探索數(shù)智時(shí)代中學(xué)地理教育的優(yōu)化路徑

【摘要】在數(shù)智時(shí)代，為充分發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、提升中學(xué)地理教學(xué)的質(zhì)量，教師應(yīng)當(dāng)積極優(yōu)化教學(xué)方法，尋找科學(xué)的路徑培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。文章探討了數(shù)智技術(shù)在地理教育中的應(yīng)用前景和當(dāng)下部分中學(xué)地理教學(xué)面臨的困境，并從利用數(shù)智技術(shù)呈現(xiàn)中學(xué)地理教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)模式以及轉(zhuǎn)變教師角色三個(gè)方面分析優(yōu)化地理教學(xué)的具體路徑，以期為數(shù)智時(shí)代中學(xué)地理教育的持續(xù)發(fā)展提供有益參考。

【關(guān)鍵詞】數(shù)智技術(shù)；中學(xué)地理教育；優(yōu)化路徑；核心素養(yǎng)

【作者簡介】孔瑞（1988—），女，云南省教育科學(xué)研究院。

鄭瑛（1973—），女，云南省教育科學(xué)研究院。

孫青（1966—），女，云南省昆明市盤龍區(qū)云南財(cái)經(jīng)大學(xué)附屬中學(xué)。

隨著數(shù)智技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，人類社會(huì)逐漸邁入數(shù)智時(shí)代［1］。數(shù)智時(shí)代的新質(zhì)生產(chǎn)力為教育發(fā)展提供了充足的物質(zhì)基礎(chǔ)［2］。《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提出了“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”的建議［3］，《義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》也強(qiáng)調(diào)“依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)和成長規(guī)律，充分考慮學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和差異性，將現(xiàn)代信息技術(shù)與地理教學(xué)充分融合”［4］。在這樣的背景下，教師應(yīng)當(dāng)科學(xué)應(yīng)用新技術(shù)，讓數(shù)智技術(shù)賦能中學(xué)地理教育創(chuàng)新發(fā)展，以培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的人才。但與此同時(shí)，數(shù)智技術(shù)與中學(xué)地理教育的結(jié)合也存在諸多難題。教師需要想清楚如何將數(shù)智技術(shù)有效融入地理教學(xué)，使數(shù)智技術(shù)真正發(fā)揮輔助教學(xué)的作用，也需要想清楚如何利用數(shù)智技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生的地理學(xué)科核心素養(yǎng)，使學(xué)生逐步成為能夠適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展需求的人才。

一、在中學(xué)地理教育中數(shù)智技術(shù)的應(yīng)用分析

（一）數(shù)智技術(shù)在地理教育中的應(yīng)用前景

數(shù)智技術(shù)是數(shù)字化和智能化的有機(jī)融合，數(shù)智化是新型工業(yè)化的鮮明特征，也是形成新質(zhì)生產(chǎn)力的重要途徑。在數(shù)智時(shí)代，教師可以更順利地利用地理信息系統(tǒng)、云計(jì)算平臺(tái)、人工智能技術(shù)開展中學(xué)地理教學(xué)，創(chuàng)新地理教育模式，打造更具趣味性、更加生動(dòng)的地理課堂，推動(dòng)學(xué)生地理學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展。

1.地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)（GIS）具有較強(qiáng)的空間數(shù)據(jù)處理、空間數(shù)據(jù)分析和可視化表達(dá)能力，教師可以借助GIS將各種地理數(shù)據(jù)整合，引導(dǎo)學(xué)生在三維地理空間中理解地理現(xiàn)象，探究地理現(xiàn)象之間的聯(lián)系［5］。通過GIS收集、整理和分析大量地理數(shù)據(jù)后，學(xué)生不但能夠更深入地理解地理現(xiàn)象和地理知識(shí)，還會(huì)發(fā)現(xiàn)地理學(xué)習(xí)的樂趣，提升空間思維能力。因此，中學(xué)地理教師可以嘗試將GIS引入地理教學(xué)，借此豐富教學(xué)內(nèi)容、提高教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生提供更加廣闊的地理學(xué)習(xí)視野和更加實(shí)用的地理數(shù)據(jù)分析工具。

