信息技术地理情境教学研究

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高一年级学生的身心发展特点有其自身的独特性，他们刚从初中升入高中，身心发展水平尚未定型，处于从形象思维到抽象思维的过渡期。因此，任教高一年级的教师要充分考量学生的身心发展水平，所选择的教育教学方法不仅要符合学生思维特征，激发学生学习兴趣，更重要的是促进学生逻辑推理能力、批判反思能力、发散思维能力等的提升。教育情境不是孤立的，应以学生的身心发展水平和发展特点为基础，调动学生学习的积极性，在学习过程中逐步实现形象思维向抽象思维的高质量过渡。基于此，本文以“地理信息技术的应用”一课为例，结合学校学生学情，探索数字化教学环境中如何开展地理情境教学。

一、情境教学的理论依据和基本内涵

情境教学主要是基于建构主义的观点，认为学习具体包括以下四个要素：“情境”“协作”“会话”“意义建构”,其中“情境”是学习环境的四大要素之一[1]。建构主义认为，情境教学是指课堂教学设计中，教师有目的地引入一些真实案例，让学生通过案例不断理解知识，建构经验。需要指出的是，情境必须基于现实问题而存在，且能够激发学生主动思考的意愿，让学生在学习过程中不断建构经验。在当前义务教育改革浪潮下，提高教育教学质量成为改革的必然趋势，这对教师的教育教学水平提出更多的挑战。因此，教学活动的实施与开展，要注重教育目标的有效达成，促进学生自发、自主、自愿地主动建构经验，创设有价值的问题。教师作为教育活动的实施者和策划者，要建立在充分理解知识内容的基础上，尊重学生身心发展水平和个体差异，创设具有层次性和广泛性的教育情境，更好地满足学生的兴趣与需要[2]。地理作为高中学科教学的一个学科，其教学情境中的“情”，更重视情感的互动，关注学生学习过程中的诸多心理要素，实现师生的双效互动；“境”，更多地强调外部要素条件，关注外部环境对学生的影响，包括图像（地图、遥感图像、地理照片、地理标本、地理漫画等）、实验（教师演示实验、学生实验）、语言（地理故事、地理诗歌等）、游戏以及发生在大自然和社会生活中的地理事物等。基于此，结合地理学科现实情况，情境教学要充分结合好“情”与“境”、内部心理要素与外部环境条件的有效融合与协调[3]。

二、情境教学的情境设计

情境教学的有效运用，离不开教师的主导作用，需要教师创设具体、生动和形象的情境，让学生能够在自由、轻松、愉快中获得发展。情境的创设，要能够有助于促进教育教学质量的提高和学生思维能力的发展。地理情境教学的运用，主要是为了提高地理课堂教学质量，通过创设具体、生动和形象的情境以促进课堂教学，让学生在教学情境中获得积极的学习经验。（一）体验导航过程。基于学校高一（5）班学生的生活体验、认知水平与性格特征，笔者选择了真实的教学情境，即学校第四届微公益梦起航支教团的支教助学活动。在生活学习体验方面，讲授本课内容时恰逢学校进行支教成员的选拔，而笔者所在班级报名人数较多，学生对此次支教活动热情很高。从认知水平方面考虑，高一（5）班是理科实验班，学生对地理原理相关知识有着浓厚兴趣，空间思维能力好，计算机操作水平高，选修“天文”校本课程的学生较多，有关地理信息技术原理和组成部分的学习并不是教学重难点，重要的是如何调动和激发学生的地理学习热情、兴趣以及培养学生联系生活实际的能力。因此，在具体教学情境中，首先应营造出这样的氛围，让学生沉浸在学校第四届微公益梦起航支教团中，思考由教师设置的问题：（1）寻找最优路线，从学校出发，如何才能抵达河北省滦平县？（2）如何使用手机导航功能选择导航线路？（3）联系生活，思考导航软件还存在哪些问题。（4）思考百度地图App的导航过程是如何完成信息获取的。通过这一问题链，引出可以利用的三种地理信息技术，分别是遥感（RS）、全球定位系统（GPS）与地理信息系统（GIS）。（二）参与参观设计。通过运用地理信息技术，参加学校第四届微公益梦起航支教团，学生顺利抵达河北省滦平县第四小学，遇到了一批有梦想、有追求、渴望走出去的小同学，并邀请他们到清华大学参观，可设置下列任务链：（1）针对参观小同学的不同兴趣（喜欢物理机器人、数学奥数计算、城市规划设计、篮球运动……），结合清华大学校园地图和校庆开放实验室时间表，设计参观线路并分享。同时，思考设计过程中是否会运用地理信息技术，如果有，请说明会运用哪种地理信息技术。（2）若有一名小同学因为餐馆当天人流量大走失了，如何快速找到这位小同学，可结合微信的定位功能思考。（3）若有小同学行动不便，参观时要求选择一片满足下列条件的区域：200米范围内有公共卫生间、餐厅、学生宿舍，如何找到这个区域，该运用哪种地理信息技术。随后，教师可通过玻璃板的叠加，演示地理信息系统工作原理，筛选相关区域，便捷地找到满足条件的区域。需要注意的是，教师创设的教学情境要以生活化、真实性、灵活化、实践性等为要素，促进学生对知识经验的主动建构，能够理解、思考和运用地理技术，提高学生提出问题、分析问题、思考问题和解决问题的能力，促进学生身心全面发展[4]。

