隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展與教育領(lǐng)域的深度融合,教育數(shù)字化已經(jīng)成為時代發(fā)展的必然趨勢?!镀胀ǜ咧姓n程方案》(2017年版2020年修訂)明確提出,要“推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)中的合理應(yīng)用,提升課程實施水平”。這一要求不僅為課程教學(xué)提供了方向指引,還對教師的教學(xué)設(shè)計與實踐提出了更高的要求。在高中地理教學(xué)中,地理學(xué)科的綜合性、區(qū)域性和實踐性特點,與數(shù)字化技術(shù)的多樣性、互動性和即時性高度契合。數(shù)字化教學(xué)工具能夠直觀展現(xiàn)地理空間信息、動態(tài)模擬地理過程,并支持學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)和實踐性操作。傳統(tǒng)教學(xué)模式在處理復(fù)雜地理概念和跨學(xué)科綜合性問題時,存在直觀性不足、互動性不強和實踐性薄弱等問題,亟需通過教育數(shù)字化手段加以解決。本文旨在探討如何在高中地理課堂中,通過合理設(shè)計與應(yīng)用數(shù)字化教學(xué)手段,優(yōu)化教學(xué)效果,提升學(xué)生的地理核心素養(yǎng)與綜合實踐能力。
一、教育數(shù)字化與高中地理教學(xué)的契合點
(一)地理空間信息的動態(tài)表達(dá)與直觀呈現(xiàn)
地理學(xué)科的核心是研究地理現(xiàn)象的空間分布及其動態(tài)變化,但在傳統(tǒng)教學(xué)中通過紙質(zhì)地圖或文字描述進(jìn)行空間信息表達(dá),往往缺乏動態(tài)性和直觀性,難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和空間思維能力。教育數(shù)字化技術(shù)尤其是地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感(RS)以及數(shù)字地圖,為地理空間信息的動態(tài)表達(dá)和直觀呈現(xiàn)提供了可能。例如,在學(xué)習(xí)氣候變化相關(guān)內(nèi)容時,傳統(tǒng)教學(xué)依賴氣候數(shù)據(jù)表和靜態(tài)地圖,學(xué)生只能通過抽象的數(shù)據(jù)解讀氣候變化的趨勢。而利用GIS技術(shù),教師可以動態(tài)展示全球氣溫的時間序列變化,結(jié)合大氣環(huán)流模式的實時模擬,幫助學(xué)生直觀理解氣候變化的空間分布規(guī)律及成因,不僅使教學(xué)內(nèi)容更加生動具體,還能引導(dǎo)學(xué)生分析復(fù)雜的地理問題,培養(yǎng)地理核心素養(yǎng)中的空間觀念和綜合思維。
(二)跨學(xué)科綜合分析能力的培養(yǎng)
高中地理課程內(nèi)容涉及自然地理和人文地理等諸多方面,是一個需要綜合分析和多學(xué)科支撐的學(xué)科。在教育數(shù)字化背景下,各類技術(shù)工具能夠有效整合多學(xué)科數(shù)據(jù),為地理問題的綜合分析提供了支持。例如,在學(xué)習(xí)“區(qū)域可持續(xù)發(fā)展”相關(guān)內(nèi)容時,學(xué)生需要結(jié)合自然地理與人文地理等多方面因素進(jìn)行分析。在傳統(tǒng)教學(xué)中,這一過程可能因為數(shù)據(jù)整合難度大、資源不全面而流于形式化。而通過教育數(shù)字化工具,學(xué)生可以調(diào)取并分析大數(shù)據(jù)(如人口密度數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等),并借助可視化技術(shù)直觀呈現(xiàn)分析結(jié)果。
(三)個性化學(xué)習(xí)與即時反饋的實現(xiàn)
