史煜瑾

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》指出，信息技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展是教學(xué)改革的助推器，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、合作、探究學(xué)習(xí)的開放空間，促進(jìn)地理學(xué)習(xí)的拓展和深入。《義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》也指出，要將現(xiàn)代信息技術(shù)與地理教學(xué)充分融合。要想有效地利用信息技術(shù)支持學(xué)生的學(xué)習(xí)，除了運(yùn)用常規(guī)信息化教學(xué)手段外，教師還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地理信息技術(shù)課堂應(yīng)用和普及的研究。這對(duì)提升地理教學(xué)效果具有重要意義?？梢?，地理信息技術(shù)應(yīng)用課程的開設(shè)也勢(shì)在必行。

一、地理信息技術(shù)應(yīng)用課程開設(shè)條件已漸趨成熟

（一）我國地理信息技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)

地理信息技術(shù)作為地理學(xué)的前沿分支學(xué)科，為古老的地理學(xué)注入了新的活力。我國地理信息技術(shù)發(fā)展日新月異，自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以及遙感技術(shù)、地理空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)等為我國的國家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了重要保障。

技術(shù)的發(fā)展和人才的培養(yǎng)，需要優(yōu)質(zhì)教育的有力支持。近20年來，地理信息技術(shù)在中學(xué)教材中從無到有，再到被提出更高要求，反映出地理信息技術(shù)進(jìn)入中學(xué)課堂呈現(xiàn)出常態(tài)化發(fā)展趨勢(shì)。作為一線教育工作者，教師應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到教育要符合時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，所以嘗試開發(fā)地理信息技術(shù)應(yīng)用課程，希望能夠幫助學(xué)生了解地理信息科學(xué)原理知識(shí)，初步掌握地理信息技能及其應(yīng)用，完善對(duì)地理學(xué)科的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，此課程對(duì)學(xué)生的影響不僅僅體現(xiàn)在當(dāng)下，更著眼于未來：一方面，與中學(xué)地理學(xué)習(xí)相輔相成，有助于發(fā)展學(xué)生的地理核心素養(yǎng)；另一方面，為學(xué)生大學(xué)的專業(yè)選擇和學(xué)習(xí)埋好種子，打下基礎(chǔ)，讓未來職業(yè)發(fā)展有更多的可能性。

（二）地理課程標(biāo)準(zhǔn)不斷明確和強(qiáng)化地理信息技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容

從2003年起，地理信息技術(shù)的應(yīng)用作為一個(gè)獨(dú)立模塊成為高中地理選修課程之一?！镀胀ǜ咧械乩碚n程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》指出，地理信息技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)在兩個(gè)層面：一是在必修課程地理1、地理2中，“探究有關(guān)自然地理問題，了解地理信息技術(shù)的應(yīng)用”和“探究有關(guān)人文地理問題，了解地理信息技術(shù)應(yīng)用”，可見課程標(biāo)準(zhǔn)把地理信息技術(shù)應(yīng)用作為高中自然地理和人文地理學(xué)習(xí)與實(shí)踐的重要方式，以地理核心素養(yǎng)為指引，強(qiáng)化地理信息技術(shù)應(yīng)用與教材基本知識(shí)的融合；二是作為選修課程，課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生認(rèn)識(shí)地理信息技術(shù)科學(xué)與社會(huì)各方面的密切聯(lián)系，了解地理信息技術(shù)的基本知識(shí)與原理，發(fā)展學(xué)生的地理核心素養(yǎng)與數(shù)字化生存能力。

