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數(shù)字技術(shù)賦能高中地理教學(xué)的實(shí)踐研究

2024-12-18 00:00:00白玉玲寧龍梅李高攀

2023年教育部印發(fā)的《基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革深化行動(dòng)方案》提出了深入推進(jìn)教育數(shù)字化、促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的目標(biāo)。當(dāng)前,中小學(xué)課堂的數(shù)字化教學(xué)應(yīng)用仍存在信息化環(huán)境復(fù)雜和課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)不明確等問題[1]。在數(shù)字化賦能地理教學(xué)的實(shí)踐中,數(shù)字化教學(xué)介質(zhì),即平板電腦的交互功能得到了廣泛應(yīng)用[2],但地理信息的空間可視化表達(dá)、教學(xué)資源生活化和教學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景化的深度融合較少受到關(guān)注。融合各種數(shù)字化資源構(gòu)建實(shí)景化生活化的雙主課堂有利于推進(jìn)新時(shí)代地理課堂教學(xué)改革的深化。鑒于此,本文以 “海水運(yùn)動(dòng)”為例,探討如何融合數(shù)字化介質(zhì)、數(shù)字化教學(xué)資源和數(shù)字化場(chǎng)景技術(shù)建立具有明確教學(xué)邏輯和教學(xué)結(jié)構(gòu)的數(shù)字化地理課堂,以提高教學(xué)效率,提升學(xué)生的地理核心素養(yǎng)。

一、地理數(shù)字化教學(xué)結(jié)構(gòu)

地理數(shù)字化教學(xué)以計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)設(shè)備、數(shù)字教材等教學(xué)資源和教學(xué)工具的應(yīng)用為基礎(chǔ),構(gòu)建了一個(gè)新型的教學(xué)模式,即建立在地理數(shù)字化環(huán)境下的模式[3]。該模式以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體,充分利用信息化環(huán)境、實(shí)時(shí)交互和個(gè)性化體驗(yàn)等學(xué)習(xí)要素激發(fā)學(xué)生的積極性,最終達(dá)到幫助學(xué)生有效應(yīng)用地理知識(shí)的目的。地理數(shù)字化教學(xué)結(jié)構(gòu)由數(shù)字化教學(xué)介質(zhì)、數(shù)字化教學(xué)資源和數(shù)字化教學(xué)應(yīng)用三部分構(gòu)成。數(shù)字化教學(xué)介質(zhì)包括由網(wǎng)絡(luò)連接的教師端和學(xué)生端;數(shù)字化教學(xué)資源的使用由課前教學(xué)準(zhǔn)備、課中互動(dòng)和課后反饋三部分構(gòu)成;數(shù)字化教學(xué)應(yīng)用指依托數(shù)字化教學(xué)介質(zhì)為不同教學(xué)場(chǎng)景提供功能豐富的數(shù)字化工具,包括基礎(chǔ)應(yīng)用和場(chǎng)景應(yīng)用兩類,可以在教學(xué)目標(biāo)確立、教學(xué)過程實(shí)施和反思總結(jié)三環(huán)節(jié)提供針對(duì)性的數(shù)字化支持(如圖1)。借鑒建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,地理數(shù)字化教學(xué)的一般步驟應(yīng)包括:信息化環(huán)境分析,設(shè)定具體目標(biāo),設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生互動(dòng)協(xié)作、參與體驗(yàn)以建構(gòu)知識(shí)、改進(jìn)與反思等。

數(shù)字化教學(xué)介質(zhì)在教學(xué)中扮演著重要角色,如,作為信息處理和交互的載體,載有智慧教育系統(tǒng)的平板電腦連接了各教學(xué)環(huán)節(jié),也是數(shù)字化教學(xué)資源的存儲(chǔ)和數(shù)字化教學(xué)信息傳遞的媒介。它存儲(chǔ)的數(shù)字資源包括素材庫(kù)、題庫(kù)及微課庫(kù),信息傳遞貫穿于課前、課中及課后。通過數(shù)字化介質(zhì),師生可實(shí)現(xiàn)在時(shí)間上的同步共享和空間上的數(shù)字可視化,便于教師定位學(xué)生的思維動(dòng)向、提高學(xué)生的區(qū)域認(rèn)知水平和地理實(shí)踐力。教師和學(xué)生在課堂教學(xué)的不同階段對(duì)數(shù)字化教學(xué)介質(zhì)的使用各有側(cè)重,教學(xué)過程與數(shù)字技術(shù)的深入融合是地理數(shù)字化教學(xué)的核心內(nèi)容。

