對照新課標(biāo)利用地理信息技術(shù)支撐地理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)

摘要：隨著新課標(biāo)的頒布與實(shí)施，如何落實(shí)地理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成為廣大地理教育工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。地理信息技術(shù)的利用有效加強(qiáng)了學(xué)生對真實(shí)世界的理解，改變了學(xué)生知識獲得的方式，增強(qiáng)了學(xué)生地理學(xué)習(xí)的個(gè)性化，有效支持了地理實(shí)踐活動，因此地理信息技術(shù)不僅是高中地理課程的重要組成部分，更是落實(shí)地理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要工具。但地理信息技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)沒有達(dá)到應(yīng)有的使用標(biāo)準(zhǔn)，本文基于新課標(biāo)探討地理信息技術(shù)在高中地理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)中的應(yīng)用路徑和提升策略，拋磚引玉，以期為一線地理教育工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：地理信息技術(shù)；核心素養(yǎng)；高中地理

一、引言

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）明確提出地理學(xué)科四大核心素養(yǎng)，包括人地協(xié)調(diào)觀、綜合思維、區(qū)域認(rèn)知和地理實(shí)踐力。同時(shí)，在基本理念中也明確創(chuàng)新培育地理學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)方式，要求充分利用地理信息技術(shù)，營造直觀、實(shí)時(shí)、生動的地理教學(xué)環(huán)境。[1]由于部分教師對于新課標(biāo)缺乏足夠的認(rèn)知，對地理信息技術(shù)應(yīng)用的必要性和可行性沒有清晰地認(rèn)識，再加上教師地理信息技術(shù)素養(yǎng)較低，地理信息技術(shù)在高中地理教學(xué)過程中遠(yuǎn)沒有達(dá)到應(yīng)有的使用標(biāo)準(zhǔn)，地理信息技術(shù)還沒有真正地走進(jìn)地理教學(xué)，不利于地理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。教師亟需積極采用遙感（RS）、全球地位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、數(shù)字地球、網(wǎng)絡(luò)GIS、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等地理信息技術(shù)開展地理教學(xué)活動，提升高中地理教學(xué)質(zhì)量。

二、地理信息技術(shù)概況

“3S”技術(shù)是地理信息技術(shù)的核心。遙感技術(shù)（RS）是指通過利用地球上不同物體對電磁波發(fā)射、反射和吸收特性不同的原理，借助對電磁波敏感的儀器，來獲取遠(yuǎn)距離外目標(biāo)物的波譜信息，通過分析，來揭示目標(biāo)物的特點(diǎn)和發(fā)展變化的綜合探測技術(shù)[2]。全球定位系統(tǒng)（GPS）是指借助人造衛(wèi)星傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘杹泶_定地球表面某一地點(diǎn)精確位置的測量定位技術(shù)[3]。地理信息系統(tǒng)（GIS）是指在計(jì)算機(jī)技術(shù)支持下，對地球表層的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲、運(yùn)算、分析和應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)[4]。地理信息技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，以地理信息技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)的地理軟件可有效輔助高中地理教學(xué)，提升教學(xué)質(zhì)量。如谷歌地球Google Earth、LocaSpace Viewer軟件等，這些軟件不僅操作簡單，而且功能強(qiáng)大，隨著地理信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，地理信息技術(shù)軟件在地理教學(xué)中應(yīng)用越來越受關(guān)注。

三、新課標(biāo)下地理信息技術(shù)在高中地理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)中的應(yīng)用路徑

（一）利用地理信息技術(shù)培養(yǎng)高中生區(qū)域認(rèn)知素養(yǎng)

