研究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以圍繞某個(gè)實(shí)際問題進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和合作探究，使得學(xué)習(xí)過程更具開放性和綜合性?！镀胀ǜ咧械乩碚n程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提出，要深化信息技術(shù)應(yīng)用。隨著信息技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，其在課堂教學(xué)中的應(yīng)用形式逐漸多樣化，不斷為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)賦能。借助信息技術(shù)，也將是面向未來的學(xué)生學(xué)習(xí)方式之一。如何利用信息技術(shù)改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，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，最終促進(jìn)地理學(xué)習(xí)拓展和深入，是當(dāng)前教師需要思考的重要問題。本文以高二學(xué)生基于實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)開展的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)為例，重點(diǎn)闡述信息技術(shù)在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)所具有的價(jià)值。

一、實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)

實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)利用三維數(shù)字技術(shù)打造的虛擬地理環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)真實(shí)地理場(chǎng)景的還原。借助遙感技術(shù)，它能夠直觀呈現(xiàn)不同區(qū)域的真實(shí)地形地貌，包括水系、植被等各種地理元素，形成真實(shí)的三維地理環(huán)境；還可以實(shí)現(xiàn)不同時(shí)期的環(huán)境模擬變化，理解地理變遷規(guī)律，幫助理解動(dòng)態(tài)地理過程。學(xué)生在平臺(tái)上能夠自由切換視角，如漫游、圖層疊加、交互操作等，就像身臨其境一樣學(xué)習(xí)探索，為研究性學(xué)習(xí)的開展提供有力支持。

（一）提供豐富的實(shí)景數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)世界的“真”認(rèn)識(shí)、“真”感覺

實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)借助遙感技術(shù)，全面還原了真實(shí)世界的實(shí)景信息，可以讓學(xué)生親眼看到地理對(duì)象，通過靈活調(diào)節(jié)比例尺、多視角切換，從不同尺度進(jìn)行全方位觀察。這比閱讀或觀看圖片更真實(shí)，有利于形成直觀印象。這些資料都是實(shí)時(shí)的，是沒有經(jīng)過人為篩選的第一手資料。學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏和興趣，隨時(shí)在平臺(tái)上找到需要的信息，這為學(xué)生研究活動(dòng)的推進(jìn)提供了有力支持。

（二）支持學(xué)生合作探究全過程，將被動(dòng)地“學(xué)”變?yōu)橹鲃?dòng)地“悟”

在研究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生能否有新問題、探究深度如何、小組協(xié)作是否和諧等，這些都是教師無法預(yù)設(shè)的，探究結(jié)果也沒有標(biāo)準(zhǔn)答案。這種開放的學(xué)習(xí)環(huán)境和生成性內(nèi)容，正是學(xué)生研究性學(xué)習(xí)形成高質(zhì)量研究成果的價(jià)值所在。教師要鼓勵(lì)學(xué)生“異想天開”，有獨(dú)創(chuàng)性表現(xiàn)。它實(shí)現(xiàn)的前提是盡可能地對(duì)研究者和研究過程不設(shè)限，真正落實(shí)學(xué)生的主體地位，給足學(xué)生探索空間，這樣他們才能在一層層深入探究的過程中做到真正感悟、內(nèi)化與生成。實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)不僅擁有大量、豐富的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生隨時(shí)隨地獲取想要的實(shí)景信息，還有一些實(shí)用且操作簡便的分析、編輯和展示功能，滿足各階段學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的需要。研究過程中，學(xué)生的視覺感受更強(qiáng)、自主性更強(qiáng)，可以獨(dú)立地在三維實(shí)景環(huán)境中探索、操作、解決問題，依據(jù)問題搜集資料，搭建解決問題的思路框架，設(shè)計(jì)方案，使得合作探究過程更生動(dòng)有趣，有效激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，促進(jìn)研究性學(xué)習(xí)過程的高效推進(jìn)。

（三）提供充足的自主操作空間，讓地理實(shí)踐力的培養(yǎng)“實(shí)”而“有力”