地理學(xué)科的學(xué)習(xí)中,由于學(xué)生的興趣點、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和認(rèn)知水平存在差異,使個性化學(xué)習(xí)需求尤為突出。而教育數(shù)字化技術(shù),尤其是人工智能與大數(shù)據(jù)分析技術(shù),為個性化教學(xué)的實施提供了可能。例如,通過在線學(xué)習(xí)平臺,教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)診斷其學(xué)習(xí)盲點,并推送相應(yīng)的補充學(xué)習(xí)材料或?qū)n}訓(xùn)練任務(wù)。另外,基于自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以動態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)路徑,根據(jù)學(xué)生的實際能力水平推薦適合的學(xué)習(xí)內(nèi)容,通過即時反饋與個性化輔導(dǎo),及時糾正誤區(qū)并鞏固學(xué)生所學(xué)知識。
二、教育數(shù)字化背景下高中地理課堂教學(xué)面臨的困境
(一)技術(shù)應(yīng)用與教學(xué)目標(biāo)的偏離
在教育數(shù)字化的推進(jìn)過程中,一些教師過于追求技術(shù)的先進(jìn)性,而忽略了教學(xué)目標(biāo)的核心地位,導(dǎo)致課堂設(shè)計偏離地理教學(xué)的本質(zhì)。數(shù)字化工具雖然形式豐富,但與教學(xué)內(nèi)容的契合度不足,甚至成為課堂的“裝飾”。例如,在地理課堂中引入虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)時,如果單純?yōu)榱苏故镜孛簿坝^而缺乏有效的教學(xué)引導(dǎo),學(xué)生可能只是被技術(shù)表象吸引,而忽略了地貌成因或演變規(guī)律的學(xué)習(xí)。此外,部分教師將技術(shù)手段簡單等同于教學(xué)創(chuàng)新,過度依賴技術(shù)工具,卻缺乏對教學(xué)流程的整體規(guī)劃,導(dǎo)致技術(shù)與教學(xué)目標(biāo)脫節(jié)。這種現(xiàn)象不僅浪費了課堂時間,還可能降低學(xué)生對地理知識的深層理解。
(二)數(shù)字化資源的質(zhì)量參差不齊
教育數(shù)字化的快速發(fā)展使得各種數(shù)字化資源大量涌現(xiàn),但這些資源的質(zhì)量參差不齊,甚至存在科學(xué)性和實用性不足的問題。高中地理教學(xué)對科學(xué)性和精準(zhǔn)性的要求較高,若教師使用未經(jīng)嚴(yán)格篩選的數(shù)字化資源,可能會誤導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。例如,部分在線地圖或地理數(shù)據(jù)可能存在更新不及時、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問題,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能因此形成錯誤的地理認(rèn)知。資源的過度碎片化也是一個困境,許多數(shù)字化內(nèi)容難以形成完整的知識體系,學(xué)生可能在海量信息中迷失方向,難以對核心概念和原理形成系統(tǒng)理解。
(三)教師數(shù)字化教學(xué)能力不足
教育數(shù)字化對教師的專業(yè)能力提出了更高的要求,不僅要求教師熟悉地理學(xué)科知識,還需其掌握數(shù)字化工具的操作及其在教學(xué)中的合理應(yīng)用。然而,目前許多高中地理教師在數(shù)字化教學(xué)能力上存在不足,包括對新技術(shù)的適應(yīng)性較差、缺乏教學(xué)設(shè)計的創(chuàng)新意識以及在實際課堂中靈活應(yīng)用技術(shù)的能力有限。一些教師在課堂上可能只停留于簡單使用PPT或播放教學(xué)視頻,而難以深入利用GIS、數(shù)據(jù)可視化或在線協(xié)作平臺等工具,無法真正發(fā)揮數(shù)字化教學(xué)的潛力。教師能力的局限性直接影響了教育數(shù)字化的實際效果,使數(shù)字化教學(xué)更多流于形式化,難以實現(xiàn)其應(yīng)有的價值。
(四)學(xué)生的技術(shù)使用能力與自主學(xué)習(xí)能力差異顯著
