基于地理信息技术的“行为体验式”教学实践研究

游婉婷

一、“行为体验式”教学与地理信息技术

1.“行为体验式”教学

《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》提出了“行为体验”的教学实践，意在强化学生参与学习的过程，如演示、实验、制作、调查、小组合作探究等，力求学生在“动中学”“做中学”。强调关注学生体验、感悟和实践的过程，通过创设情境、实验环节、素材搜集等学习方式，增强学生的学习能力、增进学生的沟通能力，改变学生的传统学习方法，实现知识传承、能力发展和态度与价值观统一。让学生在实践中感知地理现象，通过“行为体验”解决教学问题，创新学习模式，发挥团队意识。

2.地理信息技术应用

地理信息技术软件的出现，给各行各业带来了全新的发展契机，对于地理教育活动也不例外。地理信息技术软件给现代化的教学提供了一个良好的平台和知识分享环境，相比传统的教学，地理信息技术软件应用突破了地理教育中的地域和知识限制，能够通过多种教学方式提供教学内容，是学生了解整个世界以及地球的重要途径。因此，利用信息技术手段创新培育地理学科核心素养的学习方式成为新一轮高中课程改革中地理学科的基本理念之一。将信息化新教学手段应用于高中地理课堂中的教学模式，不仅可以培养学生数字化能力与读图能力，还能引导学生在不同情景下解决地理問题，落实地理核心素养这一教学目标。

自《普通高中地理课程标准（2017年版）》提出人地协调观、区域认知、综合思维、地理实践力以来，“核心素养”研究逐渐成为地理教育教学研究的主旋律。新课标将地理信息技术作为教学的手段与平台运用于课程中，逐步实现“学技术、用技术，与技术一起学”，充分肯定了信息技术在改革课程内容、引领课程理念以及辅助探究教学活动等方面发挥的作用。新课程标准利用“3S”技术的基本原理与相关知识的简单认识，建立“必修+限定选修”的课程结构，发展学生的地理学科核心素养。如“数字星球系统”强大的三维情境创设能力，为创设促进学生地理空间能力发展的教学情境提供了强力的支持，其“模拟现实空间”优势，可以展示多种地图，还可以将大尺度、动态、难以直接观察的地理过程（模拟人口迁移、大气运动等），通过仿真模拟演示生动地呈现出来。 GIS有着强大的空间分析能力，Google Earth有着丰富的地理空间数据资源，高分辨率的遥感卫星影像，可以用来展示地理空间和事物的特征、地理现象的规律、地理事物变化的动态过程，从而培养学生的区域认知和综合思维的能力。

二、地理信息技术软件优势分析

1.数字星球系统教学应用优势

①促进教学资源开发。数字星球系统可以轻松实现平面与球面的转换，图像转换技术把抽象的、多元的资源转化成动态的、多层次的资源，利于学生对地理素材进行整合分析和应用。②操控平台简单易学。 数字星球系统可以在不同教学环境中自如切换，例如，数字星球可以和Storyteller（编辑器插件）结合使用，操作方法简单，教师能充分创设多元化地理素材，区别于传统地理素材的固定，数字星球能提供多元化、个性化的素材库，是地理教学的强大帮手。③实现课程资源二次开发。 数字星球系统能够根据教学环境对课程资源进行编程，教师可以根据需要对软件中的地理要素进行移动和重组，从而形成适合不同学情的课程资源，体现了地理“精准”教学。

2.GIS教学应用优势

①资源提取的数据库。GIS是一种十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。教师可以根据需要对某一区域进行精确的数据查询，例如在人文地理教学中，教师可以利用GIS进行某一区域人口密度、商业网点分布的查询，也可以查询自然地理中一地的等高线、河流布局等要素。②逻辑推理的“分析师”。GIS有强大的运算功能，能依据多个地理数据进行综合分析运算。能够应用于科学调查、资源管理、财产管理、发展规划、绘图和路线规划。例如，在地理教学中可以应用于自然灾害防治、湿地面积变化、旅游路线规划、城市功能分区布局等方面，实用性强。相对于传统教学，GIS能创新教学方式，相对于学生而言，能极大限度地提升学生的信息技术能力、分析能力、综合思维能力以及推理能力。

3.Google Earth教学应用优势

①强化学生空间认知。不同的地理事物可以在不同比例尺下播放，地理事物可以在平面上放大和缩小，画面清晰，分辨率高。在空间上，Google Earth能体现地理事物的高程，立体感强，强化学生空间感和立体感，强化学生的区域认知。②按需制定电子地图。传统教学使用地图一般是从网络上获取的，现成的地图地理要素复杂繁多，有部分要素是与教学内容相关的，有部分要素是与教学内容无关的。相对于教师而言，Google Earth能去除与教学内容无关的信息，添加与教学内容相关的信息，按需重组适用的电子地图。于学生而言，学生可以根据Google Earth软件进行地理资源编辑，形成利于自主学习和合作学习的电子地图，提升学生的学习能力。③呈现事物变化过程。地理现象是变化发展的，利用Google Earth的时间轴图层可以描述事物的时间变化，向学生展示强大的逻辑思维过程，体现了地理核心素养的目标。④虚拟现实优势明显。地理核心素养强调区域认知、综合思维和地理实践力。Google Earth能虚拟地理要素、事件和过程，让学生能身临其境，根据某一结果推测地理事物发生过程，大大地提高了学生主动获取知识的热情，达到教育教学的目标。这一优点在本文的教学实践中已有所印证。

