数字技术赋能高中地理教学的实践研究

2023年教育部印发的《基础教育课程教学改革深化行动方案》提出了深入推进教育数字化、促进信息技术与教育教学深度融合的目标。当前，中小学课堂的数字化教学应用仍存在信息化环境复杂和课堂教学结构不明确等问题[1]。在数字化赋能地理教学的实践中，数字化教学介质，即平板电脑的交互功能得到了广泛应用[2]，但地理信息的空间可视化表达、教学资源生活化和教学应用场景化的深度融合较少受到关注。融合各种数字化资源构建实景化生活化的双主课堂有利于推进新时代地理课堂教学改革的深化。鉴于此，本文以 “海水运动”为例，探讨如何融合数字化介质、数字化教学资源和数字化场景技术建立具有明确教学逻辑和教学结构的数字化地理课堂，以提高教学效率，提升学生的地理核心素养。

一、地理数字化教学结构

地理数字化教学以计算机、网络、移动设备、数字教材等教学资源和教学工具的应用为基础，构建了一个新型的教学模式，即建立在地理数字化环境下的模式[3]。该模式以教师为主导、学生为主体，充分利用信息化环境、实时交互和个性化体验等学习要素激发学生的积极性，最终达到帮助学生有效应用地理知识的目的。地理数字化教学结构由数字化教学介质、数字化教学资源和数字化教学应用三部分构成。数字化教学介质包括由网络连接的教师端和学生端；数字化教学资源的使用由课前教学准备、课中互动和课后反馈三部分构成；数字化教学应用指依托数字化教学介质为不同教学场景提供功能丰富的数字化工具，包括基础应用和场景应用两类，可以在教学目标确立、教学过程实施和反思总结三环节提供针对性的数字化支持（如图1）。借鉴建构主义学习理论，地理数字化教学的一般步骤应包括：信息化环境分析，设定具体目标，设计教学活动，引导学生互动协作、参与体验以建构知识、改进与反思等。

数字化教学介质在教学中扮演着重要角色，如，作为信息处理和交互的载体，载有智慧教育系统的平板电脑连接了各教学环节，也是数字化教学资源的存储和数字化教学信息传递的媒介。它存储的数字资源包括素材库、题库及微课库，信息传递贯穿于课前、课中及课后。通过数字化介质，师生可实现在时间上的同步共享和空间上的数字可视化，便于教师定位学生的思维动向、提高学生的区域认知水平和地理实践力。教师和学生在课堂教学的不同阶段对数字化教学介质的使用各有侧重，教学过程与数字技术的深入融合是地理数字化教学的核心内容。

二、 高中地理数字化教学过程

（一）教学前期分析

1.分析教材与学情

《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课标”）对“海水运动”内容的要求是，学生能运用图表等资料说明海水性质和运动对人类活动的影响。根据课标，教师可利用地图、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，帮助学生理解自然环境与人类活动的关系，树立正确的人地协调观。通过“海水的性质”的学习，学生已掌握海水性质的相关知识，但在将海水运动与地理可视化结合，用以观察天体运动、联系生活实际以及预防自然灾害的学习途径较少。笔者参照课标设定了本节教学的目标（见表1）。

课前，教师可利用数字化教学介质有目标地筛选教学资源，比如利用数据库搜寻相关教案并获取相似性主题内容，与其他教师共享教学参考资源等。

2.制订预习方案

学生的个体学习情况分析统计至关重要。利用具有数据统计功能的数字化教学应用，教师可了解学生对水圈相关知识的掌握情况，并组织海水知识专题预习测验。教师根据学生的预习情况进一步改进教学设计，使其针对性更强。另外，教师给学生发送电影《后天》。该电影讲解了温室效应引发的全球一系列连锁反应，可作为教学背景以及教学升华主题，引发学生的共鸣与思考。教师同时发布问题引导学生思考：①北大西洋区域冰川迅速覆盖的原因；②北纬30度以南的美国民众向赤道方向撤离的原因；③温室效应的防范措施。

（二）开展课堂教学

1.引入主题

传统教学中存在学生参与度低、资源获取渠道窄、师生交互不足等问题。利用数字技术，师生间的双向传递会更高效便捷。课堂开始，教师播放《后天》的精彩片段，带领学生回顾电影内容，并提出问题“北极冰川融化为何对‘北大西洋暖流’产生影响”“北大西洋暖流是什么”，从而导入“海水运动”主题，引导学生思考并甄别电影内容、画面的合理性，锻炼学生的思维能力。

2.参与式体验

高中生往往难以理解海水性质这一抽象概念。为此，本课堂引入了哥白尼海洋服务网（Copernicus Marine service）[4]。该网站整合了海洋观测数据和模型，为学生提供了探索海水不同模式变化的平台。在课堂上，教师引导学生访问哥白尼海洋服务网的初级部分（如图2），让他们在虚拟环境中选择不同参数和时间点，观察并分析不同盐度、温度、海冰模式的变化。这种体验不仅有利于学生将虚拟环境中获得的知识与实际海洋环境联系起来，深化对海水性质及它对自然和人类活动影响的理解，还能够培养学生的数据分析和科学推理能力。教师结合海中断崖教学视频与动画，展示海水密度与温度之间的变化过程，以生动的视觉化的呈现方式，让学生了解海水密度与温度的关联，为他们深入研究海洋科学领域奠定基础。网站资源构建了海水性质的可视化学习场景，有助于教师呈现地理信息的动态变化，实现地理教学的实景化。

