彰顯學(xué)科理念，優(yōu)化學(xué)習(xí)方式

孫浩+蔡珍樹

【摘 要】針對(duì)3S技術(shù)在高中地理探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)中的探討和研究，就是為了讓學(xué)生在對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行認(rèn)知、交流、建構(gòu)與反思中，實(shí)現(xiàn)3S技術(shù)與探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)的有機(jī)整合。在依托傳統(tǒng)地理學(xué)習(xí)活動(dòng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)基于3S技術(shù)的探究式地理學(xué)習(xí)活動(dòng)，有助于體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的主體性。

【關(guān)鍵詞】探究式學(xué)習(xí);高中地理;3S技術(shù);優(yōu)化

【中圖分類號(hào)】G633.5 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1005-6009（2015）42-0063-02

【作者簡介】1.孫浩，江蘇省連云港高級(jí)中學(xué)（江蘇連云港，222042）教師;2.蔡珍樹，江蘇省連云港高級(jí)中學(xué)（江蘇連云港，222042）教師。

現(xiàn)代社會(huì)正處于一個(gè)信息爆炸的時(shí)代，信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日益迅猛，已成為當(dāng)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要特點(diǎn)。日益嚴(yán)峻的人口、資源、環(huán)境以及發(fā)展問題，對(duì)學(xué)生基本的3S技術(shù)素養(yǎng)提出了更嚴(yán)格的要求，因此，3S技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的推廣與普及迫在眉睫。教育部在2003年頒布的《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》中，創(chuàng)造性地將3S技術(shù)納入高中地理教學(xué)的范疇，為3S技術(shù)應(yīng)用于高中地理教育教學(xué)提供了新思路。

基于3S技術(shù)的高中地理探究式學(xué)習(xí)注重學(xué)生的自學(xué)質(zhì)疑、交流展示與探究協(xié)作等環(huán)節(jié)的融合，這將成為3S技術(shù)在高中地理學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)中的切入點(diǎn)與創(chuàng)新之處。在高中地理探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展中，很多活動(dòng)由于各種因素的限制往往難以開展，而借助3S技術(shù)平臺(tái)，只需教師精心設(shè)計(jì)活動(dòng)流程就可付諸實(shí)踐。也有一些探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)以3S技術(shù)平臺(tái)為支撐，在教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成、學(xué)生探究能力的培養(yǎng)以及教學(xué)效果的提升等方面取得了良好的效果。但是并非所有的地理探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)都需要依托3S技術(shù)平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)，本文對(duì)基于3S技術(shù)的高中地理探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)的類型選擇作如下探討。

一、轉(zhuǎn)換時(shí)空尺度，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

在高中地理教學(xué)的研究對(duì)象中，很多知識(shí)點(diǎn)都具有時(shí)間和空間尺度跨度大的特點(diǎn)，也有很多教學(xué)情境是學(xué)生難以身臨其境的。例如，在對(duì)洪澇、干旱、滑坡、泥石流等自然災(zāi)害知識(shí)點(diǎn)的探究中，由于此類自然災(zāi)害具有難以預(yù)測(cè)性及潛在危險(xiǎn)性等特點(diǎn)，在針對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展時(shí)，很難進(jìn)入實(shí)地研究。這就需要借助全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）等3S技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行分析和探究，還可以依托相關(guān)軟件進(jìn)行三維模擬再現(xiàn)，從而讓學(xué)生更直觀地感受和理解這一知識(shí)點(diǎn)。

又如，在對(duì)自然保護(hù)區(qū)、工業(yè)園區(qū)、海岸地貌等知識(shí)的探究調(diào)研中，如能實(shí)地考察，這將大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及探究能力。但是，在教學(xué)實(shí)際中，迫于時(shí)間、經(jīng)費(fèi)、安全等諸方面因素的制約，不可能進(jìn)行實(shí)地參觀考察。而教師借助3S技術(shù)平臺(tái)設(shè)計(jì)探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生查閱資料、圖片、視頻等各類信息，并在地理探究實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用相關(guān)軟件進(jìn)行交互式操作來模擬實(shí)地考察。這樣一來，學(xué)生在輕松理解對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，探究、合作等能力也將得到提升。

