分析能力”的提高。由于學(xué)生整體上“A學(xué)習(xí)理解能力”表現(xiàn)較好，所以教師也可以發(fā)布有關(guān)北方地區(qū)A能力層級(jí)的微測(cè)試題目及學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，如在地圖上識(shí)別出北方地區(qū)的區(qū)域范圍（A1識(shí)別與記憶），比較北方地區(qū)和南方地區(qū)的自然景觀差異（A2分類與比較）等。

2.課堂教學(xué)

根據(jù)課前的測(cè)評(píng)結(jié)果，教師可制定本節(jié)課重點(diǎn)提高的學(xué)科能力發(fā)展目標(biāo)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)環(huán)節(jié)。

（1）地理學(xué)科能力發(fā)展目標(biāo)1：根據(jù)地圖，識(shí)別北方地區(qū)的區(qū)域范圍，并描述北方地區(qū)的位置，以發(fā)展A1識(shí)別能力、B1判圖能力。

（2）地理學(xué)科能力發(fā)展目標(biāo)2：根據(jù)地圖識(shí)別北方地區(qū)主要地形類型、氣候類型、主要的河流，概括、描述北方地區(qū)的地形、氣候、河流特征以發(fā)展A1識(shí)別能力、A3重述與概括能力、B1判圖能力、B2解釋能力、C1綜合分析能力。其中綜合分析能力是高階能力，課堂教學(xué)是否確定此項(xiàng)能力發(fā)展目標(biāo)，可根據(jù)學(xué)生具體情況而定。

（3）地理學(xué)科能力發(fā)展目標(biāo)3：比較北方地區(qū)和南方地區(qū)的方言分布差異，解釋造成其差異的自然地理因素，發(fā)展A2比較能力，B2解釋能力。并為之后北方地區(qū)人文地理特征的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

課堂教學(xué)經(jīng)過(guò)備課、試講、正式講環(huán)節(jié)，不斷完善能力發(fā)展目標(biāo)在教學(xué)中的落實(shí)效果。

3.課后測(cè)評(píng)

學(xué)生課后在智慧平臺(tái)上進(jìn)行有關(guān)北方地區(qū)內(nèi)容的微測(cè)試，可以診斷北方地區(qū)的學(xué)習(xí)效果，對(duì)于課堂上沒(méi)有掌握的內(nèi)容及需要提高的能力，進(jìn)一步通過(guò)智慧學(xué)伴推送的資源進(jìn)行鞏固學(xué)習(xí)。此外，由于北方地區(qū)之后的南方地區(qū)、西北地區(qū)、青藏地區(qū)在主要教學(xué)內(nèi)容及能力發(fā)展目標(biāo)上的平行性，因此北方地區(qū)的微測(cè)診斷結(jié)果進(jìn)一步為之后其他三大區(qū)域的教學(xué)提供了參考，教師據(jù)此可調(diào)整之后的教學(xué)設(shè)計(jì)或策略。

（四）實(shí)施效果評(píng)估

為對(duì)智慧學(xué)伴實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)估，本研究開(kāi)發(fā)了測(cè)評(píng)工具，分別在2018年1月和2018年7月進(jìn)行前測(cè)和后測(cè)。

測(cè)試工具由項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)并邀請(qǐng)專家進(jìn)行審核修改。測(cè)試內(nèi)容覆蓋所有一級(jí)學(xué)科能力，題型為選擇題、填空題、問(wèn)答題。前后測(cè)試卷難度系數(shù)分別為0.61和0.63，區(qū)分度系數(shù)分別為0.4和0.45，試卷信度分別為0.85和0.91，兩者均達(dá)到測(cè)試要求且保持相對(duì)一致。

通過(guò)測(cè)試結(jié)果（如圖2所示）的比較可以看出，在一級(jí)能力總體表現(xiàn)上，均有整體提升，但是變化不明顯。在二級(jí)能力表現(xiàn)上，與其他能力表現(xiàn)相比，“識(shí)別和記憶”以及“分類和比較”能力在兩次測(cè)試中均有較好的表現(xiàn)。對(duì)于該學(xué)生群里來(lái)說(shuō)，這兩項(xiàng)基礎(chǔ)能力的發(fā)展相對(duì)穩(wěn)定且處于相對(duì)優(yōu)勢(shì)，兩次測(cè)試得分率均高于0.65，這為更高階能力的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。從兩次測(cè)試的變化看，“識(shí)別和記憶”“計(jì)算和判圖”“復(fù)雜提取和綜合”的得分率變化比較小;提升較為明顯的能力包括“重述和概括”“解釋和說(shuō)明”“提案和規(guī)劃”“評(píng)價(jià)”等，得分率分別提升0.18、0.09和0.1;而在“分類和比較”以及“調(diào)查設(shè)計(jì)和創(chuàng)造”方面得分率有所下降，且后者下降更為明顯。

（五）討論

通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析，整體上看，智慧學(xué)伴對(duì)于地理學(xué)科能力發(fā)展具有促進(jìn)作用。在學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實(shí)踐和創(chuàng)新遷移能力下的二級(jí)能力中，各自的較低階能力表現(xiàn)為平穩(wěn)，而在較高階能力上則表現(xiàn)為起伏較大的提升或下降。

