基于深度融合现代信息技术的地理翻转课堂实践研究

李 娟，陈 典

(湖南民族职业学院，湖南 岳阳 414000)

1 基于翻转课堂模式的地理教学

翻转课堂是指教师通过微视频使学生在课下完成新课程的学习，课堂内师生合力探究相关问题，达到对新知识的深度内化的一种教学模式[1]。翻转课堂模式按照时间顺序一般包括“课前、课上、课后”三个阶段。作为一种新型的教学模式，翻转课堂在很多学科教学中都得到了应用和推广，并取得了较好成效。诸多教学实践证明，翻转课堂中学生的自主学习等能力得到了提升，合作探究与讨论交流的时间更加充分，师生互动更加高效。地理作为一门科学性强、兼顾理论与实践的综合性学科，教学要素多样且复杂，地理原理与规律、实验探究等很多内容都适合采用翻转课堂教学模式。有研究者认为，翻转课堂能实现真正意义上的自主性、个别化、探究性地理学习，有助于推动地理教学方式改革和优化[2]。在地理教学中适当采用翻转课堂教学模式有助于开发学生的潜能，培养学生的地理素养，增强学生获得地理知识、地理技能与地理情感的能力[3]。然而，翻转课堂模式在本土化实践中也被指出存在一些问题。如微课在翻转课堂中的应用情况、课前学生的“先学”质量、课内学生高阶思维能力的培养以及教师的专业素养储备等都是教学实践中面临的难题[4]。而与不断发展着的现代信息技术的深度融合，有望成为优化翻转课堂模式的关键因素。

2 现代信息技术对地理翻转课堂的支持作用

2012年3月，教育部正式颁布了《教育信息化十年发展规划(2011-2020)》，提出要“推进信息技术与教学融合”，“鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习、合作学习；培养学生利用信息技术学习的良好习惯，发展兴趣特长，提高学习质量；增强学生在网络环境下提出问题、分析问题和解决问题的能力。”信息技术逐渐被引入到教与学的一些环节，对教学过程和教学效果产生了深刻的影响。

作为一种整合了在线学习技术和课堂面对面教学的混合式教学形式，翻转课堂的有效落实建立在教育与信息技术的深度融合上。信息技术在课前、课内和课后都能全方位地提供支持：优质微课等资源的共享、对学生学习过程的督控与管理、对师生信息素养的提升等更快捷有效，同时，针对地理学科中包含大量具有抽象性、地域性、空间性、综合性等特点的知识，信息技术凭借自身多媒体化、网络化等手段将地理过程性知识、地理现象的相关规律和运作原理等地理重难点知识清晰呈现，使疑难问题简单化、静态知识动态化，提升了教学效果[5]。当前，地理教学媒体也日益智能化和丰富化，智能手机、平板电脑等个人终端、教学APP、虚拟现实、全息投影等都相继进入到地理课堂，为地理教学改革注入了新的活力。尤其一些具有地理学科特色的软件，如MeteoEarth、GoogleEarth、Solar Walk(太空漫步)、AR星座、Stellarium(模拟星空)等在地理教学中都能发挥很好的辅助作用，但还未得到充分的关注和运用。

3 现代信息技术与地理翻转课堂深度融合应遵循的原则

3.1 整体性原则

即采取翻转课堂教学形式的教师要注重对课前、课中和课后学生整个学习过程进行整体化的教学设计[6]。结构紧凑、逻辑严密的翻转课堂教学设计有利于优化地理教学程序，清晰教学脉络。

3.2 适切性原则

即信息技术与翻转课堂的运用符合地理知识教学的真正需要，能够充分发挥信息技术与地理翻转课堂的优势，帮助突破教学重难点，使教学更有针对性，应避免过度追求形式而违背了提高教学效益的初衷。

3.3 主体性原则

即在课前、课中与课后的各教学环节中，均体现以学生为主体的理念，充分激发学生的学习热情和主动性，有效驱动和支持学生自主学习，积极参与合作与探究，充分交流与表达，成功构建地理生成性课堂。

4 深度融合现代信息技术的地理翻转课堂教学实践案例分析

4.1 案例：“气旋与反气旋”翻转课堂教学设计

以“根据5W法则认识台风”为主线，借助“超星泛雅”在线学习平台、“学习通”APP、移动终端以及一款3D全球实时天气预报软件MeteoEarth APP等，对地理课程中“常见的天气系统——气旋与反气旋”一课进行了融合现代信息技术的翻转课堂教学设计(见表1)。

表1 “气旋与反气旋”教学设计Tab.1 Teaching Design of “Cyclone and Anticyclone”

续表1

4.2 案例实施及效果分析

4.2.1 课前导学分析

翻转课堂要注重培养学生自主发现问题、解决问题的能力，最终使学生“带着问题走进课堂”而不再是“带着问题走出课堂”[7]。在课前导学环节，教师要精心设计良构的预习任务，依托在线学习平台与移动终端，推送结构化的优质学习资源，督控学生完成自学，从而帮助学生在自主学习过程中发现自己的问题。教师也能借助在线学习平台的数据统计分析及时掌握学生的学习动态，诊断学情并给予学生个性化辅导，据此有的放矢地开展接下来的课堂教学。