再例如，運(yùn)用下墊面對(duì)氣溫日變化的影響演示界面，可以探究不同下墊面狀況對(duì)氣溫日變化的影響。該演示界面由“沙地”“草地”“林地”“湖泊”以及輔助工具組成。點(diǎn)擊各個(gè)模塊可以了解對(duì)應(yīng)的屬性，通過不同顏色和測(cè)量工具顯示的時(shí)間和溫度數(shù)值來判斷不同下墊面對(duì)氣溫日變化的影響。其中“自定義”模塊是一個(gè)虛擬的界面，學(xué)生可以自行調(diào)節(jié)下墊面的組成狀況，從而呈現(xiàn)出不同的變化結(jié)果。輔助工具包括放大縮小工具、測(cè)量工具、參數(shù)調(diào)節(jié)以及顯示工具。這樣一來，學(xué)生可以通過對(duì)這一組數(shù)據(jù)及生成的圖像的對(duì)比，將對(duì)這一抽象知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)提升至理解層面。

二、優(yōu)化信息傳遞，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

基于3S技術(shù)的高中地理探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)對(duì)于學(xué)生利用信息技術(shù)自主獲取資料、獨(dú)立操作軟件以及分析圖形圖像等能力均有比較高的要求。采用圖層結(jié)構(gòu)可以將地理事物的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行表達(dá)，空間分層疊加就是將兩個(gè)或兩個(gè)以上的圖層在相同的空間位置進(jìn)行疊加。比如將一個(gè)區(qū)域的耕地層、林地層、交通層等圖層疊加在一起，進(jìn)行組合或綜合顯示。還可以將圖層設(shè)置為不同等級(jí)，將這些圖層進(jìn)行疊加，可以制作出反映某一方面的專題信息圖。

例如，在探究影響工業(yè)區(qū)位因素的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，可以將某一地區(qū)的工業(yè)分布圖和交通分布圖、河流分布圖、人口分布圖以及盛行風(fēng)向等圖層打開，通過這樣的分層疊加可以讓學(xué)生自己結(jié)合課本知識(shí)自行探究。在探究的過程中，該專題的難點(diǎn)將被一一突破，學(xué)生通過讀圖分析，很自然地就會(huì)理解影響工業(yè)分布的自然因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素。這樣一來，教師只需稍加引導(dǎo)和點(diǎn)撥，學(xué)生就能較輕松地掌握相關(guān)地理知識(shí)。與此同時(shí)，學(xué)生的空間分析能力以及大局觀也能得到培養(yǎng)。

再如，在探究住宅區(qū)的選址時(shí)，需要綜合考慮住宅區(qū)對(duì)居民的消費(fèi)水平、交通通達(dá)度、地租高低、環(huán)境污染以及基礎(chǔ)設(shè)施是否完善等條件的相關(guān)要求，這就需要借助GIS的緩沖區(qū)功能分析來實(shí)現(xiàn)。此外，還可以依托GIS相關(guān)軟件本身自帶的地圖屬性數(shù)據(jù)，輔助設(shè)計(jì)專題地圖以供進(jìn)一步的探究。例如，利用江蘇省行政區(qū)劃圖和江蘇省四星高中分布信息來制作江蘇省擁有的四星高中數(shù)量密度專題圖，并探究四星高中的轄射范圍與學(xué)校發(fā)展實(shí)力的關(guān)系等。

三、借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，體現(xiàn)數(shù)據(jù)支撐

很多高中地理探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展需要借助大量的數(shù)據(jù)作支撐。因特網(wǎng)中浩如煙海的信息可供我們篩選利用，網(wǎng)絡(luò)不僅能夠給探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)提供大量的地理信息數(shù)據(jù)，而且能夠提供時(shí)效性強(qiáng)的信息，便于我們掌握最新的數(shù)據(jù)資源。對(duì)于學(xué)習(xí)過程中需要大量地理信息數(shù)據(jù)作支撐的探究活動(dòng)，就需要依托3S技術(shù)平臺(tái)來開展。

