張婷媛

（上海師范大學(xué)第二附屬中學(xué)，上海200540）

一、問(wèn)題的提出

從2014年《教育部關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》的頒布，到2016年《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架的正式發(fā)布，在深化教育改革的背景下，核心素養(yǎng)成為人才培養(yǎng)的新導(dǎo)向。《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》將區(qū)域認(rèn)知、綜合思維、地理實(shí)踐力和人地協(xié)調(diào)觀確定為地理學(xué)科核心素養(yǎng)。［1］

地理信息技術(shù)（簡(jiǎn)稱“3S”技術(shù)）是地理科學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，教材中雖然對(duì)地理信息技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，但是文字和圖片的呈現(xiàn)使得學(xué)生還是停留在被動(dòng)接受層面。如能將理論學(xué)習(xí)與行為實(shí)踐相結(jié)合，定可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更有助于學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。

ENVI軟件是地理信息技術(shù)中一套功能強(qiáng)大的遙感圖像處理軟件，其覆蓋了圖像數(shù)據(jù)的輸入／輸出、圖像定標(biāo)、圖像增強(qiáng)、糾正、校正、圖像分類等功能，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科研、環(huán)保、氣象、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、醫(yī)學(xué)、地球科學(xué)等眾多領(lǐng)域。其界面簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，符合高中生的認(rèn)知水平。

西方國(guó)家的許多學(xué)者都進(jìn)行了在高中階段應(yīng)用地理信息技術(shù)的相關(guān)研究，將地理信息技術(shù)運(yùn)用到中學(xué)地理教學(xué)中已經(jīng)成為國(guó)際地理教學(xué)的趨勢(shì)。而國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于應(yīng)用地理信息技術(shù)的研究主要集中在高等教育階段，運(yùn)用地理信息技術(shù)培養(yǎng)中學(xué)生核心素養(yǎng)的研究較少。［2］基于目前的研究現(xiàn)狀，筆者將著重探討“基于ENVI軟件培養(yǎng)學(xué)生地理學(xué)科核心素養(yǎng)的途徑”，并開展相關(guān)實(shí)踐研究，以期進(jìn)一步推動(dòng)技術(shù)與中學(xué)地理課程教學(xué)相結(jié)合的研究。

二、基于ENVI軟件的地理學(xué)科核心素養(yǎng)課堂培育

核心素養(yǎng)影響個(gè)人的終身發(fā)展，更影響個(gè)體對(duì)社會(huì)、時(shí)代發(fā)展的適應(yīng)能力，因而在課堂上應(yīng)得到有效落實(shí)。筆者以“金山區(qū)海岸線為何會(huì)舊貌換新顏”為例，嘗試在課堂教學(xué)中應(yīng)用ENVI軟件培育地理學(xué)科核心素養(yǎng)，主要包括利用軟件處理遙感圖像提升地理實(shí)踐力；通過(guò)思考應(yīng)用軟件解決問(wèn)題的途徑提升綜合思維；借助史料，分析金山海岸線變遷的原因，提升人地協(xié)調(diào)觀。

1.案例簡(jiǎn)介

“金山區(qū)海岸線為何會(huì)舊貌換新顏？”本研究通過(guò)選用1980年和2015年的金山區(qū)遙感圖像，旨在使學(xué)生利用ENVI軟件探究金山海岸線的變化，通過(guò)“行為體驗(yàn)”豐富學(xué)習(xí)經(jīng)歷、改善學(xué)習(xí)方式，提升地理學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.基于ENVI軟件的研究過(guò)程

（1）新舊海岸線對(duì)比，激發(fā)學(xué)生探究興趣

德國(guó)教育學(xué)家第斯多惠說(shuō)過(guò)，“教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于激勵(lì)、喚醒、鼓舞”，如果教師能運(yùn)用情感、意志等非智力因素，以多種方法或手段激起學(xué)生濃厚的地理學(xué)習(xí)興趣，那么學(xué)生學(xué)習(xí)就會(huì)熱情高漲。通過(guò)呈現(xiàn)金山區(qū)的新舊海岸線圖片，其對(duì)比引發(fā)學(xué)生思考“為什么身邊的環(huán)境會(huì)發(fā)生如此巨大的變化？”學(xué)生積極性被調(diào)動(dòng)起來(lái)，這將對(duì)研究產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。

（2）借助遙感圖像，探尋海岸線的變遷，提升地理實(shí)踐力和綜合思維能力

遙感是以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)不同物體對(duì)波普產(chǎn)生不同響應(yīng)的原理，識(shí)別地面上各類地物。它具有獲取信息受條件限制少，獲取信息速度快、周期短，獲取信息量大等優(yōu)點(diǎn)。

