基于地理信息技術(shù)的高中生地理核心素養(yǎng)培養(yǎng)策略

寧本冉 方炫

地理信息技術(shù)是以“3S”（地理信息系統(tǒng)-GIS、全球定位系統(tǒng)-GPS、遙感技術(shù)-RS）技術(shù)為核心，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等共同組成的新技術(shù)綜合體。地理信息技術(shù)的出現(xiàn)給地理學(xué)的理論，特別是分析思路與方法帶來一場(chǎng)革命性的變革。地理學(xué)得以利用最新的技術(shù)手段，分析地理現(xiàn)象、解析地學(xué)機(jī)理、再現(xiàn)地理過程。所對(duì)應(yīng)的中學(xué)地理內(nèi)容 也做出了相對(duì)的改變。2003年版高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)開始將地理信息技術(shù)納入必修地理范圍。在2017年版高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)中不僅將地理信息技術(shù)作為學(xué)習(xí)內(nèi)容繼續(xù)保留， 還在教學(xué)提示、學(xué)業(yè)要求中明確提出要求運(yùn)用地理信息技術(shù)達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。將3S+多媒體技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)等技術(shù)集成在一起，信息技術(shù)應(yīng)用于高中地理教學(xué)，將會(huì)對(duì)高中地理教育的教育目標(biāo)、教學(xué)方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、素養(yǎng)形成、能力培養(yǎng)等諸多方面帶來重大變革。

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）必修課程地理1模塊主要包括地球科學(xué)基礎(chǔ)、自然地理時(shí)間、自然環(huán)境與人類活動(dòng)的關(guān)系。在“教學(xué)提示”指出“要充分利用地圖、景觀圖像、地理視頻、虛擬技術(shù)、地理信息技術(shù)和周邊自然與社會(huì)資源支持教學(xué)”，并在“學(xué)業(yè)要求”中要求“學(xué)生能夠運(yùn)用地理信息技術(shù)或其他地理工具，觀察、識(shí)別、描述與地貌、大氣、水、土壤、植被等有關(guān)的自然現(xiàn)象”。地理信息技術(shù)已涵蓋高中地理教育教與學(xué)全過程，是教師和學(xué)生教與學(xué)目標(biāo)達(dá)成的主要途徑之一。

一、基于地理信息技術(shù)的教學(xué)資源為核心素養(yǎng)培養(yǎng)提供了基礎(chǔ)

教學(xué)資源是教學(xué)材料與信息的來源，是指可以利用于教育、教學(xué)的自然物質(zhì)條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和各種媒體技術(shù)?，F(xiàn)代地理信息技術(shù)的發(fā)展及其在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用，使教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)資源發(fā)生了深刻的變化。在新媒體環(huán)境下，賦予了地理信息技術(shù)以新的內(nèi)涵，通過對(duì)地理信息技術(shù)教學(xué)資源的深度開發(fā)與利用，為學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)提供了基礎(chǔ)，讓學(xué)生在自然和社會(huì)的大課堂中學(xué)習(xí)對(duì)其終身發(fā)展有用的地理知識(shí)。

在當(dāng)前地理教學(xué)中除了地圖、圖片、視頻和文獻(xiàn)資料等傳統(tǒng)資源，基于地理信息系統(tǒng)+大數(shù)據(jù)等觀測(cè)數(shù)據(jù)讓學(xué)生能更好地了解到真實(shí)的地理現(xiàn)象。在地理1模塊，以“1.1運(yùn)用資料，描述地球所處的宇宙環(huán)境，說明太陽對(duì)地球的影響?！睘槔?。利用萬維天文望遠(yuǎn)鏡可以直觀地了解太陽系，除此之外還有各類天體觀測(cè)圖，還可以通過尋星鏡功能了解重要天體的實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，學(xué)生則可以自行選取天體進(jìn)行探究。萬維天文望遠(yuǎn)鏡（WorldWide Telescope即WWT）集合了世界上各大天文望遠(yuǎn)鏡、天文臺(tái)、探測(cè)器所拍攝到的數(shù)據(jù)，同時(shí)涵蓋部分錢德拉塞卡天文臺(tái)和斯必澤空間望遠(yuǎn)鏡的圖像。

