地理信息技术辅助地理实践活动——以基于Google Earth的长江考察为例

姜 莉

（上海市川沙中学, 上海 201299）

《普通高中地理课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）提出地理学科四大核心素养，其中地理实践力是其重要的组成部分。地理实践力是指人们在考察、调查时所具备的意志品质与行动能力，该素养对于提升人们的行动力与社会责任感具有重要的价值与意义。[1]因而，新课程改革后广大地理教育工作者对于培养学生的地理实践力进行了积极的探索，设计了实地考察、实验等地理实践活动。但这些实践活动存在时间、场域、安全性等限制性条件，而基于地理信息技术的实践活动不受时空限制，仿真性和交互性较强，是落实地理实践力素养培育的有效补充。[2]与此同时，运用地理信息技术的能力正在成为公民有效参与现代社会的必要条件，这也与地理新课程改革的要求与理念相符合。[3]基于此，本文设计了基于Google Earth平台的地理实践活动，引导学生运用地理信息技术手段对长江不同河段的地貌进行考察，并在此过程中建构流水地貌知识框架，进而发展其地理实践力素养与探究能力。

一、地理实践活动设计

1.教学内容分析

流水地貌是自然界常见的一种地貌类型。新课标对该部分的要求为“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”。[4]其实质是让学生借助实地考察、地理信息技术等手段，识别自然界常见的地貌，并学会描述地貌景观的特征。因此，本次实践活动的教学重点是学生识别常见的流水地貌，并学会描述其特征；教学难点则是流水侵蚀地貌与流水堆积地貌的识别与形成机理分析。

2.教学目标分析

本次实践活动着重培养学生的地理实践力素养与探究能力，因此将教学目标设定如下。

（1）运用Google Earth平台，以小组合作形式，探究某一河流不同河段的地貌类型并描述其特征，培养团队合作能力、区域认知和地理实践力素养。

（2）借助Google Earth平台，识别河流的凹岸与凸岸，并简要分析其形成原因，从而发展探究与推理分析能力。

（3）通过设计和操作实验，理解流水的作用，并据此尝试解释流水侵蚀地貌与流水堆积地貌的形成机理，提升探究能力与地理实践力。

3.教学流程设计

地理实践力素养并不是地理教育工作者能直接教授的，而是学生通过自主参与实践活动逐渐形成的。5E教学模式作为一种成熟的教学模式，始终以学生为中心，即通过创设问题情境和探究活动，提供学生合作探究的平台，充分调动学生参与活动的积极性与自主性，从而发展学生的能力。[5]研究表明，该种教学模式对基于地理信息技术平台的实践活动具有很强的适切性，能够充分吸引学生参与地理实践活动，同时也未忽视教师的主导作用。[6]因此，本实践活动基于5E教学模式进行构建，具体的教学流程如下（见图1）。

二、地理实践活动实施过程

1.活动前准备

（1）全班学生按照学号分为7组。

（2）提前下载和调试Google Earth软件，并分别在长江上、中、下游标记考察点。

（3）学生熟悉Google Earth软件的基本操作。

2.设置考察情境，吸引学生

【创设情境】教师展示长江沿岸的景观图片，并请学生猜测是哪条河流。随后，教师公布答案，呈现任务情境并提问。任务情境：暑假期间，学校计划组织一次长江考察之行，而今日我们需要提前进行模拟演练，即借助Google Earth平台进行一场长江考察云之旅。

【提问】如果进行长江实地考察，我们需要携带哪些设备与工具？

【小结】教师根据学生回答，总结实地考察需携带的记录（考察手册、笔）、导航（GPS设备）、取样（铲子、地质锤）、测量（卷尺、罗盘）等方面的工具。

设计意图：上海学生长期生活在长江下游，对长江较为熟悉，因此设置了长江考察的任务情境，贴近学生的生活实际，能够充分激发学生学习与探究的兴趣。与此同时，为了更真实地模拟考察长江的情境以及培育学生的地理实践力素养，询问学生关于实地考察需携带工具的问题。

3.借助技术平台，探究发现

(1)探究活动一：遍览长江全段

【探究过程】

①启动Google Earth软件，定位到考察点1（位于长江上游）、考察点2（位于长江中游）、考察点3（位于长江下游）。随后，利用软件中的遥感影像和图片库中的实景图片，观察并比较考察点1、2、3周围的景观差异。

②借助Google Earth软件中的路径、标尺、视角功能，以小组合作形式对长江不同河段进行考察，并填写长江考察记录表（见表1）。

表1 长江考察记录表

③各组利用希沃投影软件依次呈现考察结果，并派一名代表阐述考察过程中的发现，其他小组进行观摩与比较。

【小结】教师对各小组的考察结果进行点评，并带领学生总结地貌特征的描述角度（见图2）。

设计意图：Google Earth软件具有丰富的遥感影像与景观图片资源，且仿真性与沉浸性强，学生可以利用该平台身临其境地考察长江，并在此过程中培育地理实践力和区域认知素养。与此同时，学生通过点击软件中的视角按钮，可以实现多角度观察长江不同河段的地貌，进而更好地识别与描述流水地貌。此外，采用小组合作形式进行考察与探究，有利于培养学生的团队合作能力。

