信息技術支持下PBL 教學模式在地理教學中的實踐
——以“登珠峰 識地形”為例

徐 瀟

（上海市建平中學, 上海 200135）

一、信息技術支持下PBL學習環(huán)境的構(gòu)建

PBL教學模式強調(diào)真實情境的創(chuàng)設、學生學習的真實發(fā)生以及對學習過程的評價和反思，這些都迫切要求信息技術的引入和支持?！镀胀ǜ咧械乩碚n程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）也提出，信息技術作為資源的來源、認知的工具、交流的平臺、管理的手段，運用于課程的設計、實施和管理。

為了讓PBL教學模式更有效地開展和實施，筆者依托學校開發(fā)的智慧校園平臺構(gòu)建教學環(huán)境。平臺包括教室物聯(lián)平臺-超腦、大屏幕、教師機和學生機（見圖1）。教師可將學習資料、教學工具、評價媒介等資源提前儲存在大屏幕和教師機中，以備教學時隨時調(diào)用。而交互式平臺具備的交互、編輯、儲存、書寫、顯示等功能，既可以發(fā)揮教師在課堂上引導、啟發(fā)、監(jiān)控、評價等主導作用，又能充分體現(xiàn)學生在學習過程中的主動性、積極性與創(chuàng)造性。信息技術還能讓學生的學習過程可視化，讓教師及時掌握學生的學習情況并做出相應調(diào)整和引導，為教學的過程性評價提供顯性依據(jù)。因此，教師要善于將傳統(tǒng)的地理教學與信息化教學結(jié)合起來，實現(xiàn)二者的優(yōu)勢互補，以信息化帶動地理教學現(xiàn)代化，提升地理課堂教學效率及質(zhì)量。

圖1 基于交互式平臺和多媒體軟件構(gòu)建的PBL教學環(huán)境

二、信息技術支持下PBL教學模式在教學設計中的實施

1.課程目標設計

本次以“登珠峰 識地形——探等高線地形圖”為主題，以交互式平板為載體，利用奧維互動地圖軟件，模擬珠峰二維和三維的等高線地形圖輔助教學，并在真實的情境中通過任務驅(qū)動、問題設置，完成對等高線地形圖的教學。主要有以下3個學習目標。

（1）歸納等高線地形圖的基本特點，歸納山峰、盆地（或洼地）、山脊、山谷、鞍部、陡崖等山體部位的等高線特點。

（2）閱讀交互式和紙質(zhì)版等高線地形圖，在設計北坡登山路線這一任務驅(qū)動下，判讀不同山體部位，歸納等高線的數(shù)值、疏密、形狀等特點，掌握等高線地形圖的基本判讀技巧；通過規(guī)劃線路、模擬登峰，體會等高線地形圖在現(xiàn)實生活中的重要性，培養(yǎng)地理實踐力和地理空間思維。

（3）理解登珠峰關乎著國家主權，關系到自然災害、生態(tài)環(huán)境、科技發(fā)展等方面，從情感層面感悟中國登山隊為了國家主權不畏艱險、勇攀高峰的勇氣，感受中國科學家為了科學事業(yè)對自然的求知探索精神。

2.教學主體設計

借助學校開發(fā)的智慧校園平臺構(gòu)建教學環(huán)境，將課件、奧維互動地圖軟件和軟件使用指南提前下載到大屏幕和平板上，為后續(xù)學習做好準備。

PBL教學模式主張教學要以學生為中心，以解決問題為核心。本課例的教學設計從學生的心理特點和認知規(guī)律出發(fā)，將登珠峰的真實情境貫穿教學始終，以規(guī)劃北坡登珠峰路線為驅(qū)動任務，通過問題的設置和導引，將學科知識融入問題中，把知識結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為能力結(jié)構(gòu)。學生以小組為單位，借助交互式平板，利用觸屏技術在平板上進行北坡登峰路線的繪制、編輯、分享、展示和評價。在任務的解決過程中，達成對等高線地形圖的基本特征、判讀技巧及其應用的深度學習。

三、信息技術支持下PBL教學模式在教學中的實踐

1.創(chuàng)設情境，激發(fā)興趣

在導入環(huán)節(jié)利用多媒體播放《攀登者》預告片，基于2020年中國登山隊再次登上珠峰這一事件創(chuàng)設真實情境，激發(fā)學生的好奇心和學習興趣。

2.以問導學，選圖識圖

以“登山運動中應選擇攜帶怎樣的地圖”為話題，辨別不同類型地圖。圍繞“什么是等高線地形圖”“等高線地形圖中有哪些地形信息”“為登山選擇合適圖幅的地形圖”等問題，進行等高線地形圖的判讀。

