基于地理信息技術的高中地理項目式教學設計

【摘 要】在教育與信息技術高度融合的時代，將地理信息技術與地理教學融合符合教育發展趨勢。文章對基于地理信息技術的高中地理項目式教學設計進行探索，以“湖北省流域水電水利工程選址”為項目式教學主題，通過設置湖北省流域水電水利工程選址環境評估、湖北省流域水電水利工程選址地理信息技術解決方案、湖北省流域水電水利工程效益評價等子項目探究環節，將地理信息技術應用于相應的項目探究過程。整個教學設計實現了地理信息技術與高中地理項目式教學的良好融合，指向學生地理核心素養的培養。

【關鍵詞】地理信息技術 項目式教學 高中地理

【中圖分類號】G623.45 " 【文獻標識碼】A" 【文章編號】1002-3275（2024）19-61-04

《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》（本文簡稱課程標準）強調要充分利用地理信息技術，營造直觀、實時、生動的地理教學環境。地理信息技術在提升學生地理核心素養方面具有獨特優勢，其與教育教學的深度融合是地理教育研究的熱點話題，當前對于地理信息技術的應用主要集中在高等教育領域，在中學地理實踐活動方面相對欠缺。教師如何正確發揮地理信息技術的優勢輔助課堂教學，成為新時代地理教育工作者需重點研究的問題。

本文以“湖北省流域水電水利工程選址”為主題，展開項目式教學設計，并以ArcGIS為技術工具，構建探究活動任務，以期使學生的學習實現從“知識化”到“素養化”的轉變。

一、相關概念和關系厘清

（一）地理信息技術

地理信息技術又稱地理信息系統，是兼具地理學、計算機雙重學科特點的一門信息技術，可以有針對性地對區域地理結構形成因素、地理環境發展影響等進行深入分析，在城市交通管理、大氣污染監測、醫療衛生事業、農業氣候區劃等諸多方面得到應用。［1］通過整合地理信息技術系統資源輔助高中地理教學，能夠促進地理信息技術與教育教學的深度融合，加深學生對地理學習的印象，培養學生的核心素養。

（二）高中地理項目式教學

高中地理項目式教學一般包括確定項目主題、制訂項目學習目標、設計與實施項目教學計劃、展示交流與評價項目成果等基本環節。從學生角度來看，項目式學習是指學生在特定的時間，為實現特定的目標，以任務為導向，以小組合作方式解決項目任務的學習方式。高中是學生認知水平和思維發展的關鍵時期，讓學生在高中地理課堂中解決項目探究任務，可以使學生在面對問題時勤于思考、善于交流、勇于實踐，從而提高對所學知識的應用能力。

（三）地理信息技術、項目式教學、地理核心素養三者之間的關系

地理信息技術、項目式教學、地理核心素養三者存在內在聯系性。首先，地理核心素養為項目式教學指引方向。以地理核心素養為引領的地理項目式教學，強調從學科素養的角度審視學科知識體系，以地理核心素養為依據，以實際生產生活問題為核心主題，利用分析、歸納、演繹等方式整合學科知識形成教學內容，引領學生全面發展。其次，項目式教學促進地理核心素養的滲透。項目式教學依據課程標準、教材，整合蘊含豐富地理學科元素的生活素材，并基于此確定教學主題情境、創設教學任務、開展探究活動，實現學生學習能力和認知水平的提高。最后，地理信息技術融入項目式教學是培養地理核心素養的有效途徑。隨著信息技術的發展，信息技術教學應用場景不斷拓展，教師將地理信息技術與教育教學深度融合，將地理信息技術應用于項目式教學過程中，不僅能夠讓學生主動建構學習過程，而且能夠培養學生實踐探究能力，踐行地理核心素養的培養目的。三者關系如圖1所示。

三者之間的關系

二、基于地理信息技術的高中地理項目式教學設計要點與思路框架

（一）設計要點

基于地理信息技術的高中地理項目式教學應重視學生的主體地位，立足課程標準，依托地理信息技術軟件，創建真實教學情境，通過設置分層項目式教學任務調控課程深度，并建立及時的評價反饋機制，以達到培養學生地理核心素養、促進學生全面發展的教學目標。為此，教師在教學過程中應遵循以下三個教學設計要點：