地理實(shí)踐力是學(xué)生在考察、實(shí)驗(yàn)和調(diào)查等地理實(shí)踐活動(dòng)的過程中所應(yīng)具備的意志品質(zhì)和行動(dòng)能力。實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)通過還原真實(shí)世界的實(shí)景信息，實(shí)現(xiàn)學(xué)生足不出戶就能自主獲取需要的真實(shí)數(shù)據(jù)，打破了實(shí)踐活動(dòng)的時(shí)空限制。學(xué)生利用平臺(tái)探究的過程，也促進(jìn)了他們核心素養(yǎng)和能力的全面提升。隨著探究過程的不斷深入，學(xué)生在提出問題、解決問題、發(fā)現(xiàn)問題和再解決問題的過程中，不斷完善方案內(nèi)容，訓(xùn)練科學(xué)思維，形成求真求實(shí)的科學(xué)品質(zhì)。在這一過程中，學(xué)生利用地理視角深度認(rèn)識(shí)問題，體會(huì)學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，在提升綜合思維能力的同時(shí)，切實(shí)感受到人類在謀求人地和諧發(fā)展過程中做出的努力，并學(xué)以致用，因地制宜地提出一些想法或可行方案，人地協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展觀念自然內(nèi)化于心。

（四）與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)現(xiàn)“學(xué)技術(shù)、用技術(shù)，與技術(shù)一起學(xué)”

培養(yǎng)全面發(fā)展的人，意味著要培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)在和未來社會(huì)發(fā)展的能力。在高度信息化的今天，信息素養(yǎng)培養(yǎng)也是學(xué)科育人的重要內(nèi)容。借助實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生能夠獨(dú)立使用工具獲取信息，隨著研究過程不斷深入和需求增加，還推動(dòng)了平臺(tái)的更新和完善。在平臺(tái)上，學(xué)生可以自由疊加圖層，調(diào)節(jié)比例尺，在不同空間、時(shí)間多維度和多層次地思考問題，體現(xiàn)了地理的時(shí)空尺度思想，提高認(rèn)識(shí)區(qū)域復(fù)雜性、差異性、共同性的能力。此外，交流、分析、合作探究、解決問題等能力也得到顯著提升，真正實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)全面發(fā)展的人的目標(biāo)。

二、基于實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)

（一）確定研究方向

研究性學(xué)習(xí)主題一定要貼近學(xué)生生活實(shí)際，并對(duì)學(xué)生的未來發(fā)展有價(jià)值，具有開放性和探索性，是學(xué)生有興趣且有能力開展的探究學(xué)習(xí)主題。高二學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過中國地理及世界地理知識(shí)，具備了自然地理和人文地理的基礎(chǔ)知識(shí)，地理學(xué)科的基本觀念和關(guān)鍵能力均有一定發(fā)展。因此，研究性學(xué)習(xí)主題可以不局限于本章節(jié)，選取綜合性更強(qiáng)、包容度更高的內(nèi)容。結(jié)合當(dāng)前全球氣候變化，世界能源轉(zhuǎn)型已進(jìn)入全面加速期，我國力爭在 2030 年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和，必須協(xié)同推進(jìn)能源低碳轉(zhuǎn)型，加快構(gòu)建現(xiàn)代能源體系，以保障國家能源安全。因此，教師確定的研究主題為：“在全球氣候變化大背景下，中國如何實(shí)現(xiàn)能源低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展？”借此培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷及使命感，提升核心素養(yǎng)。在這一過程中，實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生的自主探究活動(dòng)提供技術(shù)支持。

在這一階段，教師作為活動(dòng)的啟動(dòng)者，重點(diǎn)介紹研究背景及主題，與學(xué)生一起界定概念，明確活動(dòng)目標(biāo)。

1.舉例說明全球氣候變化背景下中國低碳能源的發(fā)展現(xiàn)狀及前景，嘗試針對(duì)中國實(shí)現(xiàn)能源低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的問題，因地制宜地提出可行性方案或建議，進(jìn)行交流與分享。

