朱雪梅

摘要：在國家教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略背景下，地理教育必將迎來全方位的生態(tài)重構(gòu)。以地理教學(xué)框架展望未來，基于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的深度融合，地理教學(xué)可實現(xiàn)重大轉(zhuǎn)變：教學(xué)理念從教師教學(xué)為中心轉(zhuǎn)向?qū)W生學(xué)習(xí)為中心，教學(xué)工具從電腦演示課件轉(zhuǎn)向多模態(tài)數(shù)字云平臺，教學(xué)媒介從印刷紙媒教材轉(zhuǎn)向人機互動數(shù)字教材，教學(xué)方式從線下探究轉(zhuǎn)向“雙螺旋交互”混合式，教學(xué)評價從紙筆測試為主轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動精準反饋。由此實現(xiàn)地理育人模式從單向傳輸式向“教學(xué)評研管”融合式的轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵詞：地理教學(xué)；數(shù)字化轉(zhuǎn)型；“教學(xué)評研管”融合

2022年全國教育工作會議明確提出要實施國家教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動，這是我國在數(shù)字地球時代建設(shè)現(xiàn)代化教育強國的戰(zhàn)略規(guī)劃與行動部署，具有創(chuàng)新性與先導(dǎo)性作用，將大大加快未來學(xué)校智慧教育新生態(tài)的構(gòu)建，有力地促進學(xué)校教育的轉(zhuǎn)型變革。在這場教育轉(zhuǎn)型變革中，地理教育必將迎來育人生態(tài)的全方位重構(gòu)。實際上，伴隨《教育信息化2.0行動計劃》的實施，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)已經(jīng)悄然滲透進地理教育的方方面面?；赝c展望，基于數(shù)字技術(shù)的未來地理教學(xué)框架可預(yù)期、可實現(xiàn)。

一、地理教學(xué)理念：從教師教學(xué)為中心轉(zhuǎn)向?qū)W生學(xué)習(xí)為中心

堅持立德樹人教育根本任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生地理核心素養(yǎng)，是地理教育的本質(zhì)追求，是不會因技術(shù)改革而變化的地理育人目的。但是，地理教學(xué)與數(shù)字技術(shù)的融合發(fā)展卻會深刻改變傳統(tǒng)的育人理念。自17世紀中葉夸美紐斯提出在學(xué)校設(shè)置獨立的地理課程以來，盡管地理學(xué)的知識與方法日新月異，但學(xué)校地理教學(xué)的理念并未發(fā)生根本性改變，那就是以教師教學(xué)為中心傳授地理學(xué)知識與技能的設(shè)計思想一脈相承，教師習(xí)慣于按照預(yù)設(shè)的教學(xué)計劃“傳道、受業(yè)、解惑”。究其根源，乃是教育技術(shù)不足以支持地理教學(xué)扭轉(zhuǎn)業(yè)已形成的教師供給型育人方式。

現(xiàn)在，數(shù)字技術(shù)的教育應(yīng)用使得學(xué)習(xí)突破傳統(tǒng)學(xué)校限制，正改變著人們的學(xué)習(xí)方式和傳統(tǒng)的教育組織形式；學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)特點和進程安排自主學(xué)習(xí)、碎片化學(xué)習(xí)和移動學(xué)習(xí)等[1]。因此，依托數(shù)字技術(shù)構(gòu)建地理教學(xué)新生態(tài)，讓學(xué)生依據(jù)數(shù)字畫像開展精準化、個性化、定制化的地理學(xué)習(xí)活動，才能真正實現(xiàn)以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心的理念。

初高中地理課程標準強調(diào)信息技術(shù)的應(yīng)用。如《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“高中新課標”）在基本理念部分指出，要“充分利用地理信息技術(shù)，營造直觀、實時、生動的地理教學(xué)環(huán)境”。這種基于技術(shù)的環(huán)境能夠切實改變學(xué)生的認知方式。以哲學(xué)家波普爾的“三個世界”理論來解釋地理教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，是一個很有趣的發(fā)現(xiàn)。他將世界上所有的現(xiàn)象按共存方式分為物理世界（簡稱世界1）、精神世界（簡稱世界2）和客觀知識世界（簡稱世界3）。世界1由客觀世界的一切物質(zhì)及其各種現(xiàn)象構(gòu)成；世界2是人的精神或心理的主觀世界；世界3是一切人類精神產(chǎn)物的世界，包括反映客觀物質(zhì)的精神內(nèi)容或人造產(chǎn)品。

