LocaSpace Viewer輔助高中地理課堂深度學(xué)習(xí)探究

陳奕文 楊廣斌

［摘 要］地理信息技術(shù)作為地理教學(xué)改革的助推器，是課堂教學(xué)中提高教學(xué)質(zhì)量的有效載體。深度學(xué)習(xí)在教育現(xiàn)代化的進程中，作為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效途徑，成為教育界重點關(guān)注的話題。本文以人教版高中地理選擇性必修一中的“河流侵蝕地貌”為例，從課標要求、教材內(nèi)容制定開發(fā)基于LocaSpace Viewer軟件的深度學(xué)習(xí)案例，探索LocaSpace Viewer軟件視點飛行、測量分析、視頻嵌入等教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)真實情景，正確發(fā)揮信息技術(shù)的教學(xué)輔助作用，真正幫助學(xué)生實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

［關(guān)鍵詞］深度學(xué)習(xí)；LocaSpace Viewer；課堂教學(xué)；高中地理

［中圖分類號］ ? ?G633.55 ? ? ? ? ? ?［文獻標識碼］ ? ?A ? ? ? ? ?［文章編號］ ? ?1674-6058（2023）10-0079-05

信息技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用使得我國教育信息化發(fā)展的進程不斷加快。中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《加快推進教育現(xiàn)代化實施方案（2018—2022年）》提出，著力構(gòu)建基于信息技術(shù)的新型教育教學(xué)模式、教育服務(wù)供給方式以及教育治理新模式。促進信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，支持學(xué)校充分利用信息技術(shù)開展人才培養(yǎng)模式和教學(xué)方法改革，逐步實現(xiàn)信息化教與學(xué)應(yīng)用師生全覆蓋［1］。深度學(xué)習(xí)強調(diào)學(xué)生深層理解、探究、反思的高階思維能力在實際教學(xué)中并沒有得到充分體現(xiàn)。本文基于深度學(xué)習(xí)內(nèi)涵，依托LocaSpace Viewer軟件，開發(fā)高中地理教學(xué)案例，將LocaSpace Viewer作為地理課堂教學(xué)中的載體，引導(dǎo)學(xué)生深度參與學(xué)習(xí)過程，打造促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)的智慧課堂，為信息技術(shù)更好地應(yīng)用于高中地理教學(xué)提供參考。

一、LocaSpace Viewer與深度學(xué)習(xí)

（一）LocaSpace Viewer簡介

LocaSpace Viewer（以下簡稱“LSV”）是一款國產(chǎn)專業(yè)輕量級三維數(shù)字地球軟件，擁有豐富的地圖資源，具備矢量編輯、空間測量、模型導(dǎo)入等核心功能，能夠快速瀏覽、測量、分析和標注三維地理信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)三維場景多方位的展示和瀏覽，完成數(shù)據(jù)的精準測量和轉(zhuǎn)換［2］。將LSV軟件功能與地理教學(xué)相融合，不僅能挖掘地理教學(xué)素材，而且能為學(xué)生分析地理事物提供開放的學(xué)習(xí)環(huán)境和自主探究路徑，是開展地理教學(xué)的重要平臺。

（二）深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

深度學(xué)習(xí)要求學(xué)生進行理解性的學(xué)習(xí)，以高階思維的發(fā)展和解決實際問題為目標，圍繞引領(lǐng)性學(xué)習(xí)主題讓學(xué)生全身心積極參與、合作探討，以實現(xiàn)知識的遷移與應(yīng)用，是一種有意義的學(xué)習(xí)［3］。深度學(xué)習(xí)通過構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的知識體系幫助學(xué)生理解學(xué)科本質(zhì)，在學(xué)習(xí)過程中調(diào)動學(xué)生的情感、思維，引導(dǎo)學(xué)生深度參與，最終讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)并獲得發(fā)展。