2.自主探究與交流，將可持續(xù)發(fā)展理念轉(zhuǎn)化為行為準(zhǔn)則，樹立人地協(xié)調(diào)觀。

基于此，學(xué)生課下自主查閱資料，了解中國低碳能源發(fā)展現(xiàn)狀，確定自己的研究方向。然后，學(xué)生投票選出其中4項(xiàng)最想研究的能源類型，自由分為4組：風(fēng)能組、水能組、光伏組和核能組。之后，他們主要從發(fā)電角度開展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)。

（二）開展自主探究學(xué)習(xí)

這一階段，師生首先開展了一次集體交流討論（如圖1）。接著，各組學(xué)生根據(jù)給定的學(xué)習(xí)主題，進(jìn)一步討論，細(xì)化研究問題。結(jié)合時(shí)代背景，學(xué)生的討論結(jié)果主要包括兩方面：一是能源開發(fā)利用現(xiàn)狀；二是未來開發(fā)利用方向及發(fā)展建議。

各組學(xué)生根據(jù)選擇的能源方向，利用自習(xí)課、午休前等時(shí)間，靈活開展組內(nèi)活動(dòng)。大家利用實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)，結(jié)合查閱的資料信息，討論制訂小組方案（如圖2）。教師作為組織者和支持者，定期組織學(xué)生進(jìn)行組間交流、階段性匯報(bào)與過程性評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的新問題進(jìn)行交流研討，不斷完善小組方案。整個(gè)活動(dòng)階段，教師盡量弱化對(duì)各組學(xué)生方案內(nèi)容的參與感，多數(shù)時(shí)間是作為引導(dǎo)者，對(duì)學(xué)生活動(dòng)及時(shí)進(jìn)行積極評(píng)價(jià)，營造學(xué)生互動(dòng)學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)他們繼續(xù)探究的熱情，協(xié)助推進(jìn)研究過程，給予學(xué)生更多發(fā)展空間。

探究學(xué)習(xí)過程中，各組學(xué)生都有新的收獲和體會(huì)。例如，核電組學(xué)生最初查閱資料時(shí)發(fā)現(xiàn)核電是清潔能源且具有高能量密度的特點(diǎn)，但是目前的開發(fā)利用卻僅占5%左右。從這一矛盾出發(fā)，他們進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，制約核電站建設(shè)發(fā)展的重要原因之一是人們對(duì)于核輻射的爭議。核電組學(xué)生借助實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)查閱資料，特別區(qū)分了核污水和核廢水，并在方案建議部分重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)核電站建設(shè)應(yīng)重視宣傳，提高公眾對(duì)核能的認(rèn)識(shí)度和信任度。其他小組在使用平臺(tái)過程中，也積極探索，有不同的發(fā)現(xiàn)。如光伏組學(xué)生借助平臺(tái)放大了達(dá)拉特光伏電站，發(fā)現(xiàn)了地面的草方格，通過查閱資料，了解了光伏電板具有遮擋強(qiáng)光、減少土壤水分流失和固沙功能，切實(shí)感受到清潔能源利用與沙漠治理相結(jié)合的智慧舉措。小組成員對(duì)此很感興趣，繼續(xù)查閱資料并到平臺(tái)上探索印證。他們又在沿海地區(qū)看到魚塘上方架設(shè)的光伏電板，實(shí)現(xiàn)了漁光互補(bǔ)，等等。這一過程中，人地協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展觀悄然內(nèi)化于學(xué)生的內(nèi)心。

這一活動(dòng)還有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的鉆研精神和勇于克服困難的意志品質(zhì)。學(xué)生在探究和制訂方案過程中，對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)都會(huì)查閱多種官方資料來驗(yàn)證其真實(shí)性，通力合作，有極高的研究熱情與投入度，展現(xiàn)了和諧友好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作氛圍。同時(shí)，靈活地遷移應(yīng)用，勇于創(chuàng)造性地提出自己的想法。例如，風(fēng)電組學(xué)生借助平臺(tái)，在充分研究甘肅酒泉風(fēng)電基地選址區(qū)位條件的基礎(chǔ)上，歸納出風(fēng)電基地選址的一般要求，然后又在平臺(tái)上探索尋找合適的區(qū)域，大膽提出自己的設(shè)想，并兼顧了海上和陸上兩類空間。又如，水電組學(xué)生在對(duì)未來發(fā)展前景的展望中，沒有拘泥于尋找“大江大河”，而是提出前沿科技“微型水電技術(shù)”，利用物理和化學(xué)多學(xué)科知識(shí)融合解釋原理，多維度思考，理解知識(shí)之間的聯(lián)系，提出自己的看法。

