基于TPACK理論的高中地理教學(xué)實(shí)踐與思考

李燕峰　李麗萍　顧松明

《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》明確提出，要持續(xù)推動(dòng)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，大力提升教師信息技術(shù)應(yīng)用能力，全面提升教師信息素養(yǎng)。《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》倡導(dǎo)教師要借助“互聯(lián)網(wǎng)+”等信息技術(shù)為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的開(kāi)放空間，促進(jìn)地理學(xué)習(xí)的拓展和深入。教師是課堂教學(xué)的重要參與者，整合信息技術(shù)和學(xué)科教學(xué)的能力是教師能力素養(yǎng)的必要組成部分。教師有效運(yùn)用信息技術(shù)開(kāi)展課堂教學(xué)，能創(chuàng)設(shè)氣氛活躍的學(xué)習(xí)情境，豐富師生互動(dòng)方式，提升課堂教學(xué)質(zhì)量。本文以2019年版人教高中地理選擇性必修一自然地理基礎(chǔ)第四章“水的運(yùn)動(dòng)”第二節(jié)“洋流”教學(xué)為例，基于TPACK視角進(jìn)行教學(xué)分析，以供借鑒。

一、基于TPACK的“洋流”教學(xué)分析

馬修·科勒（Matthew ?Koehler）和龐雅·米沙（Punya Mishra）強(qiáng)調(diào)教學(xué)過(guò)程不僅要關(guān)注學(xué)科內(nèi)容（CK）、教學(xué)法（PK）和技術(shù)（TK）這三個(gè)核心知識(shí)要素，更要關(guān)注三者之間交叉融合衍生的四種復(fù)合要素，即學(xué)科教學(xué)知識(shí)（PCK）、整合技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容知識(shí)（TCK）、整合技術(shù)的教學(xué)法知識(shí)（TPK）和整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)（TPACK）。地理學(xué)科的TPACK要素內(nèi)涵解讀見(jiàn)表1。

鑒于此，“洋流”一節(jié)的學(xué)科內(nèi)容分析（CK）為：洋流的概念、分類(lèi)、影響因素，世界大洋表層洋流的分布規(guī)律，以及洋流對(duì)地理環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)的影響。本節(jié)是從“海洋”這個(gè)領(lǐng)域討論水體運(yùn)動(dòng)的形式、存在空間及其對(duì)自然地理環(huán)境的影響。教學(xué)法分析（PK）為：學(xué)生已經(jīng)了解海浪、潮汐、洋流三種海水運(yùn)動(dòng)形式，學(xué)習(xí)了洋流概念、類(lèi)型（寒流和暖流）以及洋流對(duì)海洋生物資源、漁場(chǎng)分布、海洋航線、海洋污染等的影響。基于學(xué)生已掌握的知識(shí)，從培養(yǎng)綜合思維和區(qū)域認(rèn)知等地理學(xué)科核心素養(yǎng)的角度，精選圖文資料，采用案例教學(xué)法分析得出結(jié)論并演繹印證原理。同時(shí)，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探究熱情，再結(jié)合真實(shí)情境以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，學(xué)生合作探究，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，感到地理“有用”。技術(shù)分析（TK）為：運(yùn)用云平臺(tái)、Pad（教師端和學(xué)生端）、全球天氣可視化模擬網(wǎng)（Earth Null School）、EV錄屏軟件、思維導(dǎo)圖等，通過(guò)技術(shù)手段的直觀性、動(dòng)態(tài)性、時(shí)空性，實(shí)現(xiàn)洋流的動(dòng)態(tài)模擬演示，增強(qiáng)學(xué)生的空間感知能力。同時(shí)，借助云平臺(tái)的交互性強(qiáng)、及時(shí)反饋功能，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提升教學(xué)的有效性。

教學(xué)重點(diǎn)：世界大洋表層洋流的分布規(guī)律；洋流對(duì)地理環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)的影響。

教學(xué)難點(diǎn)：洋流對(duì)地理環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)的影響。

二、基于TPACK的“洋流”一課教學(xué)設(shè)計(jì)

