信息技术支持下PBL教学模式在地理教学中的实践——以“登珠峰识地形”为例.pdf

地理信息技术542023 年 第 14 期一、信息技术支持下PBL学习环境的构建PBL教学模式强调真实情境的创设、学生学习的真实发生以及对学习过程的评价和反思，这些都迫切要求信息技术的引入和支持。普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）（以下简称“新课标”）也提出，信息技术作为资源的来源、认知的工具、交流的平台、管理的手段，运用于课程的设计、实施和管理。为了让PBL教学模式更有效地开展和实施，笔者依托学校开发的智慧校园平台构建教学环境。平台包括教室物联平台-超脑、大屏幕、教师机和学生机（见图1）。教师可将学习资料、教学工具、评价媒介等资源提前储存在大屏幕和教师机中，以备教学时随时调用。而交互式平台具备的交互、编辑、储存、书写、显示等功能，既可以发挥教师在课堂上引导、启发、监控、评价等主导作用，又能充分体现学生在学习过程中的主动性、积极性与创造性。信息技术还能让学生的学习过程可视化，让教师及时掌握学生的学习情况并做出相应调整和引导，为教学的过程性评价提供显性依据。因此，教师要善于将传统的地理教学与信息化教学结合起来，实现二者的优势互补，以信息化带动地理教学现代化，提升地理课堂教学效率及质量。图1 基于交互式平台和多媒体软件构建的PBL教学环境二、信息技术支持下PBL教学模式在教学设计中的实施1.课程目标设计本次以“登珠峰 识地形探等高线地形图”为主题，以交互式平板为载体，利用奥维互动地图软件，模拟珠峰二维和三维的等高线地形图辅助教学，并在真实的情境中通过任务驱动、问题设置，完成对等高线地形图的教学。主要有以下3个学习目标。（1）归纳等高线地形图的基本特点，归纳山峰、盆地（或洼地）、山脊、山谷、鞍部、陡崖等山体部位的等高线特点。徐潇（上海市建平中学,上海 200135）摘要：PBL是以问题为导向的教学方法，是基于现实世界的以学生为中心的教育模式，而信息技术支持下的教学环境更利于地理课堂真实学习情境的创设和开展。本文依托交互式平板和奥维互动地图等信息技术，以2020年中国登山队攀登珠峰为情境，以设计北坡登山线路为任务，以问题导学为线索，对等高线地形图进行选图、识图、绘图、用图的演绎，落实等高线的基本特征、判读技巧及其应用，培育学生的区域认知、地理实践力等核心素养，为“双新”背景下高中地理教学与研究提供借鉴与参考。关键词：PBL；等高线地形图；信息技术中图分类号：G633.55信息技术支持下 P B L教学模式在信息技术支持下 P B L教学模式在地理教学中的实践地理教学中的实践以“登珠峰 识地形以“登珠峰 识地形”为例为例地理信息技术552023 年 第 14 期（2）阅读交互式和纸质版等高线地形图，在设计北坡登山路线这一任务驱动下，判读不同山体部位，归纳等高线的数值、疏密、形状等特点，掌握等高线地形图的基本判读技巧；通过规划线路、模拟登峰，体会等高线地形图在现实生活中的重要性，培养地理实践力和地理空间思维。（3）理解登珠峰关乎着国家主权，关系到自然灾害、生态环境、科技发展等方面，从情感层面感悟中国登山队为了国家主权不畏艰险、勇攀高峰的勇气，感受中国科学家为了科学事业对自然的求知探索精神。2.教学主体设计借助学校开发的智慧校园平台构建教学环境，将课件、奥维互动地图软件和软件使用指南提前下载到大屏幕和平板上，为后续学习做好准备。PBL教学模式主张教学要以学生为中心，以解决问题为核心。本课例的教学设计从学生的心理特点和认知规律出发，将登珠峰的真实情境贯穿教学始终，以规划北坡登珠峰路线为驱动任务，通过问题的设置和导引，将学科知识融入问题中，把知识结构转化为能力结构。学生以小组为单位，借助交互式平板，利用触屏技术在平板上进行北坡登峰路线的绘制、编辑、分享、展示和评价。