信息技術(shù)賦能地理實踐力培養(yǎng)的“臺風(fēng)”教學(xué)設(shè)計

常麗霞，周義欽，周冠峰

（1.上海市復(fù)興高級中學(xué)，上海 200434；2.上海財經(jīng)大學(xué)附屬北郊高級中學(xué)，上海 200081）

美國教育家杜威指出“思維始于直接的情境”，生活內(nèi)容或社會事件應(yīng)以簡化的形式濃縮進(jìn)學(xué)校，成為帶有一定教育目的的教學(xué)活動［1］?！半p新”背景下，課程改革相較于以往最大的變化之一即凝練了學(xué)科核心素養(yǎng)，這有利于培養(yǎng)學(xué)生依托信息技術(shù)，在真實情境中開展問題式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度探究。

一、設(shè)計思路

1.基于課程標(biāo)準(zhǔn)，培育學(xué)科核心素養(yǎng)

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020 年修訂）》必修一對該部分內(nèi)容要求為“1.11 運用資料，說明常見自然災(zāi)害的成因，了解避災(zāi)、防災(zāi)的措施”。筆者根據(jù)課標(biāo)內(nèi)容要求進(jìn)行四個維度的分解：行為主體是學(xué)生；行為條件是運用資料；行為動詞是運用、說明、了解；地理內(nèi)容為自然災(zāi)害及其成因、避災(zāi)防災(zāi)的措施。

地理實踐力指人們在考察、實驗和調(diào)查等地理實踐活動中所具備的意志品質(zhì)和行動能力。學(xué)生借助適切的地理實踐活動，有利于提升其區(qū)域認(rèn)知、綜合思維、人地協(xié)調(diào)觀等高中地理學(xué)科素養(yǎng)的表現(xiàn)水平。本課在上海市復(fù)興高級中學(xué)數(shù)字地理專用教室授課，兩人一組，共用一臺計算機，學(xué)生依托“臺風(fēng)路徑實時發(fā)布系統(tǒng)”和“Ventusky 風(fēng)雨氣溫圖”兩個WebGIS 信息技術(shù)平臺，通過檢索、查詢、測距、計算等實踐活動開展深度探究［2］。利用信息技術(shù)提升區(qū)域認(rèn)知體現(xiàn)在：依托區(qū)域分析，學(xué)生認(rèn)識到臺風(fēng)“梅花”對上海帶來的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象及其主要危害；借助空間關(guān)聯(lián)，從臺風(fēng)源地位置與移動路徑方向視角，分析浙江沿海地區(qū)強風(fēng)、暴雨與風(fēng)暴潮等災(zāi)害性天氣的主要成因及其引發(fā)的具有地域性的自然災(zāi)害。利用信息技術(shù)提升綜合思維體現(xiàn)在：學(xué)生認(rèn)識到臺風(fēng)不僅會對天氣、河流與海洋等自然要素產(chǎn)生影響，而且會對交通、城市與人口等人文要素產(chǎn)生影響，學(xué)生要對臺風(fēng)的影響及其防災(zāi)減災(zāi)措施進(jìn)行多要素、多角度綜合分析；基于時空綜合的角度，學(xué)生利用圖表分析臺風(fēng)對我國主要的影響范圍及其活動月份（季節(jié)）。

2.基于教材內(nèi)容，建構(gòu)課時教學(xué)目標(biāo)

《高中地理教學(xué)參考資料》對本課時課標(biāo)的解讀是：臺風(fēng)的成因（氣旋）安排在選擇性必修1自然地理基礎(chǔ)中，因此，本冊教材不側(cè)重講述臺風(fēng)的自然過程機制，而是直接講述致災(zāi)過程和災(zāi)情，這是本課的教學(xué)重點。普通高中地理教科書必修第一冊在正文中系統(tǒng)闡述了臺風(fēng)的源地、演變過程、空間結(jié)構(gòu)、發(fā)生頻次、影響范圍、災(zāi)害性天氣及其影響、防災(zāi)減災(zāi)措施；在圖像系統(tǒng)中，呈現(xiàn)了臺風(fēng)結(jié)構(gòu)示意圖、臺風(fēng)“海燕”登陸前后對比、對中國東南沿海產(chǎn)生嚴(yán)重影響的臺風(fēng)登陸次數(shù)；在活動系統(tǒng)中，安排了2個思考、1個探究和1個閱讀。這些知識需要結(jié)構(gòu)化呈現(xiàn)并提供學(xué)法指導(dǎo)。

