基于TPACK理論的高中地理教學(xué)實踐與思考

李燕峰　李麗萍　顧松明

《教育信息化2.0行動計劃》明確提出，要持續(xù)推動信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，大力提升教師信息技術(shù)應(yīng)用能力，全面提升教師信息素養(yǎng)。《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》倡導(dǎo)教師要借助“互聯(lián)網(wǎng)+”等信息技術(shù)為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的開放空間，促進地理學(xué)習(xí)的拓展和深入。教師是課堂教學(xué)的重要參與者，整合信息技術(shù)和學(xué)科教學(xué)的能力是教師能力素養(yǎng)的必要組成部分。教師有效運用信息技術(shù)開展課堂教學(xué)，能創(chuàng)設(shè)氣氛活躍的學(xué)習(xí)情境，豐富師生互動方式，提升課堂教學(xué)質(zhì)量。本文以2019年版人教高中地理選擇性必修一自然地理基礎(chǔ)第四章“水的運動”第二節(jié)“洋流”教學(xué)為例，基于TPACK視角進行教學(xué)分析，以供借鑒。

一、基于TPACK的“洋流”教學(xué)分析

馬修·科勒（Matthew ?Koehler）和龐雅·米沙（Punya Mishra）強調(diào)教學(xué)過程不僅要關(guān)注學(xué)科內(nèi)容（CK）、教學(xué)法（PK）和技術(shù)（TK）這三個核心知識要素，更要關(guān)注三者之間交叉融合衍生的四種復(fù)合要素，即學(xué)科教學(xué)知識（PCK）、整合技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容知識（TCK）、整合技術(shù)的教學(xué)法知識（TPK）和整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識（TPACK）。地理學(xué)科的TPACK要素內(nèi)涵解讀見表1。

鑒于此，“洋流”一節(jié)的學(xué)科內(nèi)容分析（CK）為：洋流的概念、分類、影響因素，世界大洋表層洋流的分布規(guī)律，以及洋流對地理環(huán)境和人類活動的影響。本節(jié)是從“海洋”這個領(lǐng)域討論水體運動的形式、存在空間及其對自然地理環(huán)境的影響。教學(xué)法分析（PK）為：學(xué)生已經(jīng)了解海浪、潮汐、洋流三種海水運動形式，學(xué)習(xí)了洋流概念、類型（寒流和暖流）以及洋流對海洋生物資源、漁場分布、海洋航線、海洋污染等的影響?；趯W(xué)生已掌握的知識，從培養(yǎng)綜合思維和區(qū)域認知等地理學(xué)科核心素養(yǎng)的角度，精選圖文資料，采用案例教學(xué)法分析得出結(jié)論并演繹印證原理。同時，通過模擬實驗激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探究熱情，再結(jié)合真實情境以任務(wù)驅(qū)動的方式，學(xué)生合作探究，運用所學(xué)知識，感到地理“有用”。技術(shù)分析（TK）為：運用云平臺、Pad（教師端和學(xué)生端）、全球天氣可視化模擬網(wǎng)（Earth Null School）、EV錄屏軟件、思維導(dǎo)圖等，通過技術(shù)手段的直觀性、動態(tài)性、時空性，實現(xiàn)洋流的動態(tài)模擬演示，增強學(xué)生的空間感知能力。同時，借助云平臺的交互性強、及時反饋功能，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，提升教學(xué)的有效性。

教學(xué)重點：世界大洋表層洋流的分布規(guī)律；洋流對地理環(huán)境和人類活動的影響。

教學(xué)難點：洋流對地理環(huán)境和人類活動的影響。

二、基于TPACK的“洋流”一課教學(xué)設(shè)計

本節(jié)課將課前預(yù)習(xí)、課堂探究和課后活動結(jié)合起來，設(shè)計了感知洋流、探究洋流、利用洋流三個環(huán)節(jié)的教學(xué)活動，并在各個環(huán)節(jié)靈活運用全球天氣可視化模擬網(wǎng)、云平臺、Pad、EV錄屏、思維導(dǎo)圖等，支持學(xué)生對本課基本知識的學(xué)習(xí)探究和遷移應(yīng)用，取得了較好的教學(xué)效果。

（一）激趣導(dǎo)課，感知洋流

課前預(yù)習(xí)：使用EV錄屏軟件錄制全球天氣可視化模擬網(wǎng)軟件簡介微視頻，利用云平臺向?qū)W生推送有關(guān)“洋流”的學(xué)習(xí)資料。全球天氣可視化模擬網(wǎng)軟件是科學(xué)家根據(jù)衛(wèi)星收集的天氣、海水運動等相關(guān)信息數(shù)據(jù)制作的，關(guān)于全球海洋流動、天氣變化和風向風速模擬可視化的數(shù)據(jù)展示平臺。在這個平臺上，學(xué)生可以看到全球天氣變化、海洋運動的即時動態(tài)圖。利用Pad在自主學(xué)習(xí)區(qū)觀看微視頻，學(xué)生即可獲得關(guān)于洋流的感性認識。同時，教師可利用云平臺將學(xué)生分組，明確小組成員的任務(wù)分工。