高中學(xué)生在技術(shù)使用能力和自主學(xué)習(xí)能力方面存在較大的差異,這對教育數(shù)字化的實施帶來了顯著挑戰(zhàn)。一些學(xué)生由于對技術(shù)工具較為熟悉,能夠快速適應(yīng)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境并發(fā)揮其優(yōu)勢;而另一些學(xué)生則可能因為缺乏技術(shù)基礎(chǔ)或?qū)W習(xí)動力不足,難以充分利用數(shù)字化資源。例如,在使用在線地理實驗平臺時,部分學(xué)生能夠獨立完成任務(wù)并深入思考,而另一部分學(xué)生可能對平臺的功能感到陌生,甚至產(chǎn)生抵觸情緒。數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力要求更高,但許多學(xué)生習(xí)慣于被動接受知識,缺乏主動探索和自我管理的意識,可能會進(jìn)一步加劇學(xué)生之間的學(xué)習(xí)差異,影響整體的教學(xué)質(zhì)量。
三、教育數(shù)字化背景下高中地理課堂教學(xué)設(shè)計與實踐策略
(一)明確教學(xué)目標(biāo),合理整合數(shù)字化技術(shù)
教學(xué)目標(biāo)是課堂教學(xué)的核心,它決定了教學(xué)活動的方向和重點。在教育數(shù)字化背景下,技術(shù)工具的多樣性和豐富性為課堂提供了前所未有的可能性,但如果技術(shù)的使用脫離了教學(xué)目標(biāo),便會導(dǎo)致教學(xué)效果的流于形式。因此,在高中地理課堂教學(xué)中,教師需要明確課程標(biāo)準(zhǔn)要求及地理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo),并圍繞目標(biāo)合理選擇和整合數(shù)字化技術(shù),使其成為實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的有效工具,而非課堂的“附加裝飾”。
以人教版高一地理必修第一冊“水循環(huán)”一節(jié)為例,該節(jié)的教學(xué)目標(biāo)包括:理解水循環(huán)的基本環(huán)節(jié)與過程,掌握水循環(huán)的類型及其地理意義,培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力和對自然現(xiàn)象的動態(tài)認(rèn)知能力。針對這些目標(biāo),在知識導(dǎo)入階段,教師可以利用一段動態(tài)可視化動畫展示全球水循環(huán)過程,直觀展示蒸發(fā)、凝結(jié)、降水、地表徑流、地下徑流等環(huán)節(jié)之間的相互作用,使學(xué)生初步感知水循環(huán)的整體性和動態(tài)性。與靜態(tài)課本圖相比,數(shù)字化資源的呈現(xiàn)能夠幫助學(xué)生更好地理解水循環(huán)的復(fù)雜過程,并引發(fā)對水循環(huán)影響因素的思考。在知識探究階段,為了讓學(xué)生深入分析水循環(huán)的不同類型及其地理意義,教師可以引入GIS和數(shù)據(jù)分析工具。通過GIS平臺,教師可以展示全球不同區(qū)域的降水、蒸發(fā)量以及河流徑流量的空間分布數(shù)據(jù),幫助學(xué)生從區(qū)域的角度分析不同地區(qū)水循環(huán)的特點。例如,在分析熱帶雨林和干旱區(qū)水循環(huán)的差異時,學(xué)生可以通過對比GIS數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)熱帶雨林地區(qū)降水與蒸發(fā)量大、循環(huán)快,而干旱區(qū)的水循環(huán)以地下徑流為主,循環(huán)速度慢。數(shù)字化資源的應(yīng)用,不僅能夠強化學(xué)生對知識的理解,還能培養(yǎng)他們利用數(shù)據(jù)解決實際問題的能力。
(二)優(yōu)化數(shù)字化資源的選擇與整合