在“太陽對(duì)球的影響”內(nèi)容中，太陽輻射是重要教學(xué)內(nèi)容之一，地理信息技術(shù)環(huán)境下的Meteonorm是太陽輻射數(shù)據(jù)的集成軟件之一，能夠?yàn)榈乩斫虒W(xué)提供接近真實(shí)的太陽輻射數(shù)據(jù)。Meteonorm數(shù)據(jù)由瑞士的Meteonorm研究所提供，涵蓋全球8500個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的輻射數(shù)據(jù)，包括我國(guó)的98個(gè)氣象輻射觀測(cè)站中的大部分?jǐn)?shù)據(jù)也收錄到數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)所研究地的經(jīng)緯度坐標(biāo)即可得出1981～2010年的日平均總輻射量。

還可以通過官方網(wǎng)站如：中央氣象臺(tái)官方網(wǎng)站（http：//www.nmc.cn/）獲得各類氣象數(shù)據(jù)、國(guó)家綜合地球觀測(cè)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)（http：//www.chinageoss.org/）獲取各類衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)等，這些多渠道數(shù)據(jù)都可以成為地理教學(xué)素材，也為實(shí)現(xiàn)了2017年版普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)所要求“異地、異步、互動(dòng)、個(gè)性、開放、共享、資源豐富”的學(xué)習(xí)特點(diǎn)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，給學(xué)生提供了接近現(xiàn)實(shí)的真實(shí)地理情境。

二、基于地理信息技術(shù)的教學(xué)設(shè)計(jì)為核心素養(yǎng)培養(yǎng)拓寬了思路

核心素養(yǎng)不僅是知識(shí)與技能，還包括解決復(fù)雜問題的能力。教學(xué)設(shè)計(jì)不能僅限于知識(shí)的傳承與傳播，更要基于地理信息技術(shù)構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體，解決不同情境中復(fù)雜問題的能力。當(dāng)前地理教學(xué)中已廣泛運(yùn)用地理信息技術(shù)，能有效提高學(xué)生的綜合思維的培養(yǎng)，形成區(qū)域認(rèn)知的意識(shí)和能力。地理圖像是地理學(xué)的第二語言，而地理信息技術(shù)是地理圖像的升級(jí)，通過地理信息技術(shù)獲取不同類型的地理圖像并加以運(yùn)用，使得地理信息技術(shù)中GIS已被成為地理學(xué)的第三語言。

從當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀和效果來看，地理時(shí)空維度的地理綜合思維和區(qū)域認(rèn)知能力的培養(yǎng)不開現(xiàn)代地理信息技術(shù)，特別是GIS靈活的尺度轉(zhuǎn)換在空間范圍上的應(yīng)用對(duì)學(xué)生形成運(yùn)用空間—區(qū)域的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)地理環(huán)境的思維方式和能力的培養(yǎng)尤為重要。地理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是重視學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的地理思維發(fā)展，現(xiàn)代地理信息技術(shù)的引入給了教學(xué)設(shè)計(jì)更大的拓展空間，能更好地基于核心素養(yǎng)的提升來設(shè)計(jì)地理教學(xué)內(nèi)容。

地理1“內(nèi)容要求”“1.4通過野外觀察或運(yùn)用視頻、圖像，識(shí)別3～4種地貌，描述其景觀的主要特點(diǎn)?！笔顷P(guān)于地貌景觀的教學(xué)內(nèi)容，如果將“谷歌地球”納入教學(xué)設(shè)計(jì)之中，將能更為直觀、身臨其境般地認(rèn)識(shí)各種地貌景觀。谷歌地球是谷歌公司開發(fā)的虛擬地球軟件，是將衛(wèi)片、航片和GIS布置在一個(gè)地球的三維模型上。可前往世界上任何地方，以查看衛(wèi)星圖像、地圖、地形、3D建筑物，甚至來自外層空間的星系的峽谷海洋，據(jù)此可以探索和獲取豐富的地理內(nèi)容?，F(xiàn)已有不少基于谷歌地球的地理教學(xué)設(shè)計(jì)文章見諸于各刊物，基于谷歌地球的地貌景觀角可以提供諸多教學(xué)設(shè)計(jì)思路，如直接查看各種典型地貌、通過模擬飛行體驗(yàn)地貌景觀的變化、利用軟件提取遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)形成地形圖等均可應(yīng)用于教學(xué)設(shè)計(jì)。