2.云計(jì)算平臺(tái)的普及

云計(jì)算平臺(tái)也被稱為云平臺(tái)，是指基于硬件資源和軟件資源，提供計(jì)算、存儲(chǔ)等服務(wù)的平臺(tái)。中學(xué)地理教師可以利用云計(jì)算平臺(tái)給學(xué)生提供海量的地理教育資源，鼓勵(lì)學(xué)生共享資源、合作學(xué)習(xí)。

3.人工智能輔助地理教學(xué)成為新的發(fā)展趨勢(shì)

教師還可以借助人工智能技術(shù)構(gòu)建智能化的地理教學(xué)系統(tǒng)，從而有效評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和發(fā)展需求，給學(xué)生提供定制的學(xué)習(xí)資源和有效的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，以充分挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能，推動(dòng)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展。與此同時(shí)，教師可以利用這樣的教學(xué)系統(tǒng)了解學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，獲得改進(jìn)教學(xué)模式的科學(xué)依據(jù)。

（二）部分中學(xué)地理教學(xué)面臨的困境

在數(shù)智時(shí)代，傳統(tǒng)的中學(xué)地理教育方法展示出較強(qiáng)的局限性。這是由于傳統(tǒng)的中學(xué)地理教育方法強(qiáng)調(diào)知識(shí)教學(xué)，不夠注重對(duì)學(xué)生思維能力和地理實(shí)踐力的培養(yǎng)，而且具有教學(xué)內(nèi)容較單一、教學(xué)手段較呆板以及教學(xué)評(píng)價(jià)較片面等問題，容易導(dǎo)致學(xué)生在面對(duì)真實(shí)世界中的地理問題時(shí)力不從心。除此之外，在應(yīng)用傳統(tǒng)的中學(xué)地理教育方法時(shí)，教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)效果也相對(duì)較差，因?yàn)榭菰锏睦碚撝R(shí)和缺乏互動(dòng)的課堂教學(xué)活動(dòng)難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

與此同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，地理信息數(shù)據(jù)不斷更新，對(duì)地理現(xiàn)象的研究、分析也在發(fā)生深刻變化。教師繼續(xù)采用傳統(tǒng)的中學(xué)地理教育方法，會(huì)使得中學(xué)地理教育資源的更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于時(shí)代變化，使得地理教育無法與時(shí)俱進(jìn)，學(xué)生無法真正學(xué)到有用的知識(shí)。這不僅會(huì)影響中學(xué)地理教育的質(zhì)量，也會(huì)制約學(xué)生地理學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展。

二、數(shù)智時(shí)代中學(xué)地理教育的優(yōu)化路徑探索

（一）利用數(shù)智技術(shù)呈現(xiàn)中學(xué)地理教學(xué)內(nèi)容

數(shù)據(jù)的電子化加速了數(shù)據(jù)的資源化，而數(shù)據(jù)的資源化使呈現(xiàn)復(fù)雜的地理現(xiàn)象變得簡便。教師可以利用數(shù)智技術(shù)輔助學(xué)生理解地理現(xiàn)象，讓中學(xué)地理教學(xué)內(nèi)容更直觀易懂。

1.展示遙感影像圖

遙感影像圖是地面景觀的三維空間信息在成像平面上的投影。遙感影像圖不僅可以反映地面各種具體事物和地理現(xiàn)象的形態(tài)、色調(diào)、紋理等特征，還可以顯示地面各種具體事物的空間關(guān)系和綜合特征。按照遙感數(shù)據(jù)獲取手段，遙感影像圖可分為航空遙感影像圖和航天（衛(wèi)星）遙感影像圖。地理教材中的教學(xué)資源以文字和靜態(tài)圖片為主，學(xué)生難以據(jù)此全面地理解地理現(xiàn)象和過程。在講解地理教材中的知識(shí)時(shí)，教師可以順勢(shì)展示遙感影像圖，為學(xué)生提供更為直觀、生動(dòng)的地理學(xué)習(xí)材料。這樣做既有助于學(xué)生理解地理知識(shí)，又可以激發(fā)學(xué)生探究地理問題的興趣。例如，教師可以在講述城市化的知識(shí)時(shí)，展示體現(xiàn)城市擴(kuò)張的遙感影像圖，讓學(xué)生清晰地看到城市用地的變化，從而深刻理解城市化的內(nèi)涵和影響。

