基于GIS技術(shù)開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)探析

袁文容

《地理教育國(guó)際憲章2016》這樣描述地理對(duì)教育的貢獻(xiàn)：“受過(guò)地理教育的公民能夠理解人與人的關(guān)系，也能夠理解個(gè)人對(duì)自然環(huán)境和他人的責(zé)任?！薄暗乩韺W(xué)習(xí)不僅賦予青少年21世紀(jì)的核心素養(yǎng)，而且引入獨(dú)特的調(diào)查工具，如地圖、實(shí)地考察，以及功能強(qiáng)大的數(shù)字通信技術(shù)。” 鄉(xiāng)土地理以學(xué)校所在地區(qū)的生活環(huán)境為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，教學(xué)中要“引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，使學(xué)生樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展的觀念，增強(qiáng)學(xué)生愛(ài)祖國(guó)、愛(ài)家鄉(xiāng)的情感。”因此，鄉(xiāng)土地理非常適合開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，進(jìn)行地理實(shí)地考察、調(diào)研等活動(dòng)，從真實(shí)的情景出發(fā)，更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生深入調(diào)研，利用GIS技術(shù)更好地將調(diào)研獲取的一手?jǐn)?shù)據(jù)資料可視化表達(dá)和分析，培養(yǎng)學(xué)生的地理核心素養(yǎng)。

一、PBL學(xué)習(xí)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Project-Based Learning）是指在特定的時(shí)間，為實(shí)現(xiàn)特定的目標(biāo)，以任務(wù)為導(dǎo)向，以小組合作方式解決項(xiàng)目任務(wù)的學(xué)習(xí)方式［1］。與傳統(tǒng)的中學(xué)地理教學(xué)相比，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)立足于解決真實(shí)問(wèn)題，關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，更加注重創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

二、GIS技術(shù)在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的優(yōu)勢(shì)

1.滿(mǎn)足地理教學(xué)對(duì)信息化發(fā)展的需要

2018年4月教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，標(biāo)志著教育信息化時(shí)代的到來(lái)。2021年12月印發(fā)的《“十四五”國(guó)家信息化規(guī)劃》指出，“十四五”期間，“國(guó)家將推進(jìn)信息技術(shù)、智能技術(shù)與教育教學(xué)融合的教育教學(xué)變革?！弊鳛槌踔谢A(chǔ)學(xué)科，地理教學(xué)應(yīng)依托于地理信息技術(shù)（GIS）的發(fā)展，努力將知識(shí)資源數(shù)字化，平面資源立體化。

2.滿(mǎn)足個(gè)性化教學(xué)的需求

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)立足于解決真實(shí)問(wèn)題，關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和過(guò)程。GIS在具有信息量大、功能強(qiáng)、可視性佳的優(yōu)勢(shì)。鄉(xiāng)土地理教學(xué)內(nèi)容靈活，基于身邊的地理事物開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生利用現(xiàn)代信息技術(shù)采集數(shù)據(jù)，利用GIS的數(shù)據(jù)可視化表達(dá)定制專(zhuān)題地圖，有利于創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情。利用GIS的空間疊加數(shù)據(jù)分析功能可以滿(mǎn)足學(xué)生地理空間思維能力培養(yǎng)的需要，在理解地理事物之間的相互關(guān)系的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的區(qū)域認(rèn)知和綜合思維素養(yǎng)。

三、GIS支持下的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)思路

本文結(jié)合GIS在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用功能，初步設(shè)計(jì)了基于GIS的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)流程（圖1）。查閱資料和頭腦風(fēng)暴確立項(xiàng)目，以實(shí)地調(diào)研和問(wèn)卷調(diào)查為主要研究方法，通過(guò)GIS的數(shù)據(jù)可視化功能對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行制圖表達(dá)，進(jìn)而為調(diào)研報(bào)告的撰寫(xiě)和成果推廣提供數(shù)據(jù)和地理事實(shí)支撐。學(xué)生參與項(xiàng)目研究的學(xué)習(xí)過(guò)程表現(xiàn)和成果均可利用學(xué)習(xí)評(píng)估量表進(jìn)行自評(píng)、互評(píng)和師評(píng)。

四、以鄉(xiāng)土地理為載體開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

1.研讀課程標(biāo)準(zhǔn)要求，明確項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容

鄉(xiāng)土地理為小區(qū)域的教學(xué)，教師在指導(dǎo)學(xué)生立項(xiàng)之前，須仔細(xì)研讀鄉(xiāng)土地理課程標(biāo)準(zhǔn)。2022版義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)在“認(rèn)識(shí)家鄉(xiāng)”部分內(nèi)容明確要求：“舉例說(shuō)明家鄉(xiāng)環(huán)境及生產(chǎn)發(fā)展給當(dāng)?shù)鼐用裆顜?lái)的影響和變化，并嘗試用綠色發(fā)展理念，對(duì)家鄉(xiāng)的發(fā)展規(guī)劃提出合理建議，增強(qiáng)熱愛(ài)家鄉(xiāng)和建設(shè)家鄉(xiāng)的意識(shí)?！?教學(xué)中要關(guān)注學(xué)生探究能力、創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力和社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展和師生共同發(fā)展。在“地理實(shí)踐”部分課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的調(diào)查方案，利用問(wèn)卷、訪談等形式進(jìn)行社會(huì)調(diào)查。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的考察方案，利用工具進(jìn)行觀察、觀測(cè)等野外考察。

