在高中地理課程中,構建問題情境是一種十分有效的教學方法。2019年,高中地理必修教材增加了“活動\"模塊,同時在各個章節的末尾設置了“問題探究\"的模塊,這為教師基于情境創設開展問題式課堂教學創造了條件,也體現出新教材提倡以問題情境的方式為學生呈現探究學習材料。通過情境創設開展問題式教學,增強學生的問題意識將得到,進一步提升解決問題的能力,這有助于促進地理思維的培養和地理核心素養的形成。
一、情境導入,提出問題
情境導人是問題式課堂教學的起點。通過創設與學生日常生活、社會熱點有關的情境,學生能產生認知沖突,自然而然地對地理問題進行探究,實現由現象到本質的思維過渡。在高中地理問題式課堂教學中,教師要在課前導人環節通過情境創設的方式為學生提出相關問題,吸引學生的注意力,使他們產生對問題進行深人探究的興趣,為后續學習活動的開展奠定基礎。這要求教師在對教材進行深入分析的基礎上廣泛收集情境材料,以圖片、視頻等直觀化和生動性的材料為載體為學生創設導入情境,在情境中提出與課程內容有關的問題。這些問題要體現階梯性的特點,其中不僅要包含基礎認知類的問題,還要有深度探究價值的問題,這樣可以幫助學生逐步培養綜合性思維。
在學習“地理信息技術在防災減災中的應用\"這一課內容時,教師可以在課前情境導人環節使用多媒體播放2025年6月貴州榕江遭遇嚴重暴雨洪災的視頻。視頻畫面中,暴雨持續,水位暴漲,房屋被淹,居民被困。在這片被洪水覆蓋的土地上,救援工作緊張地進行著,救援人員使用皮劃艇轉移被困群眾,使用無人機投送盒飯與藥品。
在完成內容播放后,教師提出如下問題:
(1)同學們,從視頻中我們了解到了貴州榕江縣的嚴重洪災。看到這些場景,你有什么想法呢?(營造良好課堂氛圍,引導學生圍繞情境展開討論)(2)請大家想一想,在洪災發生時,救援人員為了更好地開展救援工作需要提前了解哪些信息?(引導學生結合生活經歷和所學知識思考)(3)在當前的社會中,科技快速發展,請大家猜測一下,在本次救援中使用了哪些技術手段來獲取受災范圍、受災人口分布等重要救援信息呢?(引發學生對地理信息技術的初步思考)
在該情境中,學生不僅能直觀地感受到洪災所帶來的毀滅性影響,還將基于上述的問題意識到地理信息技術在防災減災工作中所發揮的重要作用,同時對課程內容表現出了濃厚的興趣。這為后續的探究問題奠定了良好的基礎。
二、情境構建,探究問題
(一)分析問題,自主探究
自主探究是學生獨立面對問題并啟動邏輯性思維分析問題的過程。在高中地理問題式課堂教學中,引導學生圍繞著問題進行自主探究是十分重要的,這不僅能使學生養成獨立思考和自主學習的好習慣,還能使他們靈活運用知識解決實際問題,培養創新思維與實踐能力。教師要為學生創設有助于自主探究的問題情境,提供分層支架,引導學生在情境中對問題進行深入分析,通過收集資料、頭腦風暴等方式提出解決問題的方法。首先,教師要先為學生構建基礎層情境,在其中展示與問題有關的顯性信息,幫助學生找到自主探究的起點。
在\"地理信息技術在防災減災中的應用\"這一課中,教師要在貴州榕江遭遇嚴重暴雨洪災的情境基礎上播放新的視頻,展示救援場面。在視頻中,救援工作者手持終端設備,根據設備定位駕駛沖鋒舟緊張地轉移群眾;無人機在洪水上方穿梭,精準地將救援物資傳送給受災人員,搭載的高清攝像頭將受災區域的畫面實時傳輸給救援指揮中心;在救援指揮中心的屏幕上呈現著洪水淹沒范圍、水位變化曲線、救援隊伍分布等動態信息。
在完成基礎問題的解答后,教師進一步創設進階層情境。教師使用虛擬現實技術和增強現實技術為學生構建如下情境:在救援過程中,持續暴雨,云層厚重,救援人員使用遙感技術獲取到的圖像模糊不清,且獲取到的數據量十分龐大。在該情境中,學生需要探究如何從海量且模糊的數據中快速識別出被淹村莊的具體位置等重要信息。為了完成探究,學生通過網絡平臺查閱了關于洪水遙感監測前沿技術的應用信息,通過研究多樣化的學習資料剖析了遙感技術應用的數據處理難題,在此基礎上提出了創造性的解決方案:運用四維地球地理信息系統平臺和“秦嶺·西電遙感腦\"大模型。四維地球地理信息系統平臺依托中國四維民商衛星資源和海量遙感樣本優勢構建而成,融合了傳統地理信息系統與可視化技術,最高分辨率可達0.5米,能快速、精確提取高分辨率遙感影像中的地物目標。“秦嶺·西電遙感腦\"大模型是全流程國產化遙感影像解譯預訓練大模型,能有效獲取遙感影像語義信息,實現廣域真實場景下多任務并行和高精度實時解譯,同時能在人工智能算法的支持下實現對遙感數據的智能化識別。
(二)小組討論,合作探究
除自主探究外,合作探究也是問題探究的重要途徑。因此,教師還要為學生創建合作探究的情境,使學生通過小組討論的方式重新構建對問題的認知,在思維碰撞的過程中形成高階思維,在突破個體認知局限的基礎上獲得解決問題的新思路。與自主探究情境相比,合作探究情境應具有更強的復雜性特點,教師要構建多元信息情境,在確立核心問題的基礎上將其分解為需要學生分工解決的子問題,引導學生通過交流討論、共享信息、互幫互助的方式達成解決問題共識。
在上述貴州榕江遭遇嚴重暴雨洪災救援視頻情境的基礎上,教師創設如下任務情境:假如你是救援指揮中心的工作人員,面對如此復雜的特大洪災,上級要求撰寫一份災情簡報,在其中提供受災區域大致范圍、預估受災人口數量、交通中斷情況等重要信息。基于該情境,教師可以提出“如何綜合運用多種地理信息技術對本次洪災進行精準監測,同時實現對救援工作的高效指揮并做好災后重建的有效評估?\"這一核心問題。在這之后將該問題拆分為如下三個具有邏輯關聯的子問題,并要求學生以小組為單位進行合作探究。
子問題1:在通信受阻、云層厚重的情況下,如何綜合運用遙感技術與其他技術手段快速獲取受災區域的面積、地質安全隱患點等數據信息?