2.分享實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)具有時(shí)效性強(qiáng)的特點(diǎn)，而且能夠反映區(qū)域地理現(xiàn)象的最新動(dòng)態(tài)和變化趨勢(shì)。在開展中學(xué)地理教學(xué)時(shí)，教師可以根據(jù)教學(xué)需要引入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，同時(shí)培養(yǎng)他們的數(shù)據(jù)分析和處理能力。例如，在講解氣候變化的知識(shí)時(shí)，教師可以引入根據(jù)氣象衛(wèi)星觀測(cè)成果生成的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生了解全球氣候變化的最新情況，以及這些變化對(duì)世界各地的自然環(huán)境造成的影響。

3.展示數(shù)字地圖

數(shù)字地圖具有信息豐富、交互性強(qiáng)等特點(diǎn)。通過數(shù)字地圖，學(xué)生可以輕松地獲取各種地理信息和數(shù)據(jù)，而且可以借此進(jìn)行空間分析。利用數(shù)字地圖，教師可以讓學(xué)生在不離開課堂的情況下深入分析地理現(xiàn)象，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的地理實(shí)踐力和創(chuàng)新思維。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)模式

在數(shù)智時(shí)代，教師可以利用新技術(shù)創(chuàng)新地理教育模式，讓學(xué)生感覺地理課堂更加多樣化、更具趣味性［6］。

1.引入在線學(xué)習(xí)平臺(tái)

借助在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生可以跨越時(shí)空限制，隨時(shí)隨地利用優(yōu)質(zhì)的教育資源展開學(xué)習(xí)。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生在課前、課后利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，讓他們有充分的機(jī)會(huì)鍛煉自主學(xué)習(xí)能力和合作學(xué)習(xí)能力。同時(shí)，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注與地理相關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題，然后利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)學(xué)習(xí)這些社會(huì)熱點(diǎn)問題涉及的地理知識(shí)，以培養(yǎng)他們的社會(huì)責(zé)任感和全球視野。

例如，在教授與地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)有關(guān)的知識(shí)時(shí)，教師可以確定前置學(xué)習(xí)、交互學(xué)習(xí)、拓展學(xué)習(xí)三個(gè)階段的教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)自主學(xué)習(xí)地理知識(shí)。在前置學(xué)習(xí)階段，教師可以通過在線學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布學(xué)案、課前檢測(cè)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生利用線上教學(xué)視頻、電子教材進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。在這一階段，學(xué)生能夠根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和理解能力靈活安排學(xué)習(xí)時(shí)間。在交互學(xué)習(xí)階段，教師可以通過在線學(xué)習(xí)平臺(tái)與學(xué)生交流，及時(shí)解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。與此同時(shí)，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生通過在線學(xué)習(xí)平臺(tái)展開小組討論，深入分析相關(guān)地理現(xiàn)象。在這一階段，學(xué)生可以學(xué)到知識(shí)和技能，獲得豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，而且可以順利發(fā)展地理學(xué)科核心素養(yǎng)?。在課后拓展學(xué)習(xí)階段，教師可以通過在線學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布在線練習(xí)或拓展分析案例，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。在這一階段，教師可以及時(shí)批閱學(xué)生的作業(yè)，由此了解學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況。

