基于地理信息技术的高中生地理核心素养培养策略

宁本冉 方炫

地理信息技术是以“3S”（地理信息系统-GIS、全球定位系统-GPS、遥感技术-RS）技术为核心，以网络技术、虚拟现实技术等共同组成的新技术综合体。地理信息技术的出现给地理学的理论，特别是分析思路与方法带来一场革命性的变革。地理学得以利用最新的技术手段，分析地理现象、解析地学机理、再现地理过程。所对应的中学地理内容 也做出了相对的改变。2003年版高中地理课程标准开始将地理信息技术纳入必修地理范围。在2017年版高中地理课程标准中不仅将地理信息技术作为学习内容继续保留， 还在教学提示、学业要求中明确提出要求运用地理信息技术达成教学目标。将3S+多媒体技术、互联网、数据库技术、移动通信技术等技术集成在一起，信息技术应用于高中地理教学，将会对高中地理教育的教育目标、教学方式，学生的学习方法、素养形成、能力培养等诸多方面带来重大变革。

《普通高中地理課程标准》（2017年版）必修课程地理1模块主要包括地球科学基础、自然地理时间、自然环境与人类活动的关系。在“教学提示”指出“要充分利用地图、景观图像、地理视频、虚拟技术、地理信息技术和周边自然与社会资源支持教学”，并在“学业要求”中要求“学生能够运用地理信息技术或其他地理工具，观察、识别、描述与地貌、大气、水、土壤、植被等有关的自然现象”。地理信息技术已涵盖高中地理教育教与学全过程，是教师和学生教与学目标达成的主要途径之一。

一、基于地理信息技术的教学资源为核心素养培养提供了基础

教学资源是教学材料与信息的来源，是指可以利用于教育、教学的自然物质条件、社会经济条件和各种媒体技术。现代地理信息技术的发展及其在教学实践中的应用，使教学系统、教学资源发生了深刻的变化。在新媒体环境下，赋予了地理信息技术以新的内涵，通过对地理信息技术教学资源的深度开发与利用，为学生核心素养培养提供了基础，让学生在自然和社会的大课堂中学习对其终身发展有用的地理知识。

在当前地理教学中除了地图、图片、视频和文献资料等传统资源，基于地理信息系统+大数据等观测数据让学生能更好地了解到真实的地理现象。在地理1模块，以“1.1运用资料，描述地球所处的宇宙环境，说明太阳对地球的影响。”为例。利用万维天文望远镜可以直观地了解太阳系，除此之外还有各类天体观测图，还可以通过寻星镜功能了解重要天体的实时观测数据，学生则可以自行选取天体进行探究。万维天文望远镜（WorldWide Telescope即WWT）集合了世界上各大天文望远镜、天文台、探测器所拍摄到的数据，同时涵盖部分钱德拉塞卡天文台和斯必泽空间望远镜的图像。

在“太阳对球的影响”内容中，太阳辐射是重要教学内容之一，地理信息技术环境下的Meteonorm是太阳辐射数据的集成软件之一，能够为地理教学提供接近真实的太阳辐射数据。Meteonorm数据由瑞士的Meteonorm研究所提供，涵盖全球8500个观测点的辐射数据，包括我国的98个气象辐射观测站中的大部分数据也收录到数据库。根据所研究地的经纬度坐标即可得出1981～2010年的日平均总辐射量。

还可以通过官方网站如：中央气象台官方网站（http：//www.nmc.cn/）获得各类气象数据、国家综合地球观测数据共享平台（http：//www.chinageoss.org/）获取各类卫星遥感数据等，这些多渠道数据都可以成为地理教学素材，也为实现了2017年版普通高中地理课程标准所要求“异地、异步、互动、个性、开放、共享、资源丰富”的学习特点提供了数据基础，给学生提供了接近现实的真实地理情境。

二、基于地理信息技术的教学设计为核心素养培养拓宽了思路

核心素养不仅是知识与技能，还包括解决复杂问题的能力。教学设计不能仅限于知识的传承与传播，更要基于地理信息技术构建学习共同体，解决不同情境中复杂问题的能力。当前地理教学中已广泛运用地理信息技术，能有效提高学生的综合思维的培养，形成区域认知的意识和能力。地理图像是地理学的第二语言，而地理信息技术是地理图像的升级，通过地理信息技术获取不同类型的地理图像并加以运用，使得地理信息技术中GIS已被成为地理学的第三语言。