三、地理信息技术应用的其他教学情境

地理信息技术可广泛地应用于生产生活领域，通过小组合作，完成下列学习任务，学生可思考案例中是否运用了地理信息技术，哪些环节运用了哪种地理信息技术。（一）大兴安岭火灾监测和救援。2017年五一期间，大火蔓延大兴安岭的新闻引发社会关注。火灾发生后，武警内蒙古森林总队大兴安岭支队第一时间展开准确定点灭火作业。据悉，由于火场植被为针阔混交林，地形为山地，火灾种类为中强度地表火，扑救难度非常大。火场面积达到100平方千米（1万公顷）。火灾是林业的大敌，利用航空红外遥感技术，不仅能报告已燃烧的烈火，而且可以探测到面积介于0.1~0.3平方米的小火情，及时预报由自燃尚未起火的隐伏火情。利用卫星遥感技术，一次就能探测到上千平方千米范围内发生的林火现象。遥感技术在扑灭大兴安岭林火中起到重要作用，它能快速、准确地反映这场特大林火的全貌，客观评估灾情程度，了解林区灾后数年以至更长时间的恢复状况。利用无人机航空遥感技术实时监测，还可对灾前和灾后的遥感影像进行对比和灾后损失评估，观察其恢复状况。而且，彩虹无人机成熟的应用技术及系统解决方案，使得在空中对大兴安岭这样广阔地域下的复杂地形和建筑进行火灾隐患巡查、现场救援指挥、火情侦测及防控、救援等成为可能。（二）共享单车。共享单车与北斗导航达成战略合作，将在京津冀地区配备由北斗导航定制研发的拥有全球卫星导航定位技术的北斗智能锁，打造行业高精尖定位技术领先优势。作为中国自行研制的全球卫星导航定位系统，北斗导航的定位精准度比GPS定位系统更高。据悉，这一技术或将成为共享单车行业定位技术新标准。共享单车可以通过手机软件实时查询附近车辆，通过扫码获取密码进行骑行，甚至可以生成骑行路线和骑行记录。超过信号范围时，软件会加以提醒。（三）沙尘暴。春季，北京容易遭遇沙尘暴袭击，不到一日就可以让整个首都笼罩在沙尘之下，一时间，白天变成黄昏。沙尘影响范围较为广泛，河北、内蒙古、甘肃甚至远在大西南的成都部分地区也会受到波及。基于此，中央气象台会提前沙尘暴蓝色预警，如预计今天20点到明天20点，内蒙古、甘肃、青海、宁夏、山西、河北、北京、辽宁等地有扬沙天气，内蒙古西部等部分地区有沙尘暴，局地强沙尘暴，注意防范。对沙尘暴发生区域和影响范围进行监测，可弥补气象站进行点观测的不足，这就需要利用地理信息技术。而且，监测沙尘暴的移动路径，利用多时相的卫星材料进行叠加，能够分析沙尘暴的源地。将卫星监测到的沙尘暴区域进行强度分级，输入地理信息系统，可对沙尘暴的影响进行评估。不仅如此，充分挖掘遥感（RS）、全球定位系统（GPS）与地理信息系统（GIS）的结构及其应用背后的地理思维方法，提升学生综合思维和地理实践力等学科核心素养，引导学生热爱科学与探索等情感价值体验，也是地理教学的重要内容。所以，情境教学要紧跟时代科技发展，充分发挥地理信息技术价值，将其运用到课堂教学和生产生活中，让学生通过积极参与，巩固并加深理解地理信息技术，实现理论和实践的真正结合。

作者:姚佳 单位:清华大学附属中学