通過構建虛擬實踐課堂培養(yǎng)高中生地理綜合思維素養(yǎng)

摘 要：近年來，隨著數(shù)字化、信息化產業(yè)的快速發(fā)展，其產品也逐漸應用于各類學科的教學當中。而我們基于互聯(lián)網信息化空間，搭接云數(shù)據(jù)信息共享等便利，結合數(shù)字化技術把虛擬實踐課堂引進高中地理課堂教學中，通過為學生提供仿真虛擬環(huán)境，可以大大的提高教師教學的效率，提高學生學習的主動性和積極性。同時，培養(yǎng)了學生的地理綜合思維素養(yǎng)，進而提高了解決實際地理問題的能力。

關鍵詞：虛擬實踐課堂;數(shù)字化;地理教學;地理綜合思維素養(yǎng)

地理學研究的地理原理錯綜復雜，涉獵廣泛。不僅涉及到氣候、水文、地形、植被和土壤等自然要素以及這些要素之間的相互關聯(lián)和影響，還會與人文要素交織，最終在不同的區(qū)域環(huán)境中，呈現(xiàn)出各種獨特表現(xiàn)。因此，在分析實際的地理問題時，就需要學生們具備一定的地理綜合思維能力。而怎樣才能培養(yǎng)起學生的地理綜合思維能力，進而提升學生的地理綜合思維素養(yǎng)呢？地理虛擬實踐課堂正是這樣一種，在真實實踐條件不允許的情況下，能夠為學生提供實踐學習途徑的地理課堂。這種地理虛擬實踐課堂既能提高學生的學習效率，同時也能讓學生在不走出教室的情況下最大程度地感受真實的地理現(xiàn)象，讓學生如身臨其境，從而能夠更深入和全面地思考相關問題，引導學生多維度、多層次地分析和解決問題，從而提升學生地理綜合思維能力和素養(yǎng)。

一、虛擬實踐課堂的含義

虛擬實踐課堂是運用計算機系統(tǒng)等數(shù)字化設備，結合VR（虛擬現(xiàn)實）和AR（增強現(xiàn)實）技術虛擬合成的數(shù)字化自然界的體驗式課堂。是“通過計算機系統(tǒng)等設備將自然界氣候、水文、人文等地理信息進行加工，在計算機上生成的、可交互的三維環(huán)境中，能夠為學生提供沉浸感覺的模擬性實踐課堂?！盵1]

虛擬實踐課堂能借用計算機系統(tǒng)模擬出一個類似于現(xiàn)實的逼真的虛擬環(huán)境，并讓學生在數(shù)字化設備的支持下，感受到傳統(tǒng)課堂上難以實現(xiàn)的仿真體驗，給學生提供身臨其境的感受。通過對增強現(xiàn)實中地理環(huán)境各要素的分析激發(fā)學生思考，引導學生多維度、多方式、多層次地分析地理事物的發(fā)展規(guī)律，進而幫助學生提升地理綜合思維素養(yǎng)。

二、虛擬實踐課堂構建的必要性

地理綜合思維素養(yǎng)的形成需要一定的地理環(huán)境的實踐性體驗，由于地理環(huán)境獨特的地域性、空間性以及綜合性給學生地理綜合思維素養(yǎng)的培養(yǎng)帶來極大的困難，地域性表現(xiàn)為不同區(qū)域自然地理環(huán)境和人文地理環(huán)境存在差異;空間性表現(xiàn)為地理要素存在于不同空間尺度范圍之中;綜合性表現(xiàn)為地理學科包羅萬象，涉及到時間、空間、地域性以及人文歷史變遷等自然因素和社會因素。由于地理學問題的復雜性，需要學生通過盡量科學而直觀的方式，對問題進行細致和全面的分析，才能達到提升地理綜合思維能力的作用。

另外，地理學作為一門跨界學科，其不僅僅限于地表以外的物質空間，還涉及到地底層結構特征研究。在課堂教學中如果單純使用PPT、網絡搜索等功能，已不能很好地幫助學生對地理綜合知識進行深度學習。由此可見，學生的學習難度可想而知。特別是當前教學設施有限，一些學校對地理學科建設設置不夠合理，對教學內容設計不夠創(chuàng)新，對創(chuàng)新型技術引進不夠重視。導致學生在基礎知識體系分析、實踐課堂深度分析等方面面臨很大的學習壓力，加之幾乎沒有什么野外實踐活動的機會，因此在解決實際問題中，綜合知識了解程度往往僅浮于表面，致使知識的深度分析難以實現(xiàn)，就更不用說自身創(chuàng)新能力的展現(xiàn)了。在當前問題迫在眉睫的情況下，構建虛擬實踐課堂實施教學，將有助于減輕教師壓力并提高教學效率和效果，進一步提升學生地理綜合分析能力和素養(yǎng)，并且節(jié)省了學習時間，達到事半功倍的作用。并且虛擬實踐課堂的大部分體驗內容可以無限次重復使用，節(jié)約資源。因此把虛擬實踐課堂技術引入高中地理學科，實現(xiàn)了地理教學內容和教學形式的優(yōu)化，為廣大高中生創(chuàng)造高效的學習氛圍，提供優(yōu)秀的受教媒介。

