基于地理信息技術(shù)的“行為體驗式”教學(xué)實踐研究

游婉婷

一、“行為體驗式”教學(xué)與地理信息技術(shù)

1.“行為體驗式”教學(xué)

《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》提出了“行為體驗”的教學(xué)實踐，意在強化學(xué)生參與學(xué)習(xí)的過程，如演示、實驗、制作、調(diào)查、小組合作探究等，力求學(xué)生在“動中學(xué)”“做中學(xué)”。強調(diào)關(guān)注學(xué)生體驗、感悟和實踐的過程，通過創(chuàng)設(shè)情境、實驗環(huán)節(jié)、素材搜集等學(xué)習(xí)方式，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、增進學(xué)生的溝通能力，改變學(xué)生的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法，實現(xiàn)知識傳承、能力發(fā)展和態(tài)度與價值觀統(tǒng)一。讓學(xué)生在實踐中感知地理現(xiàn)象，通過“行為體驗”解決教學(xué)問題，創(chuàng)新學(xué)習(xí)模式，發(fā)揮團隊意識。

2.地理信息技術(shù)應(yīng)用

地理信息技術(shù)軟件的出現(xiàn)，給各行各業(yè)帶來了全新的發(fā)展契機，對于地理教育活動也不例外。地理信息技術(shù)軟件給現(xiàn)代化的教學(xué)提供了一個良好的平臺和知識分享環(huán)境，相比傳統(tǒng)的教學(xué)，地理信息技術(shù)軟件應(yīng)用突破了地理教育中的地域和知識限制，能夠通過多種教學(xué)方式提供教學(xué)內(nèi)容，是學(xué)生了解整個世界以及地球的重要途徑。因此，利用信息技術(shù)手段創(chuàng)新培育地理學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)方式成為新一輪高中課程改革中地理學(xué)科的基本理念之一。將信息化新教學(xué)手段應(yīng)用于高中地理課堂中的教學(xué)模式，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化能力與讀圖能力，還能引導(dǎo)學(xué)生在不同情景下解決地理問題，落實地理核心素養(yǎng)這一教學(xué)目標。

自《普通高中地理課程標準（2017年版）》提出人地協(xié)調(diào)觀、區(qū)域認知、綜合思維、地理實踐力以來，“核心素養(yǎng)”研究逐漸成為地理教育教學(xué)研究的主旋律。新課標將地理信息技術(shù)作為教學(xué)的手段與平臺運用于課程中，逐步實現(xiàn)“學(xué)技術(shù)、用技術(shù)，與技術(shù)一起學(xué)”，充分肯定了信息技術(shù)在改革課程內(nèi)容、引領(lǐng)課程理念以及輔助探究教學(xué)活動等方面發(fā)揮的作用。新課程標準利用“3S”技術(shù)的基本原理與相關(guān)知識的簡單認識，建立“必修+限定選修”的課程結(jié)構(gòu)，發(fā)展學(xué)生的地理學(xué)科核心素養(yǎng)。如“數(shù)字星球系統(tǒng)”強大的三維情境創(chuàng)設(shè)能力，為創(chuàng)設(shè)促進學(xué)生地理空間能力發(fā)展的教學(xué)情境提供了強力的支持，其“模擬現(xiàn)實空間”優(yōu)勢，可以展示多種地圖，還可以將大尺度、動態(tài)、難以直接觀察的地理過程（模擬人口遷移、大氣運動等），通過仿真模擬演示生動地呈現(xiàn)出來。 GIS有著強大的空間分析能力，Google Earth有著豐富的地理空間數(shù)據(jù)資源，高分辨率的遙感衛(wèi)星影像，可以用來展示地理空間和事物的特征、地理現(xiàn)象的規(guī)律、地理事物變化的動態(tài)過程，從而培養(yǎng)學(xué)生的區(qū)域認知和綜合思維的能力。