在任务的解决过程中，达成对等高线地形图的基本特征、判读技巧及其应用的深度学习。三、信息技术支持下PBL教学模式在教学中的实践1.创设情境，激发兴趣在导入环节利用多媒体播放攀登者预告片，基于2020年中国登山队再次登上珠峰这一事件创设真实情境，激发学生的好奇心和学习兴趣。2.以问导学，选图识图以“登山运动中应选择携带怎样的地图”为话题，辨别不同类型地图。围绕“什么是等高线地形图”“等高线地形图中有哪些地形信息”“为登山选择合适图幅的地形图”等问题，进行等高线地形图的判读。以真实生活为情境，唤起学生对初中学过的地图知识的记忆，在选图冲突中深入认识等高线地形图，便于将新知纳入其已有的知识构架中。3.任务驱动，读图绘图展示比例尺为1:60000、等高距为100米的珠峰等高线地形图（见图2），学生3人一组，共同设计北坡登山路线。为了使绘图任务难度适切，将任务分解为以下2个阶段。图2 珠峰等高线地形图任务1：在等高线地形图中找到路线中的起止点。起点珠峰大本营（海拔5200米）；终点珠峰顶点（海拔8844.43米）。任务2：在奥维互动地图上，根据软件绘图使用步骤，用“编辑”“画线”“轨迹设置”“属性”等工具绘制出一条从北坡登珠峰的路线，并使用“分享给好友”功能分享路线。本环节以绘制登山路线为任务情境，深入阅读等高线地形图，尝试实战演练地形地貌知识，巩固学习成果。这个过程中学生会产生绘图冲突和思维碰撞，体会到地理学科的实用性，以及真实登山路线选择的复杂性。4.问题引领，评价反馈教师将每组分享的路线展示在大屏幕上（见图3），采用“屏幕传输”进行共享，学生可以同时借助大屏幕和学生机观察各组绘制的路线。基于这些路线和学生的最近发展区，设计问题链，引导学生对各组路线进行对比和评价，选出最佳路线，并与真实登顶路线进行对比。问题1：对比各组画的路线，看看自己的路线和其他组有何差异？看看哪条路线不可行（不合理）？为什么？问题2：大家绘制的这些路线大致有两类趋势，即分别从东绒布冰川和中绒布冰川攀登，请各组分别就选线的理由进行简单说明。问题3：这两类路线是沿着什么地形部位登山的？地理信息技术562023 年 第 14 期这些区域的等高线特征有何共性和差异？问题4：对比自己小组绘制的路线和北坡常规登珠峰路线，有怎样的不同？问题5：我国登山队的常规路线为什么选择了东绒布冰川沿线，而没有选择中绒布冰川沿线？学生画出的线路千差万别，需要对画出的路线做出反馈。这里是本节课最重要也是最难的部分。既需要学生在解决问题中习得如何借助等高线的数值大小、疏密程度、形状（弯曲或凸向）来进行地形地势的判读，同时也是对学生识图、用图能力的检验。在实际操作中，为了帮助学生达成对路线的对比和甄选，利用软件将不同颜色的登山路线平面图转换成三维立体实景图（见图4），给学生强烈的视觉冲突和认知冲突，让他们在甄选路线的过程中和图图转换的体验中，提升思维认知。5.拓展延伸，情感共鸣展示“目前登珠峰的19条路线图”和“南北坡路线的长度对比图”，结合“北坳冰壁”和“第二台阶”实景图，感悟中国登山队不畏艰险，克服困难，勇攀高图3 学生绘制的路线在奥维互动地图界面中的二维呈现图4 各组绘制的路线在奥维互动地图界面中的三维呈现地理信息技术572023 年 第 14 期峰的勇气，让学生基于情境产生情感共鸣。问题1：中国登山队选择的北坡路线是不是最佳攀登路线呢？问题2：北坡路线这么艰难，为什么还要去攀登呢？问题3：等高线地形图除了用于登山，在生产生活中还有哪些应用？四、思考1.问题的设计要用心构思PBL教学模式的核心是问题的设置。问题既是学习的起点，也是激发学生思维过程的“导火索”。通过情境问题的层层导入来引导学生发现问题，并在解决问题的过程中，建立与问题相关的知识结构。