基于地理信息技術的“行為體驗式”教學實踐研究

游婉婷

一、“行為體驗式”教學與地理信息技術

1.“行為體驗式”教學

《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》提出了“行為體驗”的教學實踐，意在強化學生參與學習的過程，如演示、實驗、制作、調查、小組合作探究等，力求學生在“動中學”“做中學”。強調關注學生體驗、感悟和實踐的過程，通過創設情境、實驗環節、素材搜集等學習方式，增強學生的學習能力、增進學生的溝通能力，改變學生的傳統學習方法，實現知識傳承、能力發展和態度與價值觀統一。讓學生在實踐中感知地理現象，通過“行為體驗”解決教學問題，創新學習模式，發揮團隊意識。

2.地理信息技術應用

地理信息技術軟件的出現，給各行各業帶來了全新的發展契機，對于地理教育活動也不例外。地理信息技術軟件給現代化的教學提供了一個良好的平臺和知識分享環境，相比傳統的教學，地理信息技術軟件應用突破了地理教育中的地域和知識限制，能夠通過多種教學方式提供教學內容，是學生了解整個世界以及地球的重要途徑。因此，利用信息技術手段創新培育地理學科核心素養的學習方式成為新一輪高中課程改革中地理學科的基本理念之一。將信息化新教學手段應用于高中地理課堂中的教學模式，不僅可以培養學生數字化能力與讀圖能力，還能引導學生在不同情景下解決地理問題，落實地理核心素養這一教學目標。

自《普通高中地理課程標準（2017年版）》提出人地協調觀、區域認知、綜合思維、地理實踐力以來，“核心素養”研究逐漸成為地理教育教學研究的主旋律。新課標將地理信息技術作為教學的手段與平臺運用于課程中，逐步實現“學技術、用技術，與技術一起學”，充分肯定了信息技術在改革課程內容、引領課程理念以及輔助探究教學活動等方面發揮的作用。新課程標準利用“3S”技術的基本原理與相關知識的簡單認識，建立“必修+限定選修”的課程結構，發展學生的地理學科核心素養。如“數字星球系統”強大的三維情境創設能力，為創設促進學生地理空間能力發展的教學情境提供了強力的支持，其“模擬現實空間”優勢，可以展示多種地圖，還可以將大尺度、動態、難以直接觀察的地理過程（模擬人口遷移、大氣運動等），通過仿真模擬演示生動地呈現出來。 GIS有著強大的空間分析能力，Google Earth有著豐富的地理空間數據資源，高分辨率的遙感衛星影像，可以用來展示地理空間和事物的特征、地理現象的規律、地理事物變化的動態過程，從而培養學生的區域認知和綜合思維的能力。

二、地理信息技術軟件優勢分析

1.數字星球系統教學應用優勢

①促進教學資源開發。數字星球系統可以輕松實現平面與球面的轉換，圖像轉換技術把抽象的、多元的資源轉化成動態的、多層次的資源，利于學生對地理素材進行整合分析和應用。②操控平臺簡單易學。 數字星球系統可以在不同教學環境中自如切換，例如，數字星球可以和Storyteller（編輯器插件）結合使用，操作方法簡單，教師能充分創設多元化地理素材，區別于傳統地理素材的固定，數字星球能提供多元化、個性化的素材庫，是地理教學的強大幫手。③實現課程資源二次開發。 數字星球系統能夠根據教學環境對課程資源進行編程，教師可以根據需要對軟件中的地理要素進行移動和重組，從而形成適合不同學情的課程資源，體現了地理“精準”教學。

2.GIS教學應用優勢

①資源提取的數據庫。GIS是一種十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。教師可以根據需要對某一區域進行精確的數據查詢，例如在人文地理教學中，教師可以利用GIS進行某一區域人口密度、商業網點分布的查詢，也可以查詢自然地理中一地的等高線、河流布局等要素。②邏輯推理的“分析師”。GIS有強大的運算功能，能依據多個地理數據進行綜合分析運算。能夠應用于科學調查、資源管理、財產管理、發展規劃、繪圖和路線規劃。例如，在地理教學中可以應用于自然災害防治、濕地面積變化、旅游路線規劃、城市功能分區布局等方面，實用性強。相對于傳統教學，GIS能創新教學方式，相對于學生而言，能極大限度地提升學生的信息技術能力、分析能力、綜合思維能力以及推理能力。

3.Google Earth教學應用優勢

①強化學生空間認知。不同的地理事物可以在不同比例尺下播放，地理事物可以在平面上放大和縮小，畫面清晰，分辨率高。在空間上，Google Earth能體現地理事物的高程，立體感強，強化學生空間感和立體感，強化學生的區域認知。②按需制定電子地圖。傳統教學使用地圖一般是從網絡上獲取的，現成的地圖地理要素復雜繁多，有部分要素是與教學內容相關的，有部分要素是與教學內容無關的。相對于教師而言，Google Earth能去除與教學內容無關的信息，添加與教學內容相關的信息，按需重組適用的電子地圖。于學生而言，學生可以根據Google Earth軟件進行地理資源編輯，形成利于自主學習和合作學習的電子地圖，提升學生的學習能力。③呈現事物變化過程。地理現象是變化發展的，利用Google Earth的時間軸圖層可以描述事物的時間變化，向學生展示強大的邏輯思維過程，體現了地理核心素養的目標。④虛擬現實優勢明顯。地理核心素養強調區域認知、綜合思維和地理實踐力。Google Earth能虛擬地理要素、事件和過程，讓學生能身臨其境，根據某一結果推測地理事物發生過程，大大地提高了學生主動獲取知識的熱情，達到教育教學的目標。這一優點在本文的教學實踐中已有所印證。