二、 高中地理數(shù)字化教學(xué)過程

(一)教學(xué)前期分析

1.分析教材與學(xué)情

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡(jiǎn)稱“課標(biāo)”)對(duì)“海水運(yùn)動(dòng)”內(nèi)容的要求是,學(xué)生能運(yùn)用圖表等資料說明海水性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)對(duì)人類活動(dòng)的影響。根據(jù)課標(biāo),教師可利用地圖、景觀圖像、地理視頻、虛擬技術(shù)、地理信息技術(shù)和周邊自然與社會(huì)資源支持教學(xué),幫助學(xué)生理解自然環(huán)境與人類活動(dòng)的關(guān)系,樹立正確的人地協(xié)調(diào)觀。通過“海水的性質(zhì)”的學(xué)習(xí),學(xué)生已掌握海水性質(zhì)的相關(guān)知識(shí),但在將海水運(yùn)動(dòng)與地理可視化結(jié)合,用以觀察天體運(yùn)動(dòng)、聯(lián)系生活實(shí)際以及預(yù)防自然災(zāi)害的學(xué)習(xí)途徑較少。筆者參照課標(biāo)設(shè)定了本節(jié)教學(xué)的目標(biāo)(見表1)。

課前,教師可利用數(shù)字化教學(xué)介質(zhì)有目標(biāo)地篩選教學(xué)資源,比如利用數(shù)據(jù)庫(kù)搜尋相關(guān)教案并獲取相似性主題內(nèi)容,與其他教師共享教學(xué)參考資源等。

2.制訂預(yù)習(xí)方案

學(xué)生的個(gè)體學(xué)習(xí)情況分析統(tǒng)計(jì)至關(guān)重要。利用具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能的數(shù)字化教學(xué)應(yīng)用,教師可了解學(xué)生對(duì)水圈相關(guān)知識(shí)的掌握情況,并組織海水知識(shí)專題預(yù)習(xí)測(cè)驗(yàn)。教師根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì),使其針對(duì)性更強(qiáng)。另外,教師給學(xué)生發(fā)送電影《后天》。該電影講解了溫室效應(yīng)引發(fā)的全球一系列連鎖反應(yīng),可作為教學(xué)背景以及教學(xué)升華主題,引發(fā)學(xué)生的共鳴與思考。教師同時(shí)發(fā)布問題引導(dǎo)學(xué)生思考:①北大西洋區(qū)域冰川迅速覆蓋的原因;②北緯30度以南的美國(guó)民眾向赤道方向撤離的原因;③溫室效應(yīng)的防范措施。

(二)開展課堂教學(xué)

1.引入主題

傳統(tǒng)教學(xué)中存在學(xué)生參與度低、資源獲取渠道窄、師生交互不足等問題。利用數(shù)字技術(shù),師生間的雙向傳遞會(huì)更高效便捷。課堂開始,教師播放《后天》的精彩片段,帶領(lǐng)學(xué)生回顧電影內(nèi)容,并提出問題“北極冰川融化為何對(duì)‘北大西洋暖流’產(chǎn)生影響”“北大西洋暖流是什么”,從而導(dǎo)入“海水運(yùn)動(dòng)”主題,引導(dǎo)學(xué)生思考并甄別電影內(nèi)容、畫面的合理性,鍛煉學(xué)生的思維能力。

2.參與式體驗(yàn)

高中生往往難以理解海水性質(zhì)這一抽象概念。為此,本課堂引入了哥白尼海洋服務(wù)網(wǎng)(Copernicus Marine service)[4]。該網(wǎng)站整合了海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)和模型,為學(xué)生提供了探索海水不同模式變化的平臺(tái)。在課堂上,教師引導(dǎo)學(xué)生訪問哥白尼海洋服務(wù)網(wǎng)的初級(jí)部分(如圖2),讓他們?cè)谔摂M環(huán)境中選擇不同參數(shù)和時(shí)間點(diǎn),觀察并分析不同鹽度、溫度、海冰模式的變化。這種體驗(yàn)不僅有利于學(xué)生將虛擬環(huán)境中獲得的知識(shí)與實(shí)際海洋環(huán)境聯(lián)系起來(lái),深化對(duì)海水性質(zhì)及它對(duì)自然和人類活動(dòng)影響的理解,還能夠培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析和科學(xué)推理能力。教師結(jié)合海中斷崖教學(xué)視頻與動(dòng)畫,展示海水密度與溫度之間的變化過程,以生動(dòng)的視覺化的呈現(xiàn)方式,讓學(xué)生了解海水密度與溫度的關(guān)聯(lián),為他們深入研究海洋科學(xué)領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。網(wǎng)站資源構(gòu)建了海水性質(zhì)的可視化學(xué)習(xí)場(chǎng)景,有助于教師呈現(xiàn)地理信息的動(dòng)態(tài)變化,實(shí)現(xiàn)地理教學(xué)的實(shí)景化。

