基于深度融合現代信息技術的地理翻轉課堂實踐研究

李 娟，陳 典

(湖南民族職業學院，湖南 岳陽 414000)

1 基于翻轉課堂模式的地理教學

翻轉課堂是指教師通過微視頻使學生在課下完成新課程的學習，課堂內師生合力探究相關問題，達到對新知識的深度內化的一種教學模式[1]。翻轉課堂模式按照時間順序一般包括“課前、課上、課后”三個階段。作為一種新型的教學模式，翻轉課堂在很多學科教學中都得到了應用和推廣，并取得了較好成效。諸多教學實踐證明，翻轉課堂中學生的自主學習等能力得到了提升，合作探究與討論交流的時間更加充分，師生互動更加高效。地理作為一門科學性強、兼顧理論與實踐的綜合性學科，教學要素多樣且復雜，地理原理與規律、實驗探究等很多內容都適合采用翻轉課堂教學模式。有研究者認為，翻轉課堂能實現真正意義上的自主性、個別化、探究性地理學習，有助于推動地理教學方式改革和優化[2]。在地理教學中適當采用翻轉課堂教學模式有助于開發學生的潛能，培養學生的地理素養，增強學生獲得地理知識、地理技能與地理情感的能力[3]。然而，翻轉課堂模式在本土化實踐中也被指出存在一些問題。如微課在翻轉課堂中的應用情況、課前學生的“先學”質量、課內學生高階思維能力的培養以及教師的專業素養儲備等都是教學實踐中面臨的難題[4]。而與不斷發展著的現代信息技術的深度融合，有望成為優化翻轉課堂模式的關鍵因素。

2 現代信息技術對地理翻轉課堂的支持作用

2012年3月，教育部正式頒布了《教育信息化十年發展規劃(2011-2020)》，提出要“推進信息技術與教學融合”，“鼓勵學生利用信息手段主動學習、自主學習、合作學習；培養學生利用信息技術學習的良好習慣，發展興趣特長，提高學習質量；增強學生在網絡環境下提出問題、分析問題和解決問題的能力。”信息技術逐漸被引入到教與學的一些環節，對教學過程和教學效果產生了深刻的影響。

作為一種整合了在線學習技術和課堂面對面教學的混合式教學形式，翻轉課堂的有效落實建立在教育與信息技術的深度融合上。信息技術在課前、課內和課后都能全方位地提供支持：優質微課等資源的共享、對學生學習過程的督控與管理、對師生信息素養的提升等更快捷有效，同時，針對地理學科中包含大量具有抽象性、地域性、空間性、綜合性等特點的知識，信息技術憑借自身多媒體化、網絡化等手段將地理過程性知識、地理現象的相關規律和運作原理等地理重難點知識清晰呈現，使疑難問題簡單化、靜態知識動態化，提升了教學效果[5]。當前，地理教學媒體也日益智能化和豐富化，智能手機、平板電腦等個人終端、教學APP、虛擬現實、全息投影等都相繼進入到地理課堂，為地理教學改革注入了新的活力。尤其一些具有地理學科特色的軟件，如MeteoEarth、GoogleEarth、Solar Walk(太空漫步)、AR星座、Stellarium(模擬星空)等在地理教學中都能發揮很好的輔助作用，但還未得到充分的關注和運用。

3 現代信息技術與地理翻轉課堂深度融合應遵循的原則

3.1 整體性原則

即采取翻轉課堂教學形式的教師要注重對課前、課中和課后學生整個學習過程進行整體化的教學設計[6]。結構緊湊、邏輯嚴密的翻轉課堂教學設計有利于優化地理教學程序，清晰教學脈絡。

3.2 適切性原則

即信息技術與翻轉課堂的運用符合地理知識教學的真正需要，能夠充分發揮信息技術與地理翻轉課堂的優勢，幫助突破教學重難點，使教學更有針對性，應避免過度追求形式而違背了提高教學效益的初衷。

3.3 主體性原則

即在課前、課中與課后的各教學環節中，均體現以學生為主體的理念，充分激發學生的學習熱情和主動性，有效驅動和支持學生自主學習，積極參與合作與探究，充分交流與表達，成功構建地理生成性課堂。

4 深度融合現代信息技術的地理翻轉課堂教學實踐案例分析

4.1 案例：“氣旋與反氣旋”翻轉課堂教學設計

以“根據5W法則認識臺風”為主線，借助“超星泛雅”在線學習平臺、“學習通”APP、移動終端以及一款3D全球實時天氣預報軟件MeteoEarth APP等，對地理課程中“常見的天氣系統——氣旋與反氣旋”一課進行了融合現代信息技術的翻轉課堂教學設計(見表1)。

表1 “氣旋與反氣旋”教學設計Tab.1 Teaching Design of “Cyclone and Anticyclone”

續表1

4.2 案例實施及效果分析

4.2.1 課前導學分析

翻轉課堂要注重培養學生自主發現問題、解決問題的能力，最終使學生“帶著問題走進課堂”而不再是“帶著問題走出課堂”[7]。在課前導學環節，教師要精心設計良構的預習任務，依托在線學習平臺與移動終端，推送結構化的優質學習資源，督控學生完成自學，從而幫助學生在自主學習過程中發現自己的問題。教師也能借助在線學習平臺的數據統計分析及時掌握學生的學習動態，診斷學情并給予學生個性化輔導，據此有的放矢地開展接下來的課堂教學。

