地理野外考察中信息技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提出地理實(shí)踐力是地理核心素養(yǎng)的重要組成和育人目標(biāo)，野外實(shí)踐活動對提高學(xué)生地理實(shí)踐力有很強(qiáng)的實(shí)際意義，而信息技術(shù)的應(yīng)用更能讓學(xué)生在野外實(shí)踐中知行合一，提高地理實(shí)踐力。本文以安徽杭埠河流域野外考察為例，依據(jù)新課標(biāo)，基于地理信息技術(shù)設(shè)計(jì)了杭埠河流域野外考察的教學(xué)設(shè)計(jì)方案，通過信息技術(shù)賦能杭埠河上游、中下游和入湖口的考察，并提供了教學(xué)的具體實(shí)踐過程和教學(xué)效果評價(jià)模式。結(jié)果表明，信息技術(shù)可幫助學(xué)生更好地理解和掌握地理知識，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)效果、提升學(xué)生實(shí)踐能力、培養(yǎng)地理核心素養(yǎng)的目的。

關(guān)鍵詞：地理新課標(biāo)；信息技術(shù)；野外考察；杭埠河

中圖分類號：G633.55 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-5207（2024）11-0059-06

隨著科技不斷進(jìn)步，信息技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也在逐漸深入，地理作為一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，其實(shí)踐性要求越來越高，而野外考察是地理實(shí)踐不可或缺的一環(huán)。《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）提出的培養(yǎng)目標(biāo)是“創(chuàng)新培育地理學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)方式，在自然、社會等真實(shí)情境中開展豐富多樣的地理實(shí)踐活動” ［1］。近年來，關(guān)于信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究逐漸增多，在地理教學(xué)中，不少學(xué)者已開始探索如何將信息技術(shù)與地理野外考察相結(jié)合。已有研究表明，信息技術(shù)可幫助學(xué)生更好地理解和掌握地理知識，提高實(shí)踐能力和綜合素質(zhì) ［2-4］，利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)則能使野外考察達(dá)到事半功倍的效果。

在信息化時(shí)代成長起來的中學(xué)生對信息技術(shù)的了解和接受度高，可視化信息技術(shù)有利于學(xué)生的地理思維培養(yǎng)、思維品質(zhì)提升 ［5］。由于野外地理環(huán)境的復(fù)雜性，當(dāng)學(xué)生置身于野外實(shí)地環(huán)境中時(shí)，常有“只緣身在此山中”“云深不知處”的困惑。野外考察前、考察中、考察后3個(gè)環(huán)節(jié)中信息技術(shù)的運(yùn)用，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握知識要點(diǎn)。教學(xué)設(shè)計(jì)以杭埠河野外考察為例，探討了運(yùn)用地理信息技術(shù)進(jìn)行野外考察的方法。

一、設(shè)計(jì)思路

1.基于課程標(biāo)準(zhǔn)，培育地理核心素養(yǎng)

相較于以往的課程標(biāo)準(zhǔn)，新課標(biāo)中有很多與野外考察相關(guān)的內(nèi)容和要求，以地形、地貌為例（表1）［1］。

由表1可見，新課標(biāo)中對野外考察采用的方法、工具和結(jié)果都做了較為詳細(xì)的說明。特別是選擇性必修1中要求結(jié)合實(shí)例，解釋內(nèi)力和外力對地表形態(tài)變化的影響，并說明人類活動與地表形態(tài)的關(guān)系。此要求關(guān)注自然環(huán)境組成要素——地貌，重點(diǎn)是地貌的變化及其原因；行為動詞是“解釋”，屬于理解水平層次；“結(jié)合實(shí)例”是行為條件，要求教學(xué)過程以案例教學(xué)為主，本案例選擇就是結(jié)合地理環(huán)境，分析地球內(nèi)外力作用對河流地貌形成的影響。最佳的方式是通過野外考察實(shí)現(xiàn)新課標(biāo)的教學(xué)內(nèi)容。