（三）學(xué)界對(duì)地理信息技術(shù)應(yīng)用類課程的嘗試研究

現(xiàn)階段，部分國家會(huì)在中學(xué)進(jìn)行地理信息技術(shù)教學(xué)的初級(jí)應(yīng)用嘗試，如澳大利亞、加拿大、奧地利、土耳其等國家會(huì)組織學(xué)生借助地理信息技術(shù)，開展野外考察、地理信息收集、地理信息數(shù)據(jù)繪圖等活動(dòng)?？梢钥闯鲞@些國家的地理信息技術(shù)課程開設(shè)定位是“嘗試應(yīng)用”。目前，我國的地理信息技術(shù)應(yīng)用課程更多的是一種知識(shí)性教學(xué)，即將地理信息技術(shù)作為一種知識(shí)來介紹，讓學(xué)生從教科書和教師的案例講解中獲得基本概念認(rèn)識(shí)。我國的地理信息技術(shù)應(yīng)用教學(xué)實(shí)踐和研究現(xiàn)狀如表1所示。

筆者對(duì)已有文獻(xiàn)進(jìn)行整理和分析，認(rèn)為第一類研究可作為地理信息技術(shù)方面的操作指南，尤其是對(duì)技術(shù)操作尚不熟練的教師來說是有效的參考；第二類研究中涉及的教學(xué)實(shí)踐符合課程標(biāo)準(zhǔn)必修課程地理1、地理2中對(duì)地理信息技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容要求，可在國家課程教學(xué)實(shí)踐中精選案例融入常規(guī)教學(xué)內(nèi)容；第三類研究存在較大的難度，因?yàn)檎n程的開展和實(shí)施對(duì)學(xué)校的軟硬件設(shè)施、教師地理信息技術(shù)應(yīng)用能力、學(xué)生的層次水平要求較高。不過，第三類課程研究實(shí)踐符合課程標(biāo)準(zhǔn)中獨(dú)立選修課的內(nèi)容要求，是地理信息技術(shù)真正走入中學(xué)課堂，讓學(xué)生深入理解并深度體驗(yàn)應(yīng)用的有效方式，也是筆者進(jìn)行實(shí)踐嘗試的類型。

（四）學(xué)校軟硬件設(shè)施的逐步完善

事實(shí)上，我國多年以來地理信息技術(shù)課程開設(shè)困境主要體現(xiàn)在師資、教學(xué)理念與教育機(jī)制等方面。目前，很多學(xué)校達(dá)到了該課程開設(shè)所需的場(chǎng)地和教學(xué)設(shè)備等硬件的要求。而且，隨著越來越多的高校畢業(yè)生進(jìn)入中學(xué)教育系統(tǒng)，教師的地理信息專業(yè)素養(yǎng)越來越高，他們不斷學(xué)習(xí)現(xiàn)代信息技術(shù)、加強(qiáng)教學(xué)研討，師資問題有所緩解。隨著教育教學(xué)改革的深化推進(jìn)，以生為本、重視實(shí)踐應(yīng)用的理念，讓更多應(yīng)用類、實(shí)踐類的課程走進(jìn)中學(xué)校園。

二、構(gòu)建以實(shí)踐促理論、刪繁化簡的課程整體框架

基于文獻(xiàn)研究和筆者自身經(jīng)驗(yàn)，地理信息技術(shù)應(yīng)用課程在中學(xué)階段先行，存在課程本身難度大的問題，體現(xiàn)在知識(shí)新、體系大、入門難、操作繁等方面。此課程內(nèi)容、特點(diǎn)決定了一線教師既不能照搬大學(xué)的課程體系，也不能守舊遵循中學(xué)常規(guī)的教學(xué)模式，要在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面有基于實(shí)踐的創(chuàng)新。事實(shí)上，經(jīng)過多次嘗試，筆者摸索出一套初步適用于本校學(xué)生的課程整體框架，其核心理念是“兩弱兩強(qiáng)”，即理論概念弱化、難點(diǎn)具體化/簡化，實(shí)踐應(yīng)用強(qiáng)化、重點(diǎn)突出強(qiáng)化。

（一）依據(jù)學(xué)生能力及興趣設(shè)定教學(xué)目標(biāo)

