信息技術賦能地理實踐力培養的“臺風”教學設計

常麗霞，周義欽，周冠峰

（1.上海市復興高級中學，上海 200434；2.上海財經大學附屬北郊高級中學，上海 200081）

美國教育家杜威指出“思維始于直接的情境”，生活內容或社會事件應以簡化的形式濃縮進學校，成為帶有一定教育目的的教學活動［1］。“雙新”背景下，課程改革相較于以往最大的變化之一即凝練了學科核心素養，這有利于培養學生依托信息技術，在真實情境中開展問題式教學，引導學生進行深度探究。

一、設計思路

1.基于課程標準，培育學科核心素養

《普通高中地理課程標準（2017 年版2020 年修訂）》必修一對該部分內容要求為“1.11 運用資料，說明常見自然災害的成因，了解避災、防災的措施”。筆者根據課標內容要求進行四個維度的分解：行為主體是學生；行為條件是運用資料；行為動詞是運用、說明、了解；地理內容為自然災害及其成因、避災防災的措施。

地理實踐力指人們在考察、實驗和調查等地理實踐活動中所具備的意志品質和行動能力。學生借助適切的地理實踐活動，有利于提升其區域認知、綜合思維、人地協調觀等高中地理學科素養的表現水平。本課在上海市復興高級中學數字地理專用教室授課，兩人一組，共用一臺計算機，學生依托“臺風路徑實時發布系統”和“Ventusky 風雨氣溫圖”兩個WebGIS 信息技術平臺，通過檢索、查詢、測距、計算等實踐活動開展深度探究［2］。利用信息技術提升區域認知體現在：依托區域分析，學生認識到臺風“梅花”對上海帶來的災害性天氣現象及其主要危害；借助空間關聯，從臺風源地位置與移動路徑方向視角，分析浙江沿海地區強風、暴雨與風暴潮等災害性天氣的主要成因及其引發的具有地域性的自然災害。利用信息技術提升綜合思維體現在：學生認識到臺風不僅會對天氣、河流與海洋等自然要素產生影響，而且會對交通、城市與人口等人文要素產生影響，學生要對臺風的影響及其防災減災措施進行多要素、多角度綜合分析；基于時空綜合的角度，學生利用圖表分析臺風對我國主要的影響范圍及其活動月份（季節）。

2.基于教材內容，建構課時教學目標

《高中地理教學參考資料》對本課時課標的解讀是：臺風的成因（氣旋）安排在選擇性必修1自然地理基礎中，因此，本冊教材不側重講述臺風的自然過程機制，而是直接講述致災過程和災情，這是本課的教學重點。普通高中地理教科書必修第一冊在正文中系統闡述了臺風的源地、演變過程、空間結構、發生頻次、影響范圍、災害性天氣及其影響、防災減災措施；在圖像系統中，呈現了臺風結構示意圖、臺風“海燕”登陸前后對比、對中國東南沿海產生嚴重影響的臺風登陸次數；在活動系統中，安排了2個思考、1個探究和1個閱讀。這些知識需要結構化呈現并提供學法指導。

本課時教學目標：①學生以臺風“梅花”紀實報道為案例，說明其災害性的天氣現象及主要危害；②學生運用2017—2022年主要臺風數據，結合WebGIS 信息技術平臺，說明臺風的形成過程（源地位置、移動路徑）與時空分布特征（影響范圍、活動月份）；③學生通過記錄各部門應對臺風“梅花”紀實報道，以及小組討論、親子訪談，完善不同單位（部門）防災減災的具體措施。

3.基于真實情境，設計學習任務及問題鏈

本課以2022年9月中旬，學生親歷的臺風“梅花”為真實情境，課前播放臺風“梅花”紀實報道視頻導入新課；通過“臺風路徑實時發布系統”在線平臺檢索包含臺風“梅花”在內的6年共24個臺風數據，分析臺風的形成過程；讀圖分析包含臺風“梅花”在內的2個臺風影響上海的時段；最后，播放上海各相關部門應對臺風“梅花”行動紀實視頻。

