數字技術賦能高中地理教學的實踐研究

2023年教育部印發的《基礎教育課程教學改革深化行動方案》提出了深入推進教育數字化、促進信息技術與教育教學深度融合的目標。當前，中小學課堂的數字化教學應用仍存在信息化環境復雜和課堂教學結構不明確等問題[1]。在數字化賦能地理教學的實踐中，數字化教學介質，即平板電腦的交互功能得到了廣泛應用[2]，但地理信息的空間可視化表達、教學資源生活化和教學應用場景化的深度融合較少受到關注。融合各種數字化資源構建實景化生活化的雙主課堂有利于推進新時代地理課堂教學改革的深化。鑒于此，本文以 “海水運動”為例，探討如何融合數字化介質、數字化教學資源和數字化場景技術建立具有明確教學邏輯和教學結構的數字化地理課堂，以提高教學效率，提升學生的地理核心素養。

一、地理數字化教學結構

地理數字化教學以計算機、網絡、移動設備、數字教材等教學資源和教學工具的應用為基礎，構建了一個新型的教學模式，即建立在地理數字化環境下的模式[3]。該模式以教師為主導、學生為主體，充分利用信息化環境、實時交互和個性化體驗等學習要素激發學生的積極性，最終達到幫助學生有效應用地理知識的目的。地理數字化教學結構由數字化教學介質、數字化教學資源和數字化教學應用三部分構成。數字化教學介質包括由網絡連接的教師端和學生端；數字化教學資源的使用由課前教學準備、課中互動和課后反饋三部分構成；數字化教學應用指依托數字化教學介質為不同教學場景提供功能豐富的數字化工具，包括基礎應用和場景應用兩類，可以在教學目標確立、教學過程實施和反思總結三環節提供針對性的數字化支持（如圖1）。借鑒建構主義學習理論，地理數字化教學的一般步驟應包括：信息化環境分析，設定具體目標，設計教學活動，引導學生互動協作、參與體驗以建構知識、改進與反思等。

數字化教學介質在教學中扮演著重要角色，如，作為信息處理和交互的載體，載有智慧教育系統的平板電腦連接了各教學環節，也是數字化教學資源的存儲和數字化教學信息傳遞的媒介。它存儲的數字資源包括素材庫、題庫及微課庫，信息傳遞貫穿于課前、課中及課后。通過數字化介質，師生可實現在時間上的同步共享和空間上的數字可視化，便于教師定位學生的思維動向、提高學生的區域認知水平和地理實踐力。教師和學生在課堂教學的不同階段對數字化教學介質的使用各有側重，教學過程與數字技術的深入融合是地理數字化教學的核心內容。

二、 高中地理數字化教學過程

（一）教學前期分析

1.分析教材與學情

《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課標”）對“海水運動”內容的要求是，學生能運用圖表等資料說明海水性質和運動對人類活動的影響。根據課標，教師可利用地圖、景觀圖像、地理視頻、虛擬技術、地理信息技術和周邊自然與社會資源支持教學，幫助學生理解自然環境與人類活動的關系，樹立正確的人地協調觀。通過“海水的性質”的學習，學生已掌握海水性質的相關知識，但在將海水運動與地理可視化結合，用以觀察天體運動、聯系生活實際以及預防自然災害的學習途徑較少。筆者參照課標設定了本節教學的目標（見表1）。

課前，教師可利用數字化教學介質有目標地篩選教學資源，比如利用數據庫搜尋相關教案并獲取相似性主題內容，與其他教師共享教學參考資源等。

2.制訂預習方案

學生的個體學習情況分析統計至關重要。利用具有數據統計功能的數字化教學應用，教師可了解學生對水圈相關知識的掌握情況，并組織海水知識專題預習測驗。教師根據學生的預習情況進一步改進教學設計，使其針對性更強。另外，教師給學生發送電影《后天》。該電影講解了溫室效應引發的全球一系列連鎖反應，可作為教學背景以及教學升華主題，引發學生的共鳴與思考。教師同時發布問題引導學生思考：①北大西洋區域冰川迅速覆蓋的原因；②北緯30度以南的美國民眾向赤道方向撤離的原因；③溫室效應的防范措施。

