數(shù)字化地理教室功能對(duì)初中生地理核心素養(yǎng)的提升

■甘肅省白銀市會(huì)寧縣思源實(shí)驗(yàn)學(xué)校 劉偉軍

一、利用VR技術(shù)發(fā)展學(xué)生的地理核心素養(yǎng)

VR技術(shù)包括先進(jìn)的硬件設(shè)施，可以進(jìn)行全真模擬和展示，結(jié)合豐富的教育資源提升地理知識(shí)的直觀性，發(fā)展學(xué)生的地理綜合思維能力，提升地理教學(xué)的真實(shí)感和實(shí)踐感。在利用VR技術(shù)的過(guò)程中，可以提供多方面的體驗(yàn)，讓學(xué)生能夠身臨其境，實(shí)現(xiàn)內(nèi)心和身體的連結(jié)。這種教學(xué)模式中，學(xué)生可以主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，并且提出地理問(wèn)題。

例如，在講解地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)相關(guān)知識(shí)的過(guò)程中，能夠利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)解決知識(shí)學(xué)習(xí)難點(diǎn)。學(xué)生可能難以理解太陽(yáng)直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)過(guò)程，缺乏立體空間思維。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)生在數(shù)字化地理教室中能夠展示地球繞日運(yùn)動(dòng)的情境，學(xué)生則可以直觀看到地球公轉(zhuǎn)的周期、速度和方向。結(jié)合相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡，學(xué)生能夠自主畫出太陽(yáng)直射點(diǎn)的回歸路線圖。地理學(xué)科的一些領(lǐng)域是學(xué)生難以想象和到達(dá)的，而通過(guò)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠開(kāi)闊學(xué)生的視野。再比如，在講解印度相關(guān)地理知識(shí)的過(guò)程中，可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)了解這個(gè)國(guó)家的服務(wù)外包產(chǎn)業(yè)、熱帶季風(fēng)氣候等知識(shí)。利用三維視覺(jué)現(xiàn)實(shí)設(shè)備，可以看到印度的交通情況、恒河邊的氣候情況。學(xué)生能夠直觀認(rèn)識(shí)到熱帶季風(fēng)氣候的主要特點(diǎn)，并且意識(shí)到這種氣候可能帶來(lái)的災(zāi)害。利用VR 技術(shù)，可以讓學(xué)生獲得沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)，有效延伸了地理課堂教學(xué)，拓展了當(dāng)前的地理知識(shí)空間。

二、使用數(shù)字星球系統(tǒng)培養(yǎng)核心素養(yǎng)

（一）培養(yǎng)學(xué)生的空間思維核心素養(yǎng)

在初中地理教學(xué)中，可以改進(jìn)傳統(tǒng)的二維地圖教學(xué)，解決學(xué)生理解地圖困難的問(wèn)題。利用數(shù)字星球系統(tǒng)，可以轉(zhuǎn)變二維圖像內(nèi)容，形成三維立體圖像，借助3D 展示的特點(diǎn)，讓具體的地理知識(shí)形象化和直觀化，讓學(xué)生獲得多方面的知覺(jué)體驗(yàn)，培養(yǎng)空間觀察能力和空間定位能力。對(duì)于地球自轉(zhuǎn)的知識(shí)教學(xué)，學(xué)生可能難以理解這部分的知識(shí)：地球自西向東自轉(zhuǎn)，從北極上空觀察是逆時(shí)針?lè)较虻模绻麖哪蠘O看的話，其實(shí)是順時(shí)針的。如果空間想象能力有限，那么就難以理解這部分內(nèi)容。對(duì)此，利用數(shù)字化地理教室中的數(shù)字星球技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，可以培養(yǎng)學(xué)生的空間思維核心素養(yǎng)。第一，利用系統(tǒng)展示地球自西向東的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程，讓學(xué)生明確自轉(zhuǎn)方向。接著利用數(shù)字星球軟件進(jìn)行控制，變化觀察的方位和角度，通過(guò)倒轉(zhuǎn)地球模型，能夠讓學(xué)生從南極或者北極上空觀察地球。第二，為了提升觀察效果，可以利用暫停、快進(jìn)和慢放等功能按鈕，讓學(xué)生通過(guò)靈活操作解決問(wèn)題。在這樣的學(xué)習(xí)探究中，可以利用側(cè)視、俯視和正面等多角度進(jìn)行觀察研究，把平面知識(shí)立體化，顯著提升空間思維素養(yǎng)。

