新一代信息技术与高中地理教学深度融合的特征、模式及路径

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摘要：随着新一代信息技术发展而诞生的地理信息技术与高中地理教育教学的深度融合，为新一轮高中地理教学改革提供了契机，深刻变革着高中地理学科价值体系和教育格局，促使地理教学由单一的“线性互动（讲—听）”逐步向新的“环形互动”教学模式转变，构建体验式课程体系。

关键词：新一代信息技术；高中地理；“环形互动”教学模式；体验式课程

2019年，《国务院办公厅关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》指出，要强化综合素质培养，改进科学文化教育，统筹课堂学习和课外实践，强化实验操作，培养学生的创新思维和实践能力，提升人文素养和科学素养[1]。《普通高中地理课程标准（2017年版）》也为深化地理课程改革内容、完善评价形式指明了方向，明确提出要创新培育地理核心素养的学习方式，根据学生地理核心素养培育和形成过程的要求与特点，科学设计地理教学过程，引导学生通过自主、合作、探究等学习方式，在自然、社会、生活等情境中开展地理实践活动，充分利用地理信息技术，营造直观、实时、生动的地理教学环境[2]。

随着课程内容、教学方式的变化以及高考评价体系指导下考试内容的改革，传统课堂教学逐渐不能满足中学地理教学改革的需求。信息技术的发展，则为地理信息产业带来新一代地理信息技术。它主要表现为地理信息感知新装备（如水下机器人、遥感无人机、无人驾驶感知车等）和感知新技术（如人工智能、AR/VR成像技术、时空大数据、云计算），为中学地理教育教学的变革提供了新的契机。中学地理教育开始进入跨学科、智能化、技术化时代，呈现出新的学科生态活力，促进地理学科学习的深刻变革，给中学生学习方式和学校教育体系构建带来重要变化。

一、新一代信息技术与高中地理教学深度融合的特征

依托计算机和通信技术发展的新一代传感器技术、移动通信技术和自动控制技术，以云计算、人工智能、大数据为代表的新一代信息技术，其与高中地理学科的深度融合，不仅改变了教学内容、教学方式与教学评价，创新的互联网思维和技术实施也深刻变革着高中地理学科价值体系和教育格局。

从教学内容来看，地理教学从要素等地理学知识描述向时空耦合、格局与过程耦合的综合性探究学习转变。随着VR、无人机、3D设备等在中学的配备，地理课堂可以再现或模拟真实情境，缩小时空耦合的尺度，并以直观的形式展现出来。通过计算机编程，将复杂的格局与过程耦合用数学模型呈现，实现从定性描述向定量分析的转变，使中学地理向地理科学学习华丽转身。课堂教学则通过网联化、信息化、智能化的发展，让学生学会科学的信息采集技术、简单的信息整理及分析技术，并了解时空尺度分析方法，具备一定的综合思维能力。

从教学方式来看，地理教学从以讲解和听讲为主，转变为以真实情境为载体开展项目式、问题式的学习活动。无人机、无人驾驶车和水下机器人进入中学校园，使得地理课堂的环境数据采集能力和范围大大扩展，课堂教学可以用到学生采集的土地利用数据、校园环境变量数据、海洋水环境物理性质数据。对于学生所采集数据的分析与使用，使课堂教学从生活情境向生产、决策、科研情境转变，从而解决传统地理教学以一般规律覆盖特殊问题的教学泛化问题。

从教学评价看，感知新技术和新装备的引进，打破了学生的学习壁垒，使课内学习与课外实践相结合，学习能力呈现多元评价方式。同时，引入竞赛机制，学生在参与海洋工程大赛和创新实践大赛中的卓越表现可作为他们学业质量评价的有效补充，完善高中阶段学生综合素质评价体系。

二、新一代信息技术与高中地理深度融合的教学模式及其优势

（一）“环形互动”教学模式的基本内容与教学实践

新一代信息技术与高中地理课程的融合，特别是地理信息技术的应用、互联网思维方式和深度学习理念的渗透，对传统高中地理课堂教学产生巨大的冲击和变革，促使教学由传统的、单一的“线性互动（讲—听）”逐步向“环形互动”模式转变。

传统的课堂教学方式根据课程标准要求，以教材为教学资源，教师讲授主干知识并提供相应的学习资源，引发学生讨论学习。学习情境由教师选取，这时教师的理解能力很大程度上决定了学生的学习状态。学习评价结果主要由做题训练产生，以结论覆盖学习的过程与方法，导致学生的个性化需求很难得到满足，评价与学习活动无法有效联通。“环形互动”教学模式（如图1）通过运用融合技术的体验式学习工具，构建出中学地理体验式学习圈，围绕教师的教和学生的学，从目标、内容、方式、评价等环节进行体验式设计，并提供实施路径和方法指导。