本節(jié)課將課前預(yù)習(xí)、課堂探究和課后活動(dòng)結(jié)合起來(lái)，設(shè)計(jì)了感知洋流、探究洋流、利用洋流三個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)活動(dòng)，并在各個(gè)環(huán)節(jié)靈活運(yùn)用全球天氣可視化模擬網(wǎng)、云平臺(tái)、Pad、EV錄屏、思維導(dǎo)圖等，支持學(xué)生對(duì)本課基本知識(shí)的學(xué)習(xí)探究和遷移應(yīng)用，取得了較好的教學(xué)效果。

（一）激趣導(dǎo)課，感知洋流

課前預(yù)習(xí)：使用EV錄屏軟件錄制全球天氣可視化模擬網(wǎng)軟件簡(jiǎn)介微視頻，利用云平臺(tái)向?qū)W生推送有關(guān)“洋流”的學(xué)習(xí)資料。全球天氣可視化模擬網(wǎng)軟件是科學(xué)家根據(jù)衛(wèi)星收集的天氣、海水運(yùn)動(dòng)等相關(guān)信息數(shù)據(jù)制作的，關(guān)于全球海洋流動(dòng)、天氣變化和風(fēng)向風(fēng)速模擬可視化的數(shù)據(jù)展示平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)上，學(xué)生可以看到全球天氣變化、海洋運(yùn)動(dòng)的即時(shí)動(dòng)態(tài)圖。利用Pad在自主學(xué)習(xí)區(qū)觀看微視頻，學(xué)生即可獲得關(guān)于洋流的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，教師可利用云平臺(tái)將學(xué)生分組，明確小組成員的任務(wù)分工。

新課導(dǎo)入：打開(kāi)全球天氣可視化模擬網(wǎng)，選擇“洋流”模式和P/E投影方式，講述“小鴨子艦隊(duì)”的故事，在模擬網(wǎng)中確定“事故點(diǎn)”和“英國(guó)西海岸”兩個(gè)地點(diǎn)的地理位置，并提問(wèn)：小鴨子艦隊(duì)靠什么完成了14年的漂流？由此引入本節(jié)課題——“洋流”。

設(shè)計(jì)意圖：全球天氣可視化模擬網(wǎng)由中心部分的展示區(qū)和左下角操作區(qū)兩部分組成。操作區(qū)由日期、數(shù)據(jù)、范圍、來(lái)源、管理、模式、動(dòng)畫(huà)、覆蓋模式、投影等眾多參數(shù)組成。課前預(yù)習(xí)時(shí)，教師要讓學(xué)生熟悉網(wǎng)站操作界面，這樣課堂上運(yùn)用起來(lái)才會(huì)更加流暢。同時(shí)，投影模式的選擇、立體地球的自由縮放等操作，能夠增強(qiáng)學(xué)生的區(qū)域認(rèn)知能力和空間感知能力。在全球天氣可視化模擬網(wǎng)的洋流動(dòng)態(tài)圖演示中講述“小鴨子艦隊(duì)”的故事，能夠讓學(xué)生產(chǎn)生視覺(jué)上更強(qiáng)的沖擊力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，帶著問(wèn)題進(jìn)入新課學(xué)習(xí)。

實(shí)現(xiàn)方式：運(yùn)用EV錄屏軟件錄制全球天氣可視化模擬網(wǎng)的簡(jiǎn)介微視頻，通過(guò)云平臺(tái)將資源推送至Pad（學(xué)生端），確保學(xué)生課前能夠查閱相關(guān)課程資源并基本熟悉網(wǎng)頁(yè)操作。云平臺(tái)還能實(shí)現(xiàn)學(xué)生分組，收集學(xué)生預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)。

（二）模擬演示，探究洋流

任務(wù)一：理解洋流的概念、分類(lèi)。

指導(dǎo)學(xué)生研讀教材內(nèi)容，思考什么是洋流，洋流按性質(zhì)如何分類(lèi)，影響洋流的因素有哪些。

在學(xué)生閱讀和交流后，教師打開(kāi)全球天氣可視化模擬網(wǎng)，以墨西哥灣暖流為例重點(diǎn)剖析“常年”“一定方向”“大規(guī)模”三個(gè)關(guān)鍵詞，幫助學(xué)生加深對(duì)洋流概念的理解。運(yùn)用全球天氣可視化模擬網(wǎng)中“海洋+洋流+海面溫度模式”，講述海洋表面溫度的變化規(guī)律，比較分析不同流向洋流的性質(zhì)，從而區(qū)分寒流和暖流。