本課時教學(xué)目標(biāo)：①學(xué)生以臺風(fēng)“梅花”紀(jì)實報道為案例，說明其災(zāi)害性的天氣現(xiàn)象及主要危害；②學(xué)生運用2017—2022年主要臺風(fēng)數(shù)據(jù)，結(jié)合WebGIS 信息技術(shù)平臺，說明臺風(fēng)的形成過程（源地位置、移動路徑）與時空分布特征（影響范圍、活動月份）；③學(xué)生通過記錄各部門應(yīng)對臺風(fēng)“梅花”紀(jì)實報道，以及小組討論、親子訪談，完善不同單位（部門）防災(zāi)減災(zāi)的具體措施。

3.基于真實情境，設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)及問題鏈

本課以2022年9月中旬，學(xué)生親歷的臺風(fēng)“梅花”為真實情境，課前播放臺風(fēng)“梅花”紀(jì)實報道視頻導(dǎo)入新課；通過“臺風(fēng)路徑實時發(fā)布系統(tǒng)”在線平臺檢索包含臺風(fēng)“梅花”在內(nèi)的6年共24個臺風(fēng)數(shù)據(jù)，分析臺風(fēng)的形成過程；讀圖分析包含臺風(fēng)“梅花”在內(nèi)的2個臺風(fēng)影響上海的時段；最后，播放上海各相關(guān)部門應(yīng)對臺風(fēng)“梅花”行動紀(jì)實視頻。

筆者基于臺風(fēng)“梅花”真實情境，設(shè)計了三項任務(wù)驅(qū)動鏈?zhǔn)絾栴}的活動單。任務(wù)一：檢索網(wǎng)絡(luò)、探究歸因；任務(wù)二：讀圖分析、評價決策；任務(wù)三：小組討論、完善措施。學(xué)生通過完成任務(wù)單及梯度化的鏈?zhǔn)絾栴}，著力破解本課時的教學(xué)重點：①臺風(fēng)的形成過程、時空分布及其主要影響；②各相關(guān)部門有關(guān)臺風(fēng)防災(zāi)減災(zāi)的具體措施。

二、教學(xué)過程設(shè)計

1.單元分析

新上海版高中地理必修一第2 單元“大氣環(huán)境”的研究對象為地球外部圈層中的大氣圈，大氣環(huán)境是自然環(huán)境中人類生存與發(fā)展的重要組成部分，也是水環(huán)境與陸地環(huán)境中物質(zhì)和能量交換的動力與媒介，因此，是本冊教材的重要單元。本單元共包括三部分內(nèi)容：大氣的組成和垂直分層、大氣的受熱過程與運動、常見的氣象災(zāi)害，讓學(xué)生在了解基本知識與原理的基礎(chǔ)上，能與人類的實際生產(chǎn)、生活相聯(lián)系?！芭_風(fēng)”是主題6的第一課時，具有承上啟下的作用，它是主題5第二課時“大氣的運動”中“風(fēng)（大氣水平運動）”的具體實例，易引發(fā)洪水、雨澇災(zāi)害，為該主題第二課時“洪澇”災(zāi)害以及本冊后續(xù)單元中海洋災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害的教學(xué)提供一般分析思路，同時，為學(xué)習(xí)選擇性必修1自然地理基礎(chǔ)中大氣環(huán)流、天氣系統(tǒng)等內(nèi)容打下基礎(chǔ)。

2.學(xué)情分析

上海地區(qū)幾乎每年都會受到臺風(fēng)的影響，學(xué)生對臺風(fēng)帶來的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象及其主要危害有一定認(rèn)識基礎(chǔ)，然而，對于臺風(fēng)的形成過程、時空分布特征、防災(zāi)減災(zāi)的具體措施尚未有過系統(tǒng)學(xué)習(xí)。本課以學(xué)生較為熟悉且有親身感受的臺風(fēng)“梅花”作為導(dǎo)入，以“臺風(fēng)來了，如何防災(zāi)減災(zāi)”為大問題，創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的真實教學(xué)情境，有利于引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注臺風(fēng)帶來的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象及其主要危害，培養(yǎng)其用地理視角思考問題的意識，激發(fā)對“臺風(fēng)”的學(xué)習(xí)興趣。