三、通過虛擬實踐課堂培養(yǎng)高中生地理綜合思維素養(yǎng)的途徑

高中生思維發(fā)展表現(xiàn)為能運用理論假設進行思維，能撇開具體事物，運用抽象的概念進行邏輯思維。針對高中生的思維發(fā)展特點，我們可以通過虛擬實踐教學培養(yǎng)高中生地理綜合思維能力，提升其綜合思維素養(yǎng)。

1.為學生提供良好的虛擬實踐課堂教學環(huán)境

虛擬實踐課堂能夠幫助學生建立系統(tǒng)性學習思路，通過新型學習方法化解課堂上“疑難雜癥”，培養(yǎng)學生正確的思維模式和知識結構，以及分析問題、解決問題的能力，學生通過虛擬現(xiàn)實三維立體圖形展現(xiàn)技術更深入地學習地理知識，提高地理綜合思維素養(yǎng)，實現(xiàn)預期目標。虛擬實踐課堂技術為課堂教學和教學實踐方式提供虛擬真實場景的可實施化模型，例如，“通過使用Global Mappe等軟件信息化后的地理環(huán)境三維模型，創(chuàng)造性的展現(xiàn)三江平原、青藏高原、山川河流、沙漠雪山等，輔助計算機系統(tǒng)，搭載GIS（地理信息系統(tǒng)）更有效規(guī)范化模擬室外課堂教學場景，讓學生只在教室即可體驗戶外調研全過程”[2]。

2.通過構建開放式的虛擬實踐課堂內容培養(yǎng)學生綜合思維能力

虛擬地理實踐課堂通過VR（虛擬現(xiàn)實）和AR（增強現(xiàn)實）技術，結合地理結構和動態(tài)環(huán)境搭建的學習平臺，能夠將地理學科復雜的知識內容整合為一個整體，為學生提供可視化三維虛擬地理環(huán)境場景。學生通過其交互性的特點，可以更加主動地在虛擬的真實地理環(huán)境中自由探究，進而培養(yǎng)學生地理綜合思維素養(yǎng)。例如，“學生通過計算機輸入核定指令，計算機自動整合地理信息大數(shù)據(jù)統(tǒng)計并分析資源，為學生提供真實地理綜合現(xiàn)象，學生通過已有地理知識結構體系與創(chuàng)新型虛擬實踐場景進行綜合相互作用，提取自身需求目標，以科學系統(tǒng)分析整合虛擬現(xiàn)實合成成果，在創(chuàng)新地理綜合思維素質方面會得到不斷突破?！盵3]

3.通過虛擬實踐課堂的整合形式提升學生地理綜合思維素養(yǎng)

虛擬實踐課堂通過計算機系統(tǒng)及VR（虛擬現(xiàn)實）和AR（增強現(xiàn)實）技術，并結合互聯(lián)網建立實踐性課堂教學體系，其教學重點就在實踐和創(chuàng)新上，它可以很好地讓高中學生通過虛擬實踐課堂梳理自己思維過程和加強綜合思維素質訓練。由于每個區(qū)域自然和人文要素的不同，所呈現(xiàn)出來的三維模型也不同，這就要求學生需要以整化零的方式整體綜合分析各要素在網絡虛擬實踐課堂中的作用。通過深入了解各個要素，再通過整合各地理信息資源，進而很好地訓練和優(yōu)化學生綜合思維能力。

四、結論

無論是傳統(tǒng)地理教學思維方式還是如今虛擬實踐課堂教學思維方式，我們都應該秉持著積極向上的心態(tài)合理看待每一種方式，重點提升學生地理綜合思維素養(yǎng)，提升其基礎知識水平。通過計算機系統(tǒng)和VR（虛擬現(xiàn)實）和AR（增強現(xiàn)實）技術的途徑，以虛擬實踐課堂為手段，通過人機交互模式解決地理現(xiàn)實問題，可以很好地改善教學環(huán)境和優(yōu)化地理課堂，進而提高教師的地理教育水平和提升學生的地理綜合思維素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]張述林.基于VR技術的地理教學[J].地理教學，2018（07）：43-46

[2]林賢福.基于虛擬仿真技術的高校地理實踐教學的整合[J].寧德師專學報，2008.20.4（11）：401-403.

[3]鄭曉東.運用可視化思維工具培養(yǎng)地理綜合思維素養(yǎng)[J].中小學教師培訓，2017（02）：68-71

作者簡介：

胡利學（1982--）男，云南華寧人，大學本科，中學一級，高中地理教師，研究方向：地理教學。