基于此，學(xué)生通過(guò)查閱資料和討論，確定項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的主題為“西堤頭鎮(zhèn)生活垃圾分類(lèi)收集的調(diào)查研究”，通過(guò)垃圾分類(lèi)調(diào)查主題實(shí)踐活動(dòng)旨在幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)學(xué)校所在地區(qū)的生活環(huán)境，以及垃圾分類(lèi)給居民生活帶來(lái)的影響和變化，結(jié)合調(diào)查發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題結(jié)合綠色發(fā)展理念提出可行性建議，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、知行合一，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展的觀念，增強(qiáng)愛(ài)祖國(guó)、愛(ài)家鄉(xiāng)的情感。

2.項(xiàng)目調(diào)查方法

（1）實(shí)地調(diào)查法

實(shí)地走訪調(diào)查東堤頭村、西堤頭村和劉快莊村，并利用手機(jī)軟件“六只腳”App采集垃圾收集點(diǎn)的經(jīng)緯度、垃圾桶分類(lèi)情況、垃圾量、垃圾類(lèi)型、垃圾中塑料的比例等數(shù)據(jù)。

（2）問(wèn)卷調(diào)查法

教師指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷、利用“問(wèn)卷星”平臺(tái)將兩份調(diào)查問(wèn)卷分別發(fā)放給本校學(xué)生和學(xué)校周邊三個(gè)村莊的居民，進(jìn)行抽樣調(diào)查，了解學(xué)生和居民的垃圾分類(lèi)意識(shí)。

（3）GIS分析法

將調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理后鏈接到Arcmap10.7，對(duì)垃圾分類(lèi)收集點(diǎn)進(jìn)行可視化表達(dá)，對(duì)垃圾量和垃圾中可回收垃圾的比例進(jìn)行“核密度分析”。

3.項(xiàng)目實(shí)施，助力地理核心素養(yǎng)培育

（1）實(shí)地調(diào)研獲取數(shù)據(jù)，培養(yǎng)地理實(shí)踐力

地理課程是一門(mén)兼有自然學(xué)科和社會(huì)學(xué)科性質(zhì)的基礎(chǔ)課程，學(xué)生平時(shí)接受和探究的地理知識(shí)是現(xiàn)成的，實(shí)地調(diào)查、問(wèn)卷調(diào)查和GIS分析都是生成性的知識(shí)。學(xué)生調(diào)研過(guò)程中利用手機(jī)軟件“六只腳”App采集垃圾桶分布與數(shù)量、單日垃圾量、垃圾類(lèi)型、可回收垃圾比例、垃圾分類(lèi)情況等數(shù)據(jù)，并利用“騰訊文檔”整理和共享數(shù)據(jù)（圖2），既培養(yǎng)了學(xué)生的地理實(shí)踐力，也能幫助學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探索習(xí)慣。

（2）GIS數(shù)據(jù)可視化，培養(yǎng)區(qū)域認(rèn)知

皮亞杰的建構(gòu)主義認(rèn)為，外部環(huán)境發(fā)生變化，而原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)無(wú)法同化新環(huán)境提供的信息時(shí)就會(huì)引起的兒童認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生重組與改造。在完成了“認(rèn)識(shí)全球”和“認(rèn)識(shí)區(qū)域（世界地理和中國(guó)地理）”的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，開(kāi)展實(shí)地調(diào)研和問(wèn)卷調(diào)查，會(huì)使學(xué)生聯(lián)系已有知識(shí)，對(duì)鄉(xiāng)土地理知識(shí)進(jìn)行主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和主動(dòng)建構(gòu)，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的區(qū)域認(rèn)知素養(yǎng)。

