“互聯網+”背景下地理實驗教學設計原則及案例

張蕊 李旺軍

【摘要】義務教育地理課程具有實踐性，在提升學生地理實踐力的過程中必定要求教師注重地理實驗的開發、設計與實施。文章結合已有的研究成果梳理地理實驗教學的概念與意義，分析地理實驗教學的現狀，在此基礎上以圖新地球為平臺進行等高線演示實驗，從校本教學資源的開發設計、地理實驗教學、實驗教學的評價體系三個層面探討基于“互聯網+”視角下的地理實驗教學有效實施路徑，并通過案例來呈現具體的實施方法。

【關鍵詞】互聯網+；初中地理；實驗教學

【中圖分類號】G633.951【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2022）11—0074—04

中學地理課程具有很強的實踐性，也具有豐富的實踐內容。學具制作、實驗、野外觀察、社會觀察等均是增強學生地理實踐力的重要途徑，也是地理課程實踐性的重要體現。2019年11月教育部出臺的《關于加強和改進中小學實驗教學的意見》指出，要“強化學生實踐操作、情境體驗、探索求知……培育學生的興趣愛好、創新精神、科學素養和意志品質”，為當下乃至今后在初中地理教學中開展實驗教學指明了方向[1]。然而，在大多數中學，尤其是經濟欠發達地區，地理實驗教學實施得并不理想。部分教師對地理實驗教學進行了初步實踐，但在教學實踐中，受制于課時安排和學生課業負擔重等實際情況，再加上傳統意義上的操作性實驗耗費的學習時間較長，在一定程度上可能造成學習負擔，導致實驗效果達不到應有的目標，因此地理實驗教學一定要尋找新的出路，既能兼顧學生的學習興趣和地理實踐能力的培養，又不過分加重學業負擔。當前，基于“互聯網+”的教學正在深入探索和實施，運用互聯網信息技術成為今后地理實驗教學發展的新方向。如何基于“互聯網+”設計實施地理實驗并開展地理實驗教學？本文試圖探討信息化時代基于“互聯網+”的地理實驗教學的變革與實施路徑。

（一）地理實驗教學的概念

在普通認知體系中，不少教師往往將“地理實驗教學”與“地理實驗”、“地理實驗法”等概念相混淆。有學者認為，“地理實驗教學是指以地理實驗為載體，采用實驗法進行的教學活動”[2]。從這一概念可以看出，地理實驗教學是一種教學活動形式，而地理實驗是實驗教學的載體，實驗法是教學的方法。換言之，要開展地理實驗教學，必須堅持地理實驗內容設計的科學性與合理性，并按照實驗法的相關程序和原則依次展開實驗教學的各環節。

（二）地理實驗教學的意義

地理課程具有很強的實踐性?！读x務教育地理課程標準》指出：“地理課程含有豐富的實踐內容，包括圖表繪制、學具制作、實驗、演示、野外觀察、社會調查和鄉土地理考察等，是一門實踐性很強的課程”[3]。《普通高中地理課程標準》（2020年修訂）：指出：“在地理課程中，通過地理實驗教學增強學生的地理實踐力，有助于提升人們的行動意識和行動能力，更好地在真實情境中觀察和感悟地理環境及其與人類活動的關系，增強社會責任感”[4]。綜上所述，地理實驗教學具有以下重要作用。

1.有助于培養學生的學習興趣。“增強對地理事物和現象的好奇心，提高學習地理的興趣以及對地理環境的審美情趣”是初中地理課程的重要目標之一[5]，有學者研究發現，“地理實驗教學有助于學生地理學習動機的提高”[6]。換言之，地理實驗教學對培養學生的地理學習興趣具有積極作用。筆者在教學實踐中通過設計等高線實驗，引導學生將數學知識與地理知識相結合，運用相關實驗，通過實踐呈現地理中比較抽象的內容，不僅突破了等高線認知的難點，更提高了學生學習地理的興趣與積極性。