地理實(shí)踐力是指人們在考察、實(shí)驗(yàn)和調(diào)查等地理實(shí)踐活動中所具備的意志品質(zhì)和行動能力。地理野外考察是地理實(shí)踐活動的常用方式［6］，傳統(tǒng)的地理野外考察多采用常規(guī)的考察方式和工具，存在效率低、工作量大等缺點(diǎn)。信息技術(shù)賦能野外考察的教學(xué)方法可讓學(xué)生先形成直觀的形象思維，具有便于考察前總覽知識、考察中進(jìn)行對比、考察后總結(jié)回顧的優(yōu)點(diǎn)，有助于將形象認(rèn)知與實(shí)際地物相關(guān)聯(lián)，在對直觀認(rèn)識進(jìn)行抽象思維加工后，達(dá)到知識學(xué)習(xí)的深化，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐能力和綜合素養(yǎng)的提升。

2.基于考察地點(diǎn)，選取適用的信息技術(shù)

（1）選擇考察地點(diǎn)

針對新課標(biāo)要求，遵循就近、易實(shí)施的原則，選擇安徽杭埠河流域作為野外考察地點(diǎn)。杭埠河是巢湖的主要入湖支流，位于安徽省中部，發(fā)源于大別山區(qū)的貓耳尖東麓，經(jīng)過多種地貌類型區(qū)后，最終流入巢湖（圖1）。整個(gè)流域的地貌特征表現(xiàn)為自西南向東北傾斜，具有明顯的地形差異，地貌類型豐富。流域西南部屬于大別山脈的一部分，山峰連綿，地形較為陡峭，海拔在400米至1 539米；中部多為丘陵地形，海拔在100米至400米，地形相對平緩；東北部是杭埠河入湖區(qū)，海拔在7米至100米，地勢平坦。整個(gè)杭埠河流域的面積約為4 246平方千米。

（2）選用信息技術(shù)

基于安徽省杭埠河流域的考察目標(biāo)，此次地理野外考察選用的信息技術(shù)主要是百度地圖和中科圖新兩種軟件工具。這兩種軟件入門簡單，且都有免費(fèi)版，支持手機(jī)端應(yīng)用，易于實(shí)踐教學(xué)的開展。百度地圖是一款功能豐富的網(wǎng)絡(luò)地圖搜索服務(wù)應(yīng)用，提供了基礎(chǔ)的地圖瀏覽服務(wù)，可用于野外考察時(shí)的智能定位、路線規(guī)劃。中科圖新則是一款三維GIS軟件，具有數(shù)據(jù)管理、三維實(shí)時(shí)漫游、空間信息展示等功能。可在移動設(shè)備上快速瀏覽、測量、分析和標(biāo)注三維地理信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)三維場景的飛行瀏覽和多視角查看等功能，有助于學(xué)生建立地理場景和教學(xué)知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)認(rèn)知。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)

1.教學(xué)目標(biāo)

地理野外考察是地理學(xué)科教學(xué)中非常重要的一環(huán)，是踐行地理學(xué)科素養(yǎng)非常直觀的一種方式，能夠讓學(xué)生親身感受和觀察地理現(xiàn)象，以此加深對地理知識的理解和掌握。本次地理野外考察設(shè)計(jì)的目的是讓學(xué)生通過觀察杭埠河上中下游相關(guān)地理現(xiàn)象以了解河流地貌的形成過程，通過實(shí)地考察提高學(xué)生的地理學(xué)科素養(yǎng)和地理思維能力。

2.考察線路

按照新課標(biāo)要求，野外考察內(nèi)容涵蓋地形、地貌、水系發(fā)育等。杭埠河流域涵蓋了山地地貌、丘陵地貌和平原地貌3種類型，其上游、中游和下游都具有明顯的河流地貌特征，且植被豐富多樣，適合作為野外考察地點(diǎn)。因此，本次野外考察路線從上游到下游、從源頭到入湖口，選擇了3個(gè)典型地貌類型和居民點(diǎn)：①杭埠河上游的貓耳尖和曉天鎮(zhèn)；②中下游的楊灣；③入湖口的杭埠河大橋。分別對應(yīng)山地地貌、丘陵地貌和平原地貌。

