地理信息技術(shù)輔助地理實(shí)踐活動
——以基于Google Earth的長江考察為例

姜 莉

（上海市川沙中學(xué), 上海 201299）

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）提出地理學(xué)科四大核心素養(yǎng)，其中地理實(shí)踐力是其重要的組成部分。地理實(shí)踐力是指人們在考察、調(diào)查時所具備的意志品質(zhì)與行動能力，該素養(yǎng)對于提升人們的行動力與社會責(zé)任感具有重要的價值與意義。[1]因而，新課程改革后廣大地理教育工作者對于培養(yǎng)學(xué)生的地理實(shí)踐力進(jìn)行了積極的探索，設(shè)計(jì)了實(shí)地考察、實(shí)驗(yàn)等地理實(shí)踐活動。但這些實(shí)踐活動存在時間、場域、安全性等限制性條件，而基于地理信息技術(shù)的實(shí)踐活動不受時空限制，仿真性和交互性較強(qiáng)，是落實(shí)地理實(shí)踐力素養(yǎng)培育的有效補(bǔ)充。[2]與此同時，運(yùn)用地理信息技術(shù)的能力正在成為公民有效參與現(xiàn)代社會的必要條件，這也與地理新課程改革的要求與理念相符合。[3]基于此，本文設(shè)計(jì)了基于Google Earth平臺的地理實(shí)踐活動，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用地理信息技術(shù)手段對長江不同河段的地貌進(jìn)行考察，并在此過程中建構(gòu)流水地貌知識框架，進(jìn)而發(fā)展其地理實(shí)踐力素養(yǎng)與探究能力。

一、地理實(shí)踐活動設(shè)計(jì)

1.教學(xué)內(nèi)容分析

流水地貌是自然界常見的一種地貌類型。新課標(biāo)對該部分的要求為“1.4通過野外觀察或運(yùn)用視頻、圖像，識別3～4種地貌，描述其景觀的主要特點(diǎn)”。[4]其實(shí)質(zhì)是讓學(xué)生借助實(shí)地考察、地理信息技術(shù)等手段，識別自然界常見的地貌，并學(xué)會描述地貌景觀的特征。因此，本次實(shí)踐活動的教學(xué)重點(diǎn)是學(xué)生識別常見的流水地貌，并學(xué)會描述其特征；教學(xué)難點(diǎn)則是流水侵蝕地貌與流水堆積地貌的識別與形成機(jī)理分析。

2.教學(xué)目標(biāo)分析

本次實(shí)踐活動著重培養(yǎng)學(xué)生的地理實(shí)踐力素養(yǎng)與探究能力，因此將教學(xué)目標(biāo)設(shè)定如下。

（1）運(yùn)用Google Earth平臺，以小組合作形式，探究某一河流不同河段的地貌類型并描述其特征，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力、區(qū)域認(rèn)知和地理實(shí)踐力素養(yǎng)。

（2）借助Google Earth平臺，識別河流的凹岸與凸岸，并簡要分析其形成原因，從而發(fā)展探究與推理分析能力。

（3）通過設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)，理解流水的作用，并據(jù)此嘗試解釋流水侵蝕地貌與流水堆積地貌的形成機(jī)理，提升探究能力與地理實(shí)踐力。

3.教學(xué)流程設(shè)計(jì)

地理實(shí)踐力素養(yǎng)并不是地理教育工作者能直接教授的，而是學(xué)生通過自主參與實(shí)踐活動逐漸形成的。5E教學(xué)模式作為一種成熟的教學(xué)模式，始終以學(xué)生為中心，即通過創(chuàng)設(shè)問題情境和探究活動，提供學(xué)生合作探究的平臺，充分調(diào)動學(xué)生參與活動的積極性與自主性，從而發(fā)展學(xué)生的能力。[5]研究表明，該種教學(xué)模式對基于地理信息技術(shù)平臺的實(shí)踐活動具有很強(qiáng)的適切性，能夠充分吸引學(xué)生參與地理實(shí)踐活動，同時也未忽視教師的主導(dǎo)作用。[6]因此，本實(shí)踐活動基于5E教學(xué)模式進(jìn)行構(gòu)建，具體的教學(xué)流程如下（見圖1）。

二、地理實(shí)踐活動實(shí)施過程

1.活動前準(zhǔn)備

（1）全班學(xué)生按照學(xué)號分為7組。

（2）提前下載和調(diào)試Google Earth軟件，并分別在長江上、中、下游標(biāo)記考察點(diǎn)。

（3）學(xué)生熟悉Google Earth軟件的基本操作。

2.設(shè)置考察情境，吸引學(xué)生

【創(chuàng)設(shè)情境】教師展示長江沿岸的景觀圖片，并請學(xué)生猜測是哪條河流。隨后，教師公布答案，呈現(xiàn)任務(wù)情境并提問。任務(wù)情境：暑假期間，學(xué)校計(jì)劃組織一次長江考察之行，而今日我們需要提前進(jìn)行模擬演練，即借助Google Earth平臺進(jìn)行一場長江考察云之旅。

