信息技術賦能下地理教學發生的變化

汪紅艷： 江蘇省常州市正行中學地理教研組組長，正高級教師，常州市地理特級教師后備人才。從教30年來，積極參與課堂教學改革，一直奮戰在教學一線，深耕現代信息技術與地理課堂教學深度融合，任教班級成績良好。主持或參與多項省級、市級課題和項目，均已結題。出版專著《信息技術與中學地理教學之整合》，發表多篇論文，另有多篇文章在全國、省、市級論文評比中獲獎。秉承“讓每一位學生都獲得發展”的新課程理念，教師智慧地教，學生智慧地學，借助智慧教學手段實現減負增效、精準教學，推進數字化環境下的個性化教學。

關鍵詞：

隨著現代信息技術的發展和普及，“互聯網+”對教育領域的影響日益增強，對教師教的方式和學生學的方式帶來較大沖擊，提升數字素養成為當前師生需要迫切發展的重要素養。時代的呼喚，科技的發展，新一輪教學改革已在路上。

筆者從2003年就開始研究探索現代信息技術與地理學科教學的深度融合路徑，更新教育教學理念，從關注教師“如何教”轉變到關注學生“如何學”，從以線下教學為主走向線上與線下相結合，實施混合式教學，旨在引導學生運用現代信息技術更好地自主學習、探究式學習。在現代信息技術的支持下，地理教學發生了如下較為顯著的變化。

一、運用大數據技術，采集、分析數據，實施個性化教學

伴隨互聯網尤其是移動互聯的發展，大數據技術的價值越發顯現。教師探索大數據技術支持下的教法變革，嘗試打造智能化、智慧化課堂，開展個性化教學，能夠進一步推進信息技術與地理課堂教學的深度融合，促進地理學科的創新和發展，提高學生自主探究和解決問題的能力，培養學生的地理思維力和實踐力，進而提升地理素養和數字素養。

（一）反饋評測結果，促進精準教學

新授課上，教師不僅可以在課堂上使用平板電腦和教學平臺進行智慧教學，還可以在課堂測試中采用“先掃后批”的方式獲得學生的學業信息，精準了解學情。如教學“熱力環流”內容時，課前，教師要求學生根據教師提供的導學案等資料學習熱力環流相關內容，并將作答情況拍照上傳至教學平臺，其中客觀題由平臺自動給出結果，主觀題由教師批閱。同時，要求學生觀看教師錄制好的實驗視頻。課堂上，教師根據課前的學情反饋精準開展教學活動，并隨機選取兩名學生的預習作業，根據其評測結果進行針對性講解，完成相關內容教學。之后，基于大數據技術反饋的學生易錯內容，教師設計了搶答活動，督促學生將熱力環流知識運用到實踐中，學習生活中的地理。這有利于課堂即時反饋，增強師生互動，提高學生的學習興趣和參與度。最后，再設計一些有針對性的評測題，學生完成后上傳至教學平臺，平臺即時反饋學生學習情況。這利于教師針對學生出現的問題進行針對性講評。

又如，教學“水循環”一課時，筆者運用學校錄播教室，在課堂上采取全體學生作答的形式對學習效果進行檢測，并根據平臺的即時反饋結果及時講解學生存在的問題，提高教學效果。借助教學平臺，教師還可以了解哪些學生在掌握這一知識上存在的問題，幫助他們分析錯誤原因，進行針對性指導。

（二）長期跟蹤學生學習，因材施教、因能施教

教師不僅可以在新授課上運用大數據技術了解學情，還可以在課后作業練習中借助大數據技術掌握學生學習表現。

教師布置課后作業時，可以事先在作業上打相應的標簽，如內容維度考查的是哪些知識點，能力維度上處于理解、分析、綜合、創新等哪個層次。教師在學生紙質作業或試卷上批閱，并在題目旁邊打上相應的分值。這沒有改變教師的批改習慣，也避免了網上閱卷沒有教師手批痕跡，從而利于學生訂正。