在海水運(yùn)動(dòng)的探索中,教師引導(dǎo)學(xué)生回顧對(duì)大海的印象,讓他們搜索、展示不同的海洋圖片。通過觀察圖片的差異,學(xué)生在教師的引導(dǎo)下總結(jié)出:海水運(yùn)動(dòng)存在不同的形式,人類利用自然也受制于自然。隨后,教師組織學(xué)生討論海浪、潮汐和洋流的區(qū)別,以及它們對(duì)海岸線、航海、沿海生態(tài)系統(tǒng)、氣候和生物分布等方面的影響。

通過教師的文字解析,學(xué)生初步理解了“海浪——無(wú)風(fēng)不起浪、無(wú)風(fēng)三尺浪”“潮汐——有潮有汐” “洋流——海洋的流動(dòng)”的含義。這種引導(dǎo)有助于學(xué)生在探索中逐步培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笾?。教師將學(xué)生分為三組,分別扮演海浪、潮汐和洋流,針對(duì)活動(dòng)主題“我是誰(shuí),我從何處來(lái),我到何處去”進(jìn)行小組探究。在閱讀課本、檢索影視資料的基礎(chǔ)上完成表2后,三組學(xué)生進(jìn)行了角色扮演。這種虛實(shí)結(jié)合的情境體驗(yàn)?zāi)軌虼龠M(jìn)師生、生生之間的學(xué)習(xí)交流和思維碰撞。

3.對(duì)比思考

在教學(xué)中,概念的辨析至關(guān)重要,它是區(qū)分不同地理事物的前提。教師可以對(duì)海浪、潮汐、洋流三個(gè)概念從狀態(tài)、時(shí)間和方向的角度進(jìn)行簡(jiǎn)要總結(jié)和辨析(如圖3),以幫助學(xué)生更準(zhǔn)確地理解海洋運(yùn)動(dòng)的基本特征。

教師引導(dǎo)學(xué)生回憶課前預(yù)習(xí)的思考題,讓他們依據(jù)所學(xué)得出答案。

洋流作為一種復(fù)雜而長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)形式,學(xué)生理解起來(lái)往往具有一定難度。為幫助他們深入理解洋流的特性和運(yùn)動(dòng)規(guī)律,筆者選擇使用Earth Null School[5]作為學(xué)習(xí)工具。教師帶領(lǐng)學(xué)生利用網(wǎng)站提供的互動(dòng)地球模型探索不同洋流系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性。學(xué)生可通過調(diào)整時(shí)間和地理位置,直觀地觀察洋流的路徑、速度和溫度變化。例如,學(xué)生可以實(shí)時(shí)觀看不同地區(qū)之間的溫差,然后疊加洋流運(yùn)動(dòng),觀察洋流運(yùn)動(dòng)方向與海水溫度是否有關(guān),歸納出寒流與暖流的定義,同時(shí)學(xué)會(huì)了利用等溫線與南北半球判斷洋流運(yùn)動(dòng)方向。通過聯(lián)想泰坦尼克號(hào)撞擊冰山沉船事件,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下思考洋流遇到障礙物是否會(huì)改變方向,總結(jié)影響洋流的因素。

了解如何預(yù)防自然災(zāi)害并合理運(yùn)用自然資源,是維護(hù)人地關(guān)系的重要環(huán)節(jié)。為引導(dǎo)學(xué)生思考,教師可以提出問題:在現(xiàn)實(shí)生活中,為了解氣溫高低,我們常常參考天氣預(yù)報(bào)。那么在人類跨海出行時(shí),是否存在類似的預(yù)測(cè)網(wǎng)站可供參考?學(xué)生在教師的指導(dǎo)下訪問中國(guó)海洋預(yù)報(bào)、全球潮汐預(yù)報(bào)服務(wù)平臺(tái)等網(wǎng)站,了解海浪強(qiáng)度方向以及潮汐漲落規(guī)律,地理實(shí)踐力得到提升。