二、地理信息技術(shù)軟件優(yōu)勢分析

1.數(shù)字星球系統(tǒng)教學(xué)應(yīng)用優(yōu)勢

①促進教學(xué)資源開發(fā)。數(shù)字星球系統(tǒng)可以輕松實現(xiàn)平面與球面的轉(zhuǎn)換，圖像轉(zhuǎn)換技術(shù)把抽象的、多元的資源轉(zhuǎn)化成動態(tài)的、多層次的資源，利于學(xué)生對地理素材進行整合分析和應(yīng)用。②操控平臺簡單易學(xué)。 數(shù)字星球系統(tǒng)可以在不同教學(xué)環(huán)境中自如切換，例如，數(shù)字星球可以和Storyteller（編輯器插件）結(jié)合使用，操作方法簡單，教師能充分創(chuàng)設(shè)多元化地理素材，區(qū)別于傳統(tǒng)地理素材的固定，數(shù)字星球能提供多元化、個性化的素材庫，是地理教學(xué)的強大幫手。③實現(xiàn)課程資源二次開發(fā)。 數(shù)字星球系統(tǒng)能夠根據(jù)教學(xué)環(huán)境對課程資源進行編程，教師可以根據(jù)需要對軟件中的地理要素進行移動和重組，從而形成適合不同學(xué)情的課程資源，體現(xiàn)了地理“精準”教學(xué)。

2.GIS教學(xué)應(yīng)用優(yōu)勢

①資源提取的數(shù)據(jù)庫。GIS是一種十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。教師可以根據(jù)需要對某一區(qū)域進行精確的數(shù)據(jù)查詢，例如在人文地理教學(xué)中，教師可以利用GIS進行某一區(qū)域人口密度、商業(yè)網(wǎng)點分布的查詢，也可以查詢自然地理中一地的等高線、河流布局等要素。②邏輯推理的“分析師”。GIS有強大的運算功能，能依據(jù)多個地理數(shù)據(jù)進行綜合分析運算。能夠應(yīng)用于科學(xué)調(diào)查、資源管理、財產(chǎn)管理、發(fā)展規(guī)劃、繪圖和路線規(guī)劃。例如，在地理教學(xué)中可以應(yīng)用于自然災(zāi)害防治、濕地面積變化、旅游路線規(guī)劃、城市功能分區(qū)布局等方面，實用性強。相對于傳統(tǒng)教學(xué)，GIS能創(chuàng)新教學(xué)方式，相對于學(xué)生而言，能極大限度地提升學(xué)生的信息技術(shù)能力、分析能力、綜合思維能力以及推理能力。

3.Google Earth教學(xué)應(yīng)用優(yōu)勢

①強化學(xué)生空間認知。不同的地理事物可以在不同比例尺下播放，地理事物可以在平面上放大和縮小，畫面清晰，分辨率高。在空間上，Google Earth能體現(xiàn)地理事物的高程，立體感強，強化學(xué)生空間感和立體感，強化學(xué)生的區(qū)域認知。②按需制定電子地圖。傳統(tǒng)教學(xué)使用地圖一般是從網(wǎng)絡(luò)上獲取的，現(xiàn)成的地圖地理要素復(fù)雜繁多，有部分要素是與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的，有部分要素是與教學(xué)內(nèi)容無關(guān)的。相對于教師而言，Google Earth能去除與教學(xué)內(nèi)容無關(guān)的信息，添加與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的信息，按需重組適用的電子地圖。于學(xué)生而言，學(xué)生可以根據(jù)Google Earth軟件進行地理資源編輯，形成利于自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的電子地圖，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。③呈現(xiàn)事物變化過程。地理現(xiàn)象是變化發(fā)展的，利用Google Earth的時間軸圖層可以描述事物的時間變化，向?qū)W生展示強大的邏輯思維過程，體現(xiàn)了地理核心素養(yǎng)的目標。④虛擬現(xiàn)實優(yōu)勢明顯。地理核心素養(yǎng)強調(diào)區(qū)域認知、綜合思維和地理實踐力。Google Earth能虛擬地理要素、事件和過程，讓學(xué)生能身臨其境，根據(jù)某一結(jié)果推測地理事物發(fā)生過程，大大地提高了學(xué)生主動獲取知識的熱情，達到教育教學(xué)的目標。這一優(yōu)點在本文的教學(xué)實踐中已有所印證。