數字星球系統、 GIS和Google Earth三大地理信息技術優勢各異，在應用于地理教學的過程時，教師要根據教學目標進行地理信息技術軟件的側重使用，使三大技術優勢互補，使教學手段和方式得到優化，使得教學資源得到信息提取最大化、電子地圖使用精準化、地理事物變化過程清晰化、地理現象三維空間立體化、虛擬過程現實化、課程資源重組化。

三、基于地理信息技術的“行為式體驗”教學實踐

1.應用領域建議

在地理信息技術應用于高中地理教學實踐研究中，經過不同技術手段在不同章節的反復測試使用，根據實驗班級在使用地理信息技術手段前后的教師反饋、學生測評數據，擬形成地理信息技術軟件在人教版高中地理教學中適用“行為式體驗”教學的建議（圖1）。

2.高中地理“行為式體驗”教學中地理信息技術的應用實踐

為驗證地理信息技術是否有效解決高中地理課程的難點，提高地理課堂教學效率和教學質量，本校教師將分別用不同的地理信息技術根據實際需要單獨或者組合應用于實驗班級的地理教學中，下文選取幾節適用于“行為式體驗”的信息技術融合的地理教學實踐過程進行記錄，并對教學效果進行反思。

（1）數字星球系統在自然地理“行為式體驗”教學中的應用實踐

數字星球系統在自然地理“行為式體驗”教學中的應用實踐如表1所示。

（2）Google Earth在自然和人文地理“行為式體驗”教學中的應用實踐

Google Earth在自然和人文地理“行為式體驗”教學中的應用實踐如表2所示。

（3）“行為式體驗”教學中應用多種地理信息技術的實踐

在“行為式體驗”地理教學中，應用GIS與Google Earth等多種信息技術的實踐設計如表3所示。

四、教學實踐效果及反思

為了分析基于地理信息技術應用于高中地理教學實施效果，本校教師把六個學情差異較小、成績差別較小的班級作為實驗班級，三個班級（2112班、2113班、2114班）使用傳統教學，另外三個班級（2115班、2116班、2122班）使用地理信息技術融合教學，在完成教學實踐后，筆者通過三個方面對教學效果進行測試。

1.教學實踐效果評價

（1）試卷測試效果

對六個班級進行統一時間、統一試卷的測試，測試結果如圖2所示。

通過以上測試結果得知∶得分率較低的考點為“氣壓帶和風帶”“地球運動”“內力作用”“外力作用與地貌”，得分率稍高的是“人口遷移”“農業區位因素”“中國的河流”“城市功能分區”“自然地理環境差異性”。傳統教學班級難點部分平均分為20.2分，實驗班級難點部分平均分為23.16分。2113班平均分在六個班中最低，為19.9分，2122班平均分在六個班級中最高，為23.6分。信息技術融合教學的班級成績均不同程度高于傳統教學班級。

（2）學習氛圍與興趣問卷調查

筆者通過調查問卷的形式分別對六個班級的教師進行了課堂學習氣氛和直觀效果反饋。

通過調查問卷數據結果分析發現，傳統教學班有61%的教師認為學生上課氛圍好，91%的教師認為傳統教學班的學生對“地球運動”“氣壓帶和風帶”學習積極性不高。信息技術融合班級有93%的教師認為學生上課氛圍好，56%的教師認為學生對“地球運動”“氣壓帶和風帶”學習積極性較高。88%的教師對數字星球和谷歌地球系統非常感興趣，80%的教師認為信息技術融合教學有效突破了教學難點，99%的教師認為通過信息技術融合于教學有效突破學生空間思維上的局限，使難點的難度大大下降，加強了授課的邏輯。

筆者認為，地理信息技術融合于高中地理教學創新了教育教學理念，創新了教學方式，激發了學生的學習主動性，提升了教學效果，實現了培養學生區域認知、綜合思維和地理實踐力的目標，信息技術的使用給教學改革帶來了新的動力。

2.教學實踐反思與建議

（1）實踐反思

①研究深度不足。本次教學實踐只是運用了三個地理信息技術軟件的基本功能，更有深度的功能還有待研究。②測試群體樣本量小。本次教學效果的測試只針對六個班級進行測試，測試群體數量小，測試結果普遍性不強。③多變量影響實踐結果。數字星球系統、 GIS和Google Earth技術是一門新興技術，各個地區的教學條件不同，一些地區信息技術軟件使用尚未普及，不同教師運用信息技術軟件的能力不一，導致教學效果產生差異。本文僅提供了基于本校學生學情的案例，其他地區學校信息技術使用效果還有待研究。

（2）建議

地理信息技術融合教學是未來地理學科發展的大趨勢，目前國內的應用處于初步探究階段。針對此次教學實踐，在教學效果的反饋和反思的基礎上，筆者認為，要實現教育改革，培養地理學科素養，實現立德樹人的目標，可以從以下方面作出改進。①普及地理信息技術設備。目前國內尚未有地區普及地理信息技術設備，建議加大政府投入，增加信息技術設備，加大教師信息技術培訓力度，才能提升教學效果，提升學生學習熱情，增強實踐能力，創新教育方法和模式。②提高教師信息技術軟件操作水平。作為新時代的地理教師，應該不斷適應時代的步伐，學習和掌握地理信息技術，結合傳統的教學手段和方法，幫助學生更好地學習。③提高學生信息技術軟件操作能力。作為新時代的學生，應該培養信息技術實踐能力，增強動手和思維能力，全面提高地理素養。