本課內容以“根據5W法則認識臺風”為主線(見表2)，設計課前小組合作、預習檢測等導學任務，與課堂教學相呼應。根據本次“學習通”課前習題檢測結果分析與學生留言反饋，可診斷大部分學生雖能看懂“氣旋與反氣旋的形成”微課視頻，但當結合地圖進行讀圖分析與原理闡述時感覺到困惑，不能準確使用各相關專業術語，容易混淆氣旋與反氣旋的氣流運動特點，對“副熱帶海區”等認識不準確，從而總體反映出學生普遍存在區域地理概念薄弱、抽象思維能力不足、讀圖析圖能力欠缺、知識綜合運用能力較差等問題。同時，通過批閱小組合作任務，發現各小組在“What”、“Where”、“When”三方面完成情況較好，而在“Why”、“How”，即“臺風的形成原因？”與“我們該如何做？”兩方面認識不夠準確，需要在課堂上進一步加深認識與理解，從而使師生對課堂中要著重解決的問題更加明確。

表2 根據“5W”法則認識臺風Tab.2 To know typhoon according to “5W” Rule

4.2.2 課堂實施分析

在課堂教學中，依然將“根據5W法則認識臺風”的主線貫穿課堂始末。運用“臺風海燕肆虐菲律賓”的新聞視頻導入，并將“氣旋與反氣旋的形成”這一教學重難點的突破與應用嵌入到探究“5W”中的“Why”這一環節。最后基于課程思政的理念，結合“臺風‘海燕’過后菲律賓代表控訴發達國家”的新聞視頻，探討“How”，引導學生樹立防災減災、人地協調和構建人類命運共同體等意識，有效滲透情感態度價值觀。

課堂實施過程中，主要借助3D全球實時天氣預報軟件MeteoEarth APP在氣象方面強大的教學服務能力，引導學生通過案例分析與小組合作，對“氣旋與反氣旋”進行了原理探究和知識的遷移運用，從而有效突破本課重難點。具體操作步驟為：第一步，指導學生打開iPad上的 MeteoEarth APP，依次疊加實時氣溫、氣壓、降水、風、臺風等圖層(見圖1與圖2)；第二步，以北半球某氣壓中心為例，指導學生讀取各氣象數值，描述其氣象特點，分析推導各氣象要素之間的因果關系，可以更直觀感知氣旋與反氣旋的形成過程與原理；第三步，小組合作自主探究，判讀出南半球實時臺風、氣旋或反氣旋及其天氣狀況，并畫出示意圖上傳“學習通”；第四步，教師選擇小組代表結合智慧黑板與MeteoEarth APP進行匯報。

圖1 北半球氣旋氣壓分布示意圖Fig.1 Sketch map of cyclone and air pressure distribution of the Northern Hemisphere

圖2 北半球多圖層疊加的氣旋示意圖Fig.2 Sketch map of multiple layers superimposed cyclone

借助MeteoEarth軟件提供實時氣象圖層可疊加的功能，進行3D動態地圖教學，克服了傳統地圖教學的呆板，將地理知識變抽象為具體，變靜態為動態，將原理可視化、直觀化，激發學生學習興趣的同時，讓學生獲得了讀圖析圖和解決實際地理問題的能力，并提升了地理信息技術素養，凸顯了學生主體性地位。

在課堂實施過程中，“學習通APP”結合智慧黑板適時提供教學資源展示、主題討論、提問選人、評分、計時、學生繪圖作品投屏等功能，并輔助教師評價與小組互評。極具地理學科特色的MeteoEarth軟件，作為重要的地理學習工具深度融合于學生的合作探究式學習過程，很好地輔助了學生對“氣旋與反氣旋”原理的探究和遷移運用。

4.2.3 課后拓展分析

借助MindManage等思維導圖軟件對所學知識進行梳理總結，提供的不僅是一種工具，也是一種思維方法，有助于幫助學生構建完整的地理知識體系。同時，運用超星“學習通”進一步輔助課后教學管理，發布課后習題檢測與課后探究問題。引導學生運用MeteoEarth軟件進行課后探究，自主探究高壓脊和低壓槽，為下一節課程做好鋪墊。此外，注重發揮“中國氣象網”等官方網站的海量優質科普資源優勢，引導學生拓展了解臺風、伏旱等氣象知識，更好地將地理知識與日常生活密切聯系起來，進一步體現“學習對生活有用的地理”這一課程理念。

總之，地理課堂的翻轉不應只是教學程序的簡單顛倒，課前導學與課堂實施，甚至課后拓展應當一脈相承，銜接緊湊。現代信息技術的應用也應符合實際的教學需求，與教學過程有機融合成一個整體，有效輔助突破重難點。案例以“依據5W法則認識臺風”為主線，有效串聯了課前、課中與課后的教學，并借助地理專業軟件MeteoEarth，以具有現實意義的地理問題“判讀實時天氣”促成學生積極地合作交流與深度學習，構建了生成性的地理課堂。