（三）LocaSpace Viewer與深度學(xué)習(xí)的契合性

深度學(xué)習(xí)是信息時代教學(xué)變革的必然選擇，信息技術(shù)是深度學(xué)習(xí)的重要支撐［4-5］。信息技術(shù)作為課堂的教學(xué)工具，能夠為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)設(shè)更加開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生高階思維的發(fā)展提供捷徑，可以有效促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)。LocaSpace Viewer軟件作為地理學(xué)習(xí)和認知工具，其多維性和直觀性給地理學(xué)科提供了便捷、全方位的觀察視角。教師利用LocaSpace Viewer軟件能夠突破時間和空間的限制，培養(yǎng)學(xué)生的時空思維。軟件的沉浸性能給學(xué)生呈現(xiàn)真實的情景，給學(xué)生營造一種身臨其境的感覺；其交互性可使學(xué)生通過軟件的操作，從地理環(huán)境中獲取數(shù)據(jù)，將地理現(xiàn)象用數(shù)據(jù)的方式直觀展示，提高學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)與信息素養(yǎng)；其動態(tài)性可以展示地理過程，讓學(xué)生更好地掌握地理現(xiàn)象的發(fā)展過程，培養(yǎng)學(xué)生從“認識、領(lǐng)會”的淺層學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)到“理解和應(yīng)用”的深度學(xué)習(xí)。

二、基于LocaSpace Viewer的深度學(xué)習(xí)案例開發(fā)

本文選擇人教版高中地理選擇性必修一中學(xué)生較難理解的知識點“河流侵蝕地貌”為切入點，利用LocaSpace Viewer軟件對本節(jié)知識進行深度挖掘。

（一）厘清課標要求，找準目標定位，引領(lǐng)深度學(xué)習(xí)

課程標準是課堂教學(xué)的依據(jù)，只有明確課標內(nèi)容要求才能精準把握目標導(dǎo)向，引領(lǐng)深度學(xué)習(xí)。課程標準中關(guān)于“河流侵蝕地貌”的內(nèi)容在必修1和選擇性必修1中都有涉及。在認知水平方面，地理1定位于地表形態(tài)的識別，主要培養(yǎng)學(xué)生低階思維能力；選擇性必修1則呈現(xiàn)進階性，立足成因，重視培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力，形成變化和綜合的觀點。表1對比地理1與選擇性必修1關(guān)于本專題內(nèi)容的課標要求，參照高中地理學(xué)科核心素養(yǎng)水平層次、學(xué)業(yè)質(zhì)量標準劃分該專題思維層次，制定本專題的深度學(xué)習(xí)目標。

布魯姆認知領(lǐng)域?qū)W(xué)習(xí)目標從低到高劃分為低階思維和高階思維兩種認知水平，認為淺層學(xué)習(xí)是對知識的簡單描述與記憶，是一種較低的認知水平［7］；深度學(xué)習(xí)認知水平對應(yīng)高階思維層次，注重對知識的理解與應(yīng)用，旨在促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題與遷移應(yīng)用。

根據(jù)課程標準，選擇性必修1對該專題知識要求與深度學(xué)習(xí)所追求的理解生成、遷移應(yīng)用相適應(yīng)。河流地貌的形成過程較為復(fù)雜，從時間角度綜合分析河流地貌不同發(fā)育階段的形成過程是本節(jié)內(nèi)容的重點。教師可以借助LSV軟件和直觀的實驗?zāi)M演示來輔助學(xué)生理解不同發(fā)育時期河流地貌的特征以及動態(tài)發(fā)展過程。從地理要素角度分析不同時期河谷地貌景觀的差異及原因是本節(jié)內(nèi)容的難點，教師可以引導(dǎo)學(xué)生測量不同河谷地貌的距離和等高線的判讀，利用數(shù)據(jù)對比培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力。

（二）巧用信息技術(shù)，創(chuàng)設(shè)真實情境，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)主張教師對教學(xué)內(nèi)容進行情景化設(shè)計，創(chuàng)設(shè)具有真實情景的活動［8］。教師在情景創(chuàng)設(shè)過程中整合、創(chuàng)新教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)多維感知和蘊含問題的情境，整合貼近學(xué)生知識水平的學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生在一個貫穿全過程的主題情境下經(jīng)歷深度學(xué)習(xí)的發(fā)展，給學(xué)生提供便于理解和探究的空間，為培養(yǎng)學(xué)生的批判思維和搭建學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)提供幫助。

本節(jié)內(nèi)容以學(xué)生較為熟悉的長江為例，借助LSV軟件，立足其功能優(yōu)勢，融合軟件的視點飛行、距離測量、剖面分析、視頻嵌入等功能，創(chuàng)設(shè)深度學(xué)習(xí)的真實情境，引導(dǎo)學(xué)生深入探討長江河流侵蝕地貌。教師在教學(xué)過程中以學(xué)生為主體，遵循“情境感知—數(shù)據(jù)分析—觀察探究—合作探討”的思路，注重學(xué)生的自主性、操作性和探究性，培養(yǎng)學(xué)生高階思維，加深LSV與地理教學(xué)的融合，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)教學(xué)目標，具體環(huán)節(jié)如表2所示。