數(shù)字星球系統(tǒng)、 GIS和Google Earth三大地理信息技術(shù)優(yōu)勢各異，在應(yīng)用于地理教學(xué)的過程時，教師要根據(jù)教學(xué)目標進行地理信息技術(shù)軟件的側(cè)重使用，使三大技術(shù)優(yōu)勢互補，使教學(xué)手段和方式得到優(yōu)化，使得教學(xué)資源得到信息提取最大化、電子地圖使用精準化、地理事物變化過程清晰化、地理現(xiàn)象三維空間立體化、虛擬過程現(xiàn)實化、課程資源重組化。

三、基于地理信息技術(shù)的“行為式體驗”教學(xué)實踐

1.應(yīng)用領(lǐng)域建議

在地理信息技術(shù)應(yīng)用于高中地理教學(xué)實踐研究中，經(jīng)過不同技術(shù)手段在不同章節(jié)的反復(fù)測試使用，根據(jù)實驗班級在使用地理信息技術(shù)手段前后的教師反饋、學(xué)生測評數(shù)據(jù)，擬形成地理信息技術(shù)軟件在人教版高中地理教學(xué)中適用“行為式體驗”教學(xué)的建議（圖1）。

2.高中地理“行為式體驗”教學(xué)中地理信息技術(shù)的應(yīng)用實踐

為驗證地理信息技術(shù)是否有效解決高中地理課程的難點，提高地理課堂教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，本校教師將分別用不同的地理信息技術(shù)根據(jù)實際需要單獨或者組合應(yīng)用于實驗班級的地理教學(xué)中，下文選取幾節(jié)適用于“行為式體驗”的信息技術(shù)融合的地理教學(xué)實踐過程進行記錄，并對教學(xué)效果進行反思。

（1）數(shù)字星球系統(tǒng)在自然地理“行為式體驗”教學(xué)中的應(yīng)用實踐

數(shù)字星球系統(tǒng)在自然地理“行為式體驗”教學(xué)中的應(yīng)用實踐如表1所示。

（2）Google Earth在自然和人文地理“行為式體驗”教學(xué)中的應(yīng)用實踐

Google Earth在自然和人文地理“行為式體驗”教學(xué)中的應(yīng)用實踐如表2所示。

（3）“行為式體驗”教學(xué)中應(yīng)用多種地理信息技術(shù)的實踐

在“行為式體驗”地理教學(xué)中，應(yīng)用GIS與Google Earth等多種信息技術(shù)的實踐設(shè)計如表3所示。

四、教學(xué)實踐效果及反思

為了分析基于地理信息技術(shù)應(yīng)用于高中地理教學(xué)實施效果，本校教師把六個學(xué)情差異較小、成績差別較小的班級作為實驗班級，三個班級（2112班、2113班、2114班）使用傳統(tǒng)教學(xué)，另外三個班級（2115班、2116班、2122班）使用地理信息技術(shù)融合教學(xué)，在完成教學(xué)實踐后，筆者通過三個方面對教學(xué)效果進行測試。

1.教學(xué)實踐效果評價

（1）試卷測試效果

對六個班級進行統(tǒng)一時間、統(tǒng)一試卷的測試，測試結(jié)果如圖2所示。

通過以上測試結(jié)果得知∶得分率較低的考點為“氣壓帶和風(fēng)帶”“地球運動”“內(nèi)力作用”“外力作用與地貌”，得分率稍高的是“人口遷移”“農(nóng)業(yè)區(qū)位因素”“中國的河流”“城市功能分區(qū)”“自然地理環(huán)境差異性”。傳統(tǒng)教學(xué)班級難點部分平均分為20.2分，實驗班級難點部分平均分為23.16分。2113班平均分在六個班中最低，為19.9分，2122班平均分在六個班級中最高，為23.6分。信息技術(shù)融合教學(xué)的班級成績均不同程度高于傳統(tǒng)教學(xué)班級。