借助全球天氣可視化模擬網(wǎng)，指導(dǎo)學(xué)生觀察世界海洋表層水溫的分布，認(rèn)識(shí)“同一緯度不同海區(qū)等溫線彎曲不同”。此時(shí)設(shè)置問(wèn)題串，通過(guò)云平臺(tái)、Pad（教師端）發(fā)放檢測(cè)題，學(xué)生作答（如圖1）。

問(wèn)題1：為什么同處30°N的太平洋東、西兩岸水溫卻不相同？

問(wèn)題2：暖流的水溫一定高于寒流嗎？

問(wèn)題3：你能否根據(jù)圖中海面溫度的變化畫(huà)出北美洲東岸可能存在的洋流？

設(shè)計(jì)意圖：運(yùn)用學(xué)生自主學(xué)習(xí)和教師追問(wèn)相結(jié)合的方式，讓學(xué)生在辨析中深刻理解洋流的概念、分類(lèi)，嘗試作圖，讓學(xué)生手腦并用探究問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)方式：運(yùn)用全球天氣可視化模擬網(wǎng)“海洋+洋流+海面溫度模式”展示30°N的太平洋東、西兩岸水溫，揭示兩岸洋流性質(zhì)不同。通過(guò)云平臺(tái)、Pad（教師端）發(fā)放檢測(cè)題，學(xué)生作答并運(yùn)用Pad（學(xué)生端）提交，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)寒流與暖流知識(shí)差異的掌握情況（如圖2）。

任務(wù)二：認(rèn)識(shí)洋流的形成規(guī)律。

投影全球風(fēng)帶和洋流模式空白底圖，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)，在Pad（學(xué)生端）上繪制不同緯度地區(qū)盛行風(fēng)的風(fēng)向，繪制在盛行風(fēng)和地轉(zhuǎn)偏向力的影響下洋流的流向，判斷洋流性質(zhì)（用紅、藍(lán)色區(qū)分）。

基于學(xué)生提交的作品進(jìn)行展示交流，之后教師追問(wèn)：如果再加上陸地形態(tài)的影響，洋流運(yùn)動(dòng)會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？

播放視頻《風(fēng)海流模擬實(shí)驗(yàn)》，再次讓學(xué)生運(yùn)用Pad繪圖，思考在盛行風(fēng)、海陸分布、地轉(zhuǎn)偏向力等因素共同影響下的洋流運(yùn)動(dòng)狀況，嘗試畫(huà)出洋流流向，判斷洋流性質(zhì)。

教師帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)，完整表述考慮陸地形態(tài)后的世界洋流模式圖的形成。

設(shè)計(jì)意圖：本部分是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。教師不僅要關(guān)注學(xué)生的知識(shí)記憶程度，更要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生理解知識(shí)體系的建構(gòu)過(guò)程。播放視頻《風(fēng)海流模擬實(shí)驗(yàn)》時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合盛行風(fēng)、地轉(zhuǎn)偏向力、陸地輪廓等要素，運(yùn)用語(yǔ)言、文字和作圖等多種方式來(lái)表達(dá)，在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下建立全球風(fēng)帶模式圖和全球洋流模式圖之間的聯(lián)系，利用已知推測(cè)未知，從而深刻理解和掌握盛行風(fēng)的風(fēng)向、洋流運(yùn)動(dòng)狀況、世界洋流模式圖的形成過(guò)程，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

實(shí)現(xiàn)方式：《風(fēng)海流模擬實(shí)驗(yàn)》是課前模擬演示時(shí)教師以手機(jī)拍攝的方式形成的視頻資源。盛行風(fēng)風(fēng)向、洋流運(yùn)動(dòng)狀況、世界洋流模式圖的形成過(guò)程是在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生利用云平臺(tái)、Pad（學(xué)生端）作圖提交后形成的最終模式圖。

任務(wù)三：找出模式圖與真實(shí)世界表層洋流圖的不同，認(rèn)識(shí)世界表層洋流的分布規(guī)律。

學(xué)生對(duì)照分析繪制的洋流模式圖與真實(shí)世界表層洋流圖，找出其中的不同并分析原因。師生一起歸納總結(jié)世界表層洋流的分布規(guī)律。