以真實生活為情境，喚起學生對初中學過的地圖知識的記憶，在選圖沖突中深入認識等高線地形圖，便于將新知納入其已有的知識構(gòu)架中。

3.任務驅(qū)動，讀圖繪圖

展示比例尺為1:60000、等高距為100米的珠峰等高線地形圖（見圖2），學生3人一組，共同設計北坡登山路線。為了使繪圖任務難度適切，將任務分解為以下2個階段。

圖2 珠峰等高線地形圖

任務1：在等高線地形圖中找到路線中的起止點。起點——珠峰大本營（海拔5200米）；終點——珠峰頂點（海拔8844.43米）。

任務2：在奧維互動地圖上，根據(jù)軟件繪圖使用步驟，用“編輯”—“畫線”—“軌跡設置”—“屬性”等工具繪制出一條從北坡登珠峰的路線，并使用“分享給好友”功能分享路線。

本環(huán)節(jié)以繪制登山路線為任務情境，深入閱讀等高線地形圖，嘗試實戰(zhàn)演練地形地貌知識，鞏固學習成果。這個過程中學生會產(chǎn)生繪圖沖突和思維碰撞，體會到地理學科的實用性，以及真實登山路線選擇的復雜性。

4.問題引領，評價反饋

教師將每組分享的路線展示在大屏幕上（見圖3），采用“屏幕傳輸”進行共享，學生可以同時借助大屏幕和學生機觀察各組繪制的路線。基于這些路線和學生的最近發(fā)展區(qū)，設計問題鏈，引導學生對各組路線進行對比和評價，選出最佳路線，并與真實登頂路線進行對比。

圖3 學生繪制的路線在奧維互動地圖界面中的二維呈現(xiàn)

問題1：對比各組畫的路線，看看自己的路線和其他組有何差異？看看哪條路線不可行（不合理）？為什么？

問題2：大家繪制的這些路線大致有兩類趨勢，即分別從東絨布冰川和中絨布冰川攀登，請各組分別就選線的理由進行簡單說明。

問題3：這兩類路線是沿著什么地形部位登山的？這些區(qū)域的等高線特征有何共性和差異？

問題4：對比自己小組繪制的路線和北坡常規(guī)登珠峰路線，有怎樣的不同？

問題5：我國登山隊的常規(guī)路線為什么選擇了東絨布冰川沿線，而沒有選擇中絨布冰川沿線？

學生畫出的線路千差萬別，需要對畫出的路線做出反饋。這里是本節(jié)課最重要也是最難的部分。既需要學生在解決問題中習得如何借助等高線的數(shù)值大小、疏密程度、形狀（彎曲或凸向）來進行地形地勢的判讀，同時也是對學生識圖、用圖能力的檢驗。在實際操作中，為了幫助學生達成對路線的對比和甄選，利用軟件將不同顏色的登山路線平面圖轉(zhuǎn)換成三維立體實景圖（見圖4），給學生強烈的視覺沖突和認知沖突，讓他們在甄選路線的過程中和圖圖轉(zhuǎn)換的體驗中，提升思維認知。

圖4 各組繪制的路線在奧維互動地圖界面中的三維呈現(xiàn)

5.拓展延伸，情感共鳴

展示“目前登珠峰的19條路線圖”和“南北坡路線的長度對比圖”，結(jié)合“北坳冰壁”和“第二臺階”實景圖，感悟中國登山隊不畏艱險，克服困難，勇攀高峰的勇氣，讓學生基于情境產(chǎn)生情感共鳴。

問題1：中國登山隊選擇的北坡路線是不是最佳攀登路線呢？

問題2：北坡路線這么艱難，為什么還要去攀登呢？

問題3：等高線地形圖除了用于登山，在生產(chǎn)生活中還有哪些應用？

四、思考

1.問題的設計要用心構(gòu)思

PBL教學模式的核心是問題的設置。問題既是學習的起點，也是激發(fā)學生思維過程的“導火索”。通過情境問題的層層導入來引導學生發(fā)現(xiàn)問題，并在解決問題的過程中，建立與問題相關的知識結(jié)構(gòu)。

(1)問題的設置要圍繞教學內(nèi)容和教學目標

問題設置往往基于教師對教材內(nèi)容的把控，教師要善于對教學內(nèi)容進行解讀、挖掘、整合甚至重組?？纯茨男﹥?nèi)容適合設計問題，是思維不順暢的地方，還是容易產(chǎn)生認知沖突的地方。教師還可以挖掘教學內(nèi)容的矛盾之處來設置問題，以此激發(fā)學生的認知沖突。例如，在對“繪制的登珠峰路線進行甄選和評價”環(huán)節(jié)，設置了“山脊和山谷區(qū)分和應用（同類相近事物的認知沖突）”“路線的選擇不僅僅受地形因素的影響，還可能受氣候、冰川等很多實際因素的影響（理論與實際的認知沖突）”，以此引發(fā)學生的思維沖突。