数字星球系统、 GIS和Google Earth三大地理信息技术优势各异，在应用于地理教学的过程时，教师要根据教学目标进行地理信息技术软件的侧重使用，使三大技术优势互补，使教学手段和方式得到优化，使得教学资源得到信息提取最大化、电子地图使用精准化、地理事物变化过程清晰化、地理现象三维空间立体化、虚拟过程现实化、课程资源重组化。

三、基于地理信息技术的“行为式体验”教学实践

1.应用领域建议

在地理信息技术应用于高中地理教学实践研究中，经过不同技术手段在不同章节的反复测试使用，根据实验班级在使用地理信息技术手段前后的教师反馈、学生测评数据，拟形成地理信息技术软件在人教版高中地理教学中适用“行为式体验”教学的建议（图1）。

2.高中地理“行为式体验”教学中地理信息技术的应用实践

为验证地理信息技术是否有效解决高中地理课程的难点，提高地理课堂教学效率和教学质量，本校教师将分别用不同的地理信息技术根据实际需要单独或者组合应用于实验班级的地理教学中，下文选取几节适用于“行为式体验”的信息技术融合的地理教学实践过程进行记录，并对教学效果进行反思。

（1）数字星球系统在自然地理“行为式体验”教学中的应用实践

数字星球系统在自然地理“行为式体验”教学中的应用实践如表1所示。

（2）Google Earth在自然和人文地理“行为式体验”教学中的应用实践

Google Earth在自然和人文地理“行为式体验”教学中的应用实践如表2所示。

（3）“行为式体验”教学中应用多种地理信息技术的实践

在“行为式体验”地理教学中，应用GIS与Google Earth等多种信息技术的实践设计如表3所示。

四、教学实践效果及反思

为了分析基于地理信息技术应用于高中地理教学实施效果，本校教师把六个学情差异较小、成绩差别较小的班级作为实验班级，三个班级（2112班、2113班、2114班）使用传统教学，另外三个班级（2115班、2116班、2122班）使用地理信息技术融合教学，在完成教学实践后，笔者通过三个方面对教学效果进行测试。

1.教学实践效果评价

（1）试卷测试效果

對六个班级进行统一时间、统一试卷的测试，测试结果如图2所示。

通过以上测试结果得知∶得分率较低的考点为“气压带和风带”“地球运动”“内力作用”“外力作用与地貌”，得分率稍高的是“人口迁移”“农业区位因素”“中国的河流”“城市功能分区”“自然地理环境差异性”。传统教学班级难点部分平均分为20.2分，实验班级难点部分平均分为23.16分。2113班平均分在六个班中最低，为19.9分，2122班平均分在六个班级中最高，为23.6分。信息技术融合教学的班级成绩均不同程度高于传统教学班级。

（2）学习氛围与兴趣问卷调查

笔者通过调查问卷的形式分别对六个班级的教师进行了课堂学习气氛和直观效果反馈。

通过调查问卷数据结果分析发现，传统教学班有61%的教师认为学生上课氛围好，91%的教师认为传统教学班的学生对“地球运动”“气压带和风带”学习积极性不高。信息技术融合班级有93%的教师认为学生上课氛围好，56%的教师认为学生对“地球运动”“气压带和风带”学习积极性较高。88%的教师对数字星球和谷歌地球系统非常感兴趣，80%的教师认为信息技术融合教学有效突破了教学难点，99%的教师认为通过信息技术融合于教学有效突破学生空间思维上的局限，使难点的难度大大下降，加强了授课的逻辑。

笔者认为，地理信息技术融合于高中地理教学创新了教育教学理念，创新了教学方式，激发了学生的学习主动性，提升了教学效果，实现了培养学生区域认知、综合思维和地理实践力的目标，信息技术的使用给教学改革带来了新的动力。

2.教学实践反思与建议

（1）实践反思

①研究深度不足。本次教学实践只是运用了三个地理信息技术软件的基本功能，更有深度的功能还有待研究。②测试群体样本量小。本次教学效果的测试只针对六个班级进行测试，测试群体数量小，测试结果普遍性不强。③多变量影响实践结果。数字星球系统、 GIS和Google Earth技术是一门新兴技术，各个地区的教学条件不同，一些地区信息技术软件使用尚未普及，不同教师运用信息技术软件的能力不一，导致教学效果产生差异。本文仅提供了基于本校学生学情的案例，其他地区学校信息技术使用效果还有待研究。

（2）建议

地理信息技术融合教学是未来地理学科发展的大趋势，目前国内的应用处于初步探究阶段。针对此次教学实践，在教学效果的反馈和反思的基础上，笔者认为，要实现教育改革，培养地理学科素养，实现立德树人的目标，可以从以下方面作出改进。①普及地理信息技术设备。目前国内尚未有地区普及地理信息技术设备，建议加大政府投入，增加信息技术设备，加大教师信息技术培训力度，才能提升教学效果，提升学生学习热情，增强实践能力，创新教育方法和模式。②提高教师信息技术软件操作水平。作为新时代的地理教师，应该不断适应时代的步伐，学习和掌握地理信息技术，结合传统的教学手段和方法，帮助学生更好地学习。③提高学生信息技术软件操作能力。作为新时代的学生，应该培养信息技术实践能力，增强动手和思维能力，全面提高地理素养。