基于“智慧學伴”的地理學科能力發展研究

王民　高翠微　蔚東英

關鍵詞：地理學科能力;智慧學伴;教育信息化;地理教學與測評

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

一、問題的提出

我國《義務教育地理課程標準》提出通過互聯網獲取地理教學資源的要求，《普通高中地理課程標準》強調信息技術在地理教學、評價及地理教材開發中的應用。信息技術在中學地理教育教學中已有較為廣泛的應用，從較早地利用互聯網技術建設地理教育資源庫以及利用多媒體技術開發教學素材（如：利用Flash+XML制作具有交互功能的教學地圖），到當前通過地理信息技術輔助地理教學（如利用Google Earth對學生的定位知識進行測評圈和利用GIS提高空間思維能力以及無人機在地理野外實踐活動的應用。此外，還呈現出其他多樣化的應用方式，比如利用手機APP將全球定位系統納入課堂教學;利用IPAD實現交互式教學，提高課堂教學效率;利用具有VR功能的手機APP觀看地理實景以及在互聯網上進行各種測試等。從目前研究看，信息技術在地理教育教學中的應用集中在地理課堂教學，包括地理課程資源的開發、教學技術的改進、學生地理能力的提高以及地理教育測評。但是，將地理課堂教學與測評結合在一起的研究還相對不足。在“互聯網+教育”的大背景下，全面促進地理教學中地理學科能力及素養的發展，需要信息技術給予更深入的支撐，以實現信息技術與教育教學深度融合，解決傳統地理教學存在的限制，并促進教育測量、評價、教學一體化，為教育教學提出更有效的依據。

二、地理學科能力框架及內涵

地理學科能力的構建主要以中學地理課程標準為基礎，參考布魯姆教育目標分類，從學生地理學科能力活動類型及地理學科核心知識主題兩個角度進行構建（如表所示）。

三、智慧學伴在地理學科能力培養中的應用特色

（一）突破傳統地理教育測評限制，利于地理真實情境創設

我國新一輪基礎教育課程改革，特別強調了課程內容的情境化。為落實我國《普通高中地理課程標準（2017版）》中提出的創設“自然、社會等真實情境”的要求，對應的評價也要測查學生在真實情境下解決實際問題的能力。在地理教學中，圖像是呈現地理學科知識、培養地理學科能力的重要的基本工具，因此圖像的閱讀及分析能力對進一步的地理分析具有直接影響。地理圖像包括地圖、景觀圖、遙感影像圖、統計圖表等多種形式，清晰地表征地理學科內容，并廣泛應用于現實生活中。圖像的分析判斷能力是地理學科能力的重要組成部分，特別是地圖的判讀能力是分析地理空間信息的基礎。目前3D地圖的出現，更加豐富了地圖的呈現方式，對于提高學生地圖閱讀能力具有促進作用。

但是在傳統的紙質地理測試卷中，大部分是黑白印刷試卷，對于一些景觀圖等圖像造成信息失真，同時難以呈現地理信息相對復雜的地圖或遙感影像。顏色是地圖的重要視覺變量，黑色印刷地圖降低了其視覺變量的作用。因此，傳統黑白印刷試卷在技術上限制了真實的自然、人文地理情境的創設，其呈現的地理圖像與學生在實際生活中接觸的圖像存在差距。一些地理教師也認識到這樣的局限性，對于地理考試采用彩圖的訴求較大，但是彩印成本較高。基于信息技術的優勢，智慧平臺上的測試題目均是電子化呈現，豐富多樣的地理圖像，有助于地理學科測試題創設更為真實的情境，并貼近學生生活，測量學生在真實情境下的問題解決能力。

（二）為地理實踐力的培養提供支持

地理實踐力是我國地理新課程標準提出的地理核心素養之一。地理實踐力的培養要通過地理實驗、地理考察或調查等方式來實現。其中，野外考察活動是應用較多的培養途徑。在真實的野外環境下，地理信息是真實的、動態發展的、立體的且復雜的。在野外環境下，基于中學地理教學要求，也可以開展多種多樣的考察活動。

地理學科能力框架同樣納入了地理調查能力的要求，每個地理核心概念下基本都會涉及地理調查的能力指標，基于此對應調查任務或試題及相應資源。一方面，智慧學伴中的地理微測試題及資源，為地理野外考察活動的推進提供了更多調查主題及方案的參考，也為缺乏開展地理野外教學活動經驗的老師提供了思路和輔助;另一方面，智慧學伴在展示微測題及學習資源時，可以融入視頻。如將真實的野外情境拍攝為視頻，讓學生通過觀察視頻，提取并整理有效地理信息，進而解決相關地理問題。這種借助媒體技術對野外考察進行模擬的方式，可在一定程度上解決有些學校班級野外考察的組織困難。