數(shù)字化資源的多樣性與碎片化并存,教師在教學(xué)中需要對這些資源進(jìn)行科學(xué)篩選與優(yōu)化整合,確保內(nèi)容的科學(xué)性、系統(tǒng)性和適用性,使其真正服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。在高中地理課堂中,在涉及復(fù)雜區(qū)域關(guān)系和動態(tài)變化分析的內(nèi)容時,數(shù)字化資源的整合尤為重要。通過資源的優(yōu)化設(shè)計,教師不僅可以呈現(xiàn)豐富的地理信息,還能引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)系統(tǒng)的知識框架,培養(yǎng)其綜合思維能力。
以人教版高一地理必修第二冊“工業(yè)區(qū)位因素及其變化”為例,這一節(jié)的教學(xué)目標(biāo)是理解工業(yè)區(qū)位選擇的主要因素,掌握工業(yè)區(qū)位的變化規(guī)律及其影響,并通過案例分析工業(yè)區(qū)位選擇的實際應(yīng)用。在導(dǎo)入環(huán)節(jié),教師可以利用一幅數(shù)字化動態(tài)地圖展示全球主要工業(yè)區(qū)分布及其演變過程,例如從19世紀(jì)工業(yè)革命時期的歐洲工業(yè)區(qū)分布,到20世紀(jì)后期北美、亞洲的工業(yè)區(qū)擴(kuò)展。動態(tài)地圖通過時序變化呈現(xiàn),直觀展示了工業(yè)區(qū)位選擇,在不同時期的集中與擴(kuò)散特征,為學(xué)生提供一個整體框架。相比靜態(tài)地圖,動態(tài)地圖的可視化特性可以更直觀地呈現(xiàn)工業(yè)區(qū)位的變化趨勢,引起學(xué)生對其背后影響因素的思考。在深入探究環(huán)節(jié),教師可以結(jié)合案例教學(xué)選擇并整合多種數(shù)字化資源。例如,在分析“臨近原料產(chǎn)地”的工業(yè)區(qū)位因素時,可以利用GIS技術(shù)展示唐山的鋼鐵工業(yè)基地周圍資源分布情況,以及交通網(wǎng)絡(luò)的覆蓋狀況。學(xué)生通過操作GIS系統(tǒng),可以動態(tài)分析原料運輸成本與區(qū)位選擇的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,教師還可以通過數(shù)據(jù)分析平臺引入經(jīng)濟(jì)指標(biāo),如工業(yè)生產(chǎn)總值、資源開采成本等,讓學(xué)生在多維度數(shù)據(jù)的對比中進(jìn)一步理解工業(yè)區(qū)位選擇的經(jīng)濟(jì)性邏輯。在總結(jié)環(huán)節(jié),為了強化學(xué)生的知識整合能力,教師可以設(shè)計在線互動活動,通過在線地圖或開放平臺讓學(xué)生選擇不同因素調(diào)整工業(yè)區(qū)位布局,不僅能檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果,還能幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固對區(qū)位因素及其變化規(guī)律的理解。
(三)加強教師數(shù)字化教學(xué)能力的提升
在教育數(shù)字化的背景下,地理教學(xué)不再局限于傳統(tǒng)的講授與板書,而是需要依托GIS技術(shù)、VR技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化工具等新型技術(shù)手段,提供更加直觀、互動和高效的教學(xué)體驗。這對教師的專業(yè)能力提出了更高的要求,不僅需要他們熟練掌握各類數(shù)字化工具的操作,還需要他們能夠?qū)⑦@些工具與教學(xué)內(nèi)容有機結(jié)合,設(shè)計出契合地理學(xué)科特點和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)模式。