(2)探究活动二：聚焦长江中游

【探究过程】

①启动Google Earth软件，定位到位于长江中游的考察点A、考察点B，其中考察点A位于长江西南岸（凸岸），考察点B位于长江东北岸（凹岸）。随后，借助软件中的显示历史图像功能，观察考察点A与考察点B所处的两岸从1984年到2019年陆地面积的变化情况（见图3、图4），并总结规律。

②检索同样位于长江中游的考察点E与考察点F，其中考察点E位于长江西南岸（凹岸），考察点F位于长江东北岸（凸岸）。之后，再次借助历史图像功能查看两个考察点所在的两岸从1984年到2019年陆地面积的变化情况（图略），并与步骤①的考察结果进行对比，尝试分析原因。

③选取3组学生展示考察发现，其他小组进行比较与交流。

【小结】教师对学生的考察发现进行评价，并引入河流的凹凸岸概念。

设计意图：对比步骤①与步骤②的探究结果，使得学生产生认知冲突，激发其探究的兴趣，进而引出河流凹凸岸的概念，加深学生对河流凹凸岸的理解与认识。探究活动二基本模拟了科学家发现河流凹凸岸的过程，可以让学生像科学家一般思考与探究地理问题，并在此过程中提升科学素养与地理实践力。

4.设计模拟实验，解释原理

【引入实验】学生对比考察记录表中长江不同河段的地貌差异，并以小组合作形式尝试分析其形成原因。随后，各小组派一名代表阐述分析结果，教师对各组提出的分析结果进行点评，进而引入实验。

【实验目的】探究流水侵蚀地貌和流水堆积地貌的形成机理。

【实验准备】卷尺、白色泡沫箱、细水管、1kg泥沙、水、红色丝带

【实验过程】首先，利用泥沙在泡沫箱中制作一个模拟河流流域的模型（见图5），其中红色丝带处，即A处为河流的源头，B处位于河流的中游。细水管通水后，注意观察：冲沟何处出现泥沙堆积现象？另外，分别在实验前后用尺子测量A、B处冲沟的宽度与深度。

【结果讨论】各组交流实验结果，并结合实验分析长江上、中、下游不同河段地貌的形成原因。

【小结】教师对各组的实验操作表现以及对长江不同河段地貌形成机理的解释分析进行评价，并引导学生对长江不同河段的地貌进行归类，进而引入流水作用。

【解释分析】各小组结合流水作用再次分析长江不同河段地貌的形成原因，并与实验前自身所做出的解释进行比较。之后，学生在教师的引导下对河流凹凸岸的形成原因进行简要分析。

设计意图：通过模拟实验，学生能够更加直观地观测到流水对河流地貌的塑造作用，进而更好地理解与解释流水侵蚀地貌与流水堆积地貌的形成机理，并在此过程中发展探究能力与地理实践力。同时，学生通过对比实验前后自身对长江不同河段地貌形成原因的分析，可发现自身思维的不足之处，进而提升其思维的有效性与严密性。

5.再遇新情境，迁移运用

【设置新情境】众所周知，除长江以外咱们中华民族还有另外一条重要的母亲河——黄河，请同学们运用Google Earth软件对黄河进行考察，找出其典型的流水侵蚀地貌和流水堆积地貌。同时，请大家借助软件查看从1984年到如今黄河三角洲的面积变化情况，并简要分析其原因。

【交流展示】各组展示并交流黄河流域的流水地貌考察结果。

设计意图：创设黄河考察新情境，使得学生再次借助Google Earth平台识别黄河流域典型的流水侵蚀地貌和流水堆积地貌，进而巩固所学知识与技能。同时，学生通过软件了解并分析黄河下游三角洲的面积变化原因，深化对流水作用的理解。

6.分析活动过程，多元评价

5E教学模式强调课程评价的全程性和多元性。[7]因此在本次实践活动中，每一部分的探究活动结束后都设计了评价环节，包括教师点评、学生展示与交流等。同时，注重评价主体的多元性，即自评与他评相结合。此外，在实践活动结束后，采用评价表对学生在实践活动中的团队合作表现进行评价（见表2），以期通过学生自评和互评方式，使学生发现自身在团队合作时存在的不足，进而更好地提升其团队合作能力。

表2 学生团队合作表现评价表

三、地理实践活动反思

开展基于地理信息技术的地理实践活动是培养学生地理实践力素养的重要路径之一。[8]实践证明，本次基于Google Earth平台的长江考察活动是发展学生地理实践力素养的有效尝试，教学目标达成度较高，课堂氛围十分活跃，学生的参与度高，尤其是观察长江不同河段的地貌特征时，每位学生都积极参与。与此同时，通过本次实践活动，学生更好地掌握了Google Earth软件的操作方法，也为后续学习其他地貌类型奠定基础。不过，由于学生对Google Earth软件的操作不够熟练，探究环节用时较长，导致最终评价环节的时间较为不足，后续有待改进。