趙深芝 陳浩然 楊靜

推動(dòng)現(xiàn)代信息技術(shù)融入教學(xué)已成為當(dāng)前中學(xué)課程改革的關(guān)鍵要點(diǎn)?！读x務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出，要依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)和成長(zhǎng)規(guī)律，充分考慮學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和差異性，將現(xiàn)代信息技術(shù)與地理教學(xué)充分融合；充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，包括遙感影像、視頻素材、數(shù)據(jù)可視化圖以及軟件平臺(tái)等，引導(dǎo)學(xué)生觀察地球的宇宙環(huán)境、太陽系的組成等。目前，初中地理在新課標(biāo)的引領(lǐng)下不斷探索智慧地理教室的建設(shè)及其在地理教學(xué)中的應(yīng)用。本文以湘教版七年級(jí)地理上冊(cè)第二章“地球的面貌”為例，堅(jiān)持以學(xué)生為中心的設(shè)計(jì)思路，依托智慧地理教室對(duì)本章教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總體規(guī)劃，并在此基礎(chǔ)上以“學(xué)看地形圖”為例設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，聚焦智慧地理教室在初中地理教學(xué)中的應(yīng)用。

一、智慧地理教室優(yōu)勢(shì)分析

我國(guó)地理教室建設(shè)歷史悠久，最早可追溯至1929年頒布的《初中地理暫行課程標(biāo)準(zhǔn)》。雖然此文中提到了地理教室的建設(shè)要求，但我國(guó)地理教育史專家楊堯認(rèn)為并沒有實(shí)質(zhì)性的歷史資料證實(shí)這種地理教室在舊中國(guó)的中學(xué)出現(xiàn)[1]。在隨后一段較長(zhǎng)的時(shí)間，地理教室建設(shè)工作并未得到重視，即便有地理教室，也并未與日常地理教學(xué)做深度的有機(jī)融合。近十年，全國(guó)興起建設(shè)地理專用教室的熱潮[2]，并且越來越強(qiáng)調(diào)將現(xiàn)代信息技術(shù)融入地理教學(xué)過程的數(shù)字化轉(zhuǎn)向。

智慧地理教室不僅突破了通用教室結(jié)構(gòu)功能單一、空間設(shè)備不足的局限，而且因?yàn)槠渲械臄?shù)字教具具備輔助自主學(xué)習(xí)的功能，從而改變了傳統(tǒng)地理專用教室以教師為中心的特征，滿足了地理課程改革要求?？梢哉f，智慧地理教室成為課程改革和地理基礎(chǔ)教育現(xiàn)代化的必備條件[3]。按照構(gòu)建“以學(xué)生為主體”的地理教學(xué)設(shè)計(jì)理念，智慧地理教室重視學(xué)生自主操作的活動(dòng)空間配置，信息化教學(xué)功能顯著。而且，智慧地理教室可滿足功能區(qū)模塊組合、靈活布局的要求，大大提高了地理教學(xué)的交互性和實(shí)效性。

總的來說，智慧地理教室的優(yōu)勢(shì)明顯：一是極大地增加了學(xué)生合作探究的機(jī)會(huì)。學(xué)生在智慧地理教室中，以學(xué)習(xí)小組的形式安排座位，共同參與并使用數(shù)字化教具，能充分地自主觀察、分析和總結(jié)。二是形成高端教學(xué)資源配置平臺(tái)。靈活的操作系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)容的隨意組合，滿足教師構(gòu)建以某一大概念引領(lǐng)下的單元課程設(shè)計(jì)需要，更加凸顯教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度。三是突破時(shí)空概念的教學(xué)難點(diǎn)。智慧地理教室能夠?qū)崿F(xiàn)“讓學(xué)生置身其中”的情境式教學(xué)，它不再是僅僅提供單純的圖片、文字和視頻材料，而是通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）或虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等技術(shù)手段讓學(xué)生更好地建立起空間思維。因此，用好智慧地理教室，能讓地理教學(xué)打破時(shí)空限制，更好地推動(dòng)學(xué)生的探究式學(xué)習(xí)，對(duì)開展實(shí)踐教學(xué)起到較大的推動(dòng)作用[4]。

二、基于智慧地理教室的“地球的面貌”章節(jié)融合信息技術(shù)應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)