（3）GIS數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)綜合思維

將調(diào)研采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)緯度格式轉(zhuǎn)化，鏈接到GIS軟件Arcmap10.7中，對(duì)生活垃圾收集點(diǎn)分布、垃圾量、可回收垃圾比例進(jìn)行可視化表達(dá)，輸出鄉(xiāng)土地圖（圖3、圖4、圖5）。根據(jù)“西堤頭鎮(zhèn)垃圾收集點(diǎn)分布圖”（圖3）分析東堤頭村、西堤頭村、劉快莊村的垃圾桶分布和分類(lèi)情況，認(rèn)識(shí)三個(gè)村垃圾分類(lèi)基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀；根據(jù)“西堤頭鎮(zhèn)垃圾桶與垃圾量分布圖”（圖4）分析三個(gè)村垃圾量分布現(xiàn)狀、原因及存在問(wèn)題；根據(jù)“西堤頭鎮(zhèn)垃圾桶與塑料比例分布圖”（圖5）分析三個(gè)村可回收垃圾的分布現(xiàn)狀及原因；根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)分析垃圾類(lèi)型、垃圾分類(lèi)狀況等分析垃圾分類(lèi)實(shí)施的可行性。學(xué)生在制圖、讀圖分析的過(guò)程中，學(xué)會(huì)了從動(dòng)態(tài)與靜態(tài)、局部與全面分析問(wèn)題，數(shù)據(jù)可視化和分析過(guò)程很好地培養(yǎng)了學(xué)生的綜合思維、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。

（4）撰寫(xiě)調(diào)查報(bào)告，培養(yǎng)人地協(xié)調(diào)觀

教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)地調(diào)研、調(diào)查問(wèn)卷收集的數(shù)據(jù)、以及GIS制圖結(jié)果進(jìn)行分析，使學(xué)生深入全面地認(rèn)識(shí)到家鄉(xiāng)現(xiàn)階段環(huán)境建設(shè)存在的問(wèn)題，歸因分析，并針對(duì)性地提出可行性的建議，撰寫(xiě)家鄉(xiāng)垃圾分類(lèi)收集的調(diào)研報(bào)告，報(bào)告提綱如圖6所示。這使得學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為滿(mǎn)足發(fā)展的需要，人類(lèi)大量從自然界獲取資源并排放污染物，人類(lèi)與自然環(huán)境之間的矛盾沖突日益加劇，人地協(xié)調(diào)觀已顯示出其重要性，只有正確的資源觀、環(huán)境觀和發(fā)展觀才能獲得可持續(xù)發(fā)展。

（5）成果推廣，培養(yǎng)責(zé)任意識(shí)

初中是學(xué)生個(gè)性化、多樣化的階段， 是落實(shí)“立德樹(shù)人”的關(guān)鍵時(shí)期。通過(guò)調(diào)研獲取家鄉(xiāng)發(fā)展與環(huán)境建設(shè)的一手資料并加以推廣，才能讓更多人了解家鄉(xiāng)發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題和可行性建議，才能發(fā)揮宣傳和教育的作用。在成果推廣過(guò)程中，項(xiàng)目組的學(xué)生需要準(zhǔn)備大量素材和資料，更加深入認(rèn)識(shí)家鄉(xiāng)，對(duì)七八年級(jí)在校生和家長(zhǎng)進(jìn)行垃圾分類(lèi)的宣傳講座，普及垃圾分類(lèi)知識(shí)，培養(yǎng)居民和學(xué)生的生態(tài)文明意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展觀念。并由學(xué)校將調(diào)研數(shù)據(jù)和報(bào)告提供給政府相關(guān)部門(mén)，為家鄉(xiāng)的垃圾分類(lèi)提供數(shù)據(jù)支撐。成果推廣激發(fā)起建設(shè)家鄉(xiāng)的志向，培養(yǎng)學(xué)生主人翁的責(zé)任意識(shí)。

4.及時(shí)合理評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力

《十四五規(guī)劃綱要》中提到，要“完善終身學(xué)習(xí)體系，建設(shè)學(xué)習(xí)型社會(huì)”。合理及時(shí)的自我評(píng)價(jià)、同伴互評(píng)和教師評(píng)價(jià)，能引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)與思考；有效保障合作學(xué)習(xí)共同體的建設(shè)，能更好地培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)能力。

本項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)方式包括過(guò)程性評(píng)價(jià)（自評(píng)）、成果評(píng)價(jià)（小組互評(píng)、教師評(píng)價(jià)、家長(zhǎng)評(píng)價(jià)），實(shí)現(xiàn)了評(píng)價(jià)方式和評(píng)價(jià)主體多元化。評(píng)價(jià)量表如表1和表2所示。

地理課程性質(zhì)與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)特征決定著鄉(xiāng)土地理教學(xué)離不開(kāi)生活中的地理，聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際與地理教學(xué)內(nèi)容，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為載體，用GIS技術(shù)處理項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)，獲取一手的鄉(xiāng)土地理資料，學(xué)習(xí)鄉(xiāng)土實(shí)踐的方法，提升社會(huì)調(diào)查、人際交往和跨學(xué)科學(xué)習(xí)的能力，更好地培養(yǎng)學(xué)生的地理核心素養(yǎng)，完成立德樹(shù)人的根本任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 侯肖，胡久華.在常規(guī)課堂教學(xué)中實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí)［J］.教育學(xué)報(bào)，2016（4）：39-44.