運用地理信息技術提升高中地理教學有效性*
——以“河流地貌的發育”教學為例

張若熙

一、聯系課本內容，選擇地理信息的呈現形式

地理信息技術是指獲取、管理、分析和應用地理空間信息的現代技術的總稱，主要包括遙感、全球定位系統和地理信息系統等。在資源調查、環境監測、自然災害防御、國土資源管理、開發規劃等多領域發揮著重要作用。當代的地理教學中，除了紙質的教科書外，教師在課堂里越來越多地應用地理信息技術來拓展教學資源，豐富教學方式。

以“河流地貌的發育”一節為例，本節內容出自人教版高中地理必修一教材，河流地貌的變化過程漫長，脫離學生的日常生活，觀察難度大。傳統的河流地貌教學大多比較單調，學生對于河流塑造地貌的過程或是塑造地貌時不同的表現也大多停留在靜態現象的分析，缺乏區域認知和綜合思維的鍛煉，不利于地理實踐力的培養。《普通高中地理課程標準（2017 年版）》要求學生在學習時既能觀察、識別、描述不同的自然現象，具有一定的探究意識和能力，又能夠說出一些現象之間的關系和變化過程。通過教學，學生要能夠運用各種資料認知河流地貌的形態，探究河流在不同河段的地貌表現，了解河流地貌的形成過程以及對聚落分布的影響；能結合實例分析特殊流水地貌的特征、形成及影響。

針對本節內容的特點和課標要求，筆者選擇借助地理信息技術，呈現相關電子地圖數據、不同分辨率的衛星遙感影像、矢量地形數據等方式教學。相對于傳統教學方式，借助地理信息技術可以打破時空界限，能夠讓學生感受不同的觀察視角，跨越上下游不同流域、不同時間的河流地貌差異，觀察河流在不同時期對地貌的塑造，還能夠讓學生觀察到河流對其他因素的影響。筆者從教學資源篩選、教學方法選擇、教學過程設計等諸多方面，來探索符合新課標理念的中學地理教學的方案。

二、緊扣核心素養，預設探究主題

2017 年版課標將培養學生的地理學科核心素養納入地理課程設置的主旨，并提出要創新培育學生地理學科核心素養的學習方式。考慮到地理四大核心素養并非獨立存在，而是相互聯系彼此交織，基于這一認識和對探究活動一般流程的思考，從地理學科提升學生核心素養角度出發，同時基于2017 年版課標，筆者在“河流地貌的發育”教學活動中做如下預設：

探究主題核心素養指向地理實踐力綜合思維河流地貌地理信息的呈現瀏覽長江不同游段，溯江而上多視角觀察河流周邊環境選擇河道，繪制地形剖面圖探究問題觀察現象：不同河段的河道形態和河谷特征有何不同探究原理：同一條河流會在不同河段產生以上差異地理實踐力區域認知河流與聚落分布定位河流不同游段，展示聚落形態，疊加人口密度圖層觀察思考：河流地貌對于聚落分布的影響人地協調觀地理實踐力喀斯特地貌定位至貴州省平塘縣克度鎮金科村大窩凼觀察地貌特征、聚落分布等特征，分析中國天眼（FAST）的選址原因人地協調觀綜合思維

三、地理信息技術在“河流地貌的發育”中的運用

1.運用衛星遙感影像創設情境，導入課堂，起興生疑。

教師首先展示近距離且接近海平面的視角，從長江下游南京江心洲、南京八卦洲段至長江上海崇明島段的影像，同時請學生開展探究活動：觀察、識別、描述這一段的長江河道形態以及兩岸的地貌特征；繼而溯江而上，再由學生借助衛星遙感影像多視角觀察長江上游金沙江段的虎跳峽的河道形態及兩岸的地貌特征，對比長江在不同河段的河道形態和塑造河谷的差異。