教師批閱后，用高速掃描儀進行處理，一般班級50名學生大約兩分鐘就可以掃描完畢。這不僅將教師從繁重的客觀題批閱和數據統計中解放出來，讓教師有更多的時間研究課標、教材、學生、教學等，也能迅速獲得學生學業大數據，包括班級均分、每題難度、標準差、信度等，還能夠長期跟蹤學生學習，發現學生認知水平、學業水平、思維能力的變化，基于個體差異因材施教、因能施教。基于教學平臺反饋的學情數據，教師可以進行針對性的講解，如容易問題由學生自主訂正，教師課后個別答疑；普遍性問題由教師集中講解并發送變式題讓學生進行變式訓練。

在學生學業方面，教師可引入智學網平臺。此平臺以學生為中心，記錄學生每次檢測的成績，以圖表的形式對學生的優缺點進行全面刻畫，智能分析學生各學科知識的掌握情況，個性化智能推送試題，有效提高學生學習效率，真正做到以評助學。它還能為學科教師提供學生測試或練習的準確且翔實的數據分析（如圖1），做到以評助教。

在地理課堂上運用大數據技術，對教師的專業能力和數字素養提出了較高的要求，因為教師的課前準備工作、教學時間安排、課堂活動組織，都會直接影響學生學習效果。所以，教師要不斷提升自身素質，才能更好地勝任教學工作。同時，它也對學生的自律性提出了較高的要求。因此，教師要加強對學生的監督，如線上教學時用簽到和隨時點名回答問題的方式加強對學生聽課質量的監督。加快建設實用性的智慧教室，努力開發優質的學習平臺，也是需要教師和學校進一步研究的事情。

二、學科專用工具各具特色，突破教學重難點

高中地理是一門研究地理環境以及人類活動與地理環境相互關系的學科，具有綜合性、區域性、時空性等特征。地理學科內容紛繁復雜，上至宇宙的星辰運行，下至地球的內部結構，以及中間的自然現象和人們的社會活動等，知識點多、難度大。這既需要學生具有豐富的想象力，也需要他們具備化抽象為具體的轉換能力，實現理論與實際相結合。為了達成這些目標，教師需要借助現代信息技術突破教學重難點。

（一）運用ArcGIS Earth提高學生直觀感知能力

ArcGIS Earth具有強大的地圖制作、空間分析、數據編輯等功能。它的應用較為廣泛，涉及城市規劃、土地管理、環境保護、公共安全、應急管理等領域。例如，教學“河流地貌”時，教師可以運用ArcGIS Earth軟件，形象地展示河流階地、牛軛湖、磯頭等河流地貌，把河流地貌的相關知識直觀、生動地呈現給學生，具有高度的立體感和真實感，使學生對河流地貌有更為真切的感受和直觀認識，提高學生對該知識點的認知，從而提高教學效果。

（二）利用數字星球系統發展學生空間思維能力

數字星球系統是以計算機技術為核心，通過軟件控制平臺、資源軟件和數字化球形投影屏幕，融合多媒體信息技術，真實呈現任意星球的空間信息、屬性特征及動態變化。它將地球及宇宙星空等搬進教室，打破教學時空局限，對于學生遇到的問題或所需掌握的知識以自然有效的方式呈現出來，運用數字化的手段去探究、學習和了解我們所處的宇宙空間環境和地球環境。

數字星球系統實現了球面、平面、立體、動態、實時的結合，將抽象問題形象化，化難為易，化抽象為具體。例如，“氣壓帶和風帶的形成”是自然地理教學的重難點。大部分高中生的空間想象能力和理解能力還達不到較高的水準，學習這部分內容感覺比較吃力。對此，教師可嘗試運用數字星球系統講授此內容，顯示自轉的藍色星球中氣壓帶和風帶的位置及其流動狀況。使用遙控器，教師能夠旋轉數字星球，分別從北極上空和南極上空展示七個氣壓帶和六個風帶。這樣的操作，能夠幫助學生構建空間概念。不用教師過多講解，學生便可一目了然，有效突破教學難點，發展學生的空間思維能力和邏輯推理能力，提高教學效果。