（二）開展課堂教學

1.引入主題

傳統教學中存在學生參與度低、資源獲取渠道窄、師生交互不足等問題。利用數字技術，師生間的雙向傳遞會更高效便捷。課堂開始，教師播放《后天》的精彩片段，帶領學生回顧電影內容，并提出問題“北極冰川融化為何對‘北大西洋暖流’產生影響”“北大西洋暖流是什么”，從而導入“海水運動”主題，引導學生思考并甄別電影內容、畫面的合理性，鍛煉學生的思維能力。

2.參與式體驗

高中生往往難以理解海水性質這一抽象概念。為此，本課堂引入了哥白尼海洋服務網（Copernicus Marine service）[4]。該網站整合了海洋觀測數據和模型，為學生提供了探索海水不同模式變化的平臺。在課堂上，教師引導學生訪問哥白尼海洋服務網的初級部分（如圖2），讓他們在虛擬環境中選擇不同參數和時間點，觀察并分析不同鹽度、溫度、海冰模式的變化。這種體驗不僅有利于學生將虛擬環境中獲得的知識與實際海洋環境聯系起來，深化對海水性質及它對自然和人類活動影響的理解，還能夠培養學生的數據分析和科學推理能力。教師結合海中斷崖教學視頻與動畫，展示海水密度與溫度之間的變化過程，以生動的視覺化的呈現方式，讓學生了解海水密度與溫度的關聯，為他們深入研究海洋科學領域奠定基礎。網站資源構建了海水性質的可視化學習場景，有助于教師呈現地理信息的動態變化，實現地理教學的實景化。

在海水運動的探索中，教師引導學生回顧對大海的印象，讓他們搜索、展示不同的海洋圖片。通過觀察圖片的差異，學生在教師的引導下總結出：海水運動存在不同的形式，人類利用自然也受制于自然。隨后，教師組織學生討論海浪、潮汐和洋流的區別，以及它們對海岸線、航海、沿海生態系統、氣候和生物分布等方面的影響。

通過教師的文字解析，學生初步理解了“海浪——無風不起浪、無風三尺浪”“潮汐——有潮有汐” “洋流——海洋的流動”的含義。這種引導有助于學生在探索中逐步培養嚴謹的求知精神。教師將學生分為三組，分別扮演海浪、潮汐和洋流，針對活動主題“我是誰，我從何處來，我到何處去”進行小組探究。在閱讀課本、檢索影視資料的基礎上完成表2后，三組學生進行了角色扮演。這種虛實結合的情境體驗能夠促進師生、生生之間的學習交流和思維碰撞。

3.對比思考

在教學中，概念的辨析至關重要，它是區分不同地理事物的前提。教師可以對海浪、潮汐、洋流三個概念從狀態、時間和方向的角度進行簡要總結和辨析（如圖3），以幫助學生更準確地理解海洋運動的基本特征。

教師引導學生回憶課前預習的思考題，讓他們依據所學得出答案。

洋流作為一種復雜而長期的運動形式，學生理解起來往往具有一定難度。為幫助他們深入理解洋流的特性和運動規律，筆者選擇使用Earth Null School[5]作為學習工具。教師帶領學生利用網站提供的互動地球模型探索不同洋流系統的運動特性。學生可通過調整時間和地理位置，直觀地觀察洋流的路徑、速度和溫度變化。例如，學生可以實時觀看不同地區之間的溫差，然后疊加洋流運動，觀察洋流運動方向與海水溫度是否有關，歸納出寒流與暖流的定義，同時學會了利用等溫線與南北半球判斷洋流運動方向。通過聯想泰坦尼克號撞擊冰山沉船事件，學生在教師的指導下思考洋流遇到障礙物是否會改變方向，總結影響洋流的因素。