1．立足課程改革，設計驅動式教學模式

課程改革對高中地理教學提出了新要求，即進一步提升學生的綜合素質，著力發展學生的地理核心素養，重視學生的主體地位，培養學生自主發展能力和溝通合作能力。項目式教學強調通過利用原有的認知結構同化新知識，引導學生自主構建認知結構，契合課程改革要求。本文以“湖北省流域水電水利工程選址”為核心主題，結合課程標準中必修課程的地理1模塊相關內容要求、地理2模塊相關內容要求，選擇性必修課程的選擇性必修2的相關內容要求，確定以湖北省流域水電水利工程選址環境評估、湖北省流域水電水利工程選址地理信息技術解決方案、湖北省流域水電水利工程效益評價為子項目，設計基于地理信息技術的分層項目式學習任務，從而協助學生系統地掌握地理知識，有效地培養學生的地理核心素養。

2．依托地理信息技術，構建探究活動任務

基于地理信息技術的項目式教學更注重鍛煉學生的實踐探究能力，通過各類地理信息技術軟件的交互，創設真實的教學情境，本文將地理信息技術應用于“湖北省流域水電水利工程選址”項目探究中，進一步直觀展示各類抽象地理原理發展和變化規律。具體項目探究環節、探究活動任務、課程標準內容要求如表1所示。

3．以學生為主體，促進學生的全面發展

在項目式教學中，將地理信息技術作為提高學習效能、科學研究、解決實際問題的工具，需充分發揮教師的引導作用，同時強調學生的主體性。對此，教師在教學過程中要依據學生的認知發展水平，根據學習主體的多元性、差異性，因材施教，注重對學生的啟發與引導。在“湖北省流域水電水利工程選址”這一項目主題中，通過設置“水電水利工程選址的影響因素有哪些？”“如何利用地理信息技術解決水電水利工程選址問題？”“水電水利工程會對我們造成什么影響？”等問題，將項目式學習與生產生活聯系起來，并為學生提供硬件教學設備，在真實情境中開展多樣化的地理實踐活動，培養學生的地理學科核心素養，促進學生的全面發展。

（二）設計思路框架

基于地理信息技術的高中地理項目式教學設計，意在充分發揮學生的主觀能動性，提高學生對所學知識的應用能力，既符合課程標準的要求，又順應了教育與信息技術融合的趨勢。本文以“湖北省流域水電水利工程選址”作為項目主題，基于此主題提煉子項目，依托子項目構建依托地理信息技術的探究活動任務，通過設計任務列表為學生完成項目任務搭建支架，讓學生逐步探究湖北省流域水電水利工程選址過程，落實學生地理核心素養的培養，讓其體悟人與自然和諧共生的關系。本文提及的教學設計采用的教學思路如圖2所示。

具體教學設計思路呈現如下：

一是確定指向學生地理核心素養培養的教學目標，包括區域認知、綜合思維、地理實踐力、人地協調觀四個方面。具體而言，區域認知方面包括結合湖北省流域區劃圖和專題地圖，分析流域的開發背景，確定湖北省環境評估因素，加深對區域的認知；綜合思維方面包括以水電水利工程選址為項目主題，分析構建水電可利用程度分級指標，掌握流域開發的基本條件，加強學生的綜合素養；地理實踐力方面包括基于水電水利工程選址需求設計地理信息技術解決方案，以小組為單位合理分配任務和收集獲取地理信息，展開探究，加強學生的協作能力和地理知識應用能力；人地協調觀方面包括通過從不同角度探討水電站對自然環境與人類社會產生的影響，理解人地協調的重要性，明確可持續發展和保護環境的重要性，形成人地協調的觀念。

二是向學生呈現項目活動背景資料，即湖北省地處長江中游，水資源豐富，水電開發潛力巨大。水電資源可由水循環中的降水補充，因此其發電成本低且可再生。但水電站的開發與建設會對周邊自然環境與人類社會發展造成影響，因此需根據區域自然環境特征因地制宜進行水電站的選址。應重點評估當地的水電資源稟賦水平、自然地理條件、生態環境、國家保護區等影響水電資源開發的因素。