2.有助于學生行動意識和能力的提升，增強社會責任感。在實驗的過程中，學生通過身臨其境地參與、操作、觀察乃至最后的實驗總結與報告，能夠從自身實踐的視角運用知識解決問題或通過操作得出結論，有利于提升學生對地理方法的運用，并樹立科學合理的情感態度與價值觀[7]。在繪制校園平面圖的實驗結束后，有學生從地圖中發現“校園綠化面積小”的問題，并提出“校園規劃應該更加合理”的觀點。

3.有助于培養學生的發散性思維和創造性思維。地理實驗是教師針對特定的教學內容進行的一般性認知過程的設計，有時會不同程度地脫離學生認知需求的情況。隨著學生認知能力和水平的提升，學生會結合自己的學習經驗和生活經驗提出相應的改進建議，或者提出與實驗相關的新問題?？傮w而言，地理實驗的開展對學生發散性思維和創造性思維的培養具有重要作用。在等高線實驗的過程中，也有學生提出坡度越陡的區域越不利于人們的生活。這一發現與第三章內容相關，可見在地理實驗的過程中學生的發散性思維得到了培養。

從本質上來看，“互聯網+教育”是一種新型的教育形態，是互聯網、移動互聯網等技術與教育深度融合，并推動教育進步、效率提升和組織變革，增強教育創新力和生產力的教育變革[4]，改變著教與學的方式，也影響著教育的理念、文化和生態。2018年，為推進“互聯網+教育”發展，加快教育現代化和教育強國建設，教育部印發《教育信息化2.0行動計劃》，從國家層面對教育信息化作出戰略部署，為教師開展信息化教學指明了方向，基于“互聯網+”的地理實驗設計、實施與評價也成為可能。

（一）“互聯網+”視角下的地理實驗教學設計原則

從教育傳播學理論來看，教育活動就是信息傳遞的過程。地理教學中知識與技能、過程與方法等信息的傳播需要教師確定傳遞信息內容、選擇媒體和方式完成教學任務。從建構主義理論的角度來看，知識的學習是學習者在一定的情境下借助教師和同學的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式獲得的[8]，教學中教師可依據多媒體及信息技術設立一定的學習情境，并提供相應的學習資料，幫助學生進行意義建構。從混合學習理論的角度來看，“把傳統學習方式的優勢和數字化學習的優勢結合起來，使兩者優勢互補，才能獲得最佳的學習效果”[9]。

地理實驗教學是地理課程改革的重要組成部分，具有促進學生理解和掌握地理知識、提升學生科學素養、激發學生學習動機的正向功能[2]50。然而在地理實驗教學實踐中我們發現，當實驗設計缺乏科學依據或者在實施過程中忽視實驗過程的規范性，這些問題可能難以激發學生的學習興趣，甚至阻礙他們的學習動機，尤其是在課時安排較為緊張的情況下，師生難以完整、有效、規范地開展地理實驗。因而，基于“互聯網+”設計地理實驗及教學實踐，應遵循科學性、可操作性、針對性、啟發性、探究性、創新性、課內外結合、時空尺度轉換等原則[10]（見下表）。

在以上設計原則中，創新性原則符合信息化時代下基于“互聯網+”設計地理實驗教學的基本要求，教師不僅要對實驗內容有所發展和創新，更應注重教育教學理念和教育技術發展相結合的地理實驗教學理念與方式的變革。

（二）“互聯網+”視角下地理實驗教學設計原則

信息化時代基于“互聯網+”設計地理實驗教學，在遵循科學性、可操作性、針對性等原則的基礎上，既要符合學生學習實際與校本教學資源的開發設計，還要注重地理學科教學計劃，從學段、學年、學期等不同時間段綜合設計與教學實際相符合的地理實驗教學體系，最終利用相應的評價體系完成對實驗教學及課堂教學整體學習效果的評價。

