基于全景技術(shù)的高中地理情境教學(xué)模式研究

【摘要】為貫徹普通高中地理課標(biāo)中以“提升學(xué)生核心素養(yǎng)為宗旨”的課程理念，深入把握圍繞核心素養(yǎng)的課程目標(biāo)，本文提出基于全景技術(shù)的高中地理情境教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)與地理教學(xué)的深度融合。通過地理教學(xué)資源形式創(chuàng)新，探究以情境教學(xué)理念中的建構(gòu)主義為理論支撐，設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生自主探索的課程教學(xué)操作程序和以學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展為目標(biāo)的多元化教學(xué)評價(jià)。借助視覺新技術(shù)手段提升地理教學(xué)質(zhì)量，以期為教育研究者提供借鑒?！娟P(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)；全景技術(shù)；情境教學(xué)近年來，部分一線高中教師嘗試在課程實(shí)施中引入具體的信息化改進(jìn)措施，但受限于各方面的原因，整體改進(jìn)效果不夠顯著[1]。在課程教學(xué)實(shí)踐中，教師若采用傳統(tǒng)圖片、視頻等教學(xué)資源，僅依靠基于知識點(diǎn)來設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)、組織討論的方式開展教學(xué)活動，會導(dǎo)致地理學(xué)科的綜合性和實(shí)踐性很難被學(xué)生掌握。全景技術(shù)作為一種基于全景圖像的真實(shí)場景虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，因其技術(shù)學(xué)習(xí)成本低、資源制作簡單且高效，在多學(xué)科教學(xué)中被逐漸運(yùn)用。本文提出基于全景技術(shù)對高中地理情境教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將視覺新技術(shù)與高中地理情境教學(xué)相融合，以促進(jìn)學(xué)生地理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。高中地理信息化教學(xué)現(xiàn)狀教師在教學(xué)過程中，面臨以下問題。1.信息化教學(xué)方式單一目前信息技術(shù)在地理教學(xué)中仍以視聽感覺媒介形式為主。雖然能夠直觀呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，但教師無法對抽象的教學(xué)難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行多維度剖析，學(xué)生也無法對教學(xué)內(nèi)容形成充分的情感體驗(yàn)和價(jià)值認(rèn)識，不利于引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)[2]。2.教師信息化教學(xué)能力不足部分原因在于大部分教師缺乏計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)知識，信息技術(shù)應(yīng)用生疏。在學(xué)生學(xué)習(xí)上，一方面，教師使用信息設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)較少，學(xué)生在課堂中被動學(xué)習(xí)地理知識，缺乏實(shí)踐性和應(yīng)用性的學(xué)習(xí)場景；另一方面，學(xué)生在新技術(shù)課堂應(yīng)用中，個體學(xué)習(xí)效果差異明顯?；谌凹夹g(shù)的高中地理情境教學(xué)模式情境教學(xué)模式是以建構(gòu)主義為基礎(chǔ)，運(yùn)用情境化的問題設(shè)計(jì)、系統(tǒng)化的內(nèi)容開發(fā)、模擬化的課堂情境，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究問題。研究表明，在地理教學(xué)中若缺乏對知識和原理的情境導(dǎo)入，學(xué)生較難進(jìn)行主動學(xué)習(xí)，也使得核心素養(yǎng)目標(biāo)難以落實(shí)[3]。全景技術(shù)作為新興的富媒體技術(shù)，是虛擬現(xiàn)實(shí)在場景仿真與展示領(lǐng)域的延伸。該技術(shù)是將拍攝的水平、垂直方向的多張照片，通過后期全景圖拼接軟件拼成一張全景圖像。全景影像資料的視覺信息豐富，具有交互性、沉浸性的視聽體驗(yàn)。研究表明，實(shí)景體驗(yàn)是地理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，借助于全景技術(shù)設(shè)計(jì)的交互體驗(yàn)式地理實(shí)景能提升教學(xué)情境，對學(xué)生學(xué)習(xí)地理的興趣、學(xué)習(xí)能力以及對地理情感的培養(yǎng)都具有重要作用[4]?