（二）培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力

所謂初中地理綜合思維，主要包括地方綜合、時(shí)空綜合和要素綜合。時(shí)空綜合比較關(guān)注空間屬性和時(shí)間的整合，讓學(xué)生能夠動(dòng)態(tài)思考地理中的具體現(xiàn)象、形成和發(fā)展規(guī)律。例如，在季風(fēng)氣候知識(shí)教學(xué)中，能夠利用數(shù)字星球系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)，發(fā)展學(xué)生的綜合思維能力。利用數(shù)字星球展示我國(guó)降水空間分布情況，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到從東南沿海向西北內(nèi)陸依次遞減的情況。學(xué)生結(jié)合數(shù)字星球的展示內(nèi)容，能夠了解到降水的季節(jié)變化特點(diǎn)和南北方的降水量變化規(guī)律知識(shí)。他們可以認(rèn)識(shí)到我國(guó)的降水在夏季比較多，而且越往南雨季越長(zhǎng)。利用這樣的教學(xué)，能夠讓學(xué)生了解降水時(shí)空分布規(guī)律，從時(shí)空綜合視角了解地理現(xiàn)象的產(chǎn)生、發(fā)展和變化過(guò)程，有效培養(yǎng)學(xué)生的地理綜合思維核心素養(yǎng)。利用動(dòng)畫展示的方式，可以暫停觀察或者重復(fù)播放，在動(dòng)態(tài)觀察推移的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了時(shí)空綜合，轉(zhuǎn)變了原本抽象的地理知識(shí)內(nèi)容，有利于發(fā)展學(xué)生的時(shí)空觀念和綜合思維素養(yǎng)。

三、采用交互式地圖發(fā)展地理學(xué)習(xí)能力

交互式地圖屬于數(shù)字化地理教室的重要功能，可以展示地圖、多屏幕聯(lián)動(dòng)互動(dòng)、雙屏對(duì)比、一投多屏、寬屏投影等。這種系統(tǒng)能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的立體圖形展示方式，豐富地理現(xiàn)象表現(xiàn)模式。教師能夠利用軟件編輯地圖內(nèi)容，并且把相關(guān)的圖像同時(shí)在球面和平面上展示，這能夠提供強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)展示效果，并且促進(jìn)學(xué)生和知識(shí)的交互，屬于當(dāng)前地理教學(xué)中的重要平臺(tái)。利用交互式地圖系統(tǒng)，能夠完善當(dāng)前的地理活動(dòng)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，利用雙屏顯示功能和一投多屏功能完善教學(xué)。應(yīng)用的過(guò)程中，使用電子白板一半顯示教師的PPT，另一半顯示地理圖像，利用圖像配合文字的方式進(jìn)行高效教學(xué)。利用這種雙屏功能，能夠進(jìn)行圖像疊置、圖圖對(duì)比、圖文對(duì)比。教師能夠結(jié)合自己的需求，利用書寫功能和批注功能進(jìn)行圈畫和書寫，可以在圖像中落實(shí)地理事物，讓學(xué)生形成腦中地圖，明確具體的地理空間定位。在教學(xué)中，可以讓學(xué)生上臺(tái)進(jìn)行實(shí)踐操作，圈畫重點(diǎn)地理知識(shí)內(nèi)容，也可以讓多個(gè)學(xué)生在白板上書寫。教師能夠利用小組合作的方式讓學(xué)生分組操作，讓學(xué)生結(jié)合交互式地圖進(jìn)行解釋，配合指示操作，形成互動(dòng)教學(xué)模式。在交互式地圖教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用中，可以進(jìn)行生生互動(dòng)和師生互動(dòng)教學(xué)，有效活躍地理教學(xué)課堂氣氛。

四、利用數(shù)字地理信息系統(tǒng)培養(yǎng)核心素養(yǎng)

通過(guò)使用地理信息系統(tǒng)，可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合地理素養(yǎng)，幫助學(xué)生構(gòu)建區(qū)域系統(tǒng)思想。例如，地形地勢(shì)、海陸位置和緯度位置等因素會(huì)影響到氣候，理解這些知識(shí)需要一定的區(qū)域系統(tǒng)思想。對(duì)于區(qū)域地理知識(shí)，國(guó)家尺度、地區(qū)、大洲尺度的知識(shí)學(xué)習(xí)，都需要利用人文地理要素綜合的核心素養(yǎng)。結(jié)合Google earth或者GIS地理信息系統(tǒng)工具，能夠結(jié)合區(qū)域地理知識(shí)開(kāi)展教學(xué)，利用圖層疊加功能疊加地理關(guān)鍵知識(shí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生了解各個(gè)區(qū)域的人文地理特征和自然地理特征，讓學(xué)生利用知識(shí)結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行總結(jié)。也可以利用思維導(dǎo)圖或者概念圖整合相關(guān)的地理要素，這樣能夠促進(jìn)地理知識(shí)的可視化，學(xué)生在制作知識(shí)結(jié)構(gòu)圖的過(guò)程中，可以發(fā)展地理核心素養(yǎng)。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)字化地理教室有著多方面功能，革新了當(dāng)前的地理教學(xué)流程和模式，讓地理課堂有了積極的氛圍和良好的環(huán)境，地理知識(shí)變得鮮活了，學(xué)生的參與熱情也顯著提升了。這樣的教學(xué)有利于發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，更加接近知識(shí)的本質(zhì)，可以有效為當(dāng)前的地理教學(xué)和學(xué)習(xí)服務(wù)。