“互联网+”背景下地理实验教学设计原则及案例

张蕊 李旺军

【摘要】义务教育地理课程具有实践性，在提升学生地理实践力的过程中必定要求教师注重地理实验的开发、设计与实施。文章结合已有的研究成果梳理地理实验教学的概念与意义，分析地理实验教学的现状，在此基础上以图新地球为平台进行等高线演示实验，从校本教学资源的开发设计、地理实验教学、实验教学的评价体系三个层面探讨基于“互联网+”视角下的地理实验教学有效实施路径，并通过案例来呈现具体的实施方法。

【关键词】互联网+；初中地理；实验教学

【中图分类号】G633.951【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2022）11—0074—04

中学地理课程具有很强的实践性，也具有丰富的实践内容。学具制作、实验、野外观察、社会观察等均是增强学生地理实践力的重要途径，也是地理课程实践性的重要体现。2019年11月教育部出台的《关于加强和改进中小学实验教学的意见》指出，要“强化学生实践操作、情境体验、探索求知……培育学生的兴趣爱好、创新精神、科学素养和意志品质”，为当下乃至今后在初中地理教学中开展实验教学指明了方向[1]。然而，在大多数中学，尤其是经济欠发达地区，地理实验教学实施得并不理想。部分教师对地理实验教学进行了初步实践，但在教学实践中，受制于课时安排和学生课业负担重等实际情况，再加上传统意义上的操作性实验耗费的学习时间较长，在一定程度上可能造成学习负担，导致实验效果达不到应有的目标，因此地理实验教学一定要寻找新的出路，既能兼顾学生的学习兴趣和地理实践能力的培养，又不过分加重学业负担。当前，基于“互联网+”的教学正在深入探索和实施，运用互联网信息技术成为今后地理实验教学发展的新方向。如何基于“互联网+”设计实施地理实验并开展地理实验教学？本文试图探讨信息化时代基于“互联网+”的地理实验教学的变革与实施路径。

（一）地理实验教学的概念

在普通认知体系中，不少教师往往将“地理实验教学”与“地理实验”、“地理实验法”等概念相混淆。有学者认为，“地理实验教学是指以地理实验为载体，采用实验法进行的教学活动”[2]。从这一概念可以看出，地理实验教学是一种教学活动形式，而地理实验是实验教学的载体，实验法是教学的方法。换言之，要开展地理实验教学，必须坚持地理实验内容设计的科学性与合理性，并按照实验法的相关程序和原则依次展开实验教学的各环节。

（二）地理实验教学的意义

地理课程具有很强的实践性。《义务教育地理课程标准》指出：“地理课程含有丰富的实践内容，包括图表绘制、学具制作、实验、演示、野外观察、社会调查和乡土地理考察等，是一门实践性很强的课程”[3]。《普通高中地理课程标准》（2020年修订）：指出：“在地理课程中，通过地理实验教学增强学生的地理实践力，有助于提升人们的行动意识和行动能力，更好地在真实情境中观察和感悟地理环境及其与人类活动的关系，增强社会责任感”[4]。综上所述，地理实验教学具有以下重要作用。

1.有助于培养学生的学习兴趣。“增强对地理事物和现象的好奇心，提高学习地理的兴趣以及对地理环境的审美情趣”是初中地理课程的重要目标之一[5]，有学者研究发现，“地理实验教学有助于学生地理学习动机的提高”[6]。换言之，地理实验教学对培养学生的地理学习兴趣具有积极作用。笔者在教学实践中通过设计等高线实验，引导学生将数学知识与地理知识相结合，运用相关实验，通过实践呈现地理中比较抽象的内容，不仅突破了等高线认知的难点，更提高了学生学习地理的兴趣与积极性。

2.有助于学生行动意识和能力的提升，增强社会责任感。在实验的过程中，学生通过身临其境地参与、操作、观察乃至最后的实验总结与报告，能够从自身实践的视角运用知识解决问题或通过操作得出结论，有利于提升学生对地理方法的运用，并树立科学合理的情感态度与价值观[7]。在绘制校园平面图的实验结束后，有学生从地图中发现“校园绿化面积小”的问题，并提出“校园规划应该更加合理”的观点。

3.有助于培养学生的发散性思维和创造性思维。地理实验是教师针对特定的教学内容进行的一般性认知过程的设计，有时会不同程度地脱离学生认知需求的情况。随着学生认知能力和水平的提升，学生会结合自己的学习经验和生活经验提出相应的改进建议，或者提出与实验相关的新问题。总体而言，地理实验的开展对学生发散性思维和创造性思维的培养具有重要作用。在等高线实验的过程中，也有学生提出坡度越陡的区域越不利于人们的生活。这一发现与第三章内容相关，可见在地理实验的过程中学生的发散性思维得到了培养。

從本质上来看，“互联网+教育”是一种新型的教育形态，是互联网、移动互联网等技术与教育深度融合，并推动教育进步、效率提升和组织变革，增强教育创新力和生产力的教育变革[4]，改变着教与学的方式，也影响着教育的理念、文化和生态。2018年，为推进“互联网+教育”发展，加快教育现代化和教育强国建设，教育部印发《教育信息化2.0行动计划》，从国家层面对教育信息化作出战略部署，为教师开展信息化教学指明了方向，基于“互联网+”的地理实验设计、实施与评价也成为可能。