2.構(gòu)建線上評(píng)價(jià)系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師難以和全體學(xué)生進(jìn)行深入交流，也難以通過給全體學(xué)生提供一對(duì)一輔導(dǎo)來滿足他們的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。而構(gòu)建線上評(píng)價(jià)系統(tǒng)后，教師可以順利地利用新技術(shù)分析學(xué)生的作業(yè)和學(xué)生完成作業(yè)的情況，從而準(zhǔn)確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)薄弱點(diǎn)，生成符合學(xué)生期待的量身定制的學(xué)習(xí)指南，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)他們存在的問題，并指導(dǎo)學(xué)生一步一步地解決問題。

例如，在教授有關(guān)氣候類型的知識(shí)時(shí)，教師可以利用線上評(píng)價(jià)系統(tǒng)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)表現(xiàn)，如學(xué)習(xí)時(shí)長、答題準(zhǔn)確率、參與討論的情況等。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，教師可以有效地調(diào)整教學(xué)策略。與此同時(shí)，線上評(píng)價(jià)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)給他們分享相關(guān)學(xué)習(xí)資源。也就是說，如果學(xué)生在某個(gè)知識(shí)點(diǎn)上反復(fù)出錯(cuò)，線上評(píng)價(jià)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)推送類似的練習(xí)題和講解這些練習(xí)題的視頻；如果學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度較快，線上評(píng)價(jià)系統(tǒng)會(huì)給他們提供更具挑戰(zhàn)性的內(nèi)容。

（三）轉(zhuǎn)變教師角色，由知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)引導(dǎo)者

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師的角色是知識(shí)傳授者，主要職責(zé)是向?qū)W生傳遞地理知識(shí)。在數(shù)智時(shí)代，學(xué)生獲取知識(shí)的途徑更加多元。在創(chuàng)新教學(xué)模式時(shí)，教師應(yīng)該自覺轉(zhuǎn)變自身角色，從單純的知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者。在這種情形下，不僅教師需要具備持續(xù)學(xué)習(xí)和專業(yè)發(fā)展的意識(shí)，不斷更新自己的知識(shí)體系，學(xué)習(xí)新的教學(xué)理念，學(xué)校也需要為教師提供一些支持［7］。

一方面，為了有效利用數(shù)智技術(shù)優(yōu)化中學(xué)地理教育，教師應(yīng)該積極參與關(guān)于數(shù)智技術(shù)運(yùn)用的教學(xué)觀摩會(huì)、教研活動(dòng)、課題研究活動(dòng)等，了解使用數(shù)智技術(shù)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，交流教學(xué)心得，由此逐步提升教學(xué)能力。

另一方面，學(xué)校可以從以下三個(gè)方面為教師運(yùn)用數(shù)智技術(shù)提供支持。首先，學(xué)校應(yīng)該為教師提供定期培訓(xùn)，幫助他們熟悉并掌握最新的教育理念和數(shù)智技術(shù)。在有條件的情況下，學(xué)校可以建立技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)，為教師解答技術(shù)問題，確保教學(xué)順利進(jìn)行。其次，學(xué)校可以積極開展校企合作活動(dòng)，和企業(yè)共同研發(fā)符合教師、學(xué)生實(shí)際需求的產(chǎn)品和服務(wù)。最后，學(xué)校應(yīng)當(dāng)建立適應(yīng)數(shù)智教育的管理制度，構(gòu)建覆蓋教、學(xué)、管、評(píng)、測(cè)全教育流程的教育平臺(tái)，通過數(shù)智技術(shù)捕捉學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的智能匹配和個(gè)性化推送，為教師和學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。

結(jié)語

綜上，在數(shù)智時(shí)代，中學(xué)地理教師可以嘗試?yán)脭?shù)智技術(shù)優(yōu)化教學(xué)模式，讓數(shù)智技術(shù)賦能地理教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展。在運(yùn)用數(shù)智技術(shù)時(shí)，教師可以著重從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教師角色三方面創(chuàng)新教學(xué)方法，確保地理課堂符合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求、推動(dòng)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展，使學(xué)生逐步成為滿足數(shù)智時(shí)代社會(huì)發(fā)展需求的創(chuàng)新人才。

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