“地球的面貌”一章包括四個(gè)主題，即認(rèn)識(shí)地球、海陸分布、世界的地形和海陸變遷。本章學(xué)習(xí)內(nèi)容較為抽象，且是后續(xù)章節(jié)的重要基礎(chǔ)知識(shí)，加之七年級(jí)學(xué)生剛接觸地理學(xué)科，尚未建立空間概念，所以教師教學(xué)難度較大。本章的整體教學(xué)設(shè)計(jì)思路是：堅(jiān)持以教材內(nèi)容為教學(xué)設(shè)計(jì)的總體框架，把智慧地理教室的先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)等深度融入教學(xué)，對(duì)其內(nèi)部的數(shù)字化教具進(jìn)行優(yōu)化組合，幫助學(xué)生克服對(duì)抽象概念的理解困難，整體提升教學(xué)質(zhì)量。本章用到的數(shù)字化教具包括： （1）數(shù)字星球系統(tǒng)。該系統(tǒng)運(yùn)用球形顯示屏（球幕）模擬地球表面，動(dòng)態(tài)展示地球上大洲大洋和經(jīng)緯線等基本地理事物。球幕的直徑約為70 cm，置于智慧地理教室的中央。（2）地理AR沙盤。該沙盤是一個(gè)由沙盤、顯示屏、彩色投影儀組成的實(shí)物平臺(tái)。利用傳感技術(shù)，它能實(shí)時(shí)讀取學(xué)生在沙盤中動(dòng)手堆砌的“山體”（沙盤中的小沙堆）的等高線，并實(shí)時(shí)投影在“山體”表面。此外，還能在顯示屏上模擬出不同等高線上的植被等。（3）半沉浸式寰宇地理系統(tǒng)（VR技術(shù)）。該系統(tǒng)內(nèi)置多種人機(jī)互動(dòng)游戲，學(xué)生戴上眼罩式顯示器后，能夠感受體驗(yàn)地震等模擬場(chǎng)景。游戲內(nèi)的圖像是3D立體結(jié)構(gòu)，能讓不同主題的地圖進(jìn)行圖層疊加，易于讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)地理事物之間的聯(lián)系。

（一）認(rèn)識(shí)地球

【我是小小宇航員】教師在數(shù)字星球的球幕上立體展示地球表面，學(xué)生模擬宇航員在太空中觀察和認(rèn)識(shí)地球。

【制作地球儀】教師在數(shù)字星球的球幕上立體展示經(jīng)緯網(wǎng)。通過觀察，學(xué)生探究得出地球儀上經(jīng)緯線的特征，并用黏土或乒乓球制作迷你地球儀。

設(shè)計(jì)意圖：（1）打破傳統(tǒng)教具尺度較小且只能由教師演示的限制，讓學(xué)生仿佛在太空中觀察地球，視角新穎，趣味性強(qiáng)；（2）運(yùn)用球幕動(dòng)態(tài)展示經(jīng)緯網(wǎng)，建立空間概念，突破教學(xué)重難點(diǎn)，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生建立空間思維。

（二）海陸分布

【與麥哲倫同行】教師在數(shù)字星球的球幕上展示世界的海陸分布圖，動(dòng)態(tài)展示麥哲倫環(huán)球航行路線，讓學(xué)生參與“航海旅行”來認(rèn)識(shí)世界的大洲和大洋。

設(shè)計(jì)意圖：數(shù)字化的教學(xué)情境生動(dòng)有趣，能讓學(xué)生在動(dòng)態(tài)的地球儀上跟隨麥哲倫航行，增強(qiáng)了本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的趣味性。

（三）世界的地形

【山體建造師】學(xué)生在AR沙盤上用沙子堆砌“山體”模型，認(rèn)識(shí)不同的地形，并利用AR沙盤的傳感技術(shù)識(shí)別“山體”的等高線。學(xué)生通過觀察、分析，總結(jié)得出等高線的分布特點(diǎn)。

【山間漫游】學(xué)生在AR沙盤上玩“開飛機(jī)漫游”游戲，在顯示屏的顯示區(qū)觀察所模擬的山體部位。

設(shè)計(jì)意圖：（1）地理AR沙盤可以實(shí)時(shí)識(shí)別學(xué)生堆建的“山體”，提高了課堂教學(xué)的靈活性、有效性；（2）提高學(xué)生的動(dòng)手能力，重塑地形讓學(xué)生在做中學(xué)；（3）借助模擬功能，學(xué)生在教室里也可以“爬山涉水”，提高對(duì)真實(shí)地理環(huán)境的區(qū)域認(rèn)知能力。

（四）海陸變遷

【大偵探】教師在寰宇地理系統(tǒng)（VR系統(tǒng)）中選擇“尋找證據(jù)”游戲，借助游戲的方式讓學(xué)生自行證明海陸變遷的事實(shí)。

【圖層疊加】學(xué)生利用地圖圖層學(xué)習(xí)箱完成圖層疊加任務(wù)，發(fā)現(xiàn)板塊交界處的火山地震活動(dòng)比較活躍。

【逃生演練】學(xué)生利用VR系統(tǒng)感受地震的發(fā)生，掌握基本逃生知識(shí)。

設(shè)計(jì)意圖：（1）VR系統(tǒng)的游戲十分吸引學(xué)生，能增強(qiáng)教學(xué)的趣味性；（2）地理要素圖層疊加能體現(xiàn)地理知識(shí)的相關(guān)性與整體性，讓學(xué)生自主探究地理分布現(xiàn)象；（3）虛擬現(xiàn)實(shí)的呈現(xiàn)方式能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的視覺、聽覺、觸覺，吸引學(xué)生主動(dòng)參與。