可以這么理解，地理教學(xué)對象中客觀的地理環(huán)境屬于世界1的范疇，地理育人目的——學(xué)生地理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)屬于世界2的范疇，而所有地理教學(xué)的工具、技術(shù)、資源則屬于世界3的范疇。那么，地理教學(xué)過程實際上是為了打通這三個世界，通過“地理環(huán)境—教學(xué)法—數(shù)字技術(shù)”的耦合，創(chuàng)設(shè)人機協(xié)同的深度學(xué)習(xí)情境，打造以培養(yǎng)學(xué)生地理核心素養(yǎng)為核心的教學(xué)新模式是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的本質(zhì)追求。因此，世界3的快速發(fā)展將有利于世界2更加豐盈。

二、地理教學(xué)工具：從電腦演示課件轉(zhuǎn)向多模態(tài)數(shù)字云平臺

高中新課標在教學(xué)與評價建議部分提出：“借助大數(shù)據(jù)、人工智能、‘互聯(lián)網(wǎng)+等信息技術(shù)的學(xué)習(xí)，是面向未來的學(xué)習(xí)方式之一，為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的開放空間，促進地理學(xué)習(xí)的拓展和深入?！边@種開放空間的建構(gòu)必定是地理科學(xué)知識、教學(xué)知識與技術(shù)知識的融合，特別是借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)可營造沉浸式地理環(huán)境，幫助學(xué)生獲得真實的互動視角，讓地理知識在技術(shù)加持下“活”起來，通過具身認知體驗，獲得臨場感，甚至可解決實際地理考察都難以解決的難題。例如，谷歌地球通過虛擬的“世界游戲”，讓教師與學(xué)生在課堂上或家里均可開展令人驚奇的地理探索活動，如測量地球上任意兩個地點之間的距離[2]。2020年1月，筆者從波士頓自駕游，從東向西橫穿全美到達洛杉磯，谷歌地球就是貼身的“導(dǎo)游”，或者說是最好的“地理教師”。它利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）、增強現(xiàn)實技術(shù)（AR），提供了許多模擬探險活動。筆者曾置身科羅拉多大峽谷的懸崖之上，打開谷歌地球的模擬飛行器，從崖頂俯沖到谷底，近距離觀察色彩斑斕的古老地層，真的是一種奇妙的感受。

回望20多年來地理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的改革歷程，從技術(shù)應(yīng)用工具看，大致經(jīng)歷了利用 FrontPage制作網(wǎng)絡(luò)課件、借助西方國家的Moodle與Blackboard等教學(xué)平臺構(gòu)建在線課程、自主研發(fā)SPOC云平臺的三個探索時期。有學(xué)者指出，教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵驅(qū)動要素是數(shù)據(jù)，易用、可用、好用的數(shù)字教學(xué)平臺和工具的廣泛采納是數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)，平臺的互操作性是基本保證[3]。那么，好用的學(xué)習(xí)平臺究竟能夠提供哪些功能？以本團隊自主研發(fā)的“地理云課堂”SPOC平臺為例，它是一個基于信息加工理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，融合互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的開放的、共建共享的虛擬學(xué)習(xí)空間。

“地理云課堂”SPOC平臺著力實現(xiàn)“教、學(xué)、評、研、管”五位一體化功能，如圖1所示，可虛擬地理現(xiàn)實環(huán)境，集視頻、動畫、文本、游戲、題庫等多模態(tài)資源，通過直播、討論、問答、筆記、測評等功能，開展“師—機—生”多維互動，從而突破時空限制，滿足因材施教、個性化學(xué)習(xí)與測評需求。

教學(xué)功能：平臺能夠提供模塊化的教學(xué)框架，基于課程目標引領(lǐng)備課、上課、討論、教研成果分享，進行班級與小組管理，開展學(xué)業(yè)水平測評與在線批閱，建立執(zhí)教者的管理空間。

學(xué)習(xí)功能：學(xué)生的學(xué)習(xí)是基于項目式任務(wù)驅(qū)動的混合式學(xué)習(xí)。平臺能夠記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)時間、內(nèi)容、軌跡、社交方式、測試信息等數(shù)據(jù)，通過學(xué)習(xí)日志的數(shù)據(jù)挖掘，建立學(xué)習(xí)者個性化的認知圖譜。

教研功能：教師可將循環(huán)跟進式的行動研究貫穿教學(xué)的全過程，通過集體備課后再進行二次備課，形成個性化的數(shù)字課程與教學(xué)空間。

測評功能：平臺是數(shù)據(jù)驅(qū)動的信息采集與決策咨詢系統(tǒng)，通過應(yīng)用層采集教與學(xué)的表現(xiàn)性行為信息與數(shù)據(jù)，經(jīng)過云計算與分析，通過展示層呈現(xiàn)定量與定性相結(jié)合的可視化評估結(jié)論，為教師教學(xué)決策提供實證。