新課導(dǎo)入：打開全球天氣可視化模擬網(wǎng)，選擇“洋流”模式和P/E投影方式，講述“小鴨子艦隊”的故事，在模擬網(wǎng)中確定“事故點”和“英國西海岸”兩個地點的地理位置，并提問：小鴨子艦隊靠什么完成了14年的漂流？由此引入本節(jié)課題——“洋流”。

設(shè)計意圖：全球天氣可視化模擬網(wǎng)由中心部分的展示區(qū)和左下角操作區(qū)兩部分組成。操作區(qū)由日期、數(shù)據(jù)、范圍、來源、管理、模式、動畫、覆蓋模式、投影等眾多參數(shù)組成。課前預(yù)習(xí)時，教師要讓學(xué)生熟悉網(wǎng)站操作界面，這樣課堂上運用起來才會更加流暢。同時，投影模式的選擇、立體地球的自由縮放等操作，能夠增強學(xué)生的區(qū)域認知能力和空間感知能力。在全球天氣可視化模擬網(wǎng)的洋流動態(tài)圖演示中講述“小鴨子艦隊”的故事，能夠讓學(xué)生產(chǎn)生視覺上更強的沖擊力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，帶著問題進入新課學(xué)習(xí)。

實現(xiàn)方式：運用EV錄屏軟件錄制全球天氣可視化模擬網(wǎng)的簡介微視頻，通過云平臺將資源推送至Pad（學(xué)生端），確保學(xué)生課前能夠查閱相關(guān)課程資源并基本熟悉網(wǎng)頁操作。云平臺還能實現(xiàn)學(xué)生分組，收集學(xué)生預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)。

（二）模擬演示，探究洋流

任務(wù)一：理解洋流的概念、分類。

指導(dǎo)學(xué)生研讀教材內(nèi)容，思考什么是洋流，洋流按性質(zhì)如何分類，影響洋流的因素有哪些。

在學(xué)生閱讀和交流后，教師打開全球天氣可視化模擬網(wǎng)，以墨西哥灣暖流為例重點剖析“常年”“一定方向”“大規(guī)?！比齻€關(guān)鍵詞，幫助學(xué)生加深對洋流概念的理解。運用全球天氣可視化模擬網(wǎng)中“海洋+洋流+海面溫度模式”，講述海洋表面溫度的變化規(guī)律，比較分析不同流向洋流的性質(zhì)，從而區(qū)分寒流和暖流。

借助全球天氣可視化模擬網(wǎng)，指導(dǎo)學(xué)生觀察世界海洋表層水溫的分布，認識“同一緯度不同海區(qū)等溫線彎曲不同”。此時設(shè)置問題串，通過云平臺、Pad（教師端）發(fā)放檢測題，學(xué)生作答（如圖1）。

問題1：為什么同處30°N的太平洋東、西兩岸水溫卻不相同？

問題2：暖流的水溫一定高于寒流嗎？

問題3：你能否根據(jù)圖中海面溫度的變化畫出北美洲東岸可能存在的洋流？

設(shè)計意圖：運用學(xué)生自主學(xué)習(xí)和教師追問相結(jié)合的方式，讓學(xué)生在辨析中深刻理解洋流的概念、分類，嘗試作圖，讓學(xué)生手腦并用探究問題。

實現(xiàn)方式：運用全球天氣可視化模擬網(wǎng)“海洋+洋流+海面溫度模式”展示30°N的太平洋東、西兩岸水溫，揭示兩岸洋流性質(zhì)不同。通過云平臺、Pad（教師端）發(fā)放檢測題，學(xué)生作答并運用Pad（學(xué)生端）提交，檢驗學(xué)生對寒流與暖流知識差異的掌握情況（如圖2）。

任務(wù)二：認識洋流的形成規(guī)律。

投影全球風帶和洋流模式空白底圖，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，在Pad（學(xué)生端）上繪制不同緯度地區(qū)盛行風的風向，繪制在盛行風和地轉(zhuǎn)偏向力的影響下洋流的流向，判斷洋流性質(zhì)（用紅、藍色區(qū)分）。