首先,學(xué)校應(yīng)為地理教師提供系統(tǒng)化的數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn),幫助他們建立全面的技術(shù)應(yīng)用能力,如針對地理教師,可以組織GIS技術(shù)應(yīng)用培訓(xùn),使教師能夠利用地理信息系統(tǒng)展示區(qū)域數(shù)據(jù)的空間分布和動態(tài)變化;開展VR教學(xué)的專項培訓(xùn),幫助教師將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于觀察地貌景觀或模擬災(zāi)害情景;或者教授數(shù)據(jù)可視化工具的使用方法,讓教師能夠直觀呈現(xiàn)復(fù)雜的地理數(shù)據(jù)與規(guī)律。其次,教師需要加強對數(shù)字化教學(xué)設(shè)計的理解,提升在不同教學(xué)情境下選擇適合技術(shù)的能力。地理教學(xué)內(nèi)容涉及自然地理與人文地理的多方面知識,具有綜合性和實踐性的特點,不同教學(xué)內(nèi)容對技術(shù)工具的需求也存在差異。最后,學(xué)校應(yīng)通過建立教師協(xié)作與資源共享平臺,促進(jìn)教師間的經(jīng)驗交流與合作創(chuàng)新。地理教師可以利用這一平臺共享自制的數(shù)字化教學(xué)資源,如交互式地圖、在線測驗或動態(tài)模擬案例等,同時分享在課堂實踐中成功或失敗的經(jīng)驗。
(四)關(guān)注學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求與能力差異
高中地理學(xué)科涉及抽象的理論知識和復(fù)雜的動態(tài)變化過程,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常表現(xiàn)出不同的興趣點、認(rèn)知水平和技術(shù)適應(yīng)能力。數(shù)字化技術(shù)的引入,為解決這一問題提供了可能性,教師可以借助個性化教學(xué)資源和學(xué)習(xí)平臺,針對不同學(xué)生的需求設(shè)計靈活的學(xué)習(xí)路徑,從而兼顧學(xué)習(xí)效果與學(xué)生體驗的差異性。
以人教版高二地理選擇性必修第一冊“氣壓帶和風(fēng)帶對氣候的影響”為例,這一節(jié)內(nèi)容涉及氣壓帶和風(fēng)帶的分布規(guī)律、季節(jié)變化及其對氣候的影響,內(nèi)容抽象且具有一定難度。一些學(xué)生可能對概念和規(guī)律的記憶比較擅長,但對動態(tài)變化的理解較弱,而另一些學(xué)生則可能具備較強的動手能力,卻難以構(gòu)建知識體系。因此,在教學(xué)設(shè)計中,教師需要充分利用數(shù)字化技術(shù),滿足學(xué)生多樣化的需求,并幫助他們克服學(xué)習(xí)中的障礙。在教學(xué)過程中,教師可以借助動態(tài)模擬技術(shù),為學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)資源。如通過引入互動式氣候模擬平臺,展示全球氣壓帶和風(fēng)帶的動態(tài)變化過程。學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏選擇不同區(qū)域(如赤道低氣壓帶、副熱帶高氣壓帶)進(jìn)行觀察,直觀感受季節(jié)性移動對各區(qū)域氣候的影響。對于抽象思維能力較弱的學(xué)生,動態(tài)資源能夠幫助他們將知識點形象化,從而降低學(xué)習(xí)難度。而對理解能力較強的學(xué)生,教師可以設(shè)計更加深入的任務(wù),如讓他們通過模擬平臺探討北半球冬夏季風(fēng)帶移動對我國東部地區(qū)降水的影響,從而進(jìn)一步深化對知識的理解。動態(tài)模擬、分層練習(xí)和在線反饋等手段,不僅能讓不同能力水平的學(xué)生都參與學(xué)習(xí)過程,還能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣與潛能,真正實現(xiàn)以學(xué)生為中心的個性化教學(xué)目標(biāo)。
四、結(jié)語
教育數(shù)字化的浪潮為高中地理課堂注入了新的活力,也為教學(xué)設(shè)計和實踐帶來了更多可能性。在教育數(shù)字化背景下,地理課堂的核心任務(wù)不僅是傳授知識,而且是借助數(shù)字化手段培養(yǎng)學(xué)生的地理核心素養(yǎng)、提升綜合思維能力以及激發(fā)對地理世界的深層理解。無論是技術(shù)的合理整合、資源的優(yōu)化選擇,還是教師能力的提升與學(xué)生個性化需求的關(guān)注,都指向一個共同目標(biāo)——讓數(shù)字化技術(shù)真正服務(wù)于教育本質(zhì),為學(xué)生的成長與未來發(fā)展提供更加堅實的支持。