確定教學(xué)目標(biāo)時(shí)，教師要充分關(guān)注學(xué)情。本課程在高一、高二年級(jí)均可開設(shè)，但要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和接受水平調(diào)整難度，同時(shí)采取多樣化的教學(xué)方式讓學(xué)生保持學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐熱情。通過前期調(diào)研，結(jié)合學(xué)生興趣及操作可行性分析，筆者設(shè)置了三方面的教學(xué)目標(biāo) ：（1）借助上機(jī)操作，實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐的結(jié)合，幫助學(xué)生初步掌握地理信息數(shù)據(jù)獲取能力和地理信息技術(shù)分析能力，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)、生活中運(yùn)用地理信息技術(shù)解決問題；（2）運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、小組合作學(xué)習(xí)法、探究學(xué)習(xí)法等，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握專題地圖制作、地理要素分析等基本地理信息技能；（3）開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)等實(shí)踐、交流活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的地理核心素養(yǎng)，增強(qiáng)國家領(lǐng)土主權(quán)意識(shí)、主人翁意識(shí)、愛國主義情懷和民族自豪感。

（二）教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)詳略得當(dāng)、重點(diǎn)突出

課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容主要分為四部分：地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）、數(shù)字化生存。實(shí)際上，它是地理信息技術(shù)的三個(gè)核心內(nèi)容，即地理信息系統(tǒng)、遙感、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（3S），及其應(yīng)用。

由于筆者開設(shè)的是校本課程，每周有2課時(shí)，整體課時(shí)（一學(xué)期共約30課時(shí)）較為充裕。在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，筆者盡量做到知識(shí)體系的完整性，在涵蓋課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要求的基礎(chǔ)上突出教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容。同時(shí)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分類，并根據(jù)其特點(diǎn)采取不同的教學(xué)策略。具體教學(xué)內(nèi)容及策略設(shè)計(jì)如表2所示。

（三）教學(xué)評(píng)價(jià)方式立體化、多樣化

課程評(píng)價(jià)以過程性評(píng)價(jià)為主，包括參與度、課堂活動(dòng)完成情況、考勤、紀(jì)律等。期末考核為小組成果展示，由教師評(píng)價(jià)、自我評(píng)價(jià)和學(xué)生互評(píng)共同形成期末評(píng)價(jià)。

因?yàn)楸菊n程實(shí)施難度較大，實(shí)踐活動(dòng)較多，部分學(xué)生會(huì)在學(xué)習(xí)中遇到挑戰(zhàn)，所以教師不以絕對(duì)成績或者完成度作為考核標(biāo)準(zhǔn)，而是更加注重過程性評(píng)價(jià)，即學(xué)生的收獲與提升、探究意識(shí)和合作能力的提升。這樣較為人性化的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有助于學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中不受束縛，消除畏難情緒，勇于嘗試。

三、落實(shí)以實(shí)踐應(yīng)用促核心素養(yǎng)、層層遞進(jìn)的課程實(shí)施活動(dòng)

課程實(shí)施要由易到難、由發(fā)現(xiàn)到探索，學(xué)生地理核心素養(yǎng)提升貫穿教學(xué)全過程。本課程實(shí)施大致分為四個(gè)階段，分別是前期準(zhǔn)備階段、理論知識(shí)學(xué)習(xí)階段、上機(jī)操作階段、專題實(shí)踐階段。

（一）前期調(diào)研應(yīng)加強(qiáng)學(xué)情分析

前期調(diào)研是課程開設(shè)的準(zhǔn)備階段，一方面包括課程準(zhǔn)備工作，比如教學(xué)場(chǎng)地確認(rèn)、分析硬件設(shè)備到位情況、對(duì)學(xué)校及周邊實(shí)踐活動(dòng)機(jī)會(huì)進(jìn)行調(diào)查摸底等；另一方面，進(jìn)行學(xué)情了解，可通過問卷、訪談等形式，掌握學(xué)生對(duì)地理信息技術(shù)的認(rèn)識(shí)情況、興趣點(diǎn)等，讓課程案例準(zhǔn)備、實(shí)踐活動(dòng)開展更為精準(zhǔn)。