；谌凹夹g(shù)的情境教學(xué)模式是指借助全景技術(shù)優(yōu)勢為高中地理情境教學(xué)構(gòu)建情境的“真、美、情、思”四大元素，創(chuàng)新全景體驗(yàn)式教學(xué)課堂活動，在情境教學(xué)的過程中，培養(yǎng)學(xué)生地理核心素養(yǎng)的教學(xué)模式[5]?！罢妗笔侵溉敖虒W(xué)資源所呈現(xiàn)的真實(shí)世界的情境，所學(xué)的知識本就是從真實(shí)情境中探索而來的；“美”指全景教學(xué)資源呈現(xiàn)的不是數(shù)字技術(shù)模擬下的地理場景，而是自然之美，能給學(xué)生帶來審美愉悅，培養(yǎng)學(xué)生鑒賞美和創(chuàng)造美的能力，并促使學(xué)生在熏陶中主動學(xué)習(xí)；“情”是指學(xué)生在全景教學(xué)資源里通過多元互動方式，與同學(xué)展開交流與合作，提高人際交往能力等情感能力；“思”是情境教學(xué)模式的核心，全景教學(xué)資源為學(xué)生提供的不僅是真實(shí)的情境案例，更是激勵學(xué)生提出大膽探究的教學(xué)平臺，促進(jìn)學(xué)生思維的全面發(fā)展[6]。借助于該技術(shù)，教師將課程內(nèi)容濃縮在全景實(shí)地拍攝的教學(xué)資源中，以全景體驗(yàn)學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)完成教學(xué)操作程序。基于全景技術(shù)的高中地理情境教學(xué)模式實(shí)踐與應(yīng)用以人教版高中地理“河流地貌的發(fā)育”一課為例，教師針對此章節(jié)的河流侵蝕和堆積地貌的成因、河流地貌對聚落分布的影響等教學(xué)重難點(diǎn)，實(shí)地拍攝了全景地理情境素材，系統(tǒng)化開發(fā)了河流地貌的全景教學(xué)資源。根據(jù)情境教學(xué)模式，教師構(gòu)建了“課前、課中、課后”三個階段，依次對應(yīng)著全景教學(xué)資源的準(zhǔn)備、實(shí)施、總結(jié)三個步驟。課堂設(shè)計(jì)以學(xué)生為本，以教師的組織、指導(dǎo)和輔助為基礎(chǔ)，教師需做好操作引導(dǎo)和體驗(yàn)反饋的工作，幫助學(xué)生順利體驗(yàn)全景教學(xué)資源。情境案例在最大程度上滿足了不同學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求，設(shè)計(jì)由知識體系建構(gòu)（明線）、思維進(jìn)階和價(jià)值觀培養(yǎng)（暗線）兩線支撐的地理教學(xué)活動。最后，全景學(xué)習(xí)結(jié)束，教師對學(xué)生所學(xué)知識進(jìn)行總結(jié)，并搜集全景教學(xué)平臺和學(xué)生的反饋信息。1.課前階段在課前階段，教師采用自主開發(fā)方式的全景資源，在拍攝前準(zhǔn)備中，以當(dāng)?shù)氐牡湫秃佣螀^(qū)域作為拍攝場地，選擇專業(yè)Insta360全景相機(jī)和大疆無人機(jī)作為拍攝設(shè)備，按照章節(jié)知識的重難點(diǎn)，分別拍攝相應(yīng)對象的地面和空中全景圖像。拍攝結(jié)束后，教師利用設(shè)備廠商配套的后期軟件或3D開發(fā)軟件對拍攝素材進(jìn)行后期操作（圖1）。隨后，教師配置地理全景教學(xué)平臺。搭建全景教學(xué)平臺需要有PICO、VR頭戴式顯示器等VR硬件設(shè)備，教師需要在PICO瀏覽器中輸入相應(yīng)的地理全景教學(xué)資源學(xué)習(xí)鏈接以打開資源，還要開啟PICO用戶行為采集軟件進(jìn)行課堂分析與管理。2.課中階段在課中實(shí)施階段，教師重建課程學(xué)習(xí)路徑，將知識線索埋藏于情境問題中。教師為學(xué)生呈現(xiàn)峽谷漂流、模擬城市規(guī)劃、著名的江心洲、河流污染四個真實(shí)且生活化的全景情境案例。隨后，教師以真情境引發(fā)真問題，再將問題帶入全景地理學(xué)習(xí)活動中以構(gòu)建學(xué)習(xí)支架，為知識體系開拓可操作式的學(xué)習(xí)路徑。全景地理教學(xué)活動的設(shè)計(jì)以明暗兩線為支撐，明線是教師通過對全景教學(xué)資源的可視化觀察分析和交互操作等方式，引導(dǎo)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中完成對河流地貌知識體系的建構(gòu)，貫穿了課堂教學(xué)的始終。暗線則是教師利用情境驅(qū)動學(xué)生對問題進(jìn)行探究、分析、歸納與遷移，從而培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)和價(jià)值觀[7]。通過明暗線交織，為學(xué)生地理課程核心素養(yǎng)培養(yǎng)搭建橋梁（圖2）。