對(duì)變化最為明顯的“調(diào)查設(shè)計(jì)和創(chuàng)造”指標(biāo)對(duì)應(yīng)題目做進(jìn)一步核查比較發(fā)現(xiàn)，前測(cè)中該能力對(duì)應(yīng)的題目是關(guān)于氣溫曲線圖和降水柱狀圖的繪制，而后測(cè)中該能力對(duì)應(yīng)的題目是地形剖面圖的繪制。從測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出學(xué)生在后者存在更大的理解和實(shí)踐操作困難。同時(shí)也說(shuō)明，同一能力層級(jí)的任務(wù)難度存在差異，有可能在高階能力上存在難度不等的任務(wù)，這與任務(wù)情境難度水平有關(guān)。而在回訪教師過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，地形剖面圖的任務(wù)難度較高可能與本身任務(wù)難度大且實(shí)際教學(xué)中對(duì)此未給予足夠的重視有關(guān)。

五、對(duì)當(dāng)前地理教學(xué)的建議

智慧學(xué)伴可以對(duì)各項(xiàng)能力均有精細(xì)化的發(fā)展追蹤，同時(shí)可以持續(xù)記錄學(xué)生從7年級(jí)到12年級(jí)的學(xué)科能力發(fā)展情況。因此，教師精準(zhǔn)化的培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科能力，在教學(xué)環(huán)節(jié)需要明確能力培養(yǎng)目標(biāo)及相應(yīng)的教學(xué)策略;對(duì)于智慧學(xué)伴反饋的測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)，需要多關(guān)注學(xué)生學(xué)科能力發(fā)展的歷史表現(xiàn)，根據(jù)數(shù)據(jù)反饋總結(jié)學(xué)生學(xué)科能力發(fā)展的規(guī)律，同時(shí)反思自己的教學(xué)。當(dāng)學(xué)生能力變化較為明顯時(shí)，注重總結(jié)教學(xué)的有益經(jīng)驗(yàn)及需要進(jìn)一步改進(jìn)的部分，為后續(xù)教學(xué)提供參考。

目前學(xué)生在實(shí)踐和繪圖能力方面需要得以重點(diǎn)提升，地理教學(xué)可以將兩者結(jié)合起來(lái)，貫通培養(yǎng)。如要求學(xué)生完成野外實(shí)踐調(diào)查或?qū)嶒?yàn)任務(wù)后，在呈現(xiàn)調(diào)查或?qū)嶒?yàn)的過(guò)程及結(jié)果時(shí)，可通過(guò)地圖及統(tǒng)計(jì)圖表來(lái)表達(dá)，用文字加以輔助描述或解釋。對(duì)于需重點(diǎn)提升的能力可在智慧學(xué)伴做專項(xiàng)測(cè)評(píng)、學(xué)習(xí)和教學(xué)，分析智慧學(xué)伴的反饋數(shù)據(jù)，對(duì)教學(xué)提出更具針對(duì)性的改進(jìn)措施。

智慧學(xué)伴可以更清晰、完整地呈現(xiàn)地理試題或地理任務(wù)中所用地理圖像、視頻等資料，創(chuàng)設(shè)更貼近生活實(shí)際的情境，因此開(kāi)發(fā)測(cè)試題目或任務(wù)可充分發(fā)揮信息技術(shù)的功能。

由于同一能力層級(jí)可能因其對(duì)應(yīng)內(nèi)容主題不同，表現(xiàn)出不同的任務(wù)難度，因此教學(xué)中不能簡(jiǎn)單的將高階能力定義為教學(xué)難點(diǎn)，要結(jié)合具體內(nèi)容主題及學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)做具體分析。

六、未來(lái)研究的展望

智慧學(xué)伴作為信息化與學(xué)科教育相互融合的平臺(tái)，在精準(zhǔn)化測(cè)評(píng)及輔助教學(xué)的基礎(chǔ)上，不僅記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，未來(lái)還可研究如何追蹤教師的教學(xué)過(guò)程。在提供學(xué)生測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，也對(duì)教學(xué)實(shí)施過(guò)程本身給予反饋。通過(guò)收集教師教學(xué)的各方面數(shù)據(jù)，根據(jù)其教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)素材、教學(xué)方法、學(xué)生活動(dòng)組織等方面給出意見(jiàn)并推送相應(yīng)資源。

地理學(xué)科能力的發(fā)展是螺旋上升的，由于本研究只分析了一個(gè)年級(jí)學(xué)生在一個(gè)學(xué)期的能力發(fā)展變化，為得到更確切的研究結(jié)果，后續(xù)還需要借助智慧學(xué)伴進(jìn)行學(xué)生全學(xué)習(xí)過(guò)程的持續(xù)追蹤與分析，對(duì)不同年級(jí)的學(xué)生能力表現(xiàn)、不同內(nèi)容主題的任務(wù)難度和能力要求等做比較研究，總結(jié)能力發(fā)展的規(guī)律及影響因素，為教學(xué)提供精準(zhǔn)化的反饋。

作者簡(jiǎn)介：

王民：教授，研究方向?yàn)榈乩斫逃?、環(huán)境教育（wangmin@bnu.edu.cn）。

高翠微：博士，研究方向?yàn)榈乩斫逃▁inde360du@163.com）。

蔚東英：副教授，研究方向?yàn)榈乩斫逃?、環(huán)境教育（weidy@bnu.edu.cn）。