管理功能：教師對自己的課程、課堂是基于數(shù)據(jù)的虛擬空間管理，可形成自主的數(shù)字課程庫；學(xué)生如果有終端，可對課程學(xué)習(xí)日志進行數(shù)字化管理；管理者可基于全程性教學(xué)大數(shù)據(jù)進行精準教學(xué)決策。

展望未來，“地理云課堂”SPOC平臺的升級改造需要運用元宇宙技術(shù)，接入開源的GIS制圖軟件、沉浸式的虛擬場景與地理模擬實驗，為學(xué)生提供開展創(chuàng)造性活動的人機互動空間。

三、地理教學(xué)媒介：從印刷紙媒教材轉(zhuǎn)向人機互動數(shù)字教材

教育數(shù)字化的轉(zhuǎn)型意味著數(shù)字教材建設(shè)將得到大力推進，中小學(xué)數(shù)字教材國家標準已于2022年11月正式實施?？梢哉f，數(shù)字教材是自印刷術(shù)發(fā)明以來，教學(xué)媒介領(lǐng)域發(fā)生的顛覆性變革。關(guān)于數(shù)字教材，并沒有權(quán)威的概念定義，較早的界定是指“集合了教科書、音聲、靜物畫、動畫和影片等多種表達方式（多媒體）的信息形態(tài)的教材”[4]，較新的界定是指多要素的網(wǎng)絡(luò)化表達，如“從表達要素來看，‘網(wǎng)頁不僅可以嵌入文字、圖畫、色彩等‘靜態(tài)視覺表達符號，還可以嵌入音頻、視頻等‘動態(tài)表達要素，以及VR、游戲等動態(tài)、交互、結(jié)構(gòu)化表達元素，還有測驗、作業(yè)、討論等‘動作按鈕要素。從內(nèi)容編排和組織結(jié)構(gòu)看，網(wǎng)頁可以采用超鏈接的方式，以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來編排和組織內(nèi)容”[5]。

實際上，地理數(shù)字教材建設(shè)已得到高度重視，積累了一些寶貴經(jīng)驗。高中新課標在教材編寫建議部分提出：“配合傳統(tǒng)紙質(zhì)教材，充分利用信息技術(shù)手段，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供豐富多樣的數(shù)字化地圖、音頻和視頻資源，實現(xiàn)紙電聯(lián)動，使地理教學(xué)更直觀、生動，學(xué)習(xí)更有效。鼓勵建設(shè)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字平臺，為學(xué)生地理學(xué)習(xí)提供一站式問題解決方案?！薄读x務(wù)教育地理課程標準（2022年版）》也提出：“嘗試研制與信息技術(shù)深度融合的新型教科書……實現(xiàn)紙質(zhì)教科書數(shù)字化，促使地理教學(xué)更直觀、生動，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果?！?/p>

依然以“地理云課堂”SPOC平臺為例，它嵌入了與地理學(xué)科相關(guān)的高中課程、初中課程、校本課程、博雅教育、教師教育五大類數(shù)字課程資源，是融合文字、動畫、視頻、探究任務(wù)、虛擬實驗、闖關(guān)游戲、測評題庫等11類形態(tài)的知識圖譜，注重跨學(xué)科資源整合，體現(xiàn)項目化、個性化、開放性、交互性等特征，為學(xué)生提供可自主選擇學(xué)材的“課堂學(xué)習(xí)超市”，也為自定義學(xué)習(xí)進程、展示學(xué)習(xí)成果、評估學(xué)習(xí)質(zhì)量提供保障。它能夠讓學(xué)生建筑自己的學(xué)習(xí)空間，形成個性化、自適應(yīng)的數(shù)字課程庫。此外，借助大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的篩選、挖掘與分析，可預(yù)測學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果及偏好，及時推送有針對性的學(xué)習(xí)資源包，從而實現(xiàn)精準教學(xué)。

可以想象，未來的師生關(guān)系將會因數(shù)字教材的不斷完善而被重新界定，自定義的虛擬教師可能成為學(xué)生親密的家庭教師，真實世界的教師可能通過數(shù)字課程真正做到桃李滿天下。