3.教學(xué)過程

（1）新課導(dǎo)入，關(guān)注災(zāi)害

【教師活動】導(dǎo)入語：臺風(fēng)這種天氣現(xiàn)象對上海學(xué)生來說，非常熟悉！讓老師印象深刻的臺風(fēng)發(fā)生在2019 年8 月9 日，那天是我校教職工北戴河療養(yǎng)假期的最后一天，當(dāng)大家進(jìn)入火車站候車廳時，被工作人員告知列車因受臺風(fēng)“利奇馬”影響而停運，那是老師生平第一次，也是唯一一次經(jīng)歷“火車停運”！那么，有沒有一場臺風(fēng)也讓你印象深刻？學(xué)生回應(yīng)提問后播放視頻《臺風(fēng)“梅花”紀(jì)實報道》。

【學(xué)生活動】學(xué)生分別提到“臺風(fēng)導(dǎo)致市內(nèi)道路積水，因堵車錯過了去往南非的航班”“5歲時，臺風(fēng)吹壞了家里的玻璃窗，那時一個人在家感覺非常害怕”“受臺風(fēng)影響，暑假去張家界旅行的航班停飛，后改乘無座火車通宵前往”……學(xué)生踴躍回應(yīng)教師的提問，喚起了個人生活與臺風(fēng)的有關(guān)記憶。學(xué)生觀看視頻后記錄臺風(fēng)“梅花”給上海帶來的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象及其主要危害。

【設(shè)計意圖】創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的教學(xué)情境，激發(fā)其對“臺風(fēng)”的學(xué)習(xí)興趣，認(rèn)識到臺風(fēng)是一種災(zāi)害性的天氣現(xiàn)象，會給人類生產(chǎn)、生活帶來不利影響。

（2）任務(wù)一：檢索網(wǎng)絡(luò)，探究歸因

【教師活動】提出問題：臺風(fēng)為什么會帶來強風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮等天氣現(xiàn)象？學(xué)生需要研究臺風(fēng)的形成過程，即定位臺風(fēng)的源地位置、確定臺風(fēng)的移動路徑。教師演示計算機操作方法：以臺風(fēng)“梅花”為例，請學(xué)生利用計算機檢索“臺風(fēng)路徑實時發(fā)布系統(tǒng)”，在主頁左下角利用臺風(fēng)編號“202212”搜索臺風(fēng)“梅花”，主界面就會立即顯示其“源地位置”“移動路徑”“分時數(shù)據(jù)”和“節(jié)點數(shù)據(jù)”，由此，教師布置任務(wù)一。

①根據(jù)表1，利用“臺風(fēng)路徑實時發(fā)布系統(tǒng)”平臺，加載并顯示四個臺風(fēng)路徑。②根據(jù)計算機顯示的“臺風(fēng)路徑圖”，說明影響我國臺風(fēng)的源地位置特征、移動路徑方向、主要影響范圍與主要活動月份。③借助“Wentusky風(fēng)雨氣溫圖”平臺，分析臺風(fēng)“梅花”帶來強風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮等天氣現(xiàn)象的成因；比較臺風(fēng)“梅花”對浙江平原地區(qū)與浙江山區(qū)的不同影響。

表1 小組任務(wù)分工表

【學(xué)生活動1】根據(jù)“臺風(fēng)路徑實時發(fā)布系統(tǒng)”在線平臺加載的“臺風(fēng)路徑圖”可知，這些臺風(fēng)主要源于西北太平洋和南海；移動路徑主要是向西、西北和東北轉(zhuǎn)向路徑；主要影響的區(qū)域是我國東南沿海；主要活動月份為7至9月（北半球夏、秋季節(jié)）。

【學(xué)生活動2】借助“Wentusky 風(fēng)雨氣溫圖”平臺，將時間確定為2022 年9 月14 日20：00。學(xué)生可觀察到臺風(fēng)“梅花”的中心是一個強低壓中心，與周圍地區(qū)顯著的氣壓差形成了強大的水平氣壓梯度力，受其驅(qū)動，強烈的大氣水平運動形成了大風(fēng)，根據(jù)圖例可知，浙江沿海地區(qū)經(jīng)歷了6～9 級大風(fēng)，達(dá)到了“強風(fēng)”等級；強風(fēng)引起海水潮位上漲，浙江溫嶺地區(qū)掀起3～5 m巨浪，巨浪和海潮，統(tǒng)稱為風(fēng)暴潮；由于臺風(fēng)源于熱帶或副熱帶洋面，垂直方向盛行上升氣流，容易冷凝降水，同時風(fēng)從海洋吹向大陸，會攜帶大量水汽，因而會帶來降雨，從降雨量實況圖來看，每小時降水量約為15～40 mm區(qū)間，屬于“暴雨”等級。