區(qū)域認(rèn)知指人們運(yùn)用空間—區(qū)域的觀點(diǎn)認(rèn)識地理環(huán)境的思維方式和能力，人類生存的地理環(huán)境多種多樣，將其劃分成不同尺度、不同類型的區(qū)域加以認(rèn)識，是人們認(rèn)識地理環(huán)境復(fù)雜性的基本方法。地理信息技術(shù)在區(qū)域認(rèn)知、區(qū)域比較和區(qū)域發(fā)展評價(jià)方面優(yōu)勢非常突出。LocaSpace Viewer是一款國產(chǎn)三維數(shù)字地球軟件，在教學(xué)中該軟件具有服務(wù)器穩(wěn)定、操作界面友好、功能齊全、使用說明詳細(xì)和數(shù)據(jù)獲取方便等獨(dú)特的優(yōu)勢。在區(qū)域地理學(xué)習(xí)的過程中，運(yùn)用LocaSpace Viewer軟件可以快速準(zhǔn)確地確定某一區(qū)域的空間位置和空間范圍。例如在軟件的地名搜索欄輸入“山東省”進(jìn)行搜索，在右側(cè)三維地球上就會快速顯示出山東省的空間位置和空間范圍，再通過鼠標(biāo)的縮放，全方位觀察山東省的空間位置和范圍，利于學(xué)生理解區(qū)域的概念、樹立區(qū)域尺度思想。在教學(xué)的過程中，教師可以利用眾多的具有空間定位功能的地理信息技術(shù)軟件不斷訓(xùn)練提升學(xué)生的地理空間理解能力，提高課堂教學(xué)效果。

區(qū)域比較主要是比較區(qū)域地理事物的空間差異和時(shí)間差異。LocaSpace viewer軟件具有加載遙感影像的功能，例如利用LocaSpace viewer的遙感影像來對比我國四大高原的地表特征的差異，借助遙感影像，學(xué)生可以容易得出青藏高原遠(yuǎn)看是山、近看成川、雪峰連綿、綠草如茵，黃土高原千溝萬壑、支離破碎、溝壑縱橫，云貴高原地形崎嶇、峰嶺眾多，內(nèi)蒙古高原地形平坦、草地廣布。遙感影像不僅可以對比不同區(qū)域地理事物的空間差異，還可以利用遙感影像對比地理事物隨著時(shí)間推移而發(fā)生的空間變化，例如在學(xué)習(xí)河流地貌的發(fā)育這一節(jié)時(shí)，可以利用多年遙感影像的對比來解釋河流侵蝕地貌和河流堆積地貌的形成過程。區(qū)域發(fā)展水平和區(qū)域發(fā)展方向受區(qū)域自然和社會經(jīng)濟(jì)等多種要素共同影響。在評價(jià)某一區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和預(yù)測未來發(fā)展方向時(shí)，需要對該區(qū)域要素進(jìn)行綜合分析，利用LocaSpace viewer的圖層疊加功能可以將各專題地圖圖層進(jìn)行疊加分析，可以最大程度地分析出各地理要素對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，明確未來發(fā)展的方向，并據(jù)此提出提升區(qū)域發(fā)展的措施。

（二）利用地理信息系統(tǒng)培養(yǎng)高中生綜合思維素養(yǎng)

綜合思維指人們運(yùn)用綜合的觀點(diǎn)認(rèn)識地理環(huán)境的思維方式和能力。可以將其總結(jié)概括為要素的綜合、時(shí)空的綜合和地方的綜合。GIS的可視化特征有利于培養(yǎng)學(xué)生要素綜合能力，動態(tài)化特征有利于培養(yǎng)學(xué)生的時(shí)空綜合能力，集成性特征有利于培養(yǎng)學(xué)生的地方綜合能力。

MeteoEarth是一款可以提供全球溫度、降水量、風(fēng)力、云量、臺風(fēng)、氣壓等不同天氣要素變化的氣象預(yù)報(bào)軟件[5]，具有圖片分辨率高、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可靠、氣象要素動態(tài)演示等特點(diǎn)，在教學(xué)中應(yīng)用，可以給學(xué)生帶來超強(qiáng)的視覺沖擊，強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生樂學(xué)。例如研究氣溫的影響因素，打開MeteoEarth應(yīng)用并展示全球氣溫分布圖，拖動MeteoEarth應(yīng)用底部的時(shí)間軸，展現(xiàn)1月到12全球氣溫變化，讓學(xué)生仔細(xì)觀察全球氣溫的分布規(guī)律和分布特征，得出緯度是影響氣溫的主要因素，除緯度外，讓學(xué)生觀察青藏高原氣溫和四川盆地氣溫的差異和不同月份海洋和陸地氣溫的差異等，讓學(xué)生得出地形、海陸分布等也是氣溫的重要影響因素。

