基于GIS技術開展項目式學習探析

袁文容

《地理教育國際憲章2016》這樣描述地理對教育的貢獻：“受過地理教育的公民能夠理解人與人的關系，也能夠理解個人對自然環境和他人的責任?！薄暗乩韺W習不僅賦予青少年21世紀的核心素養，而且引入獨特的調查工具，如地圖、實地考察，以及功能強大的數字通信技術?！?鄉土地理以學校所在地區的生活環境為主要學習內容，教學中要“引導學生主動參與，學以致用，培養學生的實踐能力，使學生樹立可持續發展的觀念，增強學生愛祖國、愛家鄉的情感?！币虼?，鄉土地理非常適合開展項目式學習，進行地理實地考察、調研等活動，從真實的情景出發，更好地激發學生的學習興趣，引導學生深入調研，利用GIS技術更好地將調研獲取的一手數據資料可視化表達和分析，培養學生的地理核心素養。

一、PBL學習

項目式學習（Project-Based Learning）是指在特定的時間，為實現特定的目標，以任務為導向，以小組合作方式解決項目任務的學習方式［1］。與傳統的中學地理教學相比，項目式學習立足于解決真實問題，關注學生的個體差異，更加注重創新精神和創造能力的培養。

二、GIS技術在項目式學習中的優勢

1.滿足地理教學對信息化發展的需要

2018年4月教育部印發的《教育信息化2.0行動計劃》，標志著教育信息化時代的到來。2021年12月印發的《“十四五”國家信息化規劃》指出，“十四五”期間，“國家將推進信息技術、智能技術與教育教學融合的教育教學變革?！弊鳛槌踔谢A學科，地理教學應依托于地理信息技術（GIS）的發展，努力將知識資源數字化，平面資源立體化。

2.滿足個性化教學的需求

項目式學習立足于解決真實問題，關注學生的個體差異，關注學生的學習體驗和過程。GIS在具有信息量大、功能強、可視性佳的優勢。鄉土地理教學內容靈活，基于身邊的地理事物開展項目式學習，引導學生利用現代信息技術采集數據，利用GIS的數據可視化表達定制專題地圖，有利于創設真實的教學情境，激發學生的學習興趣和探究熱情。利用GIS的空間疊加數據分析功能可以滿足學生地理空間思維能力培養的需要，在理解地理事物之間的相互關系的過程中培養學生的區域認知和綜合思維素養。

三、GIS支持下的項目式學習思路

本文結合GIS在中學地理教學中的應用功能，初步設計了基于GIS的項目式學習流程（圖1）。查閱資料和頭腦風暴確立項目，以實地調研和問卷調查為主要研究方法，通過GIS的數據可視化功能對采集的數據進行制圖表達，進而為調研報告的撰寫和成果推廣提供數據和地理事實支撐。學生參與項目研究的學習過程表現和成果均可利用學習評估量表進行自評、互評和師評。

四、以鄉土地理為載體開展項目式學習

1.研讀課程標準要求，明確項目學習內容

鄉土地理為小區域的教學，教師在指導學生立項之前，須仔細研讀鄉土地理課程標準。2022版義務教育地理課程標準在“認識家鄉”部分內容明確要求：“舉例說明家鄉環境及生產發展給當地居民生活帶來的影響和變化，并嘗試用綠色發展理念，對家鄉的發展規劃提出合理建議，增強熱愛家鄉和建設家鄉的意識?！?教學中要關注學生探究能力、創新意識、實踐能力和社會責任感的培養，促進學生全面發展和師生共同發展。在“地理實踐”部分課程標準要求學生能設計簡單的調查方案，利用問卷、訪談等形式進行社會調查。設計簡單的考察方案，利用工具進行觀察、觀測等野外考察。

基于此，學生通過查閱資料和討論，確定項目式學習的主題為“西堤頭鎮生活垃圾分類收集的調查研究”，通過垃圾分類調查主題實踐活動旨在幫助學生認識學校所在地區的生活環境，以及垃圾分類給居民生活帶來的影響和變化，結合調查發現的問題結合綠色發展理念提出可行性建議，引導學生主動參與、知行合一，培養學生的實踐能力，樹立可持續發展的觀念，增強愛祖國、愛家鄉的情感。