三、利用地理AR沙盤系統(tǒng)的“學(xué)看地形圖”深度開發(fā)設(shè)計(jì)

第二章第三節(jié)第三目“學(xué)看地形圖”是后續(xù)區(qū)域地理學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)，也是本章的教學(xué)重難點(diǎn)。學(xué)生普遍存在難以理解等高線分布的特點(diǎn)，主要原因之一是傳統(tǒng)的地理教學(xué)往往借助靜態(tài)的教具來演示，學(xué)生無法感知等高線的變化特征，只能死記硬背教師總結(jié)的規(guī)律。為了突破這一教學(xué)重難點(diǎn)，本案例深度挖掘智慧地理教室課程資源，突出對(duì)單一課程教學(xué)資源的深度開發(fā)，課程設(shè)計(jì)融入智慧地理教室中的地理AR沙盤，堅(jiān)持以學(xué)生為中心，讓學(xué)生在自主使用沙子堆砌“山體”的過程中觀察等高線的變化，總結(jié)等高線的特征。

（一）新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)

【復(fù)習(xí)導(dǎo)入】教師帶領(lǐng)學(xué)生共同回憶5種基本地形的特點(diǎn)和形態(tài)。

【實(shí)踐回顧】學(xué)生在地理AR沙盤上堆建已學(xué)的5種基本地形：平原、高原、山地、丘陵和盆地。

設(shè)計(jì)意圖：（1）運(yùn)用地理AR沙盤系統(tǒng)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性；（2）復(fù)習(xí)導(dǎo)入，溫故而知新，建立新知識(shí)與原有知識(shí)之間的聯(lián)系。

（二）新授課環(huán)節(jié)

1.提出問題

【神奇的線】教師運(yùn)用AR沙盤的傳感技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別“山體”的等高線。隨后，把時(shí)間充分留給學(xué)生，讓學(xué)生自主觀察“山體”上有什么。

【觀察提問】學(xué)生自行思考并提出疑問。

【提煉點(diǎn)撥】教師首先在黑板上協(xié)助學(xué)生整理問題的思路和層次：（1）線和數(shù)字代表什么？（2）線的稀疏與什么有關(guān)？（3）山體5個(gè)部位（山頂、鞍部、山脊、山谷和陡崖）的等高線有什么規(guī)律？之后，要求學(xué)生根據(jù)所提問題，如沙盤上的線是什么線、數(shù)字代表什么、有什么特點(diǎn)、為什么有的線稀疏而有的線稠密、山體不同部位的線各自有什么規(guī)律等，合作探究并完成表格（見表1）。

設(shè)計(jì)意圖：（1）讓學(xué)生充分與數(shù)字化學(xué)具自主互動(dòng)，把課堂交還給學(xué)生，教師只負(fù)責(zé)協(xié)助學(xué)生思考和總結(jié)；（2）AR沙盤傳感技術(shù)的使用，使抽象知識(shí)立體化、形象化，有助于學(xué)生自主探究和分析問題。

2.分析問題

【尋找問題解決思路】學(xué)生自行討論，為解決以上問題尋找合適的方法，形成問題解決思路：（1）查閱資料；（2）根據(jù)不同山體部位堆砌實(shí)體，觀察等高線的變化；（3）同一山體部位堆砌多個(gè)形態(tài)的實(shí)體，如海拔高的和海拔低的、陡峭的和平緩的；（4）設(shè)計(jì)表格，從線的形態(tài)和數(shù)值上總結(jié)歸納規(guī)律。

【合作探究】學(xué)生分組，進(jìn)行合作探究：（1）查閱資料，發(fā)現(xiàn)是等高線，數(shù)值代表海拔；（2）堆積幾種形態(tài)不同的山體，發(fā)現(xiàn)等高線越稀疏坡度越緩，等高線越密集坡度越陡；（3）設(shè)計(jì)表格，把等高線畫在相應(yīng)的表格上。

【小組指導(dǎo)】（1）提示學(xué)生從等高線的形態(tài)和數(shù)值方面歸納，包括山體部位、海拔、坡度（陡坡和緩坡）三個(gè)角度。（2）建議學(xué)生動(dòng)手多做幾個(gè)山體進(jìn)行觀察。比如，堆砌更陡的陡坡，觀察等高線會(huì)發(fā)生怎樣的變化？堆砌更緩的緩坡，觀察等高線又會(huì)發(fā)生怎樣的變化？