Nullschool軟件即全球天氣可視化模擬網(wǎng)，最大的優(yōu)勢在于可以展示“海洋運(yùn)動”。例如在學(xué)習(xí)洋流這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，打開 Nullschool軟件并展示全球海洋運(yùn)動動態(tài)演示數(shù)據(jù)，感受實(shí)時(shí)的洋流運(yùn)動狀況，首先，讓學(xué)生思考洋流流向的影響因素，通過觀察可以看出海陸分布影響洋流流向，將洋流運(yùn)動與大氣運(yùn)動疊加得出盛行風(fēng)是洋流流向的重要影響因素，然后讓學(xué)生思考洋流的影響，展示不同季節(jié)北印度洋洋流的運(yùn)動狀況，讓學(xué)生分析鄭和下西洋出發(fā)和返回的時(shí)間，得出洋流對海洋航線的影響。通過展示四大漁場的位置，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)洋流對海洋生物的影響，通過展示南美洲西海岸狹長的沙漠，讓學(xué)生理解洋流對氣候的影響，通過 MeteoEarth、 Nullschool的可視化和動態(tài)化培養(yǎng)學(xué)生綜合思維的能力。

GE的歷史地圖功能可以從不同角度比較同一地區(qū)不同時(shí)間的歷史景觀差異，從動態(tài)的視角展現(xiàn)地理事物的產(chǎn)生、發(fā)展和消亡過程。比如，使用GE軟件查看不同時(shí)間點(diǎn)黃河入?？诘倪b感地圖，并利用其錄屏功能，制作某段時(shí)間內(nèi)黃河三角洲變遷的視頻或動態(tài)圖，讓學(xué)生通過觀看視頻或動態(tài)圖理解黃河三角洲的演變過程，降低空間想象的難度。GIS還可以實(shí)現(xiàn)空間要素流動的可視化，并以動態(tài)的形式展現(xiàn)，為學(xué)生地方性思維的培養(yǎng)提供腳手架。如在人口的遷移教學(xué)的過程中，可以選取2022年春運(yùn)人口遷移狀況作為案例，利用百度遷徙的空間可視化，呈現(xiàn)出春運(yùn)期間中國國內(nèi)人口遷徙的分布狀況，幫助學(xué)生形象地理解當(dāng)前我國人口遷出地和人口遷入地的分布特點(diǎn)，在加深人口遷移知識學(xué)習(xí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生區(qū)際聯(lián)系思維的養(yǎng)成。

（三）利用地理信息技術(shù)培養(yǎng)高中生地理實(shí)踐力

地理實(shí)踐力指人們在觀察、實(shí)驗(yàn)和調(diào)查等地理實(shí)踐活動中所具備的意志品質(zhì)和行動能力。地理實(shí)踐活動的形式多種多樣，新課標(biāo)定義的地理實(shí)踐主要包括考察、實(shí)驗(yàn)和調(diào)查三種形式。地理信息技術(shù)為地理實(shí)踐活動的開展提供有力的支撐，運(yùn)用地理信息技術(shù)模擬、調(diào)查、分析、解決地理問題正逐步成為數(shù)字時(shí)代必備的一種能力。學(xué)生利用軟件自主學(xué)習(xí)，不但可以提高自身的學(xué)習(xí)能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識。