1.教學(xué)情境一：探究河流侵蝕地貌特征

教師活動：選擇長江不同河段（不同發(fā)育時期）典型地貌地點，利用LSV“視點飛行”功能設(shè)定飛行路徑并創(chuàng)建地標文件（見圖1），引導(dǎo)學(xué)生瀏覽虎跳峽（上游）、枝江（中游）、南京（下游）三個觀察點的河谷形態(tài)和發(fā)育位置；利用LSV“剖面分析”功能，點擊軟件上方“數(shù)據(jù)提取”窗口，選擇“提取剖面線”，展現(xiàn)長江不同河段（不同發(fā)育時期）河谷剖面形態(tài)（見圖2、圖3），引導(dǎo)學(xué)生歸納、描述不同河段河谷形態(tài)特征。

學(xué)生活動：結(jié)合教師推送的地標文件，借助LSV“距離測量”功能以及“提取等高線”功能，通過繪制線段和等高線測量并計算不同河段（不同發(fā)育時期）河谷深度（垂直高差）、河道寬度（見圖4）；通過獲得的數(shù)據(jù)繪制出河谷形態(tài)的剖面圖。觀察遙感影像和河流剖面示意圖，對比得出上游河谷橫剖面呈“V”形，河道狹窄，河谷深而陡；中下游河道拓寬，河谷淺而緩，橫剖面呈“槽”形。

設(shè)計意圖：結(jié)合長江與已有認知基礎(chǔ)，借助LSV三維立體影像觀察長江河流侵蝕地貌，從區(qū)域認知角度描述長江不同河段（不同發(fā)育時期）反映的地理現(xiàn)象；學(xué)生利用LSV進行自主操作，獲取長江不同河段河谷形態(tài)的真實數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)對比理解不同河段（不同發(fā)育時期）典型河流侵蝕地貌的差異這一教學(xué)重點。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要全心投入，運用LSV自主完成“測量—獲得數(shù)據(jù)—提煉信息—分析”過程，增強感知、處理和分析數(shù)據(jù)的能力。通過真實數(shù)據(jù)直觀認識地理原理的深層含義，豐富內(nèi)心體驗，在LSV的輔助下實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

2.教學(xué)情境二：分析河流侵蝕地貌成因

教師活動：軟件可以通過外鏈接的形式添加本地視頻和網(wǎng)絡(luò)視頻，教師以創(chuàng)建地標的方式，在地標屬性框內(nèi)創(chuàng)建HTML標簽，插入河流侵蝕地貌模擬實驗視頻鏈接，借助LSV“視頻嵌入”功能演示河流侵蝕地貌形成過程的模擬實驗（見圖5）。結(jié)合學(xué)生在情境一中所描繪的上、中、下游河谷橫剖面形態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生分析不同發(fā)育階段河流地貌產(chǎn)生差異的原因。

學(xué)生活動：觀看實驗視頻，觀察流水侵蝕使“河谷”在深度、寬度、長度上發(fā)生的變化。結(jié)合河流侵蝕作用示意圖（見圖6、圖7）分析長江上游、中游、下游河流地貌的形成過程；從地勢特征、流速快慢、侵蝕方式三個方面分析長江不同河段河谷形態(tài)產(chǎn)生差異的原因。

設(shè)計意圖：借助LSV展示不同河段河谷形態(tài)（數(shù)字情境），結(jié)合直觀的地理實驗視頻（物理情境），虛實融合，動態(tài)交互，“還原”河流侵蝕地貌發(fā)生過程，使學(xué)生能夠經(jīng)歷、體驗地理過程，幫助學(xué)生理解流水作為重要外力作用對地表形態(tài)塑造的過程及成因這一教學(xué)難點。在教學(xué)過程中，教師不斷激發(fā)學(xué)生的探究欲望，學(xué)生需要提取視頻信息，掌握從現(xiàn)象到本質(zhì)的學(xué)習(xí)方法，進行遷移運用，推演不同河段（不同發(fā)育時期）河流地貌形成原因。

3.教學(xué)情境三：深入探究河曲及其應(yīng)用

教師活動：利用LSV展現(xiàn)湖北枝城到湖南岳陽荊江河段的影像，提示學(xué)生從形態(tài)、坡度的角度觀察曲流兩岸的差異；嵌入河曲地貌動畫演示視頻（見圖8、圖9），引導(dǎo)學(xué)生了解曲流頸、裁彎取直和牛軛湖的關(guān)系，進而理解地理事物具有時空演變規(guī)律；依托真實情景設(shè)計不同層次的問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生思考港口區(qū)位選擇條件。