(1)问题的设置要围绕教学内容和教学目标(1)问题的设置要围绕教学内容和教学目标问题设置往往基于教师对教材内容的把控，教师要善于对教学内容进行解读、挖掘、整合甚至重组。看看哪些内容适合设计问题，是思维不顺畅的地方，还是容易产生认知冲突的地方。教师还可以挖掘教学内容的矛盾之处来设置问题，以此激发学生的认知冲突。例如，在对“绘制的登珠峰路线进行甄选和评价”环节，设置了“山脊和山谷区分和应用（同类相近事物的认知冲突）”“路线的选择不仅仅受地形因素的影响，还可能受气候、冰川等很多实际因素的影响（理论与实际的认知冲突）”，以此引发学生的思维冲突。问题设置也要思考设计什么类型的问题才能落实教学目标，是设置具有标准答案、结构良好的知识性问题，还是设置能唤起学生创造性思维、引发持续性思考的能力性问题。一个好的问题的提出需要教师前期查找大量的素材并进行设计，这对教师的教学能力、时间和精力都提出了更高的要求。(2)问题的设置要基于学生学情(2)问题的设置要基于学生学情问题的设置要遵循学生的认知规律和认知水平，要指向学生的最近发展区，学生乐于参与其中，才能让提问变得有意义。我们可以立足于整体，以学生的认知基础为起点，设计一些不同难度梯度的问题链或问题组，逐步引导学生自我发现认知结构与当前学习内容之间的认同和冲突。让学生在有时间、有空间、有情节、有问题的环境中经历知识学习的过程。问题链的设置要由浅入深、层层递进。教师可以按照知识点间的逻辑联系设置发散性思维问题，培养学生的综合思维。特别注意的是，所有设置的问题都是预设。在实际教学中，仍要以学生的思想发展为主线，而不是刻板地按照预设问题进行教学。这就要求教师在备课时要多做预判，在教学时要多做适应性引导。2.技术的融入要优化组合PBL教学模式以真实情境为背景，以体验、探究、问题解决为主要教学过程，而信息技术在创设真实情境和提供深度学习体验方面具有不可替代的作用。(1)充分发挥不同信息技术的服务功能(1)充分发挥不同信息技术的服务功能借助信息技术可以加强学生对现实世界的感知和理解，可以支持学生自主性实践操作，丰富学生的个性化学习体验，还可以让学生的学习过程可视化。面对目前应用于教学中的多种信息技术，教师要熟知其各项功能。哪些可以支持学生实践操作？哪些适用于开展讨论？哪些能帮助教师控班？哪些能实现过程性评价？例如，笔者在前期搜集教学资料时，利用GoogleEarth和ArcGIS获取珠峰不同比例尺、不同等高距的等高线地形图；在教学时，利用交互式平台对教学节奏进行调整；在情境创设和评价时，则借助奥维互动地图软件展示珠峰等高线地形图和学生绘制的路线。这些都有效激发了学生的学习兴趣，提高了课堂的呈现效果和学生学习的参与度。(2)明确信息技术的介入时间(2)明确信息技术的介入时间信息技术的应用不仅要掌握其使用方法，还要明确这些功能应该在什么时候使用。例如，本课例在基于各组路线讨论和甄选环节就需要“屏幕传输”到学生机，让每个学生不受座位限制都能看到各组路线并参与到讨论中来。但是在讨论之后，教师总评时就需要利用“屏幕锁屏”来引导学生将注意力集中到大屏幕。所以教师要对教学环节和学生的学习习惯有所了解。此外，网络环境的不稳定性情况也需要教师在备课时多加考虑，有备无患。因此，在地理课堂转型和探索过程中，要积极调整新技术、新方式下的师生关系；要敢于探究信息技术如GIS、RS、GNSS的使用原理和应用案例；发挥不同信息技术工具的优点，合理地融入教学，更好地为教学服务。让学生的学习方式发生转变，学习过程真正有效发生，使核心素养真正落地。综上所述，与传统教学模式相比，PBL教学模式充分体现了以学生为主体的课程改革要求，在培养学生主动思考、课堂参与等方面起到了积极作用。而信息技术又为这种模式的开展提供了平台。在新课程、新教材改革的大背景下，要以地理核心素养为导向，积极探索更加符合学生认知和发展的教学新模式，为“双新”背景下的教育教学改革添砖加瓦。（责任编校：赵鹏飞）