研學(xué)旅行是地理學(xué)科踐行培養(yǎng)學(xué)生地理實(shí)踐力的重要形式，隨著地理信息技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的軟件被應(yīng)用在地理研學(xué)課程中。這些軟件為學(xué)生獲取信息、參與實(shí)踐提供了基礎(chǔ)支持，使得學(xué)生成為研學(xué)旅行中實(shí)踐操作的主體，提高了研學(xué)旅行規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性。例如泰山研學(xué)旅行，可以讓學(xué)生利用地理信息技術(shù)規(guī)劃到達(dá)的路線和旅游線路，測算路途需要時(shí)長，利用戶外助手APP記錄游覽路線和測量景區(qū)面積，利用GPS接收器測算泰山的位置和海拔，利用遙感影像展示泰山的地貌景觀等。實(shí)地考察、實(shí)驗(yàn)等地理實(shí)踐活動存在實(shí)踐場域、安全性等限制性條件，而基于地理信息技術(shù)的實(shí)踐活動具有仿真性和交互性強(qiáng)的特點(diǎn)，不受時(shí)空的限制，是落實(shí)地理實(shí)踐力的有效補(bǔ)充。Google Earth是一款由美國谷歌公司推出的虛擬地球軟件，具有免費(fèi)安裝、操作簡單等特點(diǎn)，Google Earth具有自定義地標(biāo)、定位、歷史圖像、圖層控制等功能。學(xué)生可以利用該軟件進(jìn)行身臨其境的地理考察和研究。例如要考察黃河三角洲，學(xué)生啟動Google Earth軟件，利用定位功能找到考察點(diǎn)，然后利用軟件中的遙感影像或圖片庫中的實(shí)景圖片，并借助軟件中的路徑、標(biāo)尺和視角功能對考察點(diǎn)進(jìn)行觀察，得出考察結(jié)果。最后借助軟件的歷史圖像功能考察三角洲的變化情況，并總結(jié)規(guī)律。

在整個(gè)高中地理知識體系中，地球的運(yùn)動是學(xué)生學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)，Google Earth軟件具有仿真性和沉浸性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以高效、逼真地模擬地理實(shí)驗(yàn)。例如利用Google Earth軟件拖動地球模擬旋轉(zhuǎn)，模擬地球自轉(zhuǎn)，教師引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察并完成地球自轉(zhuǎn)方向、速度、周期等相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，利用Google Earth軟件圖層控制功能疊加晨昏線和陽視運(yùn)動模型讓學(xué)生理解地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地理意義。利用Google Earth的圖層疊加功能，將赤道、南北回歸線、極圈、太陽直射點(diǎn)等地理要素疊加到一起，可以有效地幫助學(xué)生理解地球公轉(zhuǎn)運(yùn)動特點(diǎn)和產(chǎn)生的地理意義。

（四）利用地理信息技術(shù)培養(yǎng)高中生人地協(xié)調(diào)觀

人地協(xié)調(diào)觀指人們對人類與地理環(huán)境之間關(guān)系秉持的正確的價(jià)值觀，是現(xiàn)代地理學(xué)和地理教育的核心觀念。地理信息技術(shù)所呈現(xiàn)的多種信息的可視化結(jié)果更形象地展示了人類和地理環(huán)境的關(guān)系。在地理環(huán)境對人類的影響方面，GIS可以制作不同屬性的專題地圖，如分析氣候地形、水文、土壤等自然因素對農(nóng)業(yè)區(qū)位選擇影響，有助于學(xué)生直觀地理解自然環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。在人類對地理環(huán)境的作用方面，利用GPS的定位功能對黃土高原進(jìn)行定位，并利用遙感影像展示黃土高原的梯田景觀，讓學(xué)生感受人類的聰明才智。而在協(xié)調(diào)人類與地理環(huán)境關(guān)系方面，結(jié)合遙感技術(shù)收集到的不同年份的黃土高原地貌景觀的遙感影像，可以得出黃土高原已經(jīng)成為綠色的高原，從而幫助學(xué)生感受人類活動對地理環(huán)境的影響。最終目的是讓學(xué)生意識到人地協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展的重要性，并形成正確的人地協(xié)調(diào)觀。

四、地理信息技術(shù)培養(yǎng)高中地理核心素養(yǎng)的提升策略

（一）加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)，提升地理信息技術(shù)素養(yǎng)

隨著新課標(biāo)的不斷落實(shí)，越來越多的高中地理教師認(rèn)識到了地理信息技術(shù)應(yīng)用在高中地理教學(xué)中的重要性和必要性，然而現(xiàn)實(shí)是大部分的高中地理教師地理信息技術(shù)素養(yǎng)不高，缺乏專業(yè)技能，不能夠熟練使用地理信息技術(shù)，這就需要教師積極學(xué)習(xí)，從而提升自身的技術(shù)素養(yǎng)。一方面學(xué)?；蚪逃嚓P(guān)部門可以為教師創(chuàng)造學(xué)習(xí)機(jī)會，比如可以組織教師遠(yuǎn)程研修或外出進(jìn)修，也可以邀請高校專家走進(jìn)中學(xué)為一線教師提供理論和實(shí)踐的專業(yè)指導(dǎo)。另一方面許多線上教育平臺有專業(yè)的地理信息技術(shù)相關(guān)課程，教師可以利用課余時(shí)間或寒暑假進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，并動手操作相關(guān)的軟件。另外還可以加強(qiáng)合作交流，同備課組或教研組通過集體教研活動彼此分享心得體會和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)共同提高和進(jìn)步。