从当前教学现状和效果来看，地理时空维度的地理综合思维和区域认知能力的培养不开现代地理信息技术，特别是GIS灵活的尺度转换在空间范围上的应用对学生形成运用空间—区域的观点认识地理环境的思维方式和能力的培养尤为重要。地理学科核心素养的培养是重视学生在学习过程中的地理思维发展，现代地理信息技术的引入给了教学设计更大的拓展空间，能更好地基于核心素养的提升来设计地理教学内容。

地理1“内容要求”“1.4通过野外观察或运用视频、图像，识别3～4种地貌，描述其景观的主要特点。”是关于地貌景观的教学内容，如果将“谷歌地球”纳入教学设计之中，将能更为直观、身临其境般地认识各种地貌景观。谷歌地球是谷歌公司开发的虚拟地球软件，是将卫片、航片和GIS布置在一个地球的三维模型上。可前往世界上任何地方，以查看卫星图像、地图、地形、3D建筑物，甚至来自外层空间的星系的峡谷海洋，据此可以探索和获取丰富的地理内容。现已有不少基于谷歌地球的地理教学设计文章见诸于各刊物，基于谷歌地球的地貌景观角可以提供诸多教学设计思路，如直接查看各种典型地貌、通过模拟飞行体验地貌景观的变化、利用软件提取远程数据形成地形图等均可应用于教学设计。

现代无人机技术已经成熟，地理信息技术+无人机也可引入课堂教学设计，更好地实现学生对地理景观的感官体验和深入了解。例如前期拍摄的黄土高原景观照片和航拍图，后期可以经过GIS三维建模处理形成DSM图像，可以较为真实的展示黄土高原地貌景观。

三、基于地理信息技术的实践活动为核心素养培养增添了途径

立德树人的根本任务在普通高中地理课程标准（2017年版）是通过地理学科核心素养的培养的课程目标而达成。在课程目标的具体要求中明确指明“学生能够运用所学知识和地理工具，在室内、野外和社会的真实环境下，通过考察、实验、调查等方式获取地理信息，探索和尝试解决实际问题，具备活动策划、实施等行动能力”，并且在“教学提示”中要求“指导学生运用体验、观察、观测、实验、野外考察等方式开展地理实践活动”。当前基于地理信息技术、移动通信技术开发出了多种应用，地理信息技术+移动通信技术已成为地理实践活动重要支撑技术之一，是地理实践活动策划、实施以及解决实际问题的必备支撑。

在地理1“内容要求”“1.1宇宙环境的教学中关于星空观测”的教学实践是教学难点之一，当前学生、甚至地理教师对星空观测都已生疏，在指导学生星空观测实践“天文3D”手机APP能较好的指导学生实际观测。类似的APP有很多，是针对星空观测初学者或高级天文学家的一款便携式星图集，可以根据所在位置和时间找到各种行星、星球、星座、星团、星系，及所能看到的星云。

在地理1“内容要求”“1.11中常见自然灾害”实践中，Meteoearth手机APP可以实时监测天气状况，并能提供未来24小时各项天气数据的预测信息，不仅应用于日常生活实践，还可在关于大气的教学中使用，获取相关天气数据。

由2017年版高中地理课程标准课程结构设计依据可知立德树人的根本任务在学生发展方面体现：“要密切联系学生的生活经验，让学生在自然和社会的大课堂中学习对其终身发展有用的地理。”在生活实践中地理信息技术+移动通信技术已无处不在，成为地理指导生活实践的外显途径之一。例如：高德地图、百度地图的导航功能已成为生活出行的必需品、百度街景地图成为出行攻略制订的前哨、六只脚APP可以指导和记录户外徒步等。

手机APP的开发和使用掀起了地理信息技术+移动通信技术指导地理实践活动的一角，为解决生活中的实际问题提供了有效的技术支持，也成为核心素养提升的新途径。

地理信息技术的突破改变了人们生活的模式，让学生能更好地理解地理学与社会的关联，分析、认识和解决人地关系问题;学会从整体的角度，全面系统、动态的分析和认识地理环境，提升人们的行动意识和能力，并通过真实情景中观察和实践，来感悟人地关系的关系。基于地理信息技术的的高中地理教学能更好的达成地理核心素养的培养，更有利于从地理学科角度实现立德树人的教育目标。

编辑/王    波