筆者基于臺風“梅花”真實情境，設計了三項任務驅動鏈式問題的活動單。任務一：檢索網絡、探究歸因；任務二：讀圖分析、評價決策；任務三：小組討論、完善措施。學生通過完成任務單及梯度化的鏈式問題，著力破解本課時的教學重點：①臺風的形成過程、時空分布及其主要影響；②各相關部門有關臺風防災減災的具體措施。

二、教學過程設計

1.單元分析

新上海版高中地理必修一第2 單元“大氣環境”的研究對象為地球外部圈層中的大氣圈，大氣環境是自然環境中人類生存與發展的重要組成部分，也是水環境與陸地環境中物質和能量交換的動力與媒介，因此，是本冊教材的重要單元。本單元共包括三部分內容：大氣的組成和垂直分層、大氣的受熱過程與運動、常見的氣象災害，讓學生在了解基本知識與原理的基礎上，能與人類的實際生產、生活相聯系。“臺風”是主題6的第一課時，具有承上啟下的作用，它是主題5第二課時“大氣的運動”中“風（大氣水平運動）”的具體實例，易引發洪水、雨澇災害，為該主題第二課時“洪澇”災害以及本冊后續單元中海洋災害、地質災害的教學提供一般分析思路，同時，為學習選擇性必修1自然地理基礎中大氣環流、天氣系統等內容打下基礎。

2.學情分析

上海地區幾乎每年都會受到臺風的影響，學生對臺風帶來的災害性天氣現象及其主要危害有一定認識基礎，然而，對于臺風的形成過程、時空分布特征、防災減災的具體措施尚未有過系統學習。本課以學生較為熟悉且有親身感受的臺風“梅花”作為導入，以“臺風來了，如何防災減災”為大問題，創設貼近學生生活的真實教學情境，有利于引導學生關注臺風帶來的災害性天氣現象及其主要危害，培養其用地理視角思考問題的意識，激發對“臺風”的學習興趣。

3.教學過程

（1）新課導入，關注災害

【教師活動】導入語：臺風這種天氣現象對上海學生來說，非常熟悉！讓老師印象深刻的臺風發生在2019 年8 月9 日，那天是我校教職工北戴河療養假期的最后一天，當大家進入火車站候車廳時，被工作人員告知列車因受臺風“利奇馬”影響而停運，那是老師生平第一次，也是唯一一次經歷“火車停運”！那么，有沒有一場臺風也讓你印象深刻？學生回應提問后播放視頻《臺風“梅花”紀實報道》。

【學生活動】學生分別提到“臺風導致市內道路積水，因堵車錯過了去往南非的航班”“5歲時，臺風吹壞了家里的玻璃窗，那時一個人在家感覺非常害怕”“受臺風影響，暑假去張家界旅行的航班停飛，后改乘無座火車通宵前往”……學生踴躍回應教師的提問，喚起了個人生活與臺風的有關記憶。學生觀看視頻后記錄臺風“梅花”給上海帶來的災害性天氣現象及其主要危害。

【設計意圖】創設貼近學生生活的教學情境，激發其對“臺風”的學習興趣，認識到臺風是一種災害性的天氣現象，會給人類生產、生活帶來不利影響。

（2）任務一：檢索網絡，探究歸因

【教師活動】提出問題：臺風為什么會帶來強風、暴雨、風暴潮等天氣現象？學生需要研究臺風的形成過程，即定位臺風的源地位置、確定臺風的移動路徑。教師演示計算機操作方法：以臺風“梅花”為例，請學生利用計算機檢索“臺風路徑實時發布系統”，在主頁左下角利用臺風編號“202212”搜索臺風“梅花”，主界面就會立即顯示其“源地位置”“移動路徑”“分時數據”和“節點數據”，由此，教師布置任務一。