圖1 長江下游南京段和長江上游虎跳峽段衛星影像截圖

教師從學生熟悉的長江中下游地區引入，再展示學生不熟悉的上游虎跳峽段河道，由近處延伸向遠方，從已知引入未知，符合學生的思維方式，更容易激發學生的求知欲，啟發思考。而且動態的展示相較于靜態圖片更生動逼真，相比較于固定角度的視頻拍攝衛星遙感影像能隨意調整視角，全方位多角度地展示河流地貌的形態。這樣的教學將區域信息內化在河流地貌的知識點中，讓學生很自然地認識并了解“區域差異—河流特征差異—地貌差別”的邏輯關系。

2.借助剖面圖呈現差異，啟發思考，探究原因。

教師引導學生在衛星遙感影像上找出長江的源頭各拉丹冬峰、長江上中游的分界點宜昌及中下游分界點湖口，并分別設置定位標。通過在長江干流取定位點的方式，設置長江干流路徑，運用“剖面分析”功能，顯示長江干流的剖面示意圖（圖2）。

圖2 長江干流剖面圖

通過這一環節向學生展示河流干流剖面圖的由來，從剖面圖了解河流的海拔特征；同時可以通過移動光標顯示長江不同游段的海拔，直觀展示落差在河流塑造地貌上起到的作用，從而引發學生思考：河流不同游段塑造地貌的不同。通過“繪制路線”“剖面分析”這一功能，讓學生認識并了解“區域不同—河流落差差異—流速差異—侵蝕、堆積作用差異—地貌差異”的邏輯關系。

3.利用衛星遙感影像展開操作，立足實際，突破疑難。

教師運用衛星遙感影像分別展示我國塔里木盆地北部的天山、夔門以及巴西亞馬孫河口三角洲。讓學生觀察、識別、描述所展示河流的地貌特征，推測該地貌出現的原因，并猜測此種地貌還可能出現在哪些地區，之后請每小組派一名代表在電腦上操作，嘗試尋找此種地貌。

不同的河流地貌特征是本節課的重難點，將不同成因的河流地貌串聯起來，更容易培養學生的綜合思維和區域認知能力。這一環節引導學生認識不同區域的河流地貌，再嘗試尋找此種地貌可能出現的其他地點，鍛煉了學生的區域認知能力和地理實踐力。

4.綜合分析，感受生活，學以致用，提升素養。

首先，教師通過長江上下游聚落的展示，引導學生觀察聚落的形態、密度、范圍等直觀的差異。在這個過程中，教師還可以呈現人口密度數據，讓學生思考河流對差異形成的影響。這樣利用其他要素與河流要素的疊加，培養了學生認識區域、對影響聚落分布的多因素綜合思考的能力。而學生通過對不同地點的聚落分布差異性的探究，了解聚落選擇的地點，除了充分利用自然條件外，還要注意盡量規避自然災害。此環節是對學生綜合思維、區域認知能力及人地協調觀的培養。

其次，教師將衛星遙感影像定位至貴州黔南安裝建設的500 米口徑球面射電望遠鏡（FAST）選址所在地：平塘縣克度鎮大窩凼，補充FAST 建設中與建成后的衛星影像。讓學生觀察地貌以及周邊的聚落分布，描述大窩凼的地貌與聚落有何特征，推測總結此種地貌的形成原因，分析FAST選址的原因。

喀斯特地貌是一種特殊的流水地貌，而我國南方地區是世界上喀斯特地貌的廣泛分布區之一。在這一環節中，通過FAST案例引入對喀斯特地貌的學習，讓學生從不同角度觀察喀斯特地貌的地貌形態，為后續理解喀斯特的成因以及影響奠定基礎。通過FAST的案例，還能夠激發學生的民族自豪感。

衛星遙感影像涵蓋內容非常豐富，包羅萬象，疊加圖層也非常豐富。當然，在不同的教學內容下，所要用到的有效信息不同。如何排除干擾因素讓學生更快地獲取有用信息，是需要教師思考的問題。