2.項目調查方法

（1）實地調查法

實地走訪調查東堤頭村、西堤頭村和劉快莊村，并利用手機軟件“六只腳”App采集垃圾收集點的經緯度、垃圾桶分類情況、垃圾量、垃圾類型、垃圾中塑料的比例等數據。

（2）問卷調查法

教師指導學生設計調查問卷、利用“問卷星”平臺將兩份調查問卷分別發放給本校學生和學校周邊三個村莊的居民，進行抽樣調查，了解學生和居民的垃圾分類意識。

（3）GIS分析法

將調研數據進行轉化處理后鏈接到Arcmap10.7，對垃圾分類收集點進行可視化表達，對垃圾量和垃圾中可回收垃圾的比例進行“核密度分析”。

3.項目實施，助力地理核心素養培育

（1）實地調研獲取數據，培養地理實踐力

地理課程是一門兼有自然學科和社會學科性質的基礎課程，學生平時接受和探究的地理知識是現成的，實地調查、問卷調查和GIS分析都是生成性的知識。學生調研過程中利用手機軟件“六只腳”App采集垃圾桶分布與數量、單日垃圾量、垃圾類型、可回收垃圾比例、垃圾分類情況等數據，并利用“騰訊文檔”整理和共享數據（圖2），既培養了學生的地理實踐力，也能幫助學生養成嚴謹的科學探索習慣。

（2）GIS數據可視化，培養區域認知

皮亞杰的建構主義認為，外部環境發生變化，而原有認知結構無法同化新環境提供的信息時就會引起的兒童認知結構發生重組與改造。在完成了“認識全球”和“認識區域（世界地理和中國地理）”的學習基礎上，開展實地調研和問卷調查，會使學生聯系已有知識，對鄉土地理知識進行主動探索、主動發現和主動建構，從而更好地培養學生的區域認知素養。

（3）GIS數據分析，培養綜合思維

將調研采集的數據進行經緯度格式轉化，鏈接到GIS軟件Arcmap10.7中，對生活垃圾收集點分布、垃圾量、可回收垃圾比例進行可視化表達，輸出鄉土地圖（圖3、圖4、圖5）。根據“西堤頭鎮垃圾收集點分布圖”（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情況，認識三個村垃圾分類基礎設施現狀；根據“西堤頭鎮垃圾桶與垃圾量分布圖”（圖4）分析三個村垃圾量分布現狀、原因及存在問題；根據“西堤頭鎮垃圾桶與塑料比例分布圖”（圖5）分析三個村可回收垃圾的分布現狀及原因；根據調研數據分析垃圾類型、垃圾分類狀況等分析垃圾分類實施的可行性。學生在制圖、讀圖分析的過程中，學會了從動態與靜態、局部與全面分析問題，數據可視化和分析過程很好地培養了學生的綜合思維、創新能力和創新精神。

（4）撰寫調查報告，培養人地協調觀

教師引導學生對實地調研、調查問卷收集的數據、以及GIS制圖結果進行分析，使學生深入全面地認識到家鄉現階段環境建設存在的問題，歸因分析，并針對性地提出可行性的建議，撰寫家鄉垃圾分類收集的調研報告，報告提綱如圖6所示。這使得學生充分認識到隨著社會經濟的快速發展，為滿足發展的需要，人類大量從自然界獲取資源并排放污染物，人類與自然環境之間的矛盾沖突日益加劇，人地協調觀已顯示出其重要性，只有正確的資源觀、環境觀和發展觀才能獲得可持續發展。

（5）成果推廣，培養責任意識

初中是學生個性化、多樣化的階段， 是落實“立德樹人”的關鍵時期。通過調研獲取家鄉發展與環境建設的一手資料并加以推廣，才能讓更多人了解家鄉發展現狀、存在的問題和可行性建議，才能發揮宣傳和教育的作用。在成果推廣過程中，項目組的學生需要準備大量素材和資料，更加深入認識家鄉，對七八年級在校生和家長進行垃圾分類的宣傳講座，普及垃圾分類知識，培養居民和學生的生態文明意識和可持續發展觀念。并由學校將調研數據和報告提供給政府相關部門，為家鄉的垃圾分類提供數據支撐。成果推廣激發起建設家鄉的志向，培養學生主人翁的責任意識。

4.及時合理評價，培養學習能力

《十四五規劃綱要》中提到，要“完善終身學習體系，建設學習型社會”。合理及時的自我評價、同伴互評和教師評價，能引導學生獨立自主學習與思考；有效保障合作學習共同體的建設，能更好地培養學生自主學習和合作學習能力。

本項目式學習的評價方式包括過程性評價（自評）、成果評價（小組互評、教師評價、家長評價），實現了評價方式和評價主體多元化。評價量表如表1和表2所示。

地理課程性質與項目式學習特征決定著鄉土地理教學離不開生活中的地理，聯系生產、生活實際與地理教學內容，以項目式學習為載體，用GIS技術處理項目開展過程中采集的數據，獲取一手的鄉土地理資料，學習鄉土實踐的方法，提升社會調查、人際交往和跨學科學習的能力，更好地培養學生的地理核心素養，完成立德樹人的根本任務。

參考文獻：

［1］ 侯肖，胡久華.在常規課堂教學中實施項目式學習［J］.教育學報，2016（4）：39-44.