在峽谷漂流情境中，教師引導(dǎo)學(xué)生對漂流產(chǎn)生興趣，隨后提問：在怎樣的河流環(huán)境下漂流體驗(yàn)最佳？讓學(xué)生帶著疑問探索該情境。在情境中，教師引導(dǎo)學(xué)生在漂流情境中順利游覽并注意周圍環(huán)境，對行徑地貌的變化開展自主探究并提出新的疑問，最終解開疑問：在河流越湍急，高度落差越高的情況下漂流體驗(yàn)最好，并延伸認(rèn)識到水流在不同情況下所蘊(yùn)含的能量不同，對地貌的塑造方式也因此不同，所以呈現(xiàn)了不同的河流塑造現(xiàn)象。該情境的明線是讓學(xué)生形成對河流侵蝕地貌和河谷形成原因的知識體系構(gòu)建，暗線是培養(yǎng)學(xué)生地理審美情趣和熱愛祖國大好河山的情感。模擬城市規(guī)劃中，教師引發(fā)學(xué)生對城市為何要修建在江邊河畔產(chǎn)生疑問，讓學(xué)生觀察城市布局和江邊建筑設(shè)施全景分布圖，并對相應(yīng)建筑設(shè)施進(jìn)行交互實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生主動探索河流變化對人類生活的影響，最終解開疑問：認(rèn)識到河流對人類社會生產(chǎn)和生活的重要意義。該情境的明線是河流對聚落影響的知識建構(gòu)，暗線是培養(yǎng)學(xué)生的地理空間觀念，對事物綜合分析，形成系統(tǒng)、動態(tài)、辯證的思維方式以及增強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)意識。在著名的江心洲情境中，教師引發(fā)學(xué)生對江河中為何會出現(xiàn)島嶼及其變化原因產(chǎn)生疑問，讓學(xué)生對比近年來各類江心洲的全景圖變化，開展合作探究，標(biāo)注變化的位置并分析成因，最終總結(jié)規(guī)律得出答案。該情境的明線是河流堆積地貌和平原形成原因的知識建構(gòu)，暗線是增進(jìn)思維的深刻性，培養(yǎng)人地和諧的發(fā)展觀念。在河流污染情境中，教師先引發(fā)學(xué)生對被污染河流印象的疑問，隨后讓學(xué)生對污染河段的全景圖進(jìn)行溯因推理，同時開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)，結(jié)合生物學(xué)科中“人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響”和“化學(xué)學(xué)科中愛護(hù)水資源”這兩章節(jié)內(nèi)容，教師展開小組合作，分析污染影響以及治理策略，讓學(xué)生認(rèn)識到河流污染可能會影響河流的侵蝕作用和水生態(tài)系統(tǒng)，間接對地貌發(fā)育產(chǎn)生影響。該情境的明線是河流污染的成因、治理和跨學(xué)科章節(jié)知識建構(gòu)，暗線是提高思維的發(fā)散性，培養(yǎng)科學(xué)探索精神、尊重保護(hù)自然的生態(tài)觀念，增強(qiáng)社會責(zé)任感。3.課后階段在課后階段中，教師歸納學(xué)生在情境中所學(xué)習(xí)的知識，幫助學(xué)生建立知識體系框架，隨后還要展示學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，這些成果包括學(xué)生在學(xué)習(xí)中解決問題的方式以及各種精彩的發(fā)現(xiàn)等。最后，教師幫助學(xué)生鞏固知識，將情境中獲得的知識進(jìn)行遷移。教師還需要利用在全景教學(xué)平臺獲得的學(xué)情數(shù)據(jù)反饋，借助多元數(shù)據(jù)開展教師評價(jià)和學(xué)生自我評價(jià)，準(zhǔn)確有效地測評學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展情況，以對本次課進(jìn)行總結(jié)，最后根據(jù)反饋，改進(jìn)和修正相應(yīng)教學(xué)環(huán)節(jié)?；谌凹夹g(shù)的高中地理情境教學(xué)模式評價(jià)1.多元化評價(jià)評價(jià)主體被劃分為教師評價(jià)和學(xué)生評價(jià)。教師評價(jià)是指教師通過觀察等方式評價(jià)學(xué)生在全景地理學(xué)習(xí)平臺的表現(xiàn)和成長，學(xué)生評價(jià)是指學(xué)生的自我評價(jià)。教師將不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生進(jìn)行分類，對于在全景地理學(xué)習(xí)活動中觀察分析能力強(qiáng)的學(xué)生，更多評價(jià)他們在思維進(jìn)階能力上的表現(xiàn)；對于能力較弱的學(xué)生，則給予鼓勵和表揚(yáng)，積極引導(dǎo)，評價(jià)更注重他們在學(xué)習(xí)中的情感和方式轉(zhuǎn)變。2.豐富評價(jià)方式全景教學(xué)平臺以任務(wù)布置、問題情境測驗(yàn)、行動觀察記錄或者問卷的方式對相應(yīng)活動進(jìn)行評價(jià)，這些方式