問題設置也要思考設計什么類型的問題才能落實教學目標，是設置具有標準答案、結(jié)構(gòu)良好的知識性問題，還是設置能喚起學生創(chuàng)造性思維、引發(fā)持續(xù)性思考的能力性問題。一個好的問題的提出需要教師前期查找大量的素材并進行設計，這對教師的教學能力、時間和精力都提出了更高的要求。

(2)問題的設置要基于學生學情

問題的設置要遵循學生的認知規(guī)律和認知水平，要指向?qū)W生的最近發(fā)展區(qū)，學生樂于參與其中，才能讓提問變得有意義。我們可以立足于整體，以學生的認知基礎為起點，設計一些不同難度梯度的問題鏈或問題組，逐步引導學生自我發(fā)現(xiàn)認知結(jié)構(gòu)與當前學習內(nèi)容之間的認同和沖突。讓學生在有時間、有空間、有情節(jié)、有問題的環(huán)境中經(jīng)歷知識學習的過程。

問題鏈的設置要由淺入深、層層遞進。教師可以按照知識點間的邏輯聯(lián)系設置發(fā)散性思維問題，培養(yǎng)學生的綜合思維。特別注意的是，所有設置的問題都是預設。在實際教學中，仍要以學生的思想發(fā)展為主線，而不是刻板地按照預設問題進行教學。這就要求教師在備課時要多做預判，在教學時要多做適應性引導。

2.技術的融入要優(yōu)化組合

PBL教學模式以真實情境為背景，以體驗、探究、問題解決為主要教學過程，而信息技術在創(chuàng)設真實情境和提供深度學習體驗方面具有不可替代的作用。

(1)充分發(fā)揮不同信息技術的服務功能

借助信息技術可以加強學生對現(xiàn)實世界的感知和理解，可以支持學生自主性實踐操作，豐富學生的個性化學習體驗，還可以讓學生的學習過程可視化。面對目前應用于教學中的多種信息技術，教師要熟知其各項功能。哪些可以支持學生實踐操作？哪些適用于開展討論？哪些能幫助教師控班？哪些能實現(xiàn)過程性評價？例如，筆者在前期搜集教學資料時，利用GoogleEarth和ArcGIS獲取珠峰不同比例尺、不同等高距的等高線地形圖；在教學時，利用交互式平臺對教學節(jié)奏進行調(diào)整；在情境創(chuàng)設和評價時，則借助奧維互動地圖軟件展示珠峰等高線地形圖和學生繪制的路線。這些都有效激發(fā)了學生的學習興趣，提高了課堂的呈現(xiàn)效果和學生學習的參與度。

(2)明確信息技術的介入時間

信息技術的應用不僅要掌握其使用方法，還要明確這些功能應該在什么時候使用。例如，本課例在基于各組路線討論和甄選環(huán)節(jié)就需要“屏幕傳輸”到學生機，讓每個學生不受座位限制都能看到各組路線并參與到討論中來。但是在討論之后，教師總評時就需要利用“屏幕鎖屏”來引導學生將注意力集中到大屏幕。所以教師要對教學環(huán)節(jié)和學生的學習習慣有所了解。此外，網(wǎng)絡環(huán)境的不穩(wěn)定性情況也需要教師在備課時多加考慮，有備無患。

因此，在地理課堂轉(zhuǎn)型和探索過程中，要積極調(diào)整新技術、新方式下的師生關系；要敢于探究信息技術如GIS、RS、GNSS的使用原理和應用案例；發(fā)揮不同信息技術工具的優(yōu)點，合理地融入教學，更好地為教學服務。讓學生的學習方式發(fā)生轉(zhuǎn)變，學習過程真正有效發(fā)生，使核心素養(yǎng)真正落地。

綜上所述，與傳統(tǒng)教學模式相比，PBL教學模式充分體現(xiàn)了以學生為主體的課程改革要求，在培養(yǎng)學生主動思考、課堂參與等方面起到了積極作用。而信息技術又為這種模式的開展提供了平臺。在新課程、新教材改革的大背景下，要以地理核心素養(yǎng)為導向，積極探索更加符合學生認知和發(fā)展的教學新模式，為“雙新”背景下的教育教學改革添磚加瓦。