教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，樹立以學(xué)生為主體的教學(xué)模式。學(xué)生不僅是地理信息技術(shù)的應(yīng)用對象，更是地理信息技術(shù)的應(yīng)用主體，課堂上學(xué)生在學(xué)習(xí)地理信息技術(shù)知識和應(yīng)用的同時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生操作地理信息技術(shù)相關(guān)軟件解決地理問題，課下學(xué)生還可以利用地理信息技術(shù)開展自主實(shí)踐學(xué)習(xí)，參加地理信息技術(shù)興趣社團(tuán)等，讓學(xué)生切實(shí)感受到地理信息技術(shù)對學(xué)習(xí)和生活的幫助，從而提升學(xué)生的地理信息技術(shù)素養(yǎng)。

（二）完善基礎(chǔ)設(shè)施，優(yōu)化教學(xué)環(huán)境

地理信息技術(shù)應(yīng)用高度依賴學(xué)校配套的基礎(chǔ)設(shè)施，在硬件方面，學(xué)校應(yīng)配備基本的多媒體設(shè)備，方便教師展示圖片、視頻和安裝地理信息技術(shù)軟件等，有條件的學(xué)校還可以建設(shè)多功能教室，并定期檢查和更新教室中的電子設(shè)備。有些地理信息技術(shù)需要聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，因此學(xué)校還要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋。在軟件方面，一方面學(xué)?？梢再徺I和安裝操作較為簡單、應(yīng)用相對成熟的現(xiàn)成軟件，另一方面教育部門可以加強(qiáng)與地理信息技術(shù)研發(fā)公司之間的合作，開發(fā)更加符合教師和學(xué)生需求的便捷教學(xué)軟件。地方和學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)數(shù)字化地理課程資源建設(shè)，逐步建設(shè)專門的地理學(xué)科數(shù)字化課程資源，例如地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、遙感輔助教學(xué)系統(tǒng)、數(shù)字氣象站平臺系統(tǒng)、天文望遠(yuǎn)鏡遙控觀測平臺系統(tǒng)、野外實(shí)踐采集分析與顯示系統(tǒng)等。另外還可以研發(fā)地理課程情境資源庫，包括課程實(shí)例或案例。數(shù)字化課程資源可以以微課等形式集中體現(xiàn)，地方和學(xué)?？梢栽O(shè)計(jì)、錄制、共享微課資源，促進(jìn)課程資源的數(shù)字化，在更廣泛的范圍內(nèi)傳播優(yōu)秀的課程實(shí)例與案例。

五、結(jié)束語

綜上所述，地理信息技術(shù)的應(yīng)用是新課標(biāo)的要求，更是信息時(shí)代背景下教育作出的必然選擇，加強(qiáng)信息技術(shù)與課程的整合是地理學(xué)科發(fā)展和學(xué)生發(fā)展的需要。因此，高中地理教師要充分認(rèn)識地理信息技術(shù)在高中生地理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)中的意義，積極探索地理信息技術(shù)與高中地理教學(xué)的融合路徑，參與到新課程改革的過程中。教師應(yīng)加強(qiáng)自身的建設(shè)，熟練運(yùn)用地理信息技術(shù)解決地理問題，展現(xiàn)地理學(xué)科的魅力，提升教育教學(xué)質(zhì)量。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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[3]曾蘇清.3S技術(shù)應(yīng)用高中地理教學(xué)研究綜述[J].地理教育，2014（Z1）： 97-98.

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沈偉（1981.10-），男，漢族，山東棗莊，碩士研究生，中學(xué)一級教師，研究方向：高中地理教學(xué)。