图 1 “环形互动”教学模式

“环形互动”教学模式中，内环为学生，分为选择项目、实施准备、确定方案、方案实施、形成成果、交流评价六个环节；外环为教师的相应支持，与内环各环节对应，二者紧密相连。例如，教学“基于无人车地理环境采集平台的校园微气候研究”时，第一，选择项目环节，教师基于情境、围绕概念提出研究项目，利用微信小程序“问卷星”等工具调查学生的研究兴趣、需求和特长，并据此对学生进行分组。第二，实施准备环节，学生利用文献等资料学习地理原理，并以自主讨论的形式协作学习，教师为学生答疑解惑，提出研究思路，提供VR等学习资源。第三，确定方案环节，学生明确目标和了解方案后对方案提出修改建议，教师对学生的方案进行思维诊断和实地踩点优化后给予设备等条件支持。第四，方案实施环节，学生按照计划开展研究，利用无人驾驶车传感器自动收集大气参数，进行活动记录和论证调整，教师则提供建议、方法指导，激活学生思维。第五，成果整理环节，学生将传感器导出的数据制作成图表，对比分析其影响因素，以“校园景观和建筑设计方案大赛”为平台，整体记录和整体协调后，形成自己的研究成果。此时，教师要系统调节教学过程，鼓励学生创新，提供技术支持。第六，交流评价环节，学生通过微信小程序、微信公众号等进行成果展示与互动评价，教师在课堂内外等多个平台引导学生形成概念，提升思维，最终使学生深刻理解本课题内容。

“环形互动”教学模式以研究情境为载体，以问题为导向，通过教与学双向过程，实现教与学两端的扁平链接，改变高中地理课程的组织方式和教学方式。

（二）“环形互动”教学模式的优势

新一代信息技术与地理教学从支持、支撑向融合发展的过程，极大地促进教学的智能化、学习的个性化。引入体验式教学工具、创造性研发的“环形互动”教学模式，有利于更好地培养学生的地理学科核心素养，促进学生全面发展。

1.注重核心素养落地，落实课标要求

在课堂教学中，信息技术的引入经历了“支持—整合—融合”的递进发展过程。利用微信小程序采集教师与学生现状，借助数据云服务分析课程实施计划、课程研究方案及内容，并进行评价反馈，利用地理感知新技术和新装备融合教学内容提供新的教学资料，可以深化教学内容，提高学生学科和科学素养，更好地创新中学地理课程实施策略，支持学生的探究学习和深度学习，促进核心素养在地理课堂教学中的落地。

2.改进传统课堂教学方式，符合学生学习需要

与传统课堂的“线性互动（讲—听）”模式相比，“环形互动”教学模式中的学习情境可根据学生的需求和兴趣进行调整，满足学生的个性化学习需要。学生的学习经验和学习结论在大量的实践探究过程中生成，并由教师从学科的专业角度进行思维品质的引导和提升，让学生更加深入地认识和理解所学知识。同时，学生通过运用在真实生活情境中所学到的知识解决问题，消除传统课堂教学“以做题覆盖应用”“学习情境与生活情境分离”“课堂知识与实际应用分离”的弊端，实现学习过程的首尾衔接。而且，以学生应用知识解决问题形成的方案成果评定学生的地理核心素养，使得学生的学习活动与评价内容相适应，以互动评价、过程评价的方式改进单一性评价的不足，让评价体系更加丰富、完善。

3.构建新型师生关系，实现教育创新

新一代信息技术与地理教学的融合，以学生的个性化需求为起点，强调学生在学习活动中的主体性和能动性，灵活调整教学行为，真正以学生的学习为中心。教师作为项目提出者、设备提供者、方案调整者、方法指导者、技术支持者、知识引导者，引发学生的学习行为，给予学生充分的鼓励和必要的协助。同时，师生共享教与学的信息，沟通便捷，有助于推动教学过程，构建新型的师生关系，实现教育创新。

三、新一代信息技术与高中地理教学深度融合的实现路径

（一）体验式课程体系的构建

人地之间的相互感知与影响是中学地理教学的重点和难点。以新一代信息技术支撑的体验式课程体系的构建，要从“5W”课程形成过程（如图2）中回答中学地理教学“价值引领、素养导向”的育人目标要求。