運用數字星球系統展示、設計探究問題，還有助于引導學生積極思考和探究，掃清學生學習自然地理知識的障礙，調動學習積極性，通過觀察得出結論，印象更深刻。比如，氣壓帶和風帶隨太陽直射點的季節移動而移動的內容，教材給出的圖片是靜態的；PPT雖可將其制作成動態的，但也是平面的；使用數字星球系統，在運動著的藍色星球上，既有氣壓帶和風帶的移動，又有太陽直射點在南北回歸線之間的往返運動 （如圖2）。在此基礎上，教師引導學生觀察數字星球上呈現的動態立體圖像，思考：氣壓帶和風帶的移動規律是什么。實踐證明，學生能夠表述出太陽直射點往北移動，氣壓帶和風帶也隨之往北移動。教師再進一步指導學生得出結論：就北半球來說，氣壓帶和風帶位置夏季偏北，冬季偏南。

（三）善用天象儀模擬太陽視運動，增強學生空間想象力

天象儀是一種光學投影儀器，能夠將恒星、行星、衛星及其有關的天文現象投到半球狀的銀幕上。自然地理對學生的抽象思維要求較高，太陽視運動是指太陽在地球外圍天球上運動的現象，即地球自西向東自轉，人類無法直接感覺，所感覺到的是地外天空，日月星辰自東向西運動，如太陽的東升西落。這種視運動被稱為太陽周日視運動。它與地球自轉和公轉、季節變化等因素有關，需要學生有一定的空間想象力。比如夏至日，太陽直射點直射北回歸線，人們在北回歸線地區、北回歸線到北極圈之間地區、北極圈及其以北地區、南北回歸線之間地區、南回歸線到南極圈之間地區、南極圈及其以南地區看到的太陽視運動軌跡是不一樣的，只有懂得太陽視運動原理，才能判斷上述地區在不同時期的日出日落方位、正午太陽方位、某地某天上午或下午的太陽方位。但是在教學這部分內容，很多學生會感到吃力，很難準確分辨不同時期、不同方位的太陽視運動。若運用信息技術，教師則可化難為簡。筆者教學此內容時，運用學校天象館內的天象儀引導學生模擬太陽視運動的動態過程，理解北回歸線和北極圈之間、南回歸線和南極圈之間等地區的太陽視運動圖（如圖3）。

（四）利用地理遙感影像授課，培養問題解決能力

地理遙感影像課件具有形象、直觀、真實的特點，教師可以設置生動的探究情境，提出逐層深入的問題，引導學生探究、解決，從而達到獲取新知的目的。

教學“流域的開發——以黃河流域為例”內容時，教師運用三維GIS地理衛星，向學生展示了黃河上游的電站、水域、峽谷景觀等，特別是引導學生觀察電站建設的位置，它們大多建在有一定地勢落差的地方。同時，在對地形進行分析時，還可增加對峽谷兩側山體、陡崖等地形的可視化表達，讓學生直觀地順著峽谷走勢觀察峽谷兩岸的地形。之后，引導學生運用旋轉動態技術上機操作，任意旋轉峽谷方向，或沿峽谷往上游或下游方向移動，經過一系列梯級電站，通過放大或縮小的方法，以突出某個水電站局部地區的水域景觀，在親身體驗中掌握知識，培養學生的問題解決能力。

教師熟練掌握和運用地理信息技術，結合課程標準和教學目標要求開發課程資源，提煉和總結現代信息技術與地理教學深度融合的應用策略，不僅能夠深入挖掘和分析教學數據，為精準教學提供支持，拓寬教育視野，提升教學效果，還能夠在技術應用研究領域發揮輻射引領作用，開拓教師教育教學和教科研的新局面。信息技術的運用，還能夠減輕教師備課和批閱作業的負擔，讓教師有更多的時間研究教學、研究教材、研究學生，以及對學生進行個性化指導，進而對學生進行能力培養、素養培育、心理干預、人格塑造，促進學生全面發展。

