信息技術助力地理教學核心任務突破

張永華 劉麗

摘要： 信息技術具有直觀性、動態性、時效性，地理學習強調時空特征，對學生的區域認知和綜合思維等能力要求較高，因此，凸顯現代信息技術優勢，實現與信息技術的深度融合，應是地理教學的重要發展趨勢。基于地理學科視角，探索天氣形勢圖中多要素對“7·20”鄭州特大暴雨形成作用時，可將現代信息技術運用于資料收集與處理、問題提出與呈現、核心任務突破與目標達成、學習效果診斷與評價等方面，關注地理現象動態發展與學生認知形成的過程，提高學生核心素養。

關鍵詞：信息技術；地理教學；深度融合；核心素養；成因探究

《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》提出，要深化信息技術應用，為學生提供自主學習、探究學習和合作學習的開放空間，促進地理學習的拓展和深入。因此，探究現代信息技術與地理教學深度融合的方式和途徑，促進學生深度學習的發生及核心素養的培養顯得尤為重要。本文基于地理學科視角，結合“7·20”鄭州特大暴雨事件，借助信息技術創設教學情境，探索暴雨成因，探討應用信息技術突破教學核心任務的方式，從而加強學生的區域認知能力，提升綜合分析水平。

一、借助現代信息技術創設教學情境，明確核心任務

多媒體視頻是教師教學中應用較廣泛的現代信息技術，它具有形象直觀、信息豐富的優點，能夠助力教師創設生動的教學情境，活躍課堂氣氛。同時，它還能豐富教學內容，優化教學方法，拓寬學生視野，化抽象為具體，促進教學重難點的突破，對提高教學效果、達成素養目標具有十分重要的作用和意義[1]。

2021年7月20日，“河南大雨”“鄭州地鐵4號線成水簾洞”等多個話題成為網絡熱搜。這一事件也得到了很多學生的關心與關注，但他們的認知多停留在表面。由于本次特大暴雨是突發的降水過程，具有降雨強度大、持續時間長、累積雨量大、極端性突出等特點，它的形成原因錯綜復雜。盡管學生已經具備相關的理論知識，但在面對真實、復雜情境下的地理現象時，調用已學知識，解讀天氣形勢圖中各要素對暴雨形成的作用，形成綜合的過程性思維能力，仍具有很大的挑戰性。

為了讓學生更系統地了解“7·20”鄭州特大暴雨情況，深刻理解天氣形勢圖中各要素對暴雨形成的作用，筆者借助互聯網收集了關于“7·20”鄭州特大暴雨這一事件的視頻，既有現場記者實拍報道，又有親歷者的街拍實錄。為了激發學生的學習興趣，加深學生對暴雨形成原因的認識，筆者在課堂上播放了這些視頻，以直觀形象的方式再現當時場景。視頻中，特大暴雨造成的道路、車輛被淹，地鐵積水，人員被困及消防員快速救援等場景，給學生帶來了強烈的視覺與情感沖擊，讓學生深深感受到自然的威力和人們遭受的困境。鑒于此，在學生觀看完視頻后，筆者順勢提出本課要解決的核心問題：為什么此次暴雨降水強度如此之大？聚焦目標，明確需要完成的核心教學任務：“7·20”鄭州特大暴雨的形成原因。

二、適切運用信息技術，助力教學難點突破

本課的教學目標是讓學生學會運用天氣形勢圖、地形圖等，結合所學知識分析鄭州特大暴雨形成原因，用綜合的、動態的視角分析問題。為完成教學任務，達成教學目標，筆者在課堂上運用多種信息技術，借助其直觀、動態、形象的優勢，幫助學生掃除學習障礙，突破核心任務難點，形成體系化、結構化的思維結構，提升綜合思維能力。