基于學(xué)生提交的作品進行展示交流，之后教師追問：如果再加上陸地形態(tài)的影響，洋流運動會發(fā)生怎樣的變化呢？

播放視頻《風海流模擬實驗》，再次讓學(xué)生運用Pad繪圖，思考在盛行風、海陸分布、地轉(zhuǎn)偏向力等因素共同影響下的洋流運動狀況，嘗試畫出洋流流向，判斷洋流性質(zhì)。

教師帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)，完整表述考慮陸地形態(tài)后的世界洋流模式圖的形成。

設(shè)計意圖：本部分是本節(jié)課的教學(xué)重點。教師不僅要關(guān)注學(xué)生的知識記憶程度，更要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，引導(dǎo)學(xué)生理解知識體系的建構(gòu)過程。播放視頻《風海流模擬實驗》時，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合盛行風、地轉(zhuǎn)偏向力、陸地輪廓等要素，運用語言、文字和作圖等多種方式來表達，在任務(wù)的驅(qū)動下建立全球風帶模式圖和全球洋流模式圖之間的聯(lián)系，利用已知推測未知，從而深刻理解和掌握盛行風的風向、洋流運動狀況、世界洋流模式圖的形成過程，循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

實現(xiàn)方式：《風海流模擬實驗》是課前模擬演示時教師以手機拍攝的方式形成的視頻資源。盛行風風向、洋流運動狀況、世界洋流模式圖的形成過程是在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生利用云平臺、Pad（學(xué)生端）作圖提交后形成的最終模式圖。

任務(wù)三：找出模式圖與真實世界表層洋流圖的不同，認識世界表層洋流的分布規(guī)律。

學(xué)生對照分析繪制的洋流模式圖與真實世界表層洋流圖，找出其中的不同并分析原因。師生一起歸納總結(jié)世界表層洋流的分布規(guī)律。

指導(dǎo)學(xué)生借助全球天氣可視化模擬網(wǎng)，打開“風向+洋流模式”，調(diào)整月份進一步探索北印度洋海區(qū)的洋流特征，辨析季風洋流。同時，指導(dǎo)學(xué)生用數(shù)字“8”和“0”形象記憶南北半球表層洋流的分布規(guī)律。

設(shè)計意圖：這部分是本節(jié)課的教學(xué)重點。學(xué)生在對比辨析中深刻理解到真實的世界表層洋流分布圖是在綜合考慮盛行風、季風、地轉(zhuǎn)偏向力和陸地輪廓等多種因素后的結(jié)果，模式圖則是對真實世界的抽象和簡化，建立在若干假設(shè)之上，是認知世界、思考世界、解決新問題的一種方式。該部分的學(xué)習(xí)有助于進一步提升學(xué)生的綜合思維能力。

實現(xiàn)方式：PPT展示世界表層洋流分布圖，引導(dǎo)學(xué)生將其與黑板上繪制的洋流模式圖對照比較，歸納總結(jié)世界表層洋流的分布規(guī)律。運用全球天氣可視化模擬網(wǎng)演示北印度洋海區(qū)冬夏季風向和冬夏季洋流分布情況——夏順冬逆，總結(jié)北印度洋海區(qū)洋流隨季節(jié)變化而變化的規(guī)律。

（三）任務(wù)情境，利用洋流

這部分是利用洋流知識分析解決具體情境下的問題。

任務(wù)探索：運用洋流分布規(guī)律分析具體情境下的問題。教師利用云平臺、Pad（教師端）推送“少年派的奇幻漂流”“泰坦尼克號撞冰山”“鄭和下西洋”“漂流瓶的故事”四則情境資料，提出相應(yīng)的探究任務(wù)，再組織學(xué)生以小組為單位自選其中一個情境和任務(wù)開展合作探究。學(xué)生在Pad自主學(xué)習(xí)區(qū)繪圖和分析，完成后上傳交流，教師逐個簡要點評，總結(jié)歸納洋流對地理環(huán)境和人類活動的影響。

課堂小結(jié)：呈現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)圖（如圖3），指導(dǎo)學(xué)生梳理總結(jié)所學(xué)內(nèi)容。

課后探究：思考下列問題，了解洋流對地理環(huán)境的影響。

問題1：奇幻漂流的少年派如果從印度加爾各答出發(fā)一路漂流前往廣州，然后再漂流返回加爾各答，應(yīng)該選擇什么季節(jié)出發(fā)，又選擇什么季節(jié)返回比較合理？

問題2：如果從秘魯西海岸出發(fā)順流北上，途中會看到綿長的荒漠海岸景觀、海上成群的魚兒，最終到達科隆群島（赤道附近），發(fā)現(xiàn)海獅、企鵝等寒帶動物。請解釋下為什么會有這些動物？學(xué)生課后獨立思考或同伴合作探究，在云平臺的課后作業(yè)區(qū)作答并上傳交流。