指導(dǎo)學(xué)生借助全球天氣可視化模擬網(wǎng)，打開(kāi)“風(fēng)向+洋流模式”，調(diào)整月份進(jìn)一步探索北印度洋海區(qū)的洋流特征，辨析季風(fēng)洋流。同時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生用數(shù)字“8”和“0”形象記憶南北半球表層洋流的分布規(guī)律。

設(shè)計(jì)意圖：這部分是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。學(xué)生在對(duì)比辨析中深刻理解到真實(shí)的世界表層洋流分布圖是在綜合考慮盛行風(fēng)、季風(fēng)、地轉(zhuǎn)偏向力和陸地輪廓等多種因素后的結(jié)果，模式圖則是對(duì)真實(shí)世界的抽象和簡(jiǎn)化，建立在若干假設(shè)之上，是認(rèn)知世界、思考世界、解決新問(wèn)題的一種方式。該部分的學(xué)習(xí)有助于進(jìn)一步提升學(xué)生的綜合思維能力。

實(shí)現(xiàn)方式：PPT展示世界表層洋流分布圖，引導(dǎo)學(xué)生將其與黑板上繪制的洋流模式圖對(duì)照比較，歸納總結(jié)世界表層洋流的分布規(guī)律。運(yùn)用全球天氣可視化模擬網(wǎng)演示北印度洋海區(qū)冬夏季風(fēng)向和冬夏季洋流分布情況——夏順冬逆，總結(jié)北印度洋海區(qū)洋流隨季節(jié)變化而變化的規(guī)律。

（三）任務(wù)情境，利用洋流

這部分是利用洋流知識(shí)分析解決具體情境下的問(wèn)題。

任務(wù)探索：運(yùn)用洋流分布規(guī)律分析具體情境下的問(wèn)題。教師利用云平臺(tái)、Pad（教師端）推送“少年派的奇幻漂流”“泰坦尼克號(hào)撞冰山”“鄭和下西洋”“漂流瓶的故事”四則情境資料，提出相應(yīng)的探究任務(wù)，再組織學(xué)生以小組為單位自選其中一個(gè)情境和任務(wù)開(kāi)展合作探究。學(xué)生在Pad自主學(xué)習(xí)區(qū)繪圖和分析，完成后上傳交流，教師逐個(gè)簡(jiǎn)要點(diǎn)評(píng)，總結(jié)歸納洋流對(duì)地理環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)的影響。

課堂小結(jié)：呈現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖（如圖3），指導(dǎo)學(xué)生梳理總結(jié)所學(xué)內(nèi)容。

課后探究：思考下列問(wèn)題，了解洋流對(duì)地理環(huán)境的影響。

問(wèn)題1：奇幻漂流的少年派如果從印度加爾各答出發(fā)一路漂流前往廣州，然后再漂流返回加爾各答，應(yīng)該選擇什么季節(jié)出發(fā)，又選擇什么季節(jié)返回比較合理？

問(wèn)題2：如果從秘魯西海岸出發(fā)順流北上，途中會(huì)看到綿長(zhǎng)的荒漠海岸景觀、海上成群的魚(yú)兒，最終到達(dá)科隆群島（赤道附近），發(fā)現(xiàn)海獅、企鵝等寒帶動(dòng)物。請(qǐng)解釋下為什么會(huì)有這些動(dòng)物？學(xué)生課后獨(dú)立思考或同伴合作探究，在云平臺(tái)的課后作業(yè)區(qū)作答并上傳交流。

設(shè)計(jì)意圖：這部分是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)，也是教學(xué)難點(diǎn)。學(xué)習(xí)地理知識(shí)的意義在于幫助我們更好地認(rèn)識(shí)、欣賞這個(gè)世界，服務(wù)于我們的生活。本節(jié)課學(xué)習(xí)洋流概念、性質(zhì)、分布規(guī)律知識(shí)，正是為了能夠說(shuō)出洋流對(duì)地理環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)的影響，解決一些具體情境下的復(fù)雜問(wèn)題。讓學(xué)生以小組為單位自主選擇、合作探究，是充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，引導(dǎo)學(xué)生在探究中掌握分析問(wèn)題的方法，從而自主遷移探究新案例，如課后探究部分。“洋流”知識(shí)結(jié)構(gòu)圖能夠幫助學(xué)生回顧知識(shí)的形成過(guò)程，形成知識(shí)圖譜。