了解如何預防自然災害并合理運用自然資源，是維護人地關系的重要環節。為引導學生思考，教師可以提出問題：在現實生活中，為了解氣溫高低，我們常常參考天氣預報。那么在人類跨海出行時，是否存在類似的預測網站可供參考？學生在教師的指導下訪問中國海洋預報、全球潮汐預報服務平臺等網站，了解海浪強度方向以及潮汐漲落規律，地理實踐力得到提升。

4.主題總結

基于對電影《后天》中溫室效應所引發的全球性問題及其解決方案的深度思考，學生能夠進一步探討人類與自然間的復雜關系。此類討論有利于激發學生對全球環境和可持續發展問題的主動關注，增進他們對環境保護責任的認知。在此期間，教師引導學生總結課程知識的學習框架。另外，學生在教師的指導下利用平板電腦繪制洋流學習思維導圖，系統梳理地理學習的分析路徑（涵蓋現象觀察、成因分析、規律探究以及影響評估）。為完善學生知識的完整性，教師可以適當補充洋流分布規律和洋流名稱等相關內容。

（三）課后鞏固

1.分層分組，針對訓練

教師向學生發布數字作業，通過作業檢測反饋的數據，將學生對本節內容的掌握程度分為優、良、中三個水平。每個水平的學生作業要求不同，掌握程度為優的學生作業正確率需超過90%，掌握程度為良的學生作業正確率需為80%～90%，掌握程度為中的學生作業正確率需達到60%～70%。

2.反饋交流

多種形式的交流活動有助于培養學生的主動探究和思考能力，提高學生掌握地理學習技能的水平，提升他們的地理核心素養和問題解決能力。教師利用數字技術創建班級或者小組群，促進組間與組內的合作交流，了解學生的參與程度。數據驅動的教學評估系統可為教師提供實時反饋，為優化教學設計提供依據，彌補教師依賴經驗評價教學質量的不足。

三、高中地理數字化教學的反思與總結

在地理課堂教學中，教師重視數字化技術的整合以培養學生的主體學習行為，真正發揮教師的主導作用。計算機、平板電腦等數字化介質成為信息渠道和反饋機制的高效輔助工具。教師可充分利用數字化資源，在課前通過智能分析提供學習診斷、課中借助數字地圖增強學生空間感知能力、課后利用大數據分析指導開展精準教學，助推雙主課堂高效實施，實現了數字化技術與中學地理教學課堂的深度融合。然而，地理數字化教學的設計與場景應用仍有待進一步完善。比如，地理數字化教學的發展受制于數字化介質的連貫性與穩定性。此外，教師的數字化素養和能力還有待持續增強，數字化教學資源的質量和適用性仍需優化，以更好地滿足教學需求。未來我們將進一步推動數字化技術向個性化、沉浸式與數據驅動的教學模式轉型。

參考文獻

[1] 何克抗.信息技術與學科教學“深度融合”的路徑與實現方法[J].中小學數字化教學，2018（2）：17-20.

[2] 吳玥，何祖椿.Google Earth與平板電腦結合的初中地理課堂實踐：以“世界的海陸分布”一節為例[J].中學地理教學參考，2019（2）：57-59.

[3] 何克抗.大數據面面觀[J].電化教育研究，2014（10）：8-16，22.

[4] 李俊杰，陳衛榮，孫學嬌.歐洲哥白尼計劃的現狀和未來[J].衛星應用，2024（3）：53-57.

[5] 蔣雪鵬.基于Earth Null School重構“大規模海水運動”教學[J].地理教學，2017（21）：57-61.

（作者白玉玲系西北大學城市與環境學院碩士研究生；寧龍梅系四川師范大學地理與資源科學學院教師；李高攀系四川省達州中學教師）

責任編輯：李媛