①根據表1，利用“臺風路徑實時發布系統”平臺，加載并顯示四個臺風路徑。②根據計算機顯示的“臺風路徑圖”，說明影響我國臺風的源地位置特征、移動路徑方向、主要影響范圍與主要活動月份。③借助“Wentusky風雨氣溫圖”平臺，分析臺風“梅花”帶來強風、暴雨、風暴潮等天氣現象的成因；比較臺風“梅花”對浙江平原地區與浙江山區的不同影響。

表1 小組任務分工表

【學生活動1】根據“臺風路徑實時發布系統”在線平臺加載的“臺風路徑圖”可知，這些臺風主要源于西北太平洋和南海；移動路徑主要是向西、西北和東北轉向路徑；主要影響的區域是我國東南沿海；主要活動月份為7至9月（北半球夏、秋季節）。

【學生活動2】借助“Wentusky 風雨氣溫圖”平臺，將時間確定為2022 年9 月14 日20：00。學生可觀察到臺風“梅花”的中心是一個強低壓中心，與周圍地區顯著的氣壓差形成了強大的水平氣壓梯度力，受其驅動，強烈的大氣水平運動形成了大風，根據圖例可知，浙江沿海地區經歷了6～9 級大風，達到了“強風”等級；強風引起海水潮位上漲，浙江溫嶺地區掀起3～5 m巨浪，巨浪和海潮，統稱為風暴潮；由于臺風源于熱帶或副熱帶洋面，垂直方向盛行上升氣流，容易冷凝降水，同時風從海洋吹向大陸，會攜帶大量水汽，因而會帶來降雨，從降雨量實況圖來看，每小時降水量約為15～40 mm區間，屬于“暴雨”等級。

【學生活動3】學生關注到：受臺風“梅花”影響，在浙江平原地區，暴雨使江河水位猛漲，造成洪水泛濫，淹沒農田村莊；在浙江山區，引發泥石流、滑坡等災害，沖毀道路橋梁，造成巨大損失。因此，不同區域的地理環境不同，受臺風影響形成的自然災害也有明顯的地域性，應具體區域具體分析。

【設計意圖】指導學生操作計算機WebGIS信息技術平臺，提升學生分析數據、發現規律、探究歸因的關鍵能力。

（3）任務二：讀圖分析，評價決策

【教師活動】提出問題：臺風“燦都”（編號：202114）和臺風“梅花”（編號：202212）均為9 月中旬影響上海，上海氣象臺都發布了橙色預警，從教育部門發布的相關通知發現：臺風“燦都”沒登陸上海，學校放假一天半；70多年來登陸上海最強臺風“梅花”過境，學校卻沒有放假，請問這兩個決策是否合理？學生可從兩大臺風影響上海開始與結束的時段進行分析。教師演示計算機操作方法：利用“臺風路徑實時發布系統”平臺加載臺風“燦都”，通過測距、查詢功能，確定七級風圈影響上海的開始時間為9 月13 日10：00，由此，教師布置任務二。

①計算機平臺加載臺風“燦都”路徑（七級風圈平均半徑約250 km），利用“測距”工具，在臺風移動路徑中查詢七級風圈影響上海的結束時間。②2022 年9月14 日14：00，上海開始受到臺風“梅花”（假設沿直線移動）七級風圈影響，數據顯示，此時七級風圈平均半徑為250 km，臺風移速為25 km/h，計算并預測該臺風登陸上海的時間。③臺風“梅花”在上海登陸后，七級風圈半徑變為200 km，移速約28 km/h（假設沿直線移動），計算上海臺風登陸地受其影響結束的時間。④針對臺風“梅花”與臺風“燦都”對上海的影響，請評價教育部門的決策是否合理，并說明理由。