實(shí)現(xiàn)方式：教師利用云平臺(tái)、Pad（教師端）推送學(xué)習(xí)資料包，提出相應(yīng)的探究任務(wù)，學(xué)生利用Pad（學(xué)生端）以小組為單位合作學(xué)習(xí)，繪圖作答提交，云平臺(tái)展示作答結(jié)果。學(xué)生代表上臺(tái)借助全球天氣可視化模擬網(wǎng)展示探究結(jié)果。“洋流”知識(shí)結(jié)構(gòu)圖可借助思維導(dǎo)圖軟件繪制。

（四）“洋流”教學(xué)中TPACK構(gòu)成要素分析

根據(jù)表1中的地理學(xué)科TPACK各要素的內(nèi)涵解讀，筆者對(duì)本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了TPACK構(gòu)成要素分析（見(jiàn)表2），從而更清晰明了地呈現(xiàn)出教師的學(xué)科知識(shí)（CK）、教學(xué)法知識(shí)（PK）、技術(shù)知識(shí)（TK）三者之間的交叉與融合。

三、總結(jié)與思考

（一）轉(zhuǎn)變教師觀念，增強(qiáng)學(xué)習(xí)意識(shí)

信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，但很多教師因?yàn)楦咧薪虒W(xué)時(shí)間緊、任務(wù)重，仍然秉持教師為中心、講授為主要教學(xué)方法的傳統(tǒng)觀念。在“技術(shù)知識(shí)—教學(xué)法知識(shí)—學(xué)科內(nèi)容知識(shí)”三者中，教師更多關(guān)注于學(xué)科內(nèi)容知識(shí)（CK），忽視技術(shù)知識(shí)（TK）。當(dāng)然，這與學(xué)校的硬件設(shè)施配備、學(xué)校信息技術(shù)應(yīng)用能力培訓(xùn)有關(guān)，更多的還是教師缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)技術(shù)知識(shí)（TK）的意識(shí)，未嘗到“技術(shù)—教學(xué)法—學(xué)科知識(shí)”融合應(yīng)用的甜頭和隨之而來(lái)的自我效能感。

（二）合理運(yùn)用技術(shù)，實(shí)施有效教學(xué)

綜觀“洋流”一課的教學(xué)設(shè)計(jì)和TPACK構(gòu)成要素分析，課堂教學(xué)實(shí)踐效果較好，這依賴于“技術(shù)—教學(xué)法—學(xué)科知識(shí)”的有效融合。技術(shù)的運(yùn)用，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)。所以，基于TPACK理論的教學(xué)實(shí)踐，需要教師在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施中認(rèn)識(shí)并把握三方面的問(wèn)題——在何處使用技術(shù)、使用何種技術(shù)以及如何使用技術(shù)，明確一個(gè)觀念——選擇適切的，并非“時(shí)時(shí)”“處處”“人人”都要使用。

（三）改變課堂生態(tài)，優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)

融合技術(shù)的地理課堂教學(xué)環(huán)境創(chuàng)設(shè)、教學(xué)資源類(lèi)型、教學(xué)方式選擇、教學(xué)內(nèi)容組織等明顯不同于傳統(tǒng)課堂，課堂生態(tài)趨向于開(kāi)放性、互動(dòng)性、整合性、協(xié)同性、創(chuàng)生性。這必然對(duì)教師的課堂管理和調(diào)控能力提出更高的要求。為此，教師要依據(jù)學(xué)情更加靈活變通地調(diào)整教學(xué)策略及內(nèi)容，真正創(chuàng)生“以學(xué)為主、以學(xué)生為主體、尊重學(xué)生個(gè)性差異”的生態(tài)課堂。

注 ：本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度課題“指向高中學(xué)科核心素養(yǎng)的大單元教學(xué)設(shè)計(jì)研究”（課題立項(xiàng)編號(hào)：B-a/2020/02/04）的階段性研究成果。

參考文獻(xiàn)

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（作者李燕峰系常州市第二中學(xué)課程發(fā)展處主任；李麗萍系常州市第三中學(xué)教師，本文通信作者；顧松明系常州市教育科學(xué)研究院高中地理教研員）

責(zé)任編輯：孫建輝