學(xué)生經(jīng)小組討論確定研究思路：將不同年代的遙感圖像疊加對(duì)比，判斷海岸線的變遷。

①選取遙感圖像，進(jìn)行預(yù)處理，提升地理實(shí)踐力

由于遙感圖像的獲取會(huì)受到云層等因素影響，通過(guò)比較，最后選取1980年（圖1）和2015年（圖2）的金山區(qū)遙感圖像進(jìn)行對(duì)比分析，學(xué)生利用ENIV軟件的拉伸功能提高遙感圖像的清晰度，并利用波段組合功能將不同年代的遙感圖像統(tǒng)一成假彩色（圖3和圖4），依據(jù)色調(diào)及地物輪廓的不同，對(duì)海岸線的變遷進(jìn)行初步判讀。

圖1 1980年金山區(qū)遙感圖像

圖2 2015年金山區(qū)遙感圖像

地圖是地理的靈魂，具備良好的讀圖、析圖、繪圖能力是學(xué)好地理的基本保障，其有助于學(xué)生對(duì)兩幅遙感圖像進(jìn)行有目的、有重點(diǎn)的處理，多角度地對(duì)圖像進(jìn)行有效分析，提煉出地理事物的規(guī)律、特征，提升地理實(shí)踐力。

②通過(guò)建立感興趣區(qū)，對(duì)比分析海岸線的變遷，提升綜合思維能力

如何能看出兩幅不同年代圖像的差別？學(xué)生的思路是：將處理好的兩幅圖像再進(jìn)行疊加分析。學(xué)生利用ENVI軟件功能，在2015年的圖像上建立感興趣區(qū)，將1980年的海岸線畫在2015年的遙感圖像上，從圖5中我們可以看出，相對(duì)于1980年，2015年的金山區(qū)海岸線明顯向海里遷移，1980年的海岸線大致與現(xiàn)在的滬杭公路重合。學(xué)生正是在對(duì)問(wèn)題不斷深入思考、不斷合作探究的過(guò)程中鍛煉綜合思維。

圖3 1980年部分金山區(qū)假彩色遙感圖像

圖4 2015年部分金山區(qū)假彩色遙感圖像

圖5 1980年海岸線和2015年海岸線對(duì)比

地理學(xué)科注重地理事物的空間分布，以及闡明地理事物的空間差異和空間聯(lián)系，所以在地理課堂上，應(yīng)將培養(yǎng)學(xué)生對(duì)地理空間格局的敏銳觀察和充分考慮各地理要素的綜合思維能力作為地理學(xué)科能力培養(yǎng)的核心內(nèi)容。

雞只每隔兩周空腹稱重，以重復(fù)為單位計(jì)算體重，按試驗(yàn)分期計(jì)算每組平均日增重。每周末下午結(jié)算喂料量，按試驗(yàn)分組計(jì)算每組耗料量。每?jī)芍茉诿總€(gè)重復(fù)隨機(jī)抽取4只雞測(cè)定單只體重與脛長(zhǎng)。

（3）借助史料，分析原因，提升人地協(xié)調(diào)觀

為什么海岸線會(huì)發(fā)生如此大的變遷？現(xiàn)象背后的原因是什么？學(xué)生思考可能的原因并回答。

對(duì)于問(wèn)題的答案，教師沒(méi)有總結(jié)，而是讓學(xué)生課后繼續(xù)查閱資料?！镀胀ǜ咧械乩碚n程標(biāo)準(zhǔn)》（實(shí)驗(yàn)稿）中，對(duì)地理意識(shí)和地理觀念有著明確的要求：培養(yǎng)學(xué)生正確的全球意識(shí)、可持續(xù)發(fā)展意識(shí)與行為，以及正確的環(huán)境觀和人地協(xié)調(diào)觀。

地理教師既要注重地理知識(shí)的傳授，也要加強(qiáng)地理規(guī)律、原理的分析與應(yīng)用，強(qiáng)化人地關(guān)系在課程中的滲透，充分挖掘教材中顯性或隱性的人地觀念。學(xué)習(xí)是主動(dòng)建構(gòu)的過(guò)程，因此，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性顯得特別重要。學(xué)生通過(guò)查閱資料并解釋原因，能夠培養(yǎng)其人地協(xié)調(diào)觀。

（4）關(guān)注細(xì)節(jié)，挖掘更深層次，創(chuàng)造更大發(fā)展

學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)，了解到上海石化建廠。其使得海岸線變遷，1972年開始圍海造陸，到1991年工程竣工。在這幾十年的時(shí)間里石化廠不斷建設(shè)。在圍海造陸的土地上，醫(yī)院、商業(yè)、賓館、住宅、學(xué)校、研究所都一一建成，包括上海師范大學(xué)第二附屬中學(xué)。