【提問】如果進(jìn)行長江實(shí)地考察，我們需要攜帶哪些設(shè)備與工具？

【小結(jié)】教師根據(jù)學(xué)生回答，總結(jié)實(shí)地考察需攜帶的記錄（考察手冊、筆）、導(dǎo)航（GPS設(shè)備）、取樣（鏟子、地質(zhì)錘）、測量（卷尺、羅盤）等方面的工具。

設(shè)計(jì)意圖：上海學(xué)生長期生活在長江下游，對長江較為熟悉，因此設(shè)置了長江考察的任務(wù)情境，貼近學(xué)生的生活實(shí)際，能夠充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)與探究的興趣。與此同時，為了更真實(shí)地模擬考察長江的情境以及培育學(xué)生的地理實(shí)踐力素養(yǎng)，詢問學(xué)生關(guān)于實(shí)地考察需攜帶工具的問題。

3.借助技術(shù)平臺，探究發(fā)現(xiàn)

(1)探究活動一：遍覽長江全段

【探究過程】

①啟動Google Earth軟件，定位到考察點(diǎn)1（位于長江上游）、考察點(diǎn)2（位于長江中游）、考察點(diǎn)3（位于長江下游）。隨后，利用軟件中的遙感影像和圖片庫中的實(shí)景圖片，觀察并比較考察點(diǎn)1、2、3周圍的景觀差異。

②借助Google Earth軟件中的路徑、標(biāo)尺、視角功能，以小組合作形式對長江不同河段進(jìn)行考察，并填寫長江考察記錄表（見表1）。

表1 長江考察記錄表

③各組利用希沃投影軟件依次呈現(xiàn)考察結(jié)果，并派一名代表闡述考察過程中的發(fā)現(xiàn)，其他小組進(jìn)行觀摩與比較。

【小結(jié)】教師對各小組的考察結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評，并帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)地貌特征的描述角度（見圖2）。

設(shè)計(jì)意圖：Google Earth軟件具有豐富的遙感影像與景觀圖片資源，且仿真性與沉浸性強(qiáng)，學(xué)生可以利用該平臺身臨其境地考察長江，并在此過程中培育地理實(shí)踐力和區(qū)域認(rèn)知素養(yǎng)。與此同時，學(xué)生通過點(diǎn)擊軟件中的視角按鈕，可以實(shí)現(xiàn)多角度觀察長江不同河段的地貌，進(jìn)而更好地識別與描述流水地貌。此外，采用小組合作形式進(jìn)行考察與探究，有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。

(2)探究活動二：聚焦長江中游

【探究過程】

①啟動Google Earth軟件，定位到位于長江中游的考察點(diǎn)A、考察點(diǎn)B，其中考察點(diǎn)A位于長江西南岸（凸岸），考察點(diǎn)B位于長江東北岸（凹岸）。隨后，借助軟件中的顯示歷史圖像功能，觀察考察點(diǎn)A與考察點(diǎn)B所處的兩岸從1984年到2019年陸地面積的變化情況（見圖3、圖4），并總結(jié)規(guī)律。

②檢索同樣位于長江中游的考察點(diǎn)E與考察點(diǎn)F，其中考察點(diǎn)E位于長江西南岸（凹岸），考察點(diǎn)F位于長江東北岸（凸岸）。之后，再次借助歷史圖像功能查看兩個考察點(diǎn)所在的兩岸從1984年到2019年陸地面積的變化情況（圖略），并與步驟①的考察結(jié)果進(jìn)行對比，嘗試分析原因。

③選取3組學(xué)生展示考察發(fā)現(xiàn)，其他小組進(jìn)行比較與交流。

【小結(jié)】教師對學(xué)生的考察發(fā)現(xiàn)進(jìn)行評價，并引入河流的凹凸岸概念。

設(shè)計(jì)意圖：對比步驟①與步驟②的探究結(jié)果，使得學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激發(fā)其探究的興趣，進(jìn)而引出河流凹凸岸的概念，加深學(xué)生對河流凹凸岸的理解與認(rèn)識。探究活動二基本模擬了科學(xué)家發(fā)現(xiàn)河流凹凸岸的過程，可以讓學(xué)生像科學(xué)家一般思考與探究地理問題，并在此過程中提升科學(xué)素養(yǎng)與地理實(shí)踐力。