图 2 中学地理体验式课程的形成

在新一代信息技术与高中地理融合的课程体系中，通过“5W”课程形成过程和三维视角，从国家基础课程、实践课程、科创课程三个维度完成了中学地理体验式课程体系构建。其中，基础课程是国家课程区域化的实施；实践课程是推动校本课程向地方课程发展、整合学习方式变革和真实生活情境的创新课程形态；科创课程是借助高校建立“科创实验室”，深度融合新一代信息技术和社会资源，以培养学生学科核心素养和关键能力为目标的新型课程形态，如装备设施、项目研究等，涉及数据采集与处理、空间分析等方法。

借助新一代信息技术，教师打破学生高中阶段地理学习的壁垒，实现融合发展。它从学生的学习出发，倒逼创新实践活动的研究运用，通过剖析地理信息感知新装备和新技术的应用特征，探索新一代信息技术普及转化应用路径，并利用技术支撑，让学生走出课堂，走向社会、自然，创造出新的学科形态。同时，适应现代信息技术的发展与应用，增强体验式学习效果，不断打造“行走+科创”的实践特色，帮助学生优化对不同学科知识的理解和应用，丰富实践课程的内涵和外延。以学生发展为中心，通过情境、应用、装备+研究，构建课堂、行走、科创三位一体模式，构造出新的学科生态，推动跨学科融合和课程重构，打通学校与社会、中学与高校的学习壁垒，实现技术融合、学科融合、课程融合、社会融合，拓宽了中学地理课程实施途径，为新时期创新育人方式提供了实践案例。

（二）促进体验式课程体系构建的建议

新一代信息技术与地理教学的深度融合趋势正在形成。基于地理信息技术的研究与运用，为高中地理学科快速发展提供了良好的支撑。在信息时代，为促进新一代信息技术与高中地理深度融合的体验式课程体系的构建与发展，笔者提出以下建议。

1.不断创新，释放教师的创新活力

新一代信息技术与高中地理课程的深度融合，必将涌现出许多具有生命力的地理课程和教学模式。教育管理部门要转变思维，鼓励教师进行课程建设和课堂尝试，探索跨学科、跨领域的教学新路径。同时，适当利用负面清单管理模式，允许师生试错和犯错，创建教育变革和创新机遇的孵化机制。

2.进行区域地理教学总体布局，提供课程研发平台

新的课程生态构建是系统工程，区域教研部门要在顶层设计和搭建软硬件平台方面为学校和教师提供服务，推动VR、无人机、无人驾驶车、水下机器人等实验室硬件设施的建设，并引进高校科研团队组建教学队伍，创造有利于科创学习的大环境。同时，不断完善管理规范，鼓励引进社会资源，引导课程的健康发展。

3.重教研成果规范管理，轻教研形式管理

常规管理模式将学科课程、教学和评价统一与教师教学管理捆绑，新一代信息技术的渗透和融合，则使教学内容管理与教学实践管理分离。因此，建议学校将重心转移至对教学实践过程规范管理，如实践实验规范、平台准入、安全评估等，对不合规的课程采取较严格的措施，减少对教师课程内容建设及实施等的干预。

4.加强复合型教师培育，特别是对教研培训的支持

地理信息技术和高中课程交叉的跨学科复合型教学人才，是未来支撑地理课程发展的重要力量。因此，教学主管部门要加大培养力度，出台相关政策，打通高校与中学人才选拔和培养机制。

总之，新一代信息技术与高中地理的深度融合，深刻改变着高中地理课程生态，构建形成高中课程改革的新模式和新路径。“环形互动”教学模式和体验式课程体系的构建，既体现在课堂教学中，又体现在野外考察和创新实验室的构建与实施上。其实质是利用技术提高教师教学效果和学生学习效率，重构传统教学核心要素，实现课程生态的科技、高效、个性重建。

注：本文系国家新闻出版署融合发展（人教社）重点实验室、人民教育出版社人教数字教育研究所2020年度规划课题“基于新一代信息技术融合的中学地理体验式教学实践研究”（课题批准号：RJB0520008）的阶段性研究成果。

参考文献

[1] 国务院办公厅关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见[EB/OL].

[2] 吴岱峰.以核心素养为统领,促进学生全面发展——《普通高中地理课程标准(2017年版)》基本理念解读[J].中学地理教学参考,2018(7).

（作者系广东省深圳市南山区教育科学研究院地理教研员，本期封面人物）