（2）學(xué)習(xí)氛圍與興趣問卷調(diào)查

筆者通過調(diào)查問卷的形式分別對六個班級的教師進行了課堂學(xué)習(xí)氣氛和直觀效果反饋。

通過調(diào)查問卷數(shù)據(jù)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)教學(xué)班有61%的教師認為學(xué)生上課氛圍好，91%的教師認為傳統(tǒng)教學(xué)班的學(xué)生對“地球運動”“氣壓帶和風(fēng)帶”學(xué)習(xí)積極性不高。信息技術(shù)融合班級有93%的教師認為學(xué)生上課氛圍好，56%的教師認為學(xué)生對“地球運動”“氣壓帶和風(fēng)帶”學(xué)習(xí)積極性較高。88%的教師對數(shù)字星球和谷歌地球系統(tǒng)非常感興趣，80%的教師認為信息技術(shù)融合教學(xué)有效突破了教學(xué)難點，99%的教師認為通過信息技術(shù)融合于教學(xué)有效突破學(xué)生空間思維上的局限，使難點的難度大大下降，加強了授課的邏輯。

筆者認為，地理信息技術(shù)融合于高中地理教學(xué)創(chuàng)新了教育教學(xué)理念，創(chuàng)新了教學(xué)方式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提升了教學(xué)效果，實現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生區(qū)域認知、綜合思維和地理實踐力的目標，信息技術(shù)的使用給教學(xué)改革帶來了新的動力。

2.教學(xué)實踐反思與建議

（1）實踐反思

①研究深度不足。本次教學(xué)實踐只是運用了三個地理信息技術(shù)軟件的基本功能，更有深度的功能還有待研究。②測試群體樣本量小。本次教學(xué)效果的測試只針對六個班級進行測試，測試群體數(shù)量小，測試結(jié)果普遍性不強。③多變量影響實踐結(jié)果。數(shù)字星球系統(tǒng)、 GIS和Google Earth技術(shù)是一門新興技術(shù)，各個地區(qū)的教學(xué)條件不同，一些地區(qū)信息技術(shù)軟件使用尚未普及，不同教師運用信息技術(shù)軟件的能力不一，導(dǎo)致教學(xué)效果產(chǎn)生差異。本文僅提供了基于本校學(xué)生學(xué)情的案例，其他地區(qū)學(xué)校信息技術(shù)使用效果還有待研究。

（2）建議

地理信息技術(shù)融合教學(xué)是未來地理學(xué)科發(fā)展的大趨勢，目前國內(nèi)的應(yīng)用處于初步探究階段。針對此次教學(xué)實踐，在教學(xué)效果的反饋和反思的基礎(chǔ)上，筆者認為，要實現(xiàn)教育改革，培養(yǎng)地理學(xué)科素養(yǎng)，實現(xiàn)立德樹人的目標，可以從以下方面作出改進。①普及地理信息技術(shù)設(shè)備。目前國內(nèi)尚未有地區(qū)普及地理信息技術(shù)設(shè)備，建議加大政府投入，增加信息技術(shù)設(shè)備，加大教師信息技術(shù)培訓(xùn)力度，才能提升教學(xué)效果，提升學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，增強實踐能力，創(chuàng)新教育方法和模式。②提高教師信息技術(shù)軟件操作水平。作為新時代的地理教師，應(yīng)該不斷適應(yīng)時代的步伐，學(xué)習(xí)和掌握地理信息技術(shù)，結(jié)合傳統(tǒng)的教學(xué)手段和方法，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。③提高學(xué)生信息技術(shù)軟件操作能力。作為新時代的學(xué)生，應(yīng)該培養(yǎng)信息技術(shù)實踐能力，增強動手和思維能力，全面提高地理素養(yǎng)。