四、地理教學(xué)方式：從線下探究式轉(zhuǎn)向“雙螺旋交互”混合式

從教學(xué)方式來看，在大班授課制形態(tài)下，物理教室中發(fā)生的地理教學(xué)從某種程度上說就是師生面對面互動對話的過程。即使是新課程改革倡導(dǎo)的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，也依然囿于教室的束縛，并不能真正實現(xiàn)因材施教。現(xiàn)在，基于地理學(xué)科的SPOC平臺、數(shù)字資源、軟件工具等構(gòu)成的數(shù)字化教學(xué)生態(tài)環(huán)境，地理課堂教學(xué)形態(tài)正在發(fā)生改變。美國現(xiàn)代語言協(xié)會提出“數(shù)字教學(xué)法”這個新概念，指出數(shù)字教學(xué)法有三個關(guān)鍵詞，即教學(xué)構(gòu)件、分叉和重混，并認為在數(shù)字化時代，不使用數(shù)字教學(xué)法的教師是不負責(zé)任的[6]。當(dāng)然，數(shù)字教學(xué)法的理論框架及教學(xué)模式尚不明晰，有待進行深入研究。

基于SPOC平臺的教學(xué)需要重新審視原有物理空間的課堂，因為師生借助平臺的互動交往打破了教與學(xué)的時空界限，移動互聯(lián)網(wǎng)使教與學(xué)隨時隨地都有可能發(fā)生，虛實結(jié)合的對話空間將以學(xué)生為中心形成個性化的移動課堂。因此，未來地理課堂的時空界限將是模糊的。

需要澄清的是，完全任由學(xué)生自主安排的在線學(xué)習(xí)不可能成為未來學(xué)校的主要教學(xué)方式，因為它存在效率低下、完課率低、學(xué)習(xí)目標不明確等問題?；赟POC平臺的線上自主探索與線下互動研討相結(jié)合的混合式教學(xué)必將成為未來學(xué)校課堂教學(xué)的主要方式，它是數(shù)字化教學(xué)區(qū)別于傳統(tǒng)班級授課制的顯著特征。

在此，筆者提出“雙螺旋交互”混合式教學(xué)模型，如圖2所示，按照“線上—線下—線上、課前—課中—課后、引導(dǎo)—內(nèi)化—創(chuàng)造”的組織邏輯協(xié)助學(xué)生開展自適應(yīng)的探究性學(xué)習(xí)。該模型中，“雙螺旋”指依循項目式教學(xué)原理開展的教師活動與學(xué)生活動的相互協(xié)作，并將數(shù)字化資源、知識與素養(yǎng)目標、學(xué)業(yè)質(zhì)量測評標準嵌入平臺，在平臺“教學(xué)評研管”功能的支持下，實現(xiàn)師生線上與線下的人機交互、知識建構(gòu)與素養(yǎng)培育的目標交互，以及線上虛擬教室學(xué)習(xí)與線下真實教室學(xué)習(xí)的融合。

以時間軸建立混合式教學(xué)流程，大致分三個階段：一是課前虛擬教室的先行探索，學(xué)生在教師發(fā)布的任務(wù)驅(qū)動下開展自適應(yīng)學(xué)習(xí)；二是課中真實教室的協(xié)作研討，在師生面對面的交往中借助平臺開展對話、分析、討論、實驗、創(chuàng)作、評估等活動；三是課后虛擬教室的鞏固創(chuàng)新，在測評任務(wù)驅(qū)動下借助平臺展示生成性學(xué)習(xí)成果。

從學(xué)習(xí)認知理論看，基于“地理云課堂”SPOC平臺的混合式教學(xué)更有利于項目式學(xué)習(xí)的實施與管理，因為它能夠完整地呈現(xiàn)項目式學(xué)習(xí)的全過程。可以將項目式學(xué)習(xí)大致分為明確探究項目、設(shè)計項目研究方案、引入知識原理與學(xué)習(xí)素材、開展項目探究活動、展示項目研究成果、交流與評估項目質(zhì)量、改進與完善項目成果七個步驟，SPOC平臺則是項目式學(xué)習(xí)的良好載體，它使每一個環(huán)節(jié)的結(jié)果都能進行可視化表達。如教學(xué)“氣象災(zāi)害”一課時，教師可將制作氣象災(zāi)害宣傳海報作為項目任務(wù)，提供多模態(tài)的數(shù)字資源，分小組探究臺風(fēng)、寒潮、洪澇、干旱等不同類型的災(zāi)害，并讓學(xué)生將作品上傳至學(xué)習(xí)平臺分享。在此過程中，學(xué)生基于虛擬現(xiàn)實環(huán)境，綜合運用相關(guān)知識與方法制作海報，有效地提高了地理核心素養(yǎng)。