本课内容以“根据5W法则认识台风”为主线(见表2)，设计课前小组合作、预习检测等导学任务，与课堂教学相呼应。根据本次“学习通”课前习题检测结果分析与学生留言反馈，可诊断大部分学生虽能看懂“气旋与反气旋的形成”微课视频，但当结合地图进行读图分析与原理阐述时感觉到困惑，不能准确使用各相关专业术语，容易混淆气旋与反气旋的气流运动特点，对“副热带海区”等认识不准确，从而总体反映出学生普遍存在区域地理概念薄弱、抽象思维能力不足、读图析图能力欠缺、知识综合运用能力较差等问题。同时，通过批阅小组合作任务，发现各小组在“What”、“Where”、“When”三方面完成情况较好，而在“Why”、“How”，即“台风的形成原因？”与“我们该如何做？”两方面认识不够准确，需要在课堂上进一步加深认识与理解，从而使师生对课堂中要着重解决的问题更加明确。

表2 根据“5W”法则认识台风Tab.2 To know typhoon according to “5W” Rule

4.2.2 课堂实施分析

在课堂教学中，依然将“根据5W法则认识台风”的主线贯穿课堂始末。运用“台风海燕肆虐菲律宾”的新闻视频导入，并将“气旋与反气旋的形成”这一教学重难点的突破与应用嵌入到探究“5W”中的“Why”这一环节。最后基于课程思政的理念，结合“台风‘海燕’过后菲律宾代表控诉发达国家”的新闻视频，探讨“How”，引导学生树立防灾减灾、人地协调和构建人类命运共同体等意识，有效渗透情感态度价值观。

课堂实施过程中，主要借助3D全球实时天气预报软件MeteoEarth APP在气象方面强大的教学服务能力，引导学生通过案例分析与小组合作，对“气旋与反气旋”进行了原理探究和知识的迁移运用，从而有效突破本课重难点。具体操作步骤为：第一步，指导学生打开iPad上的 MeteoEarth APP，依次叠加实时气温、气压、降水、风、台风等图层(见图1与图2)；第二步，以北半球某气压中心为例，指导学生读取各气象数值，描述其气象特点，分析推导各气象要素之间的因果关系，可以更直观感知气旋与反气旋的形成过程与原理；第三步，小组合作自主探究，判读出南半球实时台风、气旋或反气旋及其天气状况，并画出示意图上传“学习通”；第四步，教师选择小组代表结合智慧黑板与MeteoEarth APP进行汇报。

图1 北半球气旋气压分布示意图Fig.1 Sketch map of cyclone and air pressure distribution of the Northern Hemisphere

图2 北半球多图层叠加的气旋示意图Fig.2 Sketch map of multiple layers superimposed cyclone

借助MeteoEarth软件提供实时气象图层可叠加的功能，进行3D动态地图教学，克服了传统地图教学的呆板，将地理知识变抽象为具体，变静态为动态，将原理可视化、直观化，激发学生学习兴趣的同时，让学生获得了读图析图和解决实际地理问题的能力，并提升了地理信息技术素养，凸显了学生主体性地位。

在课堂实施过程中，“学习通APP”结合智慧黑板适时提供教学资源展示、主题讨论、提问选人、评分、计时、学生绘图作品投屏等功能，并辅助教师评价与小组互评。极具地理学科特色的MeteoEarth软件，作为重要的地理学习工具深度融合于学生的合作探究式学习过程，很好地辅助了学生对“气旋与反气旋”原理的探究和迁移运用。

4.2.3 课后拓展分析

借助MindManage等思维导图软件对所学知识进行梳理总结，提供的不仅是一种工具，也是一种思维方法，有助于帮助学生构建完整的地理知识体系。同时，运用超星“学习通”进一步辅助课后教学管理，发布课后习题检测与课后探究问题。引导学生运用MeteoEarth软件进行课后探究，自主探究高压脊和低压槽，为下一节课程做好铺垫。此外，注重发挥“中国气象网”等官方网站的海量优质科普资源优势，引导学生拓展了解台风、伏旱等气象知识，更好地将地理知识与日常生活密切联系起来，进一步体现“学习对生活有用的地理”这一课程理念。

总之，地理课堂的翻转不应只是教学程序的简单颠倒，课前导学与课堂实施，甚至课后拓展应当一脉相承，衔接紧凑。现代信息技术的应用也应符合实际的教学需求，与教学过程有机融合成一个整体，有效辅助突破重难点。案例以“依据5W法则认识台风”为主线，有效串联了课前、课中与课后的教学，并借助地理专业软件MeteoEarth，以具有现实意义的地理问题“判读实时天气”促成学生积极地合作交流与深度学习，构建了生成性的地理课堂。