4.設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)，解釋原理

【引入實(shí)驗(yàn)】學(xué)生對比考察記錄表中長江不同河段的地貌差異，并以小組合作形式嘗試分析其形成原因。隨后，各小組派一名代表闡述分析結(jié)果，教師對各組提出的分析結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評，進(jìn)而引入實(shí)驗(yàn)。

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄苛魉治g地貌和流水堆積地貌的形成機(jī)理。

【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】卷尺、白色泡沫箱、細(xì)水管、1kg泥沙、水、紅色絲帶

【實(shí)驗(yàn)過程】首先，利用泥沙在泡沫箱中制作一個模擬河流流域的模型（見圖5），其中紅色絲帶處，即A處為河流的源頭，B處位于河流的中游。細(xì)水管通水后，注意觀察：沖溝何處出現(xiàn)泥沙堆積現(xiàn)象？另外，分別在實(shí)驗(yàn)前后用尺子測量A、B處沖溝的寬度與深度。

【結(jié)果討論】各組交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析長江上、中、下游不同河段地貌的形成原因。

【小結(jié)】教師對各組的實(shí)驗(yàn)操作表現(xiàn)以及對長江不同河段地貌形成機(jī)理的解釋分析進(jìn)行評價，并引導(dǎo)學(xué)生對長江不同河段的地貌進(jìn)行歸類，進(jìn)而引入流水作用。

【解釋分析】各小組結(jié)合流水作用再次分析長江不同河段地貌的形成原因，并與實(shí)驗(yàn)前自身所做出的解釋進(jìn)行比較。之后，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下對河流凹凸岸的形成原因進(jìn)行簡要分析。

設(shè)計(jì)意圖：通過模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠更加直觀地觀測到流水對河流地貌的塑造作用，進(jìn)而更好地理解與解釋流水侵蝕地貌與流水堆積地貌的形成機(jī)理，并在此過程中發(fā)展探究能力與地理實(shí)踐力。同時，學(xué)生通過對比實(shí)驗(yàn)前后自身對長江不同河段地貌形成原因的分析，可發(fā)現(xiàn)自身思維的不足之處，進(jìn)而提升其思維的有效性與嚴(yán)密性。

5.再遇新情境，遷移運(yùn)用

【設(shè)置新情境】眾所周知，除長江以外咱們中華民族還有另外一條重要的母親河——黃河，請同學(xué)們運(yùn)用Google Earth軟件對黃河進(jìn)行考察，找出其典型的流水侵蝕地貌和流水堆積地貌。同時，請大家借助軟件查看從1984年到如今黃河三角洲的面積變化情況，并簡要分析其原因。

【交流展示】各組展示并交流黃河流域的流水地貌考察結(jié)果。

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)黃河考察新情境，使得學(xué)生再次借助Google Earth平臺識別黃河流域典型的流水侵蝕地貌和流水堆積地貌，進(jìn)而鞏固所學(xué)知識與技能。同時，學(xué)生通過軟件了解并分析黃河下游三角洲的面積變化原因，深化對流水作用的理解。

6.分析活動過程，多元評價

5E教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)課程評價的全程性和多元性。[7]因此在本次實(shí)踐活動中，每一部分的探究活動結(jié)束后都設(shè)計(jì)了評價環(huán)節(jié)，包括教師點(diǎn)評、學(xué)生展示與交流等。同時，注重評價主體的多元性，即自評與他評相結(jié)合。此外，在實(shí)踐活動結(jié)束后，采用評價表對學(xué)生在實(shí)踐活動中的團(tuán)隊(duì)合作表現(xiàn)進(jìn)行評價（見表2），以期通過學(xué)生自評和互評方式，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身在團(tuán)隊(duì)合作時存在的不足，進(jìn)而更好地提升其團(tuán)隊(duì)合作能力。

表2 學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作表現(xiàn)評價表

三、地理實(shí)踐活動反思

開展基于地理信息技術(shù)的地理實(shí)踐活動是培養(yǎng)學(xué)生地理實(shí)踐力素養(yǎng)的重要路徑之一。[8]實(shí)踐證明，本次基于Google Earth平臺的長江考察活動是發(fā)展學(xué)生地理實(shí)踐力素養(yǎng)的有效嘗試，教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度較高，課堂氛圍十分活躍，學(xué)生的參與度高，尤其是觀察長江不同河段的地貌特征時，每位學(xué)生都積極參與。與此同時，通過本次實(shí)踐活動，學(xué)生更好地掌握了Google Earth軟件的操作方法，也為后續(xù)學(xué)習(xí)其他地貌類型奠定基礎(chǔ)。不過，由于學(xué)生對Google Earth軟件的操作不夠熟練，探究環(huán)節(jié)用時較長，導(dǎo)致最終評價環(huán)節(jié)的時間較為不足，后續(xù)有待改進(jìn)。