例如，探究分析判斷氣候類型這一單元活動(dòng)，學(xué)生在了解相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)如果想更深入理解某地的實(shí)際氣候特征，就需要從氣象部門網(wǎng)站收集該地多年降水量和氣溫的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。利用數(shù)據(jù)分析軟件加以篩選、分析、整理，最終生成柱狀圖或折線圖等專題圖像，將降水量與氣溫變化情況加以展示，分析當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣?。事?shí)上，在國內(nèi)外已經(jīng)有一些國家和地區(qū)的政府機(jī)構(gòu)通過網(wǎng)絡(luò)為社會(huì)提供獲取數(shù)據(jù)信息的平臺(tái)。例如，我國香港天文臺(tái)網(wǎng)站就向社會(huì)開放，學(xué)生可以根據(jù)自己的需求，自行瀏覽與下載相關(guān)數(shù)據(jù)，制作不同地區(qū)氣候變化圖以及探究氣象災(zāi)害對(duì)人類活動(dòng)的影響。此外，像美國宇航局就通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)讓中學(xué)生與宇航員對(duì)話，并收集關(guān)于宇宙空間的各種信息。位于伯克利的勞倫斯國家級(jí)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)研制開發(fā)出一款網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件，學(xué)生可以遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)獲取從專業(yè)天文望遠(yuǎn)鏡收集到的天文觀測(cè)數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)開展相關(guān)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)。

四、優(yōu)化教學(xué)情境，培養(yǎng)探究意識(shí)

在魯教版地理教材中，每個(gè)單元活動(dòng)都設(shè)置了大量實(shí)驗(yàn)操作類探究學(xué)習(xí)活動(dòng)。由于地理學(xué)科的特殊性，很多地理現(xiàn)象、地理規(guī)律的影響因素復(fù)雜多樣，通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行探究比較困難，大部分難以真切地反映地理原理，或者需要長時(shí)間的探究才能得出結(jié)論。這在目前的高中地理教學(xué)中是不現(xiàn)實(shí)的，如果將這些地理實(shí)驗(yàn)操作設(shè)計(jì)為基于3S技術(shù)的探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)形式，利用相關(guān)3S軟件開發(fā)模擬出各種虛擬地理事物和實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)，學(xué)生就可以運(yùn)用軟件依據(jù)實(shí)際需要對(duì)各種虛擬地物進(jìn)行地理現(xiàn)象的探究操作模擬，從而更加直觀地理解地理現(xiàn)象、地理規(guī)律的復(fù)雜性。

例如，在探究城市功能分區(qū)的規(guī)劃時(shí)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下可以通過3S軟件制作一幅三維虛擬城市地圖，在虛擬的城市版圖上模擬呈現(xiàn)該城市的位置、地形、盛行風(fēng)向及資源分布等基本信息。然后，學(xué)生就可以依據(jù)這些信息，結(jié)合城市功能分區(qū)的選址需求合理地規(guī)劃布局商業(yè)區(qū)、住宅區(qū)和工業(yè)區(qū)。在探究的過程中，學(xué)生可以將代表不同功能分區(qū)的地理事物對(duì)號(hào)入座，在相應(yīng)的位置規(guī)劃布局城市的功能分區(qū)，并闡述這樣布局的合理性。同時(shí)，還可以設(shè)置相關(guān)條件在學(xué)生布局規(guī)劃不合理時(shí)給予適當(dāng)提示。例如，當(dāng)學(xué)生把商業(yè)區(qū)布局在交通通達(dá)度不高的郊外時(shí)或者把工業(yè)區(qū)布局在盛行風(fēng)的上風(fēng)向或是河流的上游時(shí)，系統(tǒng)就給出相應(yīng)的布局不合理提示。這樣，就能激發(fā)學(xué)生探究問題的興趣，學(xué)生在探究學(xué)習(xí)活動(dòng)過程中就會(huì)對(duì)城市功能分區(qū)這一知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生更加深刻的理解。