（二）理論知識(shí)學(xué)習(xí)需結(jié)合生活體驗(yàn)講授

理論知識(shí)學(xué)習(xí)階段包括核心概念（地理信息、投影）講解、地理信息技術(shù)發(fā)展介紹、現(xiàn)代化技術(shù)綜合應(yīng)用分析。這部分內(nèi)容雖說是理論知識(shí)學(xué)習(xí)，但教師在具體講解過程中要加入和生活相關(guān)的實(shí)踐操作或者視頻解說環(huán)節(jié)，如手機(jī)App使用解讀、各類地圖對(duì)比閱讀、我國地理信息技術(shù)發(fā)展史等。通過理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠更好地從技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用視角理解人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史也是在不斷追求可持續(xù)發(fā)展理念以及和自然和諧共處的過程，提升對(duì)人地協(xié)調(diào)觀的理解。

（三）上機(jī)操作要目標(biāo)突出、指令明確

上機(jī)操作階段以地理信息專業(yè)軟件ArcGIS為主要平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生熟悉軟件基本操作。在這一階段，課程教學(xué)重難點(diǎn)較多，需要學(xué)生花費(fèi)大量的時(shí)間消化吸收，它對(duì)后續(xù)的應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)產(chǎn)生較大的影響。因此，教師教學(xué)時(shí)要慢且細(xì)，如目標(biāo)要少而精，教學(xué)指令要盡可能簡化且明確，減少學(xué)生的信息處理量，避免學(xué)生出現(xiàn)迷茫感，從而聚焦上機(jī)操作，提高學(xué)習(xí)效果。

這一環(huán)節(jié)中，教師可以采取示范操作、提供過程提示文檔、學(xué)生小組合作相結(jié)合的方式，從多角度指導(dǎo)學(xué)生高質(zhì)量地完成上機(jī)操作。同時(shí)，教學(xué)案例應(yīng)盡可能選取學(xué)生熟悉的、有現(xiàn)實(shí)感的內(nèi)容，如北京市的道路數(shù)據(jù)、中國的省份數(shù)據(jù)、中國氣候類型分布數(shù)據(jù)，這樣有助于學(xué)生將抽象的地理信息數(shù)據(jù)和實(shí)際生活環(huán)境相結(jié)合，形成地理數(shù)據(jù)的空間感知，累積使用經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)化區(qū)域認(rèn)知能力。上機(jī)操作設(shè)計(jì)框架如表3所示。

（四）專題實(shí)踐可融合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

專題實(shí)踐階段，教師要結(jié)合學(xué)生興趣、生活經(jīng)歷，配合中學(xué)地理學(xué)習(xí)內(nèi)容，提供選題，由學(xué)生自主完成或者小組合作完成。筆者在專題實(shí)踐部分共設(shè)計(jì)了10個(gè)專題，內(nèi)容主要涉及中國地圖的進(jìn)階操作、專題地圖的繪制、個(gè)性化地理要素的呈現(xiàn)、三維地圖設(shè)計(jì)、實(shí)際地理問題的解決和處理（見表4）。其中，前7個(gè)專題以上機(jī)實(shí)踐為主，輔以學(xué)科融合和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)收集活動(dòng)；專題8結(jié)合常規(guī)地理教學(xué)案例開展；專題9、10是地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中對(duì)地理信息技術(shù)的應(yīng)用。