四、智慧學伴精準化促進地理學科能力發展的實施及效果

（一）研究框架

為精準化促進學生地理學科能力發展，智慧學伴在地理學科能力表現的測量、學生學習鞏固、教師教學改進等方面實現精準化，同時實現三者一體化。

為實現精準化和一體化的目標，需要構建每個地理核心概念的能力指標體系。地理核心概念能力指標體系即是將地理學科能力與地理核心概念進行交叉綜合。然后基于每個核心概念的每一條能力指標，進行測試題目及學習資源的開發，并融入地理教學中。即智慧學伴中測試題目、測評報告、對應的學習資源，以及基于此的教學改進均是與學科核心概念指標體系相對應的（如圖1所示）。

（二）研究對象與方法

本研究選取北京市某區7年級全體教師和學生作為研究對象。研究實施過程中，對教師進行了智慧學伴使用方法以及地理學科能力框架及內涵等方面的培訓，同時指導全體教師參與智慧學伴支持地理學科能力發展的教學改進活動。

（三）研究實施

智慧學伴融入地理教學，除了學生在智慧學伴自主學習以外，教師課堂教學基本按照“課前測評”“教學實施”“課后測評”的步驟來實施。以下以中國地圖出版社出版的7年級下冊教材中“我國北方地區自然地理環境”新授課內容（2-3個課時）為例，探討智慧學伴平臺如何支持地理學科能力發展的教學。

1.課堂教學之前的測與評

初中地理課程以區域地理為主，區域認知的方法具有相對一致性。在7年級上冊，學生會學習到中國的自然環境，已經初步學習了中國的位置，中國的地形、氣候、河流等自然地理要素。基于已有的學習，學生在學習7年級下冊內容中的中國四大地理區域即北方地區、南方地區、西北地區、青藏地區時，已經掌握一定的區域認知的方法。因此，在學習“北方地區自然地理環境”之前，可以讓學生進行中國總體地理特征的微測試，測查學生在認識某區域、據圖描述地理位置、評價地理位置、描述區域地理特征等方面的表現，診斷其在區域認知方法上存在的問題。

根據學生測評結果，并結合教學內容的要求，此部分內容的教學可重點關注學生“A3重述與概括能力”“B1判圖能力”“B2解釋能力”“C1綜合分析能力”的提高。由于學生整體上“A學習理解能力”表現較好，所以教師也可以發布有關北方地區A能力層級的微測試題目及學習資源，讓學生自主學習，如在地圖上識別出北方地區的區域范圍（A1識別與記憶），比較北方地區和南方地區的自然景觀差異（A2分類與比較）等。

2.課堂教學

根據課前的測評結果，教師可制定本節課重點提高的學科能力發展目標，并設計相應的教學環節。

（1）地理學科能力發展目標1：根據地圖，識別北方地區的區域范圍，并描述北方地區的位置，以發展A1識別能力、B1判圖能力。

（2）地理學科能力發展目標2：根據地圖識別北方地區主要地形類型、氣候類型、主要的河流，概括、描述北方地區的地形、氣候、河流特征以發展A1識別能力、A3重述與概括能力、B1判圖能力、B2解釋能力、C1綜合分析能力。其中綜合分析能力是高階能力，課堂教學是否確定此項能力發展目標，可根據學生具體情況而定。

（3）地理學科能力發展目標3：比較北方地區和南方地區的方言分布差異，解釋造成其差異的自然地理因素，發展A2比較能力，B2解釋能力。并為之后北方地區人文地理特征的學習奠定基礎。

課堂教學經過備課、試講、正式講環節，不斷完善能力發展目標在教學中的落實效果。

3.課后測評

學生課后在智慧平臺上進行有關北方地區內容的微測試，可以診斷北方地區的學習效果，對于課堂上沒有掌握的內容及需要提高的能力，進一步通過智慧學伴推送的資源進行鞏固學習。此外，由于北方地區之后的南方地區、西北地區、青藏地區在主要教學內容及能力發展目標上的平行性，因此北方地區的微測診斷結果進一步為之后其他三大區域的教學提供了參考，教師據此可調整之后的教學設計或策略。