【設計意圖】首先介紹項目背景和研究意義，激發學生的學習興趣，幫助學生建立知識聯系。

三是確定具體的項目活動過程，主要包括三個探究項目。

探究項目一為湖北省流域水電水利工程選址環境評估。在這一項目中，教師將學生分為四個小組，引導他們回顧水循環過程及其地理意義，向他們講述水電站發電原理，并提供材料，小組成員交流合作完成以下探究任務：探究任務一即教師提供湖北省流域區劃圖、湖北省流域高程圖、湖北省土地利用類型專題地圖、湖北省流域降水量專題地圖、湖北省流域水系地圖等系列專題地圖，分析湖北省流域水電水利工程選址環境評估因素。探究任務二即探究不同自然環境要素如何影響水電水利工程選址，引導學生分析并構建水電可利用程度分級指標。

【設計意圖】教師引導學生了解水電站選址的原則和方法，學生基于教師提供的專題地圖等圖文資料，分析水電水利工程選址需要考慮哪些環境因素。這一探究項目旨在培養學生的讀圖、識圖能力，進一步探究不同自然環境要素對流域開發選址的影響，教師引導學生構建分級指標，利用項目式教學培養學生的區域認知與綜合思維。

探究項目二為湖北省流域水電水利工程選址地理信息技術解決方案。在這一項目中，教師收集學生探討出的水電水利工程選址環境評估因素和水電可利用程度分級指標，小組成員交流合作完成以下探究任務：探究任務一即根據教師提供的ArcGIS軟件工具箱功能指南（如ArcGIS工具箱中的重分類工具，其能將特定值組合到一起，按相同等級進行重分類將數值可視化），設計水電水利工程選址地理信息技術解決方案。探究任務二即教師提供全國土地利用類型數據、水系數據、DEM高程數據，按照地理信息技術解決方案使用ArcGIS軟件來處理數據，根據地理信息技術計算結果參考水電可利用程度分級指標，分析湖北省的水電資源可利用情況。

【設計意圖】教師提供相關資料，讓學生提出具有可行性的地理信息技術操作流程，梳理地理信息技術操作過程并設計地理信息技術解決方案，讓學生在排序與選擇中掌握完成操作流程，從而培養學生應用地理信息技術探索地理問題的能力，提升學生的綜合思維和地理實踐力。

探究項目三為湖北省流域水電水利工程效益評價。在這一項目中，小組根據地理信息技術操作結果，交流合作完成以下探究任務：探究任務一即根據地理信息技術操作結果進行選址分析，使用ArcGIS軟件制作湖北省水電站分布專題地圖。探究任務二即從不同角度探討水電站對周邊自然環境與人類社會發展的影響，進行水電水利工程效益評價。

【設計意圖】學生基于數據處理結果制作湖北省水電站分布專題地圖，并在小組合作中探討水電站對開發水資源的意義，旨在讓學生理解地理學科知識的內涵及應用價值，建立地理知識與生活間的聯系，培養學生的地理實踐力與人地協調觀。

四是進行項目成果展示交流與評價。在這一環節，各小組進行項目成果展示匯報。由于項目式教學持續時間較長、涉及內容要素較多，多元的評價方式可以最大程度檢驗課程實施情況［2］，因此可結合學生自評、學生小組評價、教師評價等，多主體共同完善考查結果，具體評價量表如表2所示。

三、結語

本文對基于地理信息技術的高中地理項目式教學設計進行探索，以水電水利工程選址為項目學習對象，串聯課程標準要求的多個知識點，將核心素養的培養貫穿始終，根據項目路徑調控課程深度，設置項目教學任務，最后根據評價量表盡可能科學地評價地理教學效果，從而使教學設計形成較理想的閉環。

【參考文獻】

［1］鄭發美．基于GIS技術的高中地理實驗教學設計與實踐：以“地理信息系統及其應用”為例［J］．中學地理教學參考，2022（2）：57-60．

［2］張鈴鈺．基于鄉土情境的高中地理項目式教學設計：以“地域文化與城鄉景觀”為例［J］．地理教學，2023（15）：39-42．