在海水运动的探索中，教师引导学生回顾对大海的印象，让他们搜索、展示不同的海洋图片。通过观察图片的差异，学生在教师的引导下总结出：海水运动存在不同的形式，人类利用自然也受制于自然。随后，教师组织学生讨论海浪、潮汐和洋流的区别，以及它们对海岸线、航海、沿海生态系统、气候和生物分布等方面的影响。

通过教师的文字解析，学生初步理解了“海浪——无风不起浪、无风三尺浪”“潮汐——有潮有汐” “洋流——海洋的流动”的含义。这种引导有助于学生在探索中逐步培养严谨的求知精神。教师将学生分为三组，分别扮演海浪、潮汐和洋流，针对活动主题“我是谁，我从何处来，我到何处去”进行小组探究。在阅读课本、检索影视资料的基础上完成表2后，三组学生进行了角色扮演。这种虚实结合的情境体验能够促进师生、生生之间的学习交流和思维碰撞。

3.对比思考

在教学中，概念的辨析至关重要，它是区分不同地理事物的前提。教师可以对海浪、潮汐、洋流三个概念从状态、时间和方向的角度进行简要总结和辨析（如图3），以帮助学生更准确地理解海洋运动的基本特征。

教师引导学生回忆课前预习的思考题，让他们依据所学得出答案。

洋流作为一种复杂而长期的运动形式，学生理解起来往往具有一定难度。为帮助他们深入理解洋流的特性和运动规律，笔者选择使用Earth Null School[5]作为学习工具。教师带领学生利用网站提供的互动地球模型探索不同洋流系统的运动特性。学生可通过调整时间和地理位置，直观地观察洋流的路径、速度和温度变化。例如，学生可以实时观看不同地区之间的温差，然后叠加洋流运动，观察洋流运动方向与海水温度是否有关，归纳出寒流与暖流的定义，同时学会了利用等温线与南北半球判断洋流运动方向。通过联想泰坦尼克号撞击冰山沉船事件，学生在教师的指导下思考洋流遇到障碍物是否会改变方向，总结影响洋流的因素。

了解如何预防自然灾害并合理运用自然资源，是维护人地关系的重要环节。为引导学生思考，教师可以提出问题：在现实生活中，为了解气温高低，我们常常参考天气预报。那么在人类跨海出行时，是否存在类似的预测网站可供参考？学生在教师的指导下访问中国海洋预报、全球潮汐预报服务平台等网站，了解海浪强度方向以及潮汐涨落规律，地理实践力得到提升。

4.主题总结

基于对电影《后天》中温室效应所引发的全球性问题及其解决方案的深度思考，学生能够进一步探讨人类与自然间的复杂关系。此类讨论有利于激发学生对全球环境和可持续发展问题的主动关注，增进他们对环境保护责任的认知。在此期间，教师引导学生总结课程知识的学习框架。另外，学生在教师的指导下利用平板电脑绘制洋流学习思维导图，系统梳理地理学习的分析路径（涵盖现象观察、成因分析、规律探究以及影响评估）。为完善学生知识的完整性，教师可以适当补充洋流分布规律和洋流名称等相关内容。

（三）课后巩固

1.分层分组，针对训练

教师向学生发布数字作业，通过作业检测反馈的数据，将学生对本节内容的掌握程度分为优、良、中三个水平。每个水平的学生作业要求不同，掌握程度为优的学生作业正确率需超过90%，掌握程度为良的学生作业正确率需为80%～90%，掌握程度为中的学生作业正确率需达到60%～70%。

2.反馈交流

多种形式的交流活动有助于培养学生的主动探究和思考能力，提高学生掌握地理学习技能的水平，提升他们的地理核心素养和问题解决能力。教师利用数字技术创建班级或者小组群，促进组间与组内的合作交流，了解学生的参与程度。数据驱动的教学评估系统可为教师提供实时反馈，为优化教学设计提供依据，弥补教师依赖经验评价教学质量的不足。

三、高中地理数字化教学的反思与总结

在地理课堂教学中，教师重视数字化技术的整合以培养学生的主体学习行为，真正发挥教师的主导作用。计算机、平板电脑等数字化介质成为信息渠道和反馈机制的高效辅助工具。教师可充分利用数字化资源，在课前通过智能分析提供学习诊断、课中借助数字地图增强学生空间感知能力、课后利用大数据分析指导开展精准教学，助推双主课堂高效实施，实现了数字化技术与中学地理教学课堂的深度融合。然而，地理数字化教学的设计与场景应用仍有待进一步完善。比如，地理数字化教学的发展受制于数字化介质的连贯性与稳定性。此外，教师的数字化素养和能力还有待持续增强，数字化教学资源的质量和适用性仍需优化，以更好地满足教学需求。未来我们将进一步推动数字化技术向个性化、沉浸式与数据驱动的教学模式转型。

参考文献

[1] 何克抗.信息技术与学科教学“深度融合”的路径与实现方法[J].中小学数字化教学，2018（2）：17-20.

[2] 吴玥，何祖椿.Google Earth与平板电脑结合的初中地理课堂实践：以“世界的海陆分布”一节为例[J].中学地理教学参考，2019（2）：57-59.

[3] 何克抗.大数据面面观[J].电化教育研究，2014（10）：8-16，22.

[4] 李俊杰，陈卫荣，孙学娇.欧洲哥白尼计划的现状和未来[J].卫星应用，2024（3）：53-57.

[5] 蒋雪鹏.基于Earth Null School重构“大规模海水运动”教学[J].地理教学，2017（21）：57-61.

（作者白玉玲系西北大学城市与环境学院硕士研究生；宁龙梅系四川师范大学地理与资源科学学院教师；李高攀系四川省达州中学教师）

责任编辑：李媛