信息技術支持下PBL 教學模式在地理教學中的實踐
——以“登珠峰 識地形”為例

徐 瀟

（上海市建平中學, 上海 200135）

一、信息技術支持下PBL學習環境的構建

PBL教學模式強調真實情境的創設、學生學習的真實發生以及對學習過程的評價和反思，這些都迫切要求信息技術的引入和支持。《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）也提出，信息技術作為資源的來源、認知的工具、交流的平臺、管理的手段，運用于課程的設計、實施和管理。

為了讓PBL教學模式更有效地開展和實施，筆者依托學校開發的智慧校園平臺構建教學環境。平臺包括教室物聯平臺-超腦、大屏幕、教師機和學生機（見圖1）。教師可將學習資料、教學工具、評價媒介等資源提前儲存在大屏幕和教師機中，以備教學時隨時調用。而交互式平臺具備的交互、編輯、儲存、書寫、顯示等功能，既可以發揮教師在課堂上引導、啟發、監控、評價等主導作用，又能充分體現學生在學習過程中的主動性、積極性與創造性。信息技術還能讓學生的學習過程可視化，讓教師及時掌握學生的學習情況并做出相應調整和引導，為教學的過程性評價提供顯性依據。因此，教師要善于將傳統的地理教學與信息化教學結合起來，實現二者的優勢互補，以信息化帶動地理教學現代化，提升地理課堂教學效率及質量。

圖1 基于交互式平臺和多媒體軟件構建的PBL教學環境

二、信息技術支持下PBL教學模式在教學設計中的實施

1.課程目標設計

本次以“登珠峰 識地形——探等高線地形圖”為主題，以交互式平板為載體，利用奧維互動地圖軟件，模擬珠峰二維和三維的等高線地形圖輔助教學，并在真實的情境中通過任務驅動、問題設置，完成對等高線地形圖的教學。主要有以下3個學習目標。

（1）歸納等高線地形圖的基本特點，歸納山峰、盆地（或洼地）、山脊、山谷、鞍部、陡崖等山體部位的等高線特點。

（2）閱讀交互式和紙質版等高線地形圖，在設計北坡登山路線這一任務驅動下，判讀不同山體部位，歸納等高線的數值、疏密、形狀等特點，掌握等高線地形圖的基本判讀技巧；通過規劃線路、模擬登峰，體會等高線地形圖在現實生活中的重要性，培養地理實踐力和地理空間思維。

（3）理解登珠峰關乎著國家主權，關系到自然災害、生態環境、科技發展等方面，從情感層面感悟中國登山隊為了國家主權不畏艱險、勇攀高峰的勇氣，感受中國科學家為了科學事業對自然的求知探索精神。

2.教學主體設計

借助學校開發的智慧校園平臺構建教學環境，將課件、奧維互動地圖軟件和軟件使用指南提前下載到大屏幕和平板上，為后續學習做好準備。

PBL教學模式主張教學要以學生為中心，以解決問題為核心。本課例的教學設計從學生的心理特點和認知規律出發，將登珠峰的真實情境貫穿教學始終，以規劃北坡登珠峰路線為驅動任務，通過問題的設置和導引，將學科知識融入問題中，把知識結構轉化為能力結構。學生以小組為單位，借助交互式平板，利用觸屏技術在平板上進行北坡登峰路線的繪制、編輯、分享、展示和評價。在任務的解決過程中，達成對等高線地形圖的基本特征、判讀技巧及其應用的深度學習。

三、信息技術支持下PBL教學模式在教學中的實踐

1.創設情境，激發興趣

在導入環節利用多媒體播放《攀登者》預告片，基于2020年中國登山隊再次登上珠峰這一事件創設真實情境，激發學生的好奇心和學習興趣。

2.以問導學，選圖識圖

以“登山運動中應選擇攜帶怎樣的地圖”為話題，辨別不同類型地圖。圍繞“什么是等高線地形圖”“等高線地形圖中有哪些地形信息”“為登山選擇合適圖幅的地形圖”等問題，進行等高線地形圖的判讀。