專題實(shí)踐活動(dòng)尤其是解決實(shí)際問題活動(dòng)，能夠極大地提高學(xué)生的地理實(shí)踐力和綜合思維。學(xué)生可根據(jù)個(gè)人興趣，結(jié)合擅長的技術(shù)能力，自主選擇區(qū)域和時(shí)間，不局限于課堂，以小組活動(dòng)形式完成實(shí)踐專題。在這一過程中，學(xué)生要自主設(shè)計(jì)實(shí)踐方向，合理分工，明確成果內(nèi)容，進(jìn)行成果匯報(bào)。在學(xué)生遇到數(shù)據(jù)收集、操作方向、技術(shù)難點(diǎn)、實(shí)踐調(diào)查等難題時(shí)，教師可提供建議，進(jìn)行方向性引導(dǎo)，但絕不能親自操作幫助學(xué)生解決問題。這樣，在學(xué)生完成專題實(shí)踐活動(dòng)后，他們也完整地體驗(yàn)了一次解決問題的思維活動(dòng)和實(shí)踐活動(dòng)，有效提升了綜合思維能力和地理實(shí)踐力。

四、課程成果指向項(xiàng)目式學(xué)習(xí)體驗(yàn)和地理核心素養(yǎng)提升

地理信息技術(shù)應(yīng)用課程為學(xué)生提供了一個(gè)發(fā)展的平臺(tái)，讓很多對(duì)地理感興趣、對(duì)信息技術(shù)感興趣、對(duì)實(shí)踐感興趣的學(xué)生有了提升綜合實(shí)踐能力的機(jī)會(huì)，也為學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的開展輸送了技術(shù)力量。

以地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為例，當(dāng)想要解決一個(gè)真實(shí)的地理問題時(shí)，學(xué)生借助地理信息技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目調(diào)研會(huì)更加便利。比如，在“北京城區(qū)特色騎行路線設(shè)計(jì)”項(xiàng)目中，學(xué)生進(jìn)行實(shí)地調(diào)研和騎行路線勘測(cè)時(shí)，借助電子地圖和手機(jī)定位功能，能夠快速有效地記錄輔助要素和騎行線路的空間分布特征。

呈現(xiàn)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)產(chǎn)品時(shí)，也需要地理信息技術(shù)的幫助。比如，在“新生寶典”項(xiàng)目中，新生校園導(dǎo)覽圖就是基于地理信息技術(shù)的專題地圖進(jìn)行呈現(xiàn)的（如圖1）。又如，“北京城區(qū)特色騎行路線設(shè)計(jì)”項(xiàng)目中的騎行路線展示、要素查詢展示、分層立體展示，也是基于地理信息軟件的功能應(yīng)用，由學(xué)生繪制而成的（如圖2）?？梢?，地理信息技術(shù)為學(xué)生提供了一種深度探索、精彩呈現(xiàn)的重要方式。

在課程尾聲，每個(gè)學(xué)生都有獨(dú)立制作的專題地圖，每個(gè)小組都有實(shí)踐成果。學(xué)生強(qiáng)化了對(duì)地理要素空間分布的基本分析能力，能夠理解諸多地理要素間的空間關(guān)聯(lián)，并初步建立了綜合看待地理環(huán)境的視角，區(qū)域認(rèn)知、綜合思維、地理實(shí)踐力等地理核心素養(yǎng)得到提升。

當(dāng)然，筆者在嘗試開設(shè)地理信息技術(shù)應(yīng)用課程的過程中也存在不足，未來會(huì)不斷調(diào)整改進(jìn)，如進(jìn)一步豐富完善地理信息數(shù)據(jù)和案例資源庫，設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)時(shí)兼顧真實(shí)性和趣味性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)管理的高效化和規(guī)范化等。

注：本文系國家新聞出版署出版融合發(fā)展（人教社）重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、人民教育出版社人教數(shù)字教育研究院?2021 年度重點(diǎn)課題“基于?Web 二三維地理信息技術(shù)的地理學(xué)科工具與數(shù)字教材的融合研究”（課題編號(hào)：RJA0121002）的階段性研究成果。

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（作者系北京師范大學(xué)附屬中學(xué)教師，中小學(xué)一級(jí)教師）

責(zé)任編輯：孫建輝