3.教學(xué)過程

（1）預(yù)備知識

杭埠河流域雖然不大，但作為一個(gè)完整的流域，具備流域地貌的所有特征。對高中學(xué)生而言，考察量仍然是很大的，因此，在學(xué)習(xí)過程中可結(jié)合學(xué)生特長進(jìn)行分組，降低學(xué)生個(gè)體工作量。將考察隊(duì)員分為設(shè)計(jì)組、記錄組、評價(jià)組、展示組4個(gè)組別。在考察前，由信息技術(shù)教師對學(xué)生進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，如如何使用百度和中科圖新軟件進(jìn)行查詢，以及信息技術(shù)相關(guān)術(shù)語的概念等。

預(yù)備知識教學(xué)是野外考察教學(xué)的重要組成部分，具體教學(xué)內(nèi)容如表2所示。

（2）教學(xué)實(shí)錄

野外考察過程教學(xué)是野外考察的具體實(shí)施。在此過程中，學(xué)生通過預(yù)備知識學(xué)習(xí)和前期信息技術(shù)的運(yùn)用，已對考察對象有了感性認(rèn)識。教學(xué)具體實(shí)施過程中，教師帶領(lǐng)學(xué)生將抽象認(rèn)知與感性認(rèn)知建立聯(lián)系。面對野外的實(shí)際自然地物，建立每一個(gè)點(diǎn)的具體認(rèn)知。在野外教學(xué)點(diǎn)的學(xué)習(xí)過程中，遇到重難點(diǎn)問題時(shí)，及時(shí)借助掌上信息技術(shù)完成預(yù)備知識的回顧和消化。實(shí)現(xiàn)基于信息技術(shù)的“考察前建立感性認(rèn)識—考察中交互式講解—考察后知識回顧”三步教學(xué)過程，達(dá)到信息技術(shù)在野外考察教學(xué)中的全程輔助支撐。

組織學(xué)生沿考察線路對杭埠河上游、中下游和入湖處實(shí)施考察，綜合應(yīng)用信息技術(shù)和傳統(tǒng)考察工具，對地形地貌、巖石等信息進(jìn)行采集。對應(yīng)每個(gè)考察點(diǎn)，完成教學(xué)項(xiàng)目，并要求學(xué)生及時(shí)完成教學(xué)目標(biāo)。考察結(jié)束后對教學(xué)效果進(jìn)行相應(yīng)的評價(jià)。

①杭埠河上游（山地）——貓耳尖和曉天鎮(zhèn)。經(jīng)過預(yù)備知識的教學(xué)和中科圖新等信息化軟件的使用，學(xué)生已對杭埠河上游有了宏觀認(rèn)識（圖2）。流域的上游以源頭貓耳尖和曉天鎮(zhèn)為教學(xué)樣點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地考察，該處的具體教學(xué)目標(biāo)和問題設(shè)置如表3所示。

【野外現(xiàn)場教學(xué)知識點(diǎn)】貓耳尖河谷主要是河流溯源侵蝕的結(jié)果，溯源侵蝕的作用是使河流向源頭方向延長，河水向下流動時(shí)，因山區(qū)落差大，又會向下侵蝕，使河床加深，最終形成河谷陡峭、深而窄的“V”型河谷。曉天鎮(zhèn)位于山前沖積平原上，地貌形成以山前河流堆積作用為主，地勢相對平坦開闊。

教學(xué)完成后，要求學(xué)生繪制該地段河流塑造地表形態(tài)的過程（圖3、圖4）。以此檢測學(xué)生是否理解了侵蝕、堆積等外力作用對地貌形成的影響。

②杭埠河中下游（丘陵）——楊灣。龍河口水庫以下屬于杭埠河中下游，為丘陵地貌，落差小，多砂質(zhì)河床，此處河床的特點(diǎn)以槽型為主。通過信T0Qsd66/mXNepDE0wjf8XsNyM5uGL7w97TDqPJim0ZY=息技術(shù)讓學(xué)生先認(rèn)識龍河口下游地貌的三維影像（圖5），以影像作對比再認(rèn)識實(shí)際地貌特征。該處的具體教學(xué)目標(biāo)和問題設(shè)置見表4。

【野外現(xiàn)場教學(xué)知識點(diǎn)】與貓耳尖相比，中下游河流落差減小、下蝕減弱、側(cè)蝕增強(qiáng)、河道彎曲、河谷拓寬，形成槽型河谷。在長期側(cè)蝕作用下，河道更加彎曲，常形成曲流。地形平坦開闊，形成河漫灘平原。