在實(shí)踐中，學(xué)生的信息素養(yǎng)也得到顯著提升。對(duì)學(xué)生來說，在實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)中，面對(duì)大量原始的實(shí)景信息，再加上網(wǎng)絡(luò)中冗雜的數(shù)據(jù)資料，學(xué)生進(jìn)行篩選和提煉，從而形成清晰、明確的方案，是具有很大挑戰(zhàn)性的。經(jīng)過大量的實(shí)踐，學(xué)生的信息處理效率、觀點(diǎn)提煉水平、行動(dòng)能力都得到明顯提升，也十分樂于學(xué)習(xí)和使用新技術(shù)。例如，光伏組學(xué)生利用測(cè)距功能，非常直觀地感受達(dá)拉特光伏電站的規(guī)模；水電組學(xué)生利用剖面圖發(fā)現(xiàn)雅魯藏布江“大拐彎”的水電發(fā)展?jié)摿Φ?。在整個(gè)過程中，學(xué)生沒有受制于技術(shù)，而是根據(jù)需求提出創(chuàng)新設(shè)想，也得到了平臺(tái)技術(shù)人員的高度認(rèn)可與支持，及時(shí)對(duì)平臺(tái)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。

（三）學(xué)習(xí)成果的匯報(bào)與交流

通過前兩個(gè)階段的探究學(xué)習(xí)過程，各組學(xué)生已經(jīng)初步完成小組方案，并自主選擇部分要點(diǎn)進(jìn)行匯報(bào)和交流討論，完善方案內(nèi)容。匯報(bào)過程中，各組學(xué)生基本都能在平臺(tái)上疊加圖層，調(diào)整比例尺來說明問題，充分體現(xiàn)了學(xué)生的綜合思維能力和尺度觀念。為了更加清晰地呈現(xiàn)結(jié)論，學(xué)生也不斷探索新技術(shù)并精益求精。比如，水電組學(xué)生為呈現(xiàn)“一滴水發(fā)六次電的梯級(jí)開發(fā)方式”，探索了標(biāo)記功能，繪制了三大階梯的剖面圖；風(fēng)電組和光伏組學(xué)生繪制了統(tǒng)計(jì)圖來輔助說明結(jié)論；水電組和核電組學(xué)生在發(fā)展建議中還繪制了思維導(dǎo)圖等。從方案內(nèi)容上看，各組學(xué)生都能比較全面地介紹各能源發(fā)電的基本情況和發(fā)展前景，在未來發(fā)展前景方面，從不同角度提出自己的思考和建議。

（四）總結(jié)、評(píng)價(jià)與延伸

在研究性學(xué)習(xí)的最后階段，教師要組織學(xué)生進(jìn)行反思與評(píng)價(jià)。研究本身沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，重要的是關(guān)注學(xué)生的過程性表現(xiàn)，促進(jìn)其能力提升。所以，教師不應(yīng)僅僅關(guān)注知識(shí)學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行終結(jié)性評(píng)價(jià)，簡單地對(duì)學(xué)生的方案打分，更要關(guān)注表現(xiàn)性評(píng)價(jià)。本次探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的評(píng)價(jià)內(nèi)容從研究問題的確定與延伸（關(guān)注主要研究問題、生成性問題的科學(xué)性，體現(xiàn)思維的深度與廣度、創(chuàng)造性等）、小組方案的制訂過程（關(guān)注核心素養(yǎng)及關(guān)鍵能力表現(xiàn)，如活動(dòng)參與度、貢獻(xiàn)度、主動(dòng)性、合作能力、創(chuàng)新能力、操作能力、克服困難的勇氣與能力等）、交流匯報(bào)成果（關(guān)注方案完成度、科學(xué)性、系統(tǒng)性、深度與創(chuàng)造性等，以及現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)、后續(xù)思考與展望等）幾個(gè)維度展開。評(píng)價(jià)量規(guī)如表1所示。