子問題2:在全球衛星導航系統信號不穩定的情況下,如何綜合運用北斗短報文通信功能、無人機中繼定位等技術手段為救援人員和物資運輸車輛提供精準定位?
子問題3:如何使用地理信息技術對受災地區房屋損毀程度、基礎設施破壞情況、生態環境影響等進行評估,為災后重建工作提供信息支持?
在合作探究過程中,學生在小組內部做好分工,每人選擇一個子問題,通過查閱學術文獻、觀看科普視頻等方式對問題進行探究。在這之后通過交叉討論的方式匯總解決方案并回答核心問題。通過這種方式,學生不僅高效完成了學習任務,從多維度對問題進行分析與探究,感受地理信息技術在監測、救援、評估全鏈條的應用邏輯,還培養了團隊合作精神。
三、情境拓展,遷移提升
在完成情境問題的探究后,教師還要通過情境拓展的方式培養學生的遷移應用能力,使學生將在核心情境中所學的知識和方法遷移應用到新的情境中,以解決新問題。與其他學科相比,地理學科具有更強的區域性和綜合性特點,在對地理現象進行分析和對地理問題進行探究時,需關注不同區域的獨特條件。基于此,教師可以基于“同類問題、不同區域\"的原則創設拓展性情境,使學生在新情境中發現新問題,實現地理原理和分析方法的遷移應用,深刻理解地理知識的區域適配性特點,提高思維靈活性。
在“地理信息技術在防災減災中的應用\"這一課的問題式課堂教學中,教師可以在情境拓展環節為學生播放西南山區強烈地震后的實景視頻,構建新的情境。在視頻畫面中,地震引發了山體滑坡和泥石流等自然災害,這導致河道阻斷、道路沖毀,救援難度大大提升。同時,教師為學生提供該山區的地理背景信息,這包括地形地貌圖、地質構造圖及人口分布圖等。基于該情境,教師提出如下的拓展性問題。
(1)與貴州榕江的暴雨洪災相比,本次地震災害引發了很多次生災害。分析兩地在地理環境方面的異同點,類比之前地理信息技術的應用成果思考在本次災害中可以采用哪些技術手段開展救援?
(2)在對山體滑坡隱患點進行監測時,如何根據當地的地形特點使用遙感技術和全球衛星導航系統實現高精度的位移監測?
(3)因為河道阻斷受災地區形成多個堰塞湖,下游區域的水位快速升高。為緊急疏散下游居民,如何使用地理信息系統整合實時水位信息、地形信息并構建潰壩模型?
(4)結合之前應用地理信息技術開展洪災救援的經驗,分析在本次地震災害中三種地理信息技術的協同應用及創新應用方法。
圍繞著上述問題,學生結合已有的知識經驗展開探究。在這個過程中,學生需關注山區地形對遙感技術成像的影響、思考衛星信號遮擋等問題。在此基礎上,學生要基于地理信息技術的原理,運用之前所積累的方法有針對性地調整技術應用的策略。在完成探究后,教師總結強調在應用地理信息技術時要充分考慮不同區域在自然條件和在人文條件方面的特點,使學生深化理解地理學科,同時促進了地理知識與探究方法的遷移應用。
四、結束語
總的來說,為了提高高中地理教學的有效性、培養學生的核心素養,教師要結合新課標的要求和學生發展特點創設有效的情境,引導學生在情境中分析問題、探究問題,培養綜合能力、形成邏輯思維。課前環節,教師要通過情境導人的方式提出問題,激發學生的學習興趣;課中環節,教師要構建多樣化的情境,引導學生通過自主探究和合作探究的方式分析問題;總結環節,教師還要以情境為載體促進知識與方法的遷移應用,培養學生的實踐能力。
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(本文系市教育科學2023年度規劃課題\"基于我國科技創新成果的高中地理問題情境創設實踐探究\"的研究成果,課題編號:yb23074)