4.主題總結(jié)

基于對(duì)電影《后天》中溫室效應(yīng)所引發(fā)的全球性問題及其解決方案的深度思考,學(xué)生能夠進(jìn)一步探討人類與自然間的復(fù)雜關(guān)系。此類討論有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)全球環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展問題的主動(dòng)關(guān)注,增進(jìn)他們對(duì)環(huán)境保護(hù)責(zé)任的認(rèn)知。在此期間,教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)課程知識(shí)的學(xué)習(xí)框架。另外,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下利用平板電腦繪制洋流學(xué)習(xí)思維導(dǎo)圖,系統(tǒng)梳理地理學(xué)習(xí)的分析路徑(涵蓋現(xiàn)象觀察、成因分析、規(guī)律探究以及影響評(píng)估)。為完善學(xué)生知識(shí)的完整性,教師可以適當(dāng)補(bǔ)充洋流分布規(guī)律和洋流名稱等相關(guān)內(nèi)容。

(三)課后鞏固

1.分層分組,針對(duì)訓(xùn)練

教師向?qū)W生發(fā)布數(shù)字作業(yè),通過作業(yè)檢測(cè)反饋的數(shù)據(jù),將學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容的掌握程度分為優(yōu)、良、中三個(gè)水平。每個(gè)水平的學(xué)生作業(yè)要求不同,掌握程度為優(yōu)的學(xué)生作業(yè)正確率需超過90%,掌握程度為良的學(xué)生作業(yè)正確率需為80%~90%,掌握程度為中的學(xué)生作業(yè)正確率需達(dá)到60%~70%。

2.反饋交流

多種形式的交流活動(dòng)有助于培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)探究和思考能力,提高學(xué)生掌握地理學(xué)習(xí)技能的水平,提升他們的地理核心素養(yǎng)和問題解決能力。教師利用數(shù)字技術(shù)創(chuàng)建班級(jí)或者小組群,促進(jìn)組間與組內(nèi)的合作交流,了解學(xué)生的參與程度。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)可為教師提供實(shí)時(shí)反饋,為優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)提供依據(jù),彌補(bǔ)教師依賴經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量的不足。

三、高中地理數(shù)字化教學(xué)的反思與總結(jié)

在地理課堂教學(xué)中,教師重視數(shù)字化技術(shù)的整合以培養(yǎng)學(xué)生的主體學(xué)習(xí)行為,真正發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。計(jì)算機(jī)、平板電腦等數(shù)字化介質(zhì)成為信息渠道和反饋機(jī)制的高效輔助工具。教師可充分利用數(shù)字化資源,在課前通過智能分析提供學(xué)習(xí)診斷、課中借助數(shù)字地圖增強(qiáng)學(xué)生空間感知能力、課后利用大數(shù)據(jù)分析指導(dǎo)開展精準(zhǔn)教學(xué),助推雙主課堂高效實(shí)施,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化技術(shù)與中學(xué)地理教學(xué)課堂的深度融合。然而,地理數(shù)字化教學(xué)的設(shè)計(jì)與場(chǎng)景應(yīng)用仍有待進(jìn)一步完善。比如,地理數(shù)字化教學(xué)的發(fā)展受制于數(shù)字化介質(zhì)的連貫性與穩(wěn)定性。此外,教師的數(shù)字化素養(yǎng)和能力還有待持續(xù)增強(qiáng),數(shù)字化教學(xué)資源的質(zhì)量和適用性仍需優(yōu)化,以更好地滿足教學(xué)需求。未來(lái)我們將進(jìn)一步推動(dòng)數(shù)字化技術(shù)向個(gè)性化、沉浸式與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式轉(zhuǎn)型。

參考文獻(xiàn)

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[5] 蔣雪鵬.基于Earth Null School重構(gòu)“大規(guī)模海水運(yùn)動(dòng)”教學(xué)[J].地理教學(xué),2017(21):57-61.

(作者白玉玲系西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院碩士研究生;寧龍梅系四川師范大學(xué)地理與資源科學(xué)學(xué)院教師;李高攀系四川省達(dá)州中學(xué)教師)

責(zé)任編輯:李媛

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