（一）處理情境素材，讓學生的學習探究更有針對性

基于教學目標，筆者搜索了中央氣象臺官網中提供的我國近地面天氣形勢圖（每天8幅，每3小時發布一次），引導學生動態研究天氣系統的發展過程及其影響。由于鄭州特大暴雨強降雨時段集中在7月20日17時（小時降雨量達到201.9 mm），為此，筆者選取14時近地面天氣形勢圖和河南省地理信息服務平臺上的河南省地形圖（如圖1），引導學生思考天氣系統變化對暴雨形成的影響。

圖1中的內容豐富，但存在較多冗余信息，對學生的學習存在很強的干擾性。這時，教師運用PS技術進行圖形處理，刪除天氣系統圖中的溫度、露點、等濕線等，重點保留等壓線、常見天氣系統符號等重要信息，同時刪除河南省地形圖中的部分城市及周邊鄰省，保留省內部分城市及重要山脈名稱，處理效果如圖2所示。與圖1比較，不難發現，處理后的圖像簡潔明快，有助于提高學生的讀圖效率，支持學生快速找到關鍵信息，助力核心任務的突破。同時，簡化信息后的天氣形勢圖和河南省地形圖，也為學生進階式的深度思考與分析提供了更大的探究空間，利于開放性思維的形成。

（二）運用智能交互技術，助力核心任務完成

課堂的主體是學生，核心任務解決也是學生思維發展以及核心素養培養的過程。本課教學的核心任務是運用信息技術處理后的我國近地面天氣形勢圖和地形圖分析“7·20”鄭州特大暴雨的形成原因。教學中，筆者發現，學生在以下方面存在理解困難：（1）難以建立特大暴雨這一天氣現象與臺風、副熱帶高壓的聯系。根據已學基本原理，臺風主要形成于中低緯的熱帶洋面上，對我國東南沿海影響較大，而高壓控制下的天氣是晴朗的，很難發現它與鄭州暴雨有什么關系。（2）缺乏在天氣形勢圖上尋找副熱帶高壓的主觀意識，在天氣形勢圖上確認高壓位置及影響也存在一定的困難。（3）難以構建臺風、副熱帶高壓、夏季風、地形等多要素綜合的思維結構，尤其是對動態發展的過程性存在認知難度。教學中，筆者利用智能交互系統，引導學生建立臺風與暴雨之間的關聯。

在合作探究中，學生發現了海洋中的臺風，但普遍存在疑問：它距鄭州近1000千米，對本次特大暴雨有什么影響呢？針對這一生成性問題，筆者引導學生繪制了鄭州與臺風附近的風向，思考臺風與鄭州暴雨之間的關系。借助智能交互系統，各小組學生展示本組成果，組間交流評價。智能交互系統的應用，能夠讓教師及時發現學生的困惑，調整教學策略，適時點撥，加強生生、師生之間的互動。

通過合作探究活動，學生對臺風在此次特大暴雨中的作用有了初步認知。為了進一步增強學生的直觀感受，筆者運用全球天氣可視化模擬網這一功能強大的全球天氣可視化在線軟件（如圖3），實現全球風向、風速模擬、海洋流動可視化，即時動態觀察全球天氣。觀看7月20日我國近地面風場和水汽的動態視頻，學生能夠直觀地看到臺風向鄭州輸送大量水汽的動態過程。

這時，學生又產生了這樣的疑問：鄭州特大暴雨持續一周，臺風為何能長時間提供水汽，它不移動嗎？結合學生繪制的風向圖，再次播放相關視頻，部分學生發現是因為北部氣壓較高（即副熱帶高壓），阻擋了臺風北上，因此在臺風和副熱帶高壓之間形成一個通風廊道，夏季風裹挾大量水汽并將其輸送至鄭州，而此次特大暴雨提供了持續充沛的水汽來源。可見，副熱帶高壓的位置偏北奠定了大氣環流形成的基礎。

之后，筆者多次播放視頻，讓學生在重復觀看時加深對臺風在本次特大暴雨形成中作用的認知。通過動態演示，學生不僅能夠主動發現問題，而且能夠在教師的指導下自主解決問題，生成更深層次的問題，明確臺風以及副熱帶高壓的位置對暴雨形成的重要作用，突破教學難點。