三、運用數字畫像，建立師生數字檔案

評價作為教育教學改革的關鍵環節，影響著教育發展方向。運用大數據、人工智能技術，教師可以通過對學情數據的分析和挖掘，生成學生學習的全方位畫像，即學生學習數字畫像。它重點關注學生課堂上的表現和學業質量水平，以學生多來源、多維度數據為基礎，通過數據分析技術生成，既包含過程性描述，如課堂上平板電腦的使用情況和對教師問題的應答等，又包含總結性描述，如課后作業信息等。其中，平板電腦留痕分析重點關注學生參與互動的頻次、作答正確率、時長等。學業質量水平的評定通過作業信息采集系統完成，以學科課程標準中的學業質量標準為主要考查依據。學生學習數據中心會匯聚各種數據，幫助教師實時了解學生學到了什么、學得如何，以及學生的能力傾向和缺點劣勢，從而為學生進行數字畫像，讓教學和輔導更貼近學生的“最近發展區”，為學生提供個性化的教育服務和支持。

教學平臺還會對各教師所用數字資源的次數、功能、時長等進行清晰統計（如圖4），有利于促進教師提高信息技術手段運用的熟練度，進而促進教師專業成長，揚長避短，提高課堂教學效益，從而確保“雙減”政策落實。可見，為師生進行“數字畫像”，能實現以評促學、以評促教。學校通過教學平臺獲取學生數字畫像，為學校辦學改進、教師教學策略優化、學生生涯規劃、家長了解孩子發展軌跡等提供技術支持。

四、線上線下相結合的混合式教學

混合學習是指傳統學習和網絡學習結合，即課堂面授和在線自學、線上與線下有機融合。它主張教師的主導作用與學生的主體作用相結合、探究學習與接受學習相結合、自主學習與合作學習相結合，優勢互補，提高學習效果。

地理學科具有綜合性、區域性等特點，加之學生學習能力存在一定的差異，如果僅僅采取教師講授為主的教學模式，很難保證不同層次的學生都能取得良好的學習效果。在這種背景下，探討運用混合式教學模式，將線上教學與線下教學相結合，實現學生主體與教師主導作用的和諧統一，以學為主，可有效保證教學質量的提高。

例如，教學“區域發展對交通運輸布局的影響”一課時，教師利用智慧教學平臺提前上傳學生需要自主學習的資料和3個或4個項目研究主題，要求學生以小組為單位選擇合適項目進行主題探究。上課之前，學生將各小組研究結果上傳到教學平臺，教師對各小組的探究成果進行初步評價，便于課堂上的師生互動更為順暢。其中一個項目主題是：“義烏隸屬浙江省金華市，為什么它能建設民航機場，而金華卻沒有呢？”課堂上，教師運用教學平臺、無線傳屏軟件、平板電腦等技術手段，展示了部分學生的優秀探究成果，還在學生研討時走到學生中間，關注學生表現和他們的知識動態生成過程。課后，教師進一步利用教學平臺開展討論，引導學生思考：“為什么最初修建蘭新鐵路時沒有經過吐魯番市，后來修建蘭新高鐵時能經過吐魯番市的北郊？”混合式教學方式在項目學習中的運用，不僅讓學生學會了如何進行探究學習和合作學習，還能讓學生針對問題設計方案，運用文案研究法，分析交通運輸布局的影響因素及其產生的積極意義，提高運用書本知識解決實際問題的能力。這不僅能調動學生學習的積極性，還能聚焦主要知識點，學到更多知識，提高課堂教學效率，真正做到課堂面授和在線自學的有機融合（如圖5）。

需要注意的是，現代信息技術與地理學科教學深度融合的立足點是要技術服務于教學，賦能教學，而不是為了凸顯技術。教師只有不斷學習，積極轉變教育教學觀念，提高學科專業能力和數字素養，優化教學方式，才能緊跟時代步伐，守正創新，促進學生全面進步，實現教育的高質量發展。

責任編輯：孫建輝