杭埠河中下游教學(xué)任務(wù)完成后，要求學(xué)生繪制地貌形成圖（圖6）。如果學(xué)生可以完成，說明學(xué)生已經(jīng)理解了平緩流水區(qū)的地貌形成特點(diǎn)。在遠(yuǎn)離赤道的南北半球，地表水受地球自轉(zhuǎn)影響，在地轉(zhuǎn)偏向力的影響下，河流對左右兩岸的侵蝕強(qiáng)度不同，在與耐蝕力不同的地表相互影響后，最終形成彎曲的河流。

③杭埠河入湖口（平原）——杭埠河大橋。杭埠河在大潭灣與豐樂河合流后流入巢湖。入湖處地勢平坦開闊、土壤肥沃，杭埠河大橋位于肥西段以及杭埠河至白山段交界處，距杭埠河入巢湖河口約650米處。先通過信息技術(shù)讓學(xué)生認(rèn)識河口入湖處地貌特征（圖7）。該處的具體教學(xué)目標(biāo)和問題設(shè)置如表5所示。

【野外現(xiàn)場教學(xué)知識點(diǎn)】杭埠河與豐樂河合流后水量明顯增加，側(cè)蝕增強(qiáng)，河谷變得更加寬闊，橫剖面呈寬而淺的槽形，杭埠河大橋附近地形更加平坦開闊，土壤肥沃，有很多農(nóng)作物種植。

手繪的河口地貌如圖8所示，如果學(xué)生能夠完成，說明學(xué)生已經(jīng)理解了河流流經(jīng)平緩地區(qū)時(shí)，流速減緩，以沉積作用為主，泥沙在河口位置淤積，加上河口處水下地勢平緩，受湖水的頂托作用，形成河口三角洲。

三、教學(xué)評價(jià)

本文圍繞杭埠河流域考察活動，制定了相應(yīng)的小組綜合評價(jià)和個(gè)人評價(jià)量化表，用于對教學(xué)效果進(jìn)行評價(jià)。小組評價(jià)由各小組學(xué)生展示考察成果并接受評價(jià)，評價(jià)量化表如表6所示。考察成果形式多樣，如PPT、圖片、手繪圖或解說視頻等。通過學(xué)生自評、互評和教師評價(jià)進(jìn)行綜合判定，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識自身不足、學(xué)習(xí)他人長處，并在此過程中鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

個(gè)人評價(jià)是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，對每位學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)要能體現(xiàn)學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度，評價(jià)量化表如表7所示。

四、結(jié)語

教育部新課標(biāo)的修訂體現(xiàn)了地理教育中實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要性。在全社會鼓勵(lì)創(chuàng)新、崇尚創(chuàng)新的氛圍下，信息技術(shù)正發(fā)揮著越來越重要的作用。實(shí)際上，信息技術(shù)作為輔助技術(shù)，近些年已在傳統(tǒng)地理學(xué)中誕生了地理信息科學(xué)、遙感科學(xué)與技術(shù)等新興交叉學(xué)科，體現(xiàn)了信息技術(shù)的重要性。信息技術(shù)的融入，也是教育、教學(xué)模式的發(fā)展趨勢。地理實(shí)踐力培養(yǎng)是地理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要組成部分，也是目前中學(xué)地理教學(xué)最難推進(jìn)的一環(huán)。關(guān)注實(shí)踐主體的需求，明確學(xué)生實(shí)踐現(xiàn)狀及培養(yǎng)目標(biāo)，依據(jù)教學(xué)任務(wù)和自身實(shí)際條件，組織形式多樣的野外考察實(shí)踐活動，是推進(jìn)學(xué)生地理實(shí)踐力培養(yǎng)的有效形式。基于信息技術(shù)的野外考察設(shè)計(jì)，提升了學(xué)生的參與度，降低了學(xué)生對重難點(diǎn)知識學(xué)習(xí)的門檻，同時(shí)，也有效培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力、學(xué)科素養(yǎng)和利用信息技術(shù)自主學(xué)習(xí)的能力。

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