【學生活動1】學生查詢臺風“燦都”影響上海的結束時間；計算臺風“梅花”登陸上海的時間及其對上海影響結束時間，并填寫在表2中。

表2 兩大臺風七級風圈影響上海時段

【學生活動2】從臺風影響上海的時段，再結合上海中小學的上下學時間來看，這兩個放假決策是合理的，但從計算機網絡查詢到的歷史天氣數據來看，2021年9月14日為多云轉小雨，這個天氣對上下學影響很小，因此若該天不休假，有利于減輕臺風對教學活動的干擾；2022 年9 月14 日為多云轉暴雨，若當天下午放假半天，有利于保障師生在放學與通勤途中的交通安全。

【設計意圖】學生學會利用計算機網絡平臺來研究臺風對某地（區域）的影響時段；認識到地理信息技術在應對臺風災害中的重大作用；嘗試評價防災減災具體決策的合理性，并說明理由；根據多條不同國家的臺風預測路徑意識到：預測臺風至今依舊是世界難題，應對臺風災害，不僅要國際合作，還要跨學科聯合攻關。

（4）任務三：小組討論，完善措施

【教師活動】播放相關視頻：上海各相關部門應對臺風“梅花”行動紀實，教師布置任務三。

【學生活動】觀看視頻，小組討論、親子訪談，記錄并完善各相關部門在臺風過境前、過境中、過境后防災減災的具體措施（表3）。

表3 應對臺風防災減災具體措施

【設計意圖】加強防災減災教育，提高學生生存技能的同時，培養其綜合思維，即臺風不僅對天氣、河流、海洋等自然要素產生影響，而且會對交通、城市、人口等人文要素產生影響，學生應從要素綜合角度，對臺風的影響及其防災減災措施進行多要素、多角度綜合分析。

（5）總結提升，完成作業

【教師活動】總結：臺風伴隨的強風、暴雨、風暴潮等災害性天氣會給人類造成多種危害，因此，要深入研究臺風形成過程、時空分布，研究災害成因、提高監測預測技術，提出并完善防災減災的具體措施（圖1）。同時，學生要秉持人地協調觀，齊心協力共同守護人類的美麗家園，由此，教師布置課后作業。

圖1 臺風知識結構

【學生活動】形成臺風等自然災害的一般分析思路，完善活動單、制作校園防御臺風指南，提高防災減災的主觀意識和實用技能。課后思考：臺風會帶來巨大危害，但有人認為臺風并非一無是處，你贊成這種觀點嗎？請舉例說明［3］。

【設計意圖】引導學生關注生活中的地理現象，辯證分析臺風對地理環境與人類活動的利弊影響，關注人地關系［4］，提升地理學科素養，體現地理育人價值。

三、結語

“新課標”在“教學建議”方面強調了“深化信息技術應用”，信息技術是高中生培養地理實踐力的重要手段。在高中地理教學中，依托信息技術，將抽象、靜止的地理事物轉為具象、動態的地理過程來形象化呈現，模擬“地理過程”的發生，使得學生興趣和動機被激發，思維積極活躍，有利于提升地理信息技術關鍵能力、培養學生區域認知與綜合思維素養、啟發學生提出創新性人地協調發展的具體措施，從而提升學生地理學科核心素養的表現水平。

相較于課堂教學中的“一課多境”，“一境到底”教學策略下的教學線索清晰、問題梯次展開、課堂教學高效［5］，本課基于臺風“梅花”真實情境“一境到底”，設計了三項任務活動開展問題式教學；基于課程標準及本課內容要求，借助兩個WebGIS信息技術平臺，側重培養學生地理實踐力、區域認知、綜合思維等學科核心素養；基于上海版新教材內容，建構課時教學目標，體現了教學情境化、情境問題化、問題任務化、任務活動化、活動思維化、思維可視化的特點。課堂總結階段升華了主題，依托“臺風”現象探討人地關系，讓學生辯證看待自然環境對人類活動的影響，同時，也理解人類活動影響地理環境有不同的方式、強度和后果，懂得尊重自然規律的重要性和必要性。