五、地理教學(xué)評價：從紙筆測試為主轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動精準反饋

長期以來，地理教學(xué)的效果主要通過傳統(tǒng)的紙筆測試進行評價。這種評價往往是經(jīng)驗式分析，缺少對數(shù)據(jù)的深度挖掘，也未形成持續(xù)采集大數(shù)據(jù)的機制和方法?，F(xiàn)在，大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈等技術(shù)可跟蹤采集學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，進而構(gòu)建具有“標識特征”的學(xué)習(xí)模型，描繪個體和群體的學(xué)習(xí)信息全貌，分析教學(xué)實施現(xiàn)狀，為師生調(diào)整教與學(xué)的方法提供證據(jù)[7]。實際上，數(shù)字化評價也是對《深化新時代教育評價改革總體方案》要求“改進結(jié)果評價、強化過程評價、探索增值評價、健全綜合評價”的積極響應(yīng)。

日益擴展的數(shù)字化地理教學(xué)環(huán)境，支持打通教學(xué)過程中的各級各類數(shù)據(jù)，將教師與學(xué)生的行為過程和關(guān)系賦值量化，形成基于數(shù)據(jù)的采集、處理、分析、反饋與決策，從而實現(xiàn)精準教學(xué)。支持數(shù)字化地理教學(xué)評價的數(shù)據(jù)大致有三大來源：一是教學(xué)過程中由移動終端與應(yīng)用平臺直接捕獲的數(shù)據(jù)；二是通過語義分析、行為分析形成的智能化數(shù)據(jù)；三是源自在線作業(yè)、檢測等生成的考試分數(shù)。通過對這些數(shù)據(jù)的綜合分析，教師能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)與教學(xué)效果給予可視化反饋。

當(dāng)前，與地理教學(xué)評價直接關(guān)聯(lián)的在線平臺還較少，但可以預(yù)測，其發(fā)展前景非常廣闊，一定可以成為學(xué)校教學(xué)的延伸。例如，我們嘗試將地理核心素養(yǎng)測評指標體系嵌入“地理云課堂”SPOC平臺，將學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的行為表現(xiàn)、知識建構(gòu)、思維習(xí)慣與測評成績等大數(shù)據(jù)與地理核心素養(yǎng)指標建立關(guān)聯(lián)，并與全體學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)進行比照，計算個體的核心素養(yǎng)測評指數(shù)，提供可視化的地理核心素養(yǎng)評價報告與地理核心素養(yǎng)發(fā)展報告。隨著學(xué)習(xí)課程的累進，各項測評指數(shù)動態(tài)更新，對學(xué)生地理學(xué)業(yè)質(zhì)量進行即時反饋，從而體現(xiàn)評價的過程性與增值性特征。

可以相信，基于“教學(xué)評研管”一體化教學(xué)理念，未來的地理教學(xué)評價一定是與教學(xué)活動緊密結(jié)合的過程，是基于數(shù)據(jù)分析與決策的過程，是促進學(xué)生地理核心素養(yǎng)與教師教學(xué)素養(yǎng)不斷提升的過程。數(shù)字化、個性化、可視化、智能化將成為新時代地理教學(xué)評價的顯著特點。

歸納前述，地理教學(xué)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要融合情境認知理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、深度學(xué)習(xí)理論、信息加工理論、項目式教學(xué)原理，改變傳統(tǒng)的知識傳輸式育人模式。在此，筆者提出建立“一核兩翼五位一體線上線下融合育人模式”，如圖3所示。其中，“一核”指立德樹人核心育人目標；“兩翼”指在線學(xué)習(xí)云平臺、數(shù)字化云課程資源兩項育人載體；“五位一體”是指教學(xué)、學(xué)習(xí)、評價、教研、管理五項育人行為要素在技術(shù)的支持下，實現(xiàn)物理空間與虛擬空間的相互融合、教師與學(xué)生的相互促進，最終共同指向?qū)W生地理核心素養(yǎng)提升。

總之，數(shù)字時代的到來，昭示著地理教學(xué)的變革勢在必行，系統(tǒng)化重構(gòu)地理教學(xué)的智能化育人新生態(tài)已經(jīng)迫在眉睫。廣大地理教師唯有擁抱數(shù)字化轉(zhuǎn)型，增強數(shù)字意識，構(gòu)筑數(shù)字思維，提升數(shù)字技術(shù)應(yīng)用能力，才能適應(yīng)新時代的育人需求。

注：本文系江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度重大課題“未來學(xué)校建設(shè)研究”（項目編號：A/2021/05）及國家新聞出版署出版融合發(fā)展（人教社）重點實驗室、人民教育出版社人教數(shù)字教育研究院2021年度規(guī)劃重點課題“基于SPOC平臺的在線教學(xué)評價模式的研究”（項目編號：RJA0521003）的階段性研究成果。

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（作者系南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院教授、數(shù)字化教育評價研究中心主任、地理教育研究中心副主任）

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