（四）實施效果評估

為對智慧學伴實施效果進行評估，本研究開發了測評工具，分別在2018年1月和2018年7月進行前測和后測。

測試工具由項目團隊開發并邀請專家進行審核修改。測試內容覆蓋所有一級學科能力，題型為選擇題、填空題、問答題。前后測試卷難度系數分別為0.61和0.63，區分度系數分別為0.4和0.45，試卷信度分別為0.85和0.91，兩者均達到測試要求且保持相對一致。

通過測試結果（如圖2所示）的比較可以看出，在一級能力總體表現上，均有整體提升，但是變化不明顯。在二級能力表現上，與其他能力表現相比，“識別和記憶”以及“分類和比較”能力在兩次測試中均有較好的表現。對于該學生群里來說，這兩項基礎能力的發展相對穩定且處于相對優勢，兩次測試得分率均高于0.65，這為更高階能力的發展奠定了基礎。從兩次測試的變化看，“識別和記憶”“計算和判圖”“復雜提取和綜合”的得分率變化比較小;提升較為明顯的能力包括“重述和概括”“解釋和說明”“提案和規劃”“評價”等，得分率分別提升0.18、0.09和0.1;而在“分類和比較”以及“調查設計和創造”方面得分率有所下降，且后者下降更為明顯。

（五）討論

通過以上數據分析，整體上看，智慧學伴對于地理學科能力發展具有促進作用。在學習理解、應用實踐和創新遷移能力下的二級能力中，各自的較低階能力表現為平穩，而在較高階能力上則表現為起伏較大的提升或下降。

對變化最為明顯的“調查設計和創造”指標對應題目做進一步核查比較發現，前測中該能力對應的題目是關于氣溫曲線圖和降水柱狀圖的繪制，而后測中該能力對應的題目是地形剖面圖的繪制。從測試數據可以看出學生在后者存在更大的理解和實踐操作困難。同時也說明，同一能力層級的任務難度存在差異，有可能在高階能力上存在難度不等的任務，這與任務情境難度水平有關。而在回訪教師過程中發現，地形剖面圖的任務難度較高可能與本身任務難度大且實際教學中對此未給予足夠的重視有關。

五、對當前地理教學的建議

智慧學伴可以對各項能力均有精細化的發展追蹤，同時可以持續記錄學生從7年級到12年級的學科能力發展情況。因此，教師精準化的培養學生學科能力，在教學環節需要明確能力培養目標及相應的教學策略;對于智慧學伴反饋的測評數據，需要多關注學生學科能力發展的歷史表現，根據數據反饋總結學生學科能力發展的規律，同時反思自己的教學。當學生能力變化較為明顯時，注重總結教學的有益經驗及需要進一步改進的部分，為后續教學提供參考。

目前學生在實踐和繪圖能力方面需要得以重點提升，地理教學可以將兩者結合起來，貫通培養。如要求學生完成野外實踐調查或實驗任務后，在呈現調查或實驗的過程及結果時，可通過地圖及統計圖表來表達，用文字加以輔助描述或解釋。對于需重點提升的能力可在智慧學伴做專項測評、學習和教學，分析智慧學伴的反饋數據，對教學提出更具針對性的改進措施。

智慧學伴可以更清晰、完整地呈現地理試題或地理任務中所用地理圖像、視頻等資料，創設更貼近生活實際的情境，因此開發測試題目或任務可充分發揮信息技術的功能。

由于同一能力層級可能因其對應內容主題不同，表現出不同的任務難度，因此教學中不能簡單的將高階能力定義為教學難點，要結合具體內容主題及學生已有經驗做具體分析。

六、未來研究的展望

智慧學伴作為信息化與學科教育相互融合的平臺，在精準化測評及輔助教學的基礎上，不僅記錄學生的學習過程，未來還可研究如何追蹤教師的教學過程。在提供學生測評數據的基礎上，也對教學實施過程本身給予反饋。通過收集教師教學的各方面數據，根據其教學目標，在教學素材、教學方法、學生活動組織等方面給出意見并推送相應資源。

地理學科能力的發展是螺旋上升的，由于本研究只分析了一個年級學生在一個學期的能力發展變化，為得到更確切的研究結果，后續還需要借助智慧學伴進行學生全學習過程的持續追蹤與分析，對不同年級的學生能力表現、不同內容主題的任務難度和能力要求等做比較研究，總結能力發展的規律及影響因素，為教學提供精準化的反饋。

作者簡介：

王民：教授，研究方向為地理教育、環境教育（wangmin@bnu.edu.cn）。

高翠微：博士，研究方向為地理教育（xinde360du@163.com）。

蔚東英：副教授，研究方向為地理教育、環境教育（weidy@bnu.edu.cn）。