現(xiàn)代無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)成熟，地理信息技術(shù)+無人機(jī)也可引入課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)地理景觀的感官體驗(yàn)和深入了解。例如前期拍攝的黃土高原景觀照片和航拍圖，后期可以經(jīng)過GIS三維建模處理形成DSM圖像，可以較為真實(shí)的展示黃土高原地貌景觀。

三、基于地理信息技術(shù)的實(shí)踐活動(dòng)為核心素養(yǎng)培養(yǎng)增添了途徑

立德樹人的根本任務(wù)在普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）是通過地理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)的課程目標(biāo)而達(dá)成。在課程目標(biāo)的具體要求中明確指明“學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和地理工具，在室內(nèi)、野外和社會(huì)的真實(shí)環(huán)境下，通過考察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等方式獲取地理信息，探索和嘗試解決實(shí)際問題，具備活動(dòng)策劃、實(shí)施等行動(dòng)能力”，并且在“教學(xué)提示”中要求“指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用體驗(yàn)、觀察、觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)、野外考察等方式開展地理實(shí)踐活動(dòng)”。當(dāng)前基于地理信息技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)開發(fā)出了多種應(yīng)用，地理信息技術(shù)+移動(dòng)通信技術(shù)已成為地理實(shí)踐活動(dòng)重要支撐技術(shù)之一，是地理實(shí)踐活動(dòng)策劃、實(shí)施以及解決實(shí)際問題的必備支撐。

在地理1“內(nèi)容要求”“1.1宇宙環(huán)境的教學(xué)中關(guān)于星空觀測(cè)”的教學(xué)實(shí)踐是教學(xué)難點(diǎn)之一，當(dāng)前學(xué)生、甚至地理教師對(duì)星空觀測(cè)都已生疏，在指導(dǎo)學(xué)生星空觀測(cè)實(shí)踐“天文3D”手機(jī)APP能較好的指導(dǎo)學(xué)生實(shí)際觀測(cè)。類似的APP有很多，是針對(duì)星空觀測(cè)初學(xué)者或高級(jí)天文學(xué)家的一款便攜式星圖集，可以根據(jù)所在位置和時(shí)間找到各種行星、星球、星座、星團(tuán)、星系，及所能看到的星云。

在地理1“內(nèi)容要求”“1.11中常見自然災(zāi)害”實(shí)踐中，Meteoearth手機(jī)APP可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)天氣狀況，并能提供未來24小時(shí)各項(xiàng)天氣數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)信息，不僅應(yīng)用于日常生活實(shí)踐，還可在關(guān)于大氣的教學(xué)中使用，獲取相關(guān)天氣數(shù)據(jù)。

由2017年版高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)課程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)可知立德樹人的根本任務(wù)在學(xué)生發(fā)展方面體現(xiàn)：“要密切聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生在自然和社會(huì)的大課堂中學(xué)習(xí)對(duì)其終身發(fā)展有用的地理。”在生活實(shí)踐中地理信息技術(shù)+移動(dòng)通信技術(shù)已無處不在，成為地理指導(dǎo)生活實(shí)踐的外顯途徑之一。例如：高德地圖、百度地圖的導(dǎo)航功能已成為生活出行的必需品、百度街景地圖成為出行攻略制訂的前哨、六只腳APP可以指導(dǎo)和記錄戶外徒步等。

手機(jī)APP的開發(fā)和使用掀起了地理信息技術(shù)+移動(dòng)通信技術(shù)指導(dǎo)地理實(shí)踐活動(dòng)的一角，為解決生活中的實(shí)際問題提供了有效的技術(shù)支持，也成為核心素養(yǎng)提升的新途徑。

地理信息技術(shù)的突破改變了人們生活的模式，讓學(xué)生能更好地理解地理學(xué)與社會(huì)的關(guān)聯(lián)，分析、認(rèn)識(shí)和解決人地關(guān)系問題;學(xué)會(huì)從整體的角度，全面系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)的分析和認(rèn)識(shí)地理環(huán)境，提升人們的行動(dòng)意識(shí)和能力，并通過真實(shí)情景中觀察和實(shí)踐，來感悟人地關(guān)系的關(guān)系。基于地理信息技術(shù)的的高中地理教學(xué)能更好的達(dá)成地理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，更有利于從地理學(xué)科角度實(shí)現(xiàn)立德樹人的教育目標(biāo)。

編輯/王 ? ?波