設(shè)計(jì)意圖：（1）學(xué)生自主完成探究等高線的地理小實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的地理學(xué)科核心素養(yǎng)；（2）通過適時(shí)指導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生的思路，協(xié)助學(xué)生完成自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究，進(jìn)而理解等高線的概念。

3.展示分享

【展示分享】學(xué)生回答黑板上的問題（第一問，線和數(shù)字代表什么？第二問，線的稀疏與什么有關(guān)？），分享完成的表格。

【學(xué)生點(diǎn)評(píng)】其他學(xué)生對(duì)展示小組的表現(xiàn)和內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

【教師點(diǎn)評(píng)】表?yè)P(yáng)展示的小組和點(diǎn)評(píng)的學(xué)生，總結(jié)等高線地形圖的特征。

設(shè)計(jì)意圖：提升學(xué)生的語言表達(dá)和邏輯思維等能力；表格歸納能夠直觀、準(zhǔn)確地體現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系。

4.鞏固提高

【山體建造體驗(yàn)】根據(jù)教師提供的地形圖堆建“山體”。

【獎(jiǎng)勵(lì)游戲】獲勝小組擁有一次“開飛機(jī)漫游”的機(jī)會(huì)。模擬開飛機(jī)，能夠讓學(xué)生在顯示屏上觀察自己建造的“山體”上的動(dòng)植物。

【山體建造師】教師給出一幅等高線地形圖，學(xué)生根據(jù)等高線地形圖在AR沙盤上建造出相應(yīng)的山體地形。此時(shí)，教師要提醒學(xué)生注意區(qū)分海拔、山谷和山脊的特征。之后，進(jìn)行小組比賽，又準(zhǔn)確又快的小組獲得一次“開飛機(jī)漫游”的機(jī)會(huì)。

設(shè)計(jì)意圖：在動(dòng)手實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的觀察和操作能力，鞏固加深對(duì)等高線地形圖的認(rèn)識(shí)。

（三）總結(jié)歸納環(huán)節(jié)

【心得收獲】分享本節(jié)課收獲的知識(shí)與體驗(yàn)，提出本節(jié)課還未解決的問題。

【點(diǎn)撥升華】肯定學(xué)生的付出與收獲，解答學(xué)生的疑惑，指出解決問題的方法與思路。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力。

四、結(jié)語

本文聚焦初中地理教學(xué)，通過分析智慧地理教室運(yùn)用背景下的教學(xué)設(shè)計(jì)，展示現(xiàn)代信息技術(shù)與地理教學(xué)深度融合的優(yōu)勢(shì)。盡管智慧地理教室的使用能夠更好地優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生培養(yǎng)地理學(xué)科核心素養(yǎng)，但它也存在一定的不足，如人文地理課程資源較少，開發(fā)的課程資源和部分版本教材內(nèi)容不匹配，等等。因此，教師在智慧地理教室中開展地理教學(xué)時(shí)，應(yīng)始終堅(jiān)持以學(xué)生為中心，不能陷入教師親自演示和解說教具的窠臼，為了展現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)而忽視學(xué)生的主體性。同時(shí)，還要提高智慧地理教室的使用率，增強(qiáng)教師的信息化教學(xué)能力，提升教師的數(shù)字素養(yǎng)和技能。參考文獻(xiàn)

注：本文系佛山市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃教育信息化應(yīng)用融合創(chuàng)新課題“數(shù)字化地理教室在初中地理核心素養(yǎng)課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究”（項(xiàng)目編號(hào)：fset2021x061）、廣東省2021年度教育科學(xué)規(guī)劃課題（教育綜合改革專項(xiàng)）“基于智慧教室的地理實(shí)踐力培養(yǎng)路徑研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2021JKZG080）的階段性研究成果。

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[4] 程子序，霍毓，趙亮.中學(xué)地理專用教室建設(shè)的實(shí)踐與思考——以首都師大附中地理信息與空間技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室為例[J].地理教學(xué)，2019（24）：39-45.

（作者趙深芝系廣東省佛山市順德區(qū)龍江外國(guó)語學(xué)校地理備課組長(zhǎng)，中學(xué)二級(jí)教師；陳浩然系廣州大學(xué)地理科學(xué)與遙感學(xué)院華南人文地理與城市發(fā)展研究中心外聘研究員；楊靜系廣東省佛山市順德區(qū)龍江外國(guó)語學(xué)校地理科科長(zhǎng)，中學(xué)一級(jí)教師）

責(zé)任編輯：孫建輝