1.注重開發設計符合學生學習實際與學校實際的校本教學資源。初中地理課程具有生活性，脫離了學生生活實際的地理實驗教學無法引導學生在生活中正確認識和解決問題。因此，地理實驗教學的設計與實施要具有針對性，對學生學習過程中的認知難點有所突破，提高學生的認知水平。此外，當下大多數中學并沒有完善的地理實驗教學實施的硬件環境，因此在地理實驗教學實踐中，教師應該緊密結合學生實際與學校實際，系統開發設計校本層面的地理實驗教學資源，包括實驗課程的內容、環境及常態化實施機制等，為地理實驗教學的常態化實施奠定資源基礎。

2.制訂與教學實際相符合的地理實驗教學方法。地理實驗課程是初中地理學習過程中的重要一環，也是提升學生地理實踐力的重要抓手。由于初中地理課程的課時安排有限，地理實驗課程的設計要與實施不能獨立于地理課堂教學實踐之外。因此教學設計要從學段、學年、學期等制定教學策略。

3.設計地理實驗教學的評價方式?！皩嶒灲虒W主要有實驗報告、紙筆測驗和表現性評價等評價方式”[11]。從實驗報告的角度來看，教師可以借鑒理化生等學科的實驗報告設計符合地理實驗教學的實驗報告；從紙筆測驗的角度來看，由于地理實驗重點是解決學生在認知上存在的疑難問題，因此應側重于“考察實驗的設計原理、方法、步驟和錯誤原因分析”[11]18；表現性評價則注重“在真實或接近真實的情境中對學生完成任務的過程和表現進行的觀察和判斷，強調學生在學習過程中的實際表現”[12]，更有助于促進學生地理實踐力的培養。因此在地理實驗教學的設計過程中，教師應該注重多種評價方式，形成獨特的地理實驗教學評價體系。

（三）“互聯網+”視角下的地理實驗實施案例

為了讓學生直觀地理解真實生活中的等高線分布形態，我們利用圖新地球軟件（LSV），選擇學生最常見的一座山進行演示實驗，具體操作過程如下。

1.打開圖新地球軟件，找到學生最常見的那座山（圖1）。

2.在界面中先從衛星影像的角度出發判讀山體的不同部位，并對其進行標記。

3.在工具欄中選擇“分析→開啟等高線”，并在“等高線設置”中調整等高線顏色（圖2）。

4.圖2中顯示的內容，分析山谷和山脊等高線分布的形態及規律。

操作性實驗能夠有效提升學生的地理實踐能力，設計基于“互聯網+”的演示實驗既能突破學生在認知過程中的難點，更能在直觀認知的基礎上有效提高學生的學習效率。在“互聯網+教育”的時代背景下，有效設計開發基于“互聯網+”的演示實驗成為了一種趨勢，當然，這并不代表傳統的操作性實驗就該完全摒棄，二者的結合才是當下乃至未來地理實驗教學發展的合理路徑。

[1]中華人民共和國教育部.教育部關于加強和改進中小學實驗教學的意見[EB/OL]. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/ s3321/201911/t20191128_409958.html

[2]張海.地理實驗設計與教學案例[M].蘭州：蘭州大學出版社，2017.

[3]中華人民共和國教育部.義務教育地理課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[6]劉麗.地理實驗教學對高中生地理學習動機影響的研究[D].蘭州：西北師范大學，2020.

[7]張雅琪.初中地理實驗教學對學生能力培養作用研究[D].武漢：華中師范大學，2012.

[8]張大均.教育心理學（第二版）[M].北京：人民教育出版社，2004.

[9]南國農.我國教育信息化發展的新階段、新使命[J].電化教育研究，2011（12）：10-12.

[10]徐寶芳.中學地理實驗教學研究[M].西安：陜西師范大學出版社，2010.

[11]張海.地理實驗設計與教學評價[J].地理教學，2018（17）：15-18+36.

[12]李旺軍.基于地理核心素養的鄉土地理教學案例開發研究[D].蘭州：西北師范大學，2018.

編輯：陳富祥