最后，借助智能交互系統的展示功能，學生呈現了自己的手繪圖，并進行詳細講解。知識結構和語言表達均顯現出學生對教學核心問題的思考。同時，學生也能清晰地看到其他同學的手繪圖，給予肯定或提出疑問。這大大增強了課堂教學的直觀性和交互性。

綜合運用多種現代信息技術探究鄭州特大暴雨形成原因，能夠讓學生在較短的時間內將復雜、真實情境下地理現象的發生過程分析透徹，顯著提升學生的區域認知尤其是綜合思維能力。

三、信息技術助力精準評價，體現教—學—評一致性

教學評價是檢驗學生核心素養目標達成效果的重要環節，本部分采用過程性評價和終結性評價相結合的方式。其中，進行過程性評價時，筆者設計了多維度的評價指標體系（見表1），指向核心素養。

終結性評價以測試情況評定學生的學習能力和教學質量，這樣易于量化。由于“7·20”鄭州特大暴雨是真實、復雜的地理現象且是熱點事件，與此相關的測試題出現頻次較高，考查的知識和能力涉及大氣、水循環、地形特征描述、地理信息技術應用等。教師以一組選擇題為例，讓學生基于7月20日我國近地面天氣形勢圖判斷甲和乙兩地風向、氣壓、氣流情況，并得出鄭州特大暴雨形成的主要原因。之后，借助學校閱卷系統平臺，獲得學生測試的平均分、得分率、錯題選項等多個原始數據（見表2）。

在本研究中，第1題教學班級的得分低于年級均值（83.8%），主要錯誤選項反映出教學班級學生學習基礎稍有欠缺，對于天氣形勢圖氣壓高低的判讀及風向繪制存在障礙；第2題教學班級的得分高于年級均值（77.48%），優勢較明顯，筆者認為是信息技術輔助教學發揮了重要作用。在學生的認知里，因海陸熱力性質差異，我國東部為典型季風氣候區，東南季風從海洋帶來充沛水汽形成降水，但此次暴雨事件有其特殊性。課堂上動態演示和分析暴雨形成的過程，讓大部分學生認識到了副熱帶高壓對本次特大暴雨的深刻影響，因此在回答問題時能夠做出合理判斷。不過，也有少數學生脫離圖文情境，選擇“受低壓控制，形成強對流天氣”。這一測試題中學生的表現也從側面反映出他們在基礎知識以及讀圖、識圖、用圖等方面仍需完善和加強，在后期學習時應高度重視。

不管是過程性評價還是終結性評價，都是對學生學習能力和教師教學質量的評價。借助現代信息技術，教師能夠更為精準地發現學生的學習障礙，充分了解學情，進而有針對性地調整教學策略，改進課程設計，提升教學效果。

教師在教學中適時、適度地運用信息技術，能夠有效幫助學生從熟悉情境到深刻認知復雜、真實的地理現象，了解深層原因，關注學生的個性化需求，利用數據分析反饋和診斷個體學習表現，從而突破教學難點。不過，在將現代信息技術應用于地理課堂時，教師還要提高信息技術運用的適配度，充分發揮不同信息技術的優勢，滿足教學的多元需求。同時，教師還要具備數字化教學能力，創設高度還原真實場景或地理現象發生過程的教學情境，激發學生學習內驅力，深化學生思維過程，層層遞進、進階式突破教學重點難點，完成核心教學任務。然而，在技術運用過程中，教師也須注意，技術是教師教學的輔助工具，是為教學服務、賦能教學的，因此要避免為凸顯技術優勢而弱化學科本質問題的出現。

注：本文系國家新聞出版署出版融合發展（人教社）重點實驗室、人民教育出版社人教數字教育研究院2021年度重點課題“基于Web二三維地理信息技術的地理學科工具與數字教材的融合研究”（課題編號：RJA0121002）的階段性研究成果。

參考文獻

[1] 劉杰.視頻資源在高中思想政治教學中的應用研究[D].上海：上海師范大學，2014.

（作者系北京市第十五中學教師）

責任編輯：孫建輝