設(shè)計意圖：這部分是本節(jié)課的教學(xué)重點，也是教學(xué)難點。學(xué)習(xí)地理知識的意義在于幫助我們更好地認識、欣賞這個世界，服務(wù)于我們的生活。本節(jié)課學(xué)習(xí)洋流概念、性質(zhì)、分布規(guī)律知識，正是為了能夠說出洋流對地理環(huán)境和人類活動的影響，解決一些具體情境下的復(fù)雜問題。讓學(xué)生以小組為單位自主選擇、合作探究，是充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，引導(dǎo)學(xué)生在探究中掌握分析問題的方法，從而自主遷移探究新案例，如課后探究部分?！把罅鳌敝R結(jié)構(gòu)圖能夠幫助學(xué)生回顧知識的形成過程，形成知識圖譜。

實現(xiàn)方式：教師利用云平臺、Pad（教師端）推送學(xué)習(xí)資料包，提出相應(yīng)的探究任務(wù)，學(xué)生利用Pad（學(xué)生端）以小組為單位合作學(xué)習(xí)，繪圖作答提交，云平臺展示作答結(jié)果。學(xué)生代表上臺借助全球天氣可視化模擬網(wǎng)展示探究結(jié)果?！把罅鳌敝R結(jié)構(gòu)圖可借助思維導(dǎo)圖軟件繪制。

（四）“洋流”教學(xué)中TPACK構(gòu)成要素分析

根據(jù)表1中的地理學(xué)科TPACK各要素的內(nèi)涵解讀，筆者對本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容進行了TPACK構(gòu)成要素分析（見表2），從而更清晰明了地呈現(xiàn)出教師的學(xué)科知識（CK）、教學(xué)法知識（PK）、技術(shù)知識（TK）三者之間的交叉與融合。

三、總結(jié)與思考

（一）轉(zhuǎn)變教師觀念，增強學(xué)習(xí)意識

信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合是未來的發(fā)展趨勢，但很多教師因為高中教學(xué)時間緊、任務(wù)重，仍然秉持教師為中心、講授為主要教學(xué)方法的傳統(tǒng)觀念。在“技術(shù)知識—教學(xué)法知識—學(xué)科內(nèi)容知識”三者中，教師更多關(guān)注于學(xué)科內(nèi)容知識（CK），忽視技術(shù)知識（TK）。當然，這與學(xué)校的硬件設(shè)施配備、學(xué)校信息技術(shù)應(yīng)用能力培訓(xùn)有關(guān)，更多的還是教師缺乏主動學(xué)習(xí)技術(shù)知識（TK）的意識，未嘗到“技術(shù)—教學(xué)法—學(xué)科知識”融合應(yīng)用的甜頭和隨之而來的自我效能感。

（二）合理運用技術(shù)，實施有效教學(xué)

綜觀“洋流”一課的教學(xué)設(shè)計和TPACK構(gòu)成要素分析，課堂教學(xué)實踐效果較好，這依賴于“技術(shù)—教學(xué)法—學(xué)科知識”的有效融合。技術(shù)的運用，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，突破學(xué)習(xí)難點。所以，基于TPACK理論的教學(xué)實踐，需要教師在教學(xué)設(shè)計和實施中認識并把握三方面的問題——在何處使用技術(shù)、使用何種技術(shù)以及如何使用技術(shù)，明確一個觀念——選擇適切的，并非“時時”“處處”“人人”都要使用。

（三）改變課堂生態(tài)，優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)

融合技術(shù)的地理課堂教學(xué)環(huán)境創(chuàng)設(shè)、教學(xué)資源類型、教學(xué)方式選擇、教學(xué)內(nèi)容組織等明顯不同于傳統(tǒng)課堂，課堂生態(tài)趨向于開放性、互動性、整合性、協(xié)同性、創(chuàng)生性。這必然對教師的課堂管理和調(diào)控能力提出更高的要求。為此，教師要依據(jù)學(xué)情更加靈活變通地調(diào)整教學(xué)策略及內(nèi)容，真正創(chuàng)生“以學(xué)為主、以學(xué)生為主體、尊重學(xué)生個性差異”的生態(tài)課堂。

注 ：本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度課題“指向高中學(xué)科核心素養(yǎng)的大單元教學(xué)設(shè)計研究”（課題立項編號：B-a/2020/02/04）的階段性研究成果。

參考文獻

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（作者李燕峰系常州市第二中學(xué)課程發(fā)展處主任；李麗萍系常州市第三中學(xué)教師，本文通信作者；顧松明系常州市教育科學(xué)研究院高中地理教研員）

責任編輯：孫建輝