教師再次追問(wèn)：“從金山海岸線舊貌這張圖片上，我們可以看到有大片的土地，為什么不直接利用這些土地建廠，而要圍海造陸？”追問(wèn)引發(fā)學(xué)生的深度思考，深度思考是可以通過(guò)不斷練習(xí)獲得的一項(xiàng)技能，教師應(yīng)該利用好課堂，幫助學(xué)生養(yǎng)成深度思考的習(xí)慣，將潛在的發(fā)展區(qū)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的發(fā)展，并創(chuàng)造更大的發(fā)展可能。

（5）學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，及時(shí)反思，促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)

學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是課程實(shí)施的重要組成部分，為客觀評(píng)價(jià)學(xué)生在整個(gè)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)，通過(guò)“確定導(dǎo)向核心素養(yǎng)教學(xué)的評(píng)價(jià)目標(biāo)；設(shè)計(jì)有意義的表現(xiàn)性任務(wù)；細(xì)化導(dǎo)向核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)觀測(cè)點(diǎn)等步驟，在課程實(shí)施的若干個(gè)重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)，定制適合的評(píng)價(jià)量表”對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。使學(xué)生在評(píng)價(jià)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)勢(shì)和不足，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中進(jìn)行反思和總結(jié)。

在探究學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生參與的主動(dòng)性和積極性是影響知識(shí)、技能掌握和智能發(fā)展的一個(gè)重要因素，是提高課堂效率的關(guān)鍵，所以參與的主動(dòng)性和積極性在評(píng)價(jià)表中占比較高。真彩色圖像變假彩色、透視操作、海岸線勾畫是學(xué)生實(shí)踐操作的必要步驟，都應(yīng)在評(píng)價(jià)表中有所體現(xiàn)。對(duì)海岸線變遷原因的分析及表述也是學(xué)習(xí)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也應(yīng)在評(píng)價(jià)表中體現(xiàn)。合作意識(shí)和交流溝通能力的培養(yǎng)是新課程改革的目標(biāo)之一，所以這兩項(xiàng)也成為評(píng)價(jià)要點(diǎn)。

表1 “金山區(qū)海岸線為何會(huì)舊貌換新顏”之學(xué)生行為觀察評(píng)價(jià)表

三、效果與反思

1.借“行為體驗(yàn)”打破傳統(tǒng)，提升地理學(xué)科核心素養(yǎng)

上海市地理課程標(biāo)準(zhǔn)提出的“行為體驗(yàn)”教學(xué)模式，旨在使學(xué)生在“動(dòng)中學(xué)”、在“做中學(xué)”。

利用ENVI軟件解決問(wèn)題的“行為體驗(yàn)”，打破了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)。幾個(gè)學(xué)生圍在一起，通過(guò)小組合作，自主探究海岸線的變遷并分析原因，這種學(xué)習(xí)方式符合學(xué)生心理特點(diǎn)，因此學(xué)生愿意接受，參與的積極性很高，而且學(xué)生之間能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，促進(jìn)知識(shí)的建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)，給每一位學(xué)生創(chuàng)造參與學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，學(xué)生的地理實(shí)踐力、綜合思維、人地協(xié)調(diào)觀等地理學(xué)科核心素養(yǎng)得到提升。

“行為體驗(yàn)”也對(duì)教師提出了更高的要求：教師要及時(shí)關(guān)注時(shí)代發(fā)展的新動(dòng)向，吸收生活中鮮活素材，把它們及時(shí)地整理、融合到教學(xué)實(shí)踐中，將現(xiàn)實(shí)生活的信息不斷融入所學(xué)習(xí)的內(nèi)容中，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和學(xué)習(xí)方式。

2.借“評(píng)價(jià)體系”關(guān)注學(xué)習(xí)歷程，落實(shí)地理學(xué)科核心素養(yǎng)

本研究綜合表現(xiàn)性評(píng)價(jià)和過(guò)程性評(píng)價(jià)的特點(diǎn)，通過(guò)確定導(dǎo)向地理核心素養(yǎng)提升的評(píng)價(jià)目標(biāo)，細(xì)化在課程實(shí)施過(guò)程中的評(píng)價(jià)觀測(cè)點(diǎn)，設(shè)計(jì)“金山區(qū)海岸線為何會(huì)舊貌換新顏”之學(xué)生行為觀察評(píng)價(jià)表，在課程實(shí)施的若干個(gè)重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行自評(píng)、互評(píng)以及教師評(píng)價(jià)，使學(xué)生能在評(píng)價(jià)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)不足，找出亮點(diǎn)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中進(jìn)行積極的反思和總結(jié)，在縱向比較中發(fā)現(xiàn)自己的點(diǎn)滴變化，從而不斷前進(jìn)。同時(shí)該評(píng)價(jià)也促進(jìn)教師不斷改進(jìn)教學(xué)方式和方法，檢查教學(xué)疏漏，促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)，并在反思總結(jié)的過(guò)程中落實(shí)地理核心素養(yǎng)。