多屏協(xié)同的地理線上教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施
——基于無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)

李小楓 車 云

（1.福建師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院, 福建 福州 350007; 2.福建省福州第三中學(xué), 福建 福州 350003）

一、地理線上教學(xué)技術(shù)

1.無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)

無(wú)人機(jī)受天氣和地形影響較小，即使在陰天和輕霧的天氣情況下也可以拍攝。其飛行高度較低，能夠獲取大比例尺、高分辨率的圖像數(shù)據(jù)，較好地顯示所拍攝物體的輪廓和結(jié)構(gòu)。飛行器采取高效快速的操控系統(tǒng)，機(jī)動(dòng)靈活，運(yùn)行方便，拍攝或測(cè)量運(yùn)行周期短。設(shè)備組裝及攜帶簡(jiǎn)便，人工成本較低；飛行安全系數(shù)相對(duì)較高，更靈活機(jī)動(dòng)。[1]因而，在當(dāng)?shù)貤l件允許的情況下，教師可以在戶外通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)實(shí)時(shí)獲取視頻影像并直接用于線上教學(xué)，為學(xué)生呈現(xiàn)多種感官交互、生動(dòng)直觀的地理課堂。

2.鴻蒙系統(tǒng)——多屏協(xié)同功能

華為鴻蒙系統(tǒng)是一款全新的面向全場(chǎng)景的分布式操作系統(tǒng)，創(chuàng)造一個(gè)超級(jí)虛擬終端互聯(lián)的世界，將人、設(shè)備、場(chǎng)景有機(jī)地聯(lián)系在一起，將消費(fèi)者在全場(chǎng)景生活中接觸的多種智能終端實(shí)現(xiàn)極速發(fā)現(xiàn)、極速連接、硬件互助、資源共享，用合適的設(shè)備提供場(chǎng)景體驗(yàn)。[2]其中它的多屏協(xié)同功能，可以實(shí)現(xiàn)平板/電腦和手機(jī)之間文件互傳；利用平板/電腦的運(yùn)算能力和專業(yè)系統(tǒng)能力，也可以實(shí)現(xiàn)平板/電腦和手機(jī)的無(wú)縫協(xié)同，在一個(gè)大屏設(shè)備上完成兩個(gè)設(shè)備的任務(wù)，可將手機(jī)畫面?zhèn)鬏數(shù)狡桨咫娔X上，也可將手機(jī)或平板電腦的畫面?zhèn)鬏數(shù)诫娔X上。[3]本文從該功能出發(fā)，將無(wú)人機(jī)航拍視頻實(shí)時(shí)地通過(guò)多屏協(xié)同功能傳輸?shù)浇虒W(xué)界面，實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)與動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)畫面同步呈現(xiàn)在線上教學(xué)課堂當(dāng)中。

3.多屏協(xié)同的地理線上教學(xué)課堂構(gòu)建

筆者以線上教學(xué)為契機(jī)，利用無(wú)人機(jī)的航拍攝影功能、RC FPV軟件（見圖1）、鴻蒙系統(tǒng)的多屏協(xié)同功能，構(gòu)建了實(shí)時(shí)的多屏互動(dòng)地理課堂形式（見圖2）。其中，RC FPV軟件通過(guò)手機(jī)或平板，可直接從無(wú)人機(jī)第一人稱視角看到無(wú)人機(jī)所拍攝的畫面；FPV即為英文First Person View的縮寫，即“第一人稱主視角”。教師課前依據(jù)《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）要求，通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍選取學(xué)生生活周邊或?qū)W校周邊自然人文影像，篩選出適合于地理教學(xué)的素材，做好教學(xué)設(shè)計(jì)；課中利用無(wú)人機(jī)拍攝的實(shí)時(shí)畫面，結(jié)合系統(tǒng)知識(shí)向?qū)W生講解；課后利用所拍攝視頻布置相應(yīng)作業(yè)并根據(jù)學(xué)生反饋改進(jìn)教學(xué)。（注：為避免無(wú)人機(jī)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)或信號(hào)不佳等問(wèn)題，導(dǎo)致野外拍攝畫面無(wú)法實(shí)時(shí)傳輸，教師可將提前拍攝好的相應(yīng)地理景觀視頻作為上課案例備份。）