學(xué)生活動：借助LSV遙感影像觀察荊江河段地貌特征及長江河岸的港口分布；觀察動畫中河曲地貌剖面形成過程，推演牛軛湖的形成過程，完成表3中的任務(wù)一、任務(wù)二。

設(shè)計意圖：利用LSV展示荊江河段遙感影像，學(xué)生能直觀感知地理現(xiàn)象。教師依托真實情景設(shè)計不同層次的問題鏈，將學(xué)生所學(xué)內(nèi)容有邏輯地整合成可操作的學(xué)習(xí)鏈條并嵌入視頻資料。從時空角度展示河曲演變過程，幫助學(xué)生理解河曲特征及成因這一教學(xué)難點，進而讓學(xué)生在港口區(qū)位選擇的新情境中進行知識的遷移，引發(fā)學(xué)生的深度思考，以達到學(xué)以致用的目的。學(xué)生在反思、總結(jié)的過程中理解學(xué)科概念，并將其內(nèi)化為必備品格，形成正確的價值觀，從而在LSV創(chuàng)設(shè)的情境中實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

三、結(jié)語

實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)需要以學(xué)生為主體，要求學(xué)生能夠?qū)⒁延兄R在真實問題中進行轉(zhuǎn)換和應(yīng)用，從而完成進階性任務(wù)、獲得發(fā)展。本文通過確立深度學(xué)習(xí)的教學(xué)目標，基于LSV功能的開發(fā)運用，創(chuàng)設(shè)符合深度學(xué)習(xí)特征的真實情景，引導(dǎo)學(xué)生探討長江河流侵蝕地貌，給學(xué)生提供真實的體驗，打造智慧課堂，幫助學(xué)生實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

運用LSV可以增加學(xué)生獲得知識的機會，幫助學(xué)生“親歷”知識的發(fā)現(xiàn)與構(gòu)建，為學(xué)生創(chuàng)造自主探究的空間，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。在實際教學(xué)中，教師還可以充分運用LSV添加教學(xué)主題數(shù)據(jù)（例如風(fēng)速、氣壓、溫度數(shù)據(jù)等），引導(dǎo)學(xué)生由宏觀到微觀的漸變帶入；利用地圖疊加方式（例如圖片、文字或全景）來解釋地理現(xiàn)象；利用圖層文件夾添加課堂學(xué)生提問的互動記錄等。隨著信息化的發(fā)展，教師要更新教育觀念，提升信息應(yīng)用能力，開發(fā)和挖掘課堂資源，利用信息技術(shù)加強學(xué)生對真實世界的理解，讓課堂教學(xué)成為學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的舞臺。

［ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻 ? ］

［1］ ?中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《加快推進教育現(xiàn)代化實施方案（2018－2022年）》［EB/OL］.（2019-02-23）［2023-03-20］.http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201902/t20190223_370859.html.

［2］ ?謝鵬理，安雪鳳.地理信息技術(shù)輔助地理教學(xué)活動的方法初探：以LocaSpace Viewer軟件應(yīng)用為例［J］.地理教育，2019（5）：54-55.

［3］ ?張浩，吳秀娟.深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵及認知理論基礎(chǔ)探析［J］.中國電化教育，2012（10）：7-11，21.

［4］ ?劉月霞，郭華.深度學(xué)習(xí)：走向核心素養(yǎng)［M］.北京：教育科學(xué)出版社，2018.

［5］ ?孫晨.信息技術(shù)支持下的高中地理課堂深度學(xué)習(xí)策略研究［D］.天津：天津師范大學(xué)，2022.

［6］ ?韋志榕，朱翔.普通高中地理課程標準（2017年版）解讀［M］.北京：高等教育出版社，2018.

［7］ ?L·W·安德森，L·A·索斯尼克.布盧姆教育目標分類學(xué)：40年的回顧［M］.譚曉玉，袁文輝，譯.上海：華東師范大學(xué)出版社，1998.

［8］ ?相曉東，徐燕青.基于核心素養(yǎng)的主題情境深度學(xué)習(xí)研究：以人教版七年級地理（上冊）“極地地區(qū)”為例［J］.地理教學(xué)，2020（7）：29-32.

（責(zé)任編輯 陳 明）