（一）“互联网+”视角下的地理实验教学设计原则

从教育传播学理论来看，教育活动就是信息传递的过程。地理教学中知识与技能、过程与方法等信息的传播需要教师确定传递信息内容、选择媒体和方式完成教学任务。从建构主义理论的角度来看，知识的学习是学习者在一定的情境下借助教师和同学的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得的[8]，教学中教师可依据多媒体及信息技术设立一定的学习情境，并提供相应的学习资料，帮助学生进行意义建构。从混合学习理论的角度来看，“把传统学习方式的优势和数字化学习的优势结合起来，使两者优势互补，才能获得最佳的学习效果”[9]。

地理实验教学是地理课程改革的重要组成部分，具有促进学生理解和掌握地理知识、提升学生科学素养、激发学生学习动机的正向功能[2]50。然而在地理实验教学实践中我们发现，当实验设计缺乏科学依据或者在实施过程中忽视实验过程的规范性，这些问题可能难以激发学生的学习兴趣，甚至阻碍他们的学习动机，尤其是在课时安排较为紧张的情况下，师生难以完整、有效、规范地开展地理实验。因而，基于“互聯网+”设计地理实验及教学实践，应遵循科学性、可操作性、针对性、启发性、探究性、创新性、课内外结合、时空尺度转换等原则[10]（见下表）。

在以上设计原则中，创新性原则符合信息化时代下基于“互联网+”设计地理实验教学的基本要求，教师不仅要对实验内容有所发展和创新，更应注重教育教学理念和教育技术发展相结合的地理实验教学理念与方式的变革。

（二）“互联网+”视角下地理实验教学设计原则

信息化时代基于“互联网+”设计地理实验教学，在遵循科学性、可操作性、针对性等原则的基础上，既要符合学生学习实际与校本教学资源的开发设计，还要注重地理学科教学计划，从学段、学年、学期等不同时间段综合设计与教学实际相符合的地理实验教学体系，最终利用相应的评价体系完成对实验教学及课堂教学整体学习效果的评价。

1.注重开发设计符合学生学习实际与学校实际的校本教学资源。初中地理课程具有生活性，脱离了学生生活实际的地理实验教学无法引导学生在生活中正确认识和解决问题。因此，地理实验教学的设计与实施要具有针对性，对学生学习过程中的认知难点有所突破，提高学生的认知水平。此外，当下大多数中学并没有完善的地理实验教学实施的硬件环境，因此在地理实验教学实践中，教师应该紧密结合学生实际与学校实际，系统开发设计校本层面的地理实验教学资源，包括实验课程的内容、环境及常态化实施机制等，为地理实验教学的常态化实施奠定资源基础。

2.制订与教学实际相符合的地理实验教学方法。地理实验课程是初中地理学习过程中的重要一环，也是提升学生地理实践力的重要抓手。由于初中地理课程的课时安排有限，地理实验课程的设计要与实施不能独立于地理课堂教学实践之外。因此教学设计要从学段、学年、学期等制定教学策略。

3.设计地理实验教学的评价方式。“实验教学主要有实验报告、纸笔测验和表现性评价等评价方式”[11]。从实验报告的角度来看，教师可以借鉴理化生等学科的实验报告设计符合地理实验教学的实验报告；从纸笔测验的角度来看，由于地理实验重点是解决学生在认知上存在的疑难问题，因此应侧重于“考察实验的设计原理、方法、步骤和错误原因分析”[11]18；表现性评价则注重“在真实或接近真实的情境中对学生完成任务的过程和表现进行的观察和判断，强调学生在学习过程中的实际表现”[12]，更有助于促进学生地理实践力的培养。因此在地理实验教学的设计过程中，教师应该注重多种评价方式，形成独特的地理实验教学评价体系。

（三）“互联网+”视角下的地理实验实施案例

为了让学生直观地理解真实生活中的等高线分布形态，我们利用图新地球软件（LSV），选择学生最常见的一座山进行演示实验，具体操作过程如下。

1.打开图新地球软件，找到学生最常见的那座山（图1）。

2.在界面中先从卫星影像的角度出发判读山体的不同部位，并对其进行标记。

3.在工具栏中选择“分析→开启等高线”，并在“等高线设置”中调整等高线颜色（图2）。

4.图2中显示的内容，分析山谷和山脊等高线分布的形态及规律。

操作性实验能够有效提升学生的地理实践能力，设计基于“互联网+”的演示实验既能突破学生在认知过程中的难点，更能在直观认知的基础上有效提高学生的学习效率。在“互联网+教育”的时代背景下，有效设计开发基于“互联网+”的演示实验成为了一种趋势，当然，这并不代表传统的操作性实验就该完全摒弃，二者的结合才是当下乃至未来地理实验教学发展的合理路径。

[1]中华人民共和国教育部.教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见[EB/OL]. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/ s3321/201911/t20191128_409958.html

[2]张海.地理实验设计与教学案例[M].兰州：兰州大学出版社，2017.

[3]中华人民共和国教育部.义务教育地理课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

[4]中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[6]刘丽.地理实验教学对高中生地理学习动机影响的研究[D].兰州：西北师范大学，2020.

[7]张雅琪.初中地理实验教学对学生能力培养作用研究[D].武汉：华中师范大学，2012.

[8]张大均.教育心理学（第二版）[M].北京：人民教育出版社，2004.

[9]南国农.我国教育信息化发展的新阶段、新使命[J].电化教育研究，2011（12）：10-12.

[10]徐宝芳.中学地理实验教学研究[M].西安：陕西师范大学出版社，2010.

[11]张海.地理实验设计与教学评价[J].地理教学，2018（17）：15-18+36.

[12]李旺军.基于地理核心素养的乡土地理教学案例开发研究[D].兰州：西北师范大学，2018.

编辑：陈富祥