二、多屏協(xié)同的地理線上教學(xué)設(shè)計(jì)原則

1.遵循學(xué)生認(rèn)知水平

在對(duì)學(xué)生周邊的地貌、植被等地理事物進(jìn)行選取時(shí)，一定要從學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知水平出發(fā)。在地理線上教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，特別是在問(wèn)題鏈的設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)關(guān)注學(xué)生認(rèn)知水平特點(diǎn)，切不可設(shè)計(jì)出難度超越學(xué)生最近發(fā)展區(qū)的問(wèn)題，應(yīng)盡可能將晦澀難懂的知識(shí)點(diǎn)通過(guò)問(wèn)題鏈的設(shè)計(jì)深入淺出地呈現(xiàn)，便于學(xué)生理解相關(guān)的地理原理、規(guī)律。問(wèn)題鏈的設(shè)計(jì)從第一問(wèn)到最后一問(wèn)應(yīng)遵循由易到難、由淺入深的原則，才能有效聚焦學(xué)生的思維，讓學(xué)生的注意力、思維緊跟問(wèn)題鏈的推進(jìn)。[4]

2.拍攝案例熟悉親切

地理是研究地球表面的自然現(xiàn)象和人類活動(dòng)的學(xué)科，因此問(wèn)題的設(shè)計(jì)就必須以地球表面的具體區(qū)域?yàn)槔M(jìn)行，確保問(wèn)題情境的真實(shí)性。[5]地理線上教學(xué)案例應(yīng)選取學(xué)生學(xué)習(xí)及生活周邊的環(huán)境，特別是在平常即可見到的事物，讓學(xué)生感覺到知識(shí)的親切、實(shí)用、生動(dòng)。課后，學(xué)生還可及時(shí)與家人交流課堂內(nèi)容，討論周邊地理事物，加深課后印象。

3.案例選取在精不在多

在實(shí)際篩選地理教學(xué)案例時(shí)，要盡可能從實(shí)地所具備的地理事象出發(fā)。例如，在“地貌的觀察”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)中，學(xué)校和學(xué)生生活周邊如果大多是丘陵，那么就從丘陵入手，設(shè)計(jì)相應(yīng)地點(diǎn)的觀察對(duì)象、問(wèn)題鏈和無(wú)人機(jī)航拍的飛行路線。不能因要涉及到平原、盆地等地貌類型而加入更多飛行路線或設(shè)計(jì)更多的問(wèn)題鏈在課堂中展示，這樣會(huì)降低學(xué)生期待。同樣形式的課堂最好在一節(jié)中做到最精煉，從一種地貌類型的學(xué)習(xí)推及到多種地貌類型的學(xué)習(xí)，提質(zhì)增效。

三、多屏協(xié)同的地理線上教學(xué)課堂實(shí)施策略

1.通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍提前選取最佳教學(xué)景觀

傳統(tǒng)教學(xué)通常用二維平面地圖和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說(shuō)明地理景觀變化。這種教學(xué)方法簡(jiǎn)單易操作，但卻不能給學(xué)生留下深刻的印象，缺乏直觀性和形象性。[6]課前，教師可通過(guò)無(wú)人機(jī)飛行拍攝周邊全景，篩選符合課標(biāo)要求的景觀，如在“地貌的觀察”一節(jié)中對(duì)于平原的觀察學(xué)習(xí)，可使用無(wú)人機(jī)飛行至視野廣闊的平原進(jìn)行拍攝（見圖3）。將畫面通過(guò)多屏協(xié)同功能傳輸至線上課堂的PPT界面（見圖4），作為實(shí)時(shí)案例進(jìn)行講解。課堂將變?yōu)閺臒o(wú)人機(jī)視角觀察整體地貌，搭配教師講解以及PPT系統(tǒng)文本知識(shí)、思維導(dǎo)圖等，以加深學(xué)生印象。

2.提出緊密貼合畫面的課堂問(wèn)題

隨著新課標(biāo)的落實(shí)、地理課程改革的深化和新高考評(píng)價(jià)體系的實(shí)施，高中地理教學(xué)更加注重學(xué)生綜合思維水平的提升，對(duì)學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力提出了更高的要求。[7]因而在該模式下的線上教學(xué)課堂中，教師的提問(wèn)引導(dǎo)顯得尤為重要，否則該堂課會(huì)變成簡(jiǎn)單的“視頻課”。教師的線上課堂提問(wèn)要緊密結(jié)合無(wú)人機(jī)所拍攝的畫面，為問(wèn)題賦予時(shí)效性、生動(dòng)性。下文以“地貌的觀察”一節(jié)中丘陵地貌的觀察為例（見表1）。

表1 “丘陵地區(qū)”地貌類型問(wèn)題示例

（續(xù)上表）