【學(xué)生活動3】學(xué)生關(guān)注到：受臺風(fēng)“梅花”影響，在浙江平原地區(qū)，暴雨使江河水位猛漲，造成洪水泛濫，淹沒農(nóng)田村莊；在浙江山區(qū)，引發(fā)泥石流、滑坡等災(zāi)害，沖毀道路橋梁，造成巨大損失。因此，不同區(qū)域的地理環(huán)境不同，受臺風(fēng)影響形成的自然災(zāi)害也有明顯的地域性，應(yīng)具體區(qū)域具體分析。

【設(shè)計意圖】指導(dǎo)學(xué)生操作計算機WebGIS信息技術(shù)平臺，提升學(xué)生分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、探究歸因的關(guān)鍵能力。

（3）任務(wù)二：讀圖分析，評價決策

【教師活動】提出問題：臺風(fēng)“燦都”（編號：202114）和臺風(fēng)“梅花”（編號：202212）均為9 月中旬影響上海，上海氣象臺都發(fā)布了橙色預(yù)警，從教育部門發(fā)布的相關(guān)通知發(fā)現(xiàn)：臺風(fēng)“燦都”沒登陸上海，學(xué)校放假一天半；70多年來登陸上海最強臺風(fēng)“梅花”過境，學(xué)校卻沒有放假，請問這兩個決策是否合理？學(xué)生可從兩大臺風(fēng)影響上海開始與結(jié)束的時段進(jìn)行分析。教師演示計算機操作方法：利用“臺風(fēng)路徑實時發(fā)布系統(tǒng)”平臺加載臺風(fēng)“燦都”，通過測距、查詢功能，確定七級風(fēng)圈影響上海的開始時間為9 月13 日10：00，由此，教師布置任務(wù)二。

①計算機平臺加載臺風(fēng)“燦都”路徑（七級風(fēng)圈平均半徑約250 km），利用“測距”工具，在臺風(fēng)移動路徑中查詢七級風(fēng)圈影響上海的結(jié)束時間。②2022 年9月14 日14：00，上海開始受到臺風(fēng)“梅花”（假設(shè)沿直線移動）七級風(fēng)圈影響，數(shù)據(jù)顯示，此時七級風(fēng)圈平均半徑為250 km，臺風(fēng)移速為25 km/h，計算并預(yù)測該臺風(fēng)登陸上海的時間。③臺風(fēng)“梅花”在上海登陸后，七級風(fēng)圈半徑變?yōu)?00 km，移速約28 km/h（假設(shè)沿直線移動），計算上海臺風(fēng)登陸地受其影響結(jié)束的時間。④針對臺風(fēng)“梅花”與臺風(fēng)“燦都”對上海的影響，請評價教育部門的決策是否合理，并說明理由。

【學(xué)生活動1】學(xué)生查詢臺風(fēng)“燦都”影響上海的結(jié)束時間；計算臺風(fēng)“梅花”登陸上海的時間及其對上海影響結(jié)束時間，并填寫在表2中。

表2 兩大臺風(fēng)七級風(fēng)圈影響上海時段

【學(xué)生活動2】從臺風(fēng)影響上海的時段，再結(jié)合上海中小學(xué)的上下學(xué)時間來看，這兩個放假決策是合理的，但從計算機網(wǎng)絡(luò)查詢到的歷史天氣數(shù)據(jù)來看，2021年9月14日為多云轉(zhuǎn)小雨，這個天氣對上下學(xué)影響很小，因此若該天不休假，有利于減輕臺風(fēng)對教學(xué)活動的干擾；2022 年9 月14 日為多云轉(zhuǎn)暴雨，若當(dāng)天下午放假半天，有利于保障師生在放學(xué)與通勤途中的交通安全。

【設(shè)計意圖】學(xué)生學(xué)會利用計算機網(wǎng)絡(luò)平臺來研究臺風(fēng)對某地（區(qū)域）的影響時段；認(rèn)識到地理信息技術(shù)在應(yīng)對臺風(fēng)災(zāi)害中的重大作用；嘗試評價防災(zāi)減災(zāi)具體決策的合理性，并說明理由；根據(jù)多條不同國家的臺風(fēng)預(yù)測路徑意識到：預(yù)測臺風(fēng)至今依舊是世界難題，應(yīng)對臺風(fēng)災(zāi)害，不僅要國際合作，還要跨學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)。