以真實生活為情境，喚起學生對初中學過的地圖知識的記憶，在選圖沖突中深入認識等高線地形圖，便于將新知納入其已有的知識構架中。

3.任務驅動，讀圖繪圖

展示比例尺為1:60000、等高距為100米的珠峰等高線地形圖（見圖2），學生3人一組，共同設計北坡登山路線。為了使繪圖任務難度適切，將任務分解為以下2個階段。

圖2 珠峰等高線地形圖

任務1：在等高線地形圖中找到路線中的起止點。起點——珠峰大本營（海拔5200米）；終點——珠峰頂點（海拔8844.43米）。

任務2：在奧維互動地圖上，根據軟件繪圖使用步驟，用“編輯”—“畫線”—“軌跡設置”—“屬性”等工具繪制出一條從北坡登珠峰的路線，并使用“分享給好友”功能分享路線。

本環節以繪制登山路線為任務情境，深入閱讀等高線地形圖，嘗試實戰演練地形地貌知識，鞏固學習成果。這個過程中學生會產生繪圖沖突和思維碰撞，體會到地理學科的實用性，以及真實登山路線選擇的復雜性。

4.問題引領，評價反饋

教師將每組分享的路線展示在大屏幕上（見圖3），采用“屏幕傳輸”進行共享，學生可以同時借助大屏幕和學生機觀察各組繪制的路線。基于這些路線和學生的最近發展區，設計問題鏈，引導學生對各組路線進行對比和評價，選出最佳路線，并與真實登頂路線進行對比。

圖3 學生繪制的路線在奧維互動地圖界面中的二維呈現

問題1：對比各組畫的路線，看看自己的路線和其他組有何差異？看看哪條路線不可行（不合理）？為什么？

問題2：大家繪制的這些路線大致有兩類趨勢，即分別從東絨布冰川和中絨布冰川攀登，請各組分別就選線的理由進行簡單說明。

問題3：這兩類路線是沿著什么地形部位登山的？這些區域的等高線特征有何共性和差異？

問題4：對比自己小組繪制的路線和北坡常規登珠峰路線，有怎樣的不同？

問題5：我國登山隊的常規路線為什么選擇了東絨布冰川沿線，而沒有選擇中絨布冰川沿線？

學生畫出的線路千差萬別，需要對畫出的路線做出反饋。這里是本節課最重要也是最難的部分。既需要學生在解決問題中習得如何借助等高線的數值大小、疏密程度、形狀（彎曲或凸向）來進行地形地勢的判讀，同時也是對學生識圖、用圖能力的檢驗。在實際操作中，為了幫助學生達成對路線的對比和甄選，利用軟件將不同顏色的登山路線平面圖轉換成三維立體實景圖（見圖4），給學生強烈的視覺沖突和認知沖突，讓他們在甄選路線的過程中和圖圖轉換的體驗中，提升思維認知。

圖4 各組繪制的路線在奧維互動地圖界面中的三維呈現

5.拓展延伸，情感共鳴

展示“目前登珠峰的19條路線圖”和“南北坡路線的長度對比圖”，結合“北坳冰壁”和“第二臺階”實景圖，感悟中國登山隊不畏艱險，克服困難，勇攀高峰的勇氣，讓學生基于情境產生情感共鳴。

問題1：中國登山隊選擇的北坡路線是不是最佳攀登路線呢？

問題2：北坡路線這么艱難，為什么還要去攀登呢？

問題3：等高線地形圖除了用于登山，在生產生活中還有哪些應用？

四、思考

1.問題的設計要用心構思

PBL教學模式的核心是問題的設置。問題既是學習的起點，也是激發學生思維過程的“導火索”。通過情境問題的層層導入來引導學生發現問題，并在解決問題的過程中，建立與問題相關的知識結構。