此次研究性學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)中，小組成員圍繞以上內(nèi)容完成自評(píng)、組內(nèi)成員間的互評(píng)，以及組間互評(píng)工作。從評(píng)價(jià)結(jié)果來看，各組成員基本都能達(dá)到水平3、水平4。雖然從學(xué)生的活動(dòng)方案上看，其科學(xué)性還需做進(jìn)一步考量，但學(xué)生有機(jī)會(huì)真正像科學(xué)家一樣深度投入、合作探究一個(gè)關(guān)乎人類前途命運(yùn)的大事，這個(gè)過程本身就非常有價(jià)值。他們的素養(yǎng)和能力都得到全面提升，探究方法也可應(yīng)用到今后的學(xué)習(xí)和生活中。總結(jié)會(huì)上，小組成員還交流了自己的收獲與體會(huì)。

三、對(duì)基于實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)開展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的反思

此次選題著眼于探索關(guān)乎人類命運(yùn)的全球氣候變暖等現(xiàn)實(shí)問題，實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生開展地理實(shí)踐活動(dòng)提供了新的學(xué)習(xí)工具，打破時(shí)空限制，使得研究過程更加真實(shí)、生動(dòng)，高效助力學(xué)生思考全球能源利用大背景下中國該如何因地制宜地謀求發(fā)展等現(xiàn)實(shí)問題。在本次活動(dòng)中（如圖3），教師主要發(fā)揮活動(dòng)啟動(dòng)者、組織者、支持者、參與者的作用，充分激發(fā)學(xué)生的主體積極性，讓他們借助實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)，進(jìn)行集體研討、小組研討、方案交流和反思改進(jìn)，在不斷生成問題和解決問題的過程中，發(fā)展核心素養(yǎng)和綜合能力。

此次研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)生圍繞“在全球氣候變化大背景下中國如何實(shí)現(xiàn)能源低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展”這一大主題，借助實(shí)景三維地理教學(xué)平臺(tái)，以小組合作形式確定并細(xì)化研究問題，制訂活動(dòng)方案，均能做到比較系統(tǒng)地觀察、獲取和處理復(fù)雜信息，并根據(jù)需要自主選擇合適的地理工具開展研究性活動(dòng)。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚，集思廣益，不畏困難，還提出了很多創(chuàng)造性想法。參照課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于地理實(shí)踐力素養(yǎng)水平的劃分，各組學(xué)生的表現(xiàn)均能達(dá)到水平3或水平4。此次活動(dòng)也使得學(xué)生的地理實(shí)踐力等素養(yǎng)及學(xué)科綜合能力得到全面提升，是一次實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人價(jià)值的有益嘗試。

但有些問題還需要進(jìn)一步探討。例如，是否進(jìn)一步放寬開展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的限制條件，讓學(xué)生提前查閱資料，提出自己感興趣的研究主題，然后與同學(xué)一起討論確定，挖掘出可探究學(xué)習(xí)的大問題。學(xué)習(xí)成果的展示形式也可多元化，并將此作為一項(xiàng)評(píng)價(jià)維度。此外，技術(shù)的運(yùn)用雖然可以模擬真實(shí)場(chǎng)景，增強(qiáng)學(xué)生體驗(yàn)感，但它畢竟不能完全替代真實(shí)實(shí)踐活動(dòng)，在條件允許的情況下，還是要將學(xué)生帶到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中去體驗(yàn)與實(shí)踐，并與數(shù)字技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，真正落實(shí)“培養(yǎng)全面發(fā)展的人”的要求。

注：本文系中國教育學(xué)會(huì)2022年度教育科研一般規(guī)劃課題“中學(xué)地理實(shí)踐育人方式和途徑的探索與實(shí)踐”（課題編號(hào)：202200130603B）、北京市海淀區(qū)教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃一般課題“大概念視角下高中人文地理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生地理實(shí)踐力的實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：HDGH20230331）的階段性研究成果。

（作者系北京市第二十中學(xué)地理教師）

責(zé)任編輯：孫建輝