（4）任務(wù)三：小組討論，完善措施

【教師活動】播放相關(guān)視頻：上海各相關(guān)部門應(yīng)對臺風(fēng)“梅花”行動紀(jì)實，教師布置任務(wù)三。

【學(xué)生活動】觀看視頻，小組討論、親子訪談，記錄并完善各相關(guān)部門在臺風(fēng)過境前、過境中、過境后防災(zāi)減災(zāi)的具體措施（表3）。

表3 應(yīng)對臺風(fēng)防災(zāi)減災(zāi)具體措施

【設(shè)計意圖】加強防災(zāi)減災(zāi)教育，提高學(xué)生生存技能的同時，培養(yǎng)其綜合思維，即臺風(fēng)不僅對天氣、河流、海洋等自然要素產(chǎn)生影響，而且會對交通、城市、人口等人文要素產(chǎn)生影響，學(xué)生應(yīng)從要素綜合角度，對臺風(fēng)的影響及其防災(zāi)減災(zāi)措施進(jìn)行多要素、多角度綜合分析。

（5）總結(jié)提升，完成作業(yè)

【教師活動】總結(jié)：臺風(fēng)伴隨的強風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮等災(zāi)害性天氣會給人類造成多種危害，因此，要深入研究臺風(fēng)形成過程、時空分布，研究災(zāi)害成因、提高監(jiān)測預(yù)測技術(shù)，提出并完善防災(zāi)減災(zāi)的具體措施（圖1）。同時，學(xué)生要秉持人地協(xié)調(diào)觀，齊心協(xié)力共同守護(hù)人類的美麗家園，由此，教師布置課后作業(yè)。

圖1 臺風(fēng)知識結(jié)構(gòu)

【學(xué)生活動】形成臺風(fēng)等自然災(zāi)害的一般分析思路，完善活動單、制作校園防御臺風(fēng)指南，提高防災(zāi)減災(zāi)的主觀意識和實用技能。課后思考：臺風(fēng)會帶來巨大危害，但有人認(rèn)為臺風(fēng)并非一無是處，你贊成這種觀點嗎？請舉例說明［3］。

【設(shè)計意圖】引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中的地理現(xiàn)象，辯證分析臺風(fēng)對地理環(huán)境與人類活動的利弊影響，關(guān)注人地關(guān)系［4］，提升地理學(xué)科素養(yǎng)，體現(xiàn)地理育人價值。

三、結(jié)語

“新課標(biāo)”在“教學(xué)建議”方面強調(diào)了“深化信息技術(shù)應(yīng)用”，信息技術(shù)是高中生培養(yǎng)地理實踐力的重要手段。在高中地理教學(xué)中，依托信息技術(shù)，將抽象、靜止的地理事物轉(zhuǎn)為具象、動態(tài)的地理過程來形象化呈現(xiàn)，模擬“地理過程”的發(fā)生，使得學(xué)生興趣和動機被激發(fā)，思維積極活躍，有利于提升地理信息技術(shù)關(guān)鍵能力、培養(yǎng)學(xué)生區(qū)域認(rèn)知與綜合思維素養(yǎng)、啟發(fā)學(xué)生提出創(chuàng)新性人地協(xié)調(diào)發(fā)展的具體措施，從而提升學(xué)生地理學(xué)科核心素養(yǎng)的表現(xiàn)水平。

相較于課堂教學(xué)中的“一課多境”，“一境到底”教學(xué)策略下的教學(xué)線索清晰、問題梯次展開、課堂教學(xué)高效［5］，本課基于臺風(fēng)“梅花”真實情境“一境到底”，設(shè)計了三項任務(wù)活動開展問題式教學(xué)；基于課程標(biāo)準(zhǔn)及本課內(nèi)容要求，借助兩個WebGIS信息技術(shù)平臺，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生地理實踐力、區(qū)域認(rèn)知、綜合思維等學(xué)科核心素養(yǎng)；基于上海版新教材內(nèi)容，建構(gòu)課時教學(xué)目標(biāo)，體現(xiàn)了教學(xué)情境化、情境問題化、問題任務(wù)化、任務(wù)活動化、活動思維化、思維可視化的特點。課堂總結(jié)階段升華了主題，依托“臺風(fēng)”現(xiàn)象探討人地關(guān)系，讓學(xué)生辯證看待自然環(huán)境對人類活動的影響，同時，也理解人類活動影響地理環(huán)境有不同的方式、強度和后果，懂得尊重自然規(guī)律的重要性和必要性。