(1)問題的設置要圍繞教學內容和教學目標

問題設置往往基于教師對教材內容的把控，教師要善于對教學內容進行解讀、挖掘、整合甚至重組。看看哪些內容適合設計問題，是思維不順暢的地方，還是容易產生認知沖突的地方。教師還可以挖掘教學內容的矛盾之處來設置問題，以此激發學生的認知沖突。例如，在對“繪制的登珠峰路線進行甄選和評價”環節，設置了“山脊和山谷區分和應用（同類相近事物的認知沖突）”“路線的選擇不僅僅受地形因素的影響，還可能受氣候、冰川等很多實際因素的影響（理論與實際的認知沖突）”，以此引發學生的思維沖突。

問題設置也要思考設計什么類型的問題才能落實教學目標，是設置具有標準答案、結構良好的知識性問題，還是設置能喚起學生創造性思維、引發持續性思考的能力性問題。一個好的問題的提出需要教師前期查找大量的素材并進行設計，這對教師的教學能力、時間和精力都提出了更高的要求。

(2)問題的設置要基于學生學情

問題的設置要遵循學生的認知規律和認知水平，要指向學生的最近發展區，學生樂于參與其中，才能讓提問變得有意義。我們可以立足于整體，以學生的認知基礎為起點，設計一些不同難度梯度的問題鏈或問題組，逐步引導學生自我發現認知結構與當前學習內容之間的認同和沖突。讓學生在有時間、有空間、有情節、有問題的環境中經歷知識學習的過程。

問題鏈的設置要由淺入深、層層遞進。教師可以按照知識點間的邏輯聯系設置發散性思維問題，培養學生的綜合思維。特別注意的是，所有設置的問題都是預設。在實際教學中，仍要以學生的思想發展為主線，而不是刻板地按照預設問題進行教學。這就要求教師在備課時要多做預判，在教學時要多做適應性引導。

2.技術的融入要優化組合

PBL教學模式以真實情境為背景，以體驗、探究、問題解決為主要教學過程，而信息技術在創設真實情境和提供深度學習體驗方面具有不可替代的作用。

(1)充分發揮不同信息技術的服務功能

借助信息技術可以加強學生對現實世界的感知和理解，可以支持學生自主性實踐操作，豐富學生的個性化學習體驗，還可以讓學生的學習過程可視化。面對目前應用于教學中的多種信息技術，教師要熟知其各項功能。哪些可以支持學生實踐操作？哪些適用于開展討論？哪些能幫助教師控班？哪些能實現過程性評價？例如，筆者在前期搜集教學資料時，利用GoogleEarth和ArcGIS獲取珠峰不同比例尺、不同等高距的等高線地形圖；在教學時，利用交互式平臺對教學節奏進行調整；在情境創設和評價時，則借助奧維互動地圖軟件展示珠峰等高線地形圖和學生繪制的路線。這些都有效激發了學生的學習興趣，提高了課堂的呈現效果和學生學習的參與度。

(2)明確信息技術的介入時間

信息技術的應用不僅要掌握其使用方法，還要明確這些功能應該在什么時候使用。例如，本課例在基于各組路線討論和甄選環節就需要“屏幕傳輸”到學生機，讓每個學生不受座位限制都能看到各組路線并參與到討論中來。但是在討論之后，教師總評時就需要利用“屏幕鎖屏”來引導學生將注意力集中到大屏幕。所以教師要對教學環節和學生的學習習慣有所了解。此外，網絡環境的不穩定性情況也需要教師在備課時多加考慮，有備無患。

因此，在地理課堂轉型和探索過程中，要積極調整新技術、新方式下的師生關系；要敢于探究信息技術如GIS、RS、GNSS的使用原理和應用案例；發揮不同信息技術工具的優點，合理地融入教學，更好地為教學服務。讓學生的學習方式發生轉變，學習過程真正有效發生，使核心素養真正落地。

綜上所述，與傳統教學模式相比，PBL教學模式充分體現了以學生為主體的課程改革要求，在培養學生主動思考、課堂參與等方面起到了積極作用。而信息技術又為這種模式的開展提供了平臺。在新課程、新教材改革的大背景下，要以地理核心素養為導向，積極探索更加符合學生認知和發展的教學新模式，為“雙新”背景下的教育教學改革添磚加瓦。