通过构建虚拟实践课堂培养高中生地理综合思维素养

摘 要：近年来，随着数字化、信息化产业的快速发展，其产品也逐渐应用于各类学科的教学当中。而我们基于互联网信息化空间，搭接云数据信息共享等便利，结合数字化技术把虚拟实践课堂引进高中地理课堂教学中，通过为学生提供仿真虚拟环境，可以大大的提高教师教学的效率，提高学生学习的主动性和积极性。同时，培养了学生的地理综合思维素养，进而提高了解决实际地理问题的能力。

关键词：虚拟实践课堂;数字化;地理教学;地理综合思维素养

地理学研究的地理原理错综复杂，涉猎广泛。不仅涉及到气候、水文、地形、植被和土壤等自然要素以及这些要素之间的相互关联和影响，还会与人文要素交织，最终在不同的区域环境中，呈现出各种独特表现。因此，在分析实际的地理问题时，就需要学生们具备一定的地理综合思维能力。而怎样才能培养起学生的地理综合思维能力，进而提升学生的地理综合思维素养呢？地理虚拟实践课堂正是这样一种，在真实实践条件不允许的情况下，能够为学生提供实践学习途径的地理课堂。这种地理虚拟实践课堂既能提高学生的学习效率，同时也能让学生在不走出教室的情况下最大程度地感受真实的地理现象，让学生如身临其境，从而能够更深入和全面地思考相关问题，引导学生多维度、多层次地分析和解决问题，从而提升学生地理综合思维能力和素养。

一、虚拟实践课堂的含义

虚拟实践课堂是运用计算机系统等数字化设备，结合VR（虚拟现实）和AR（增强现实）技术虚拟合成的数字化自然界的体验式课堂。是“通过计算机系统等设备将自然界气候、水文、人文等地理信息进行加工，在计算机上生成的、可交互的三维环境中，能够为学生提供沉浸感觉的模拟性实践课堂。”[1]

虚拟实践课堂能借用计算机系统模拟出一个类似于现实的逼真的虚拟环境，并让学生在数字化设备的支持下，感受到传统课堂上难以实现的仿真体验，给学生提供身临其境的感受。通过对增强现实中地理环境各要素的分析激发学生思考，引导学生多维度、多方式、多层次地分析地理事物的发展规律，进而帮助学生提升地理综合思维素养。

二、虚拟实践课堂构建的必要性

地理综合思维素养的形成需要一定的地理环境的实践性体验，由于地理环境独特的地域性、空间性以及综合性给学生地理综合思维素养的培养带来极大的困难，地域性表现为不同区域自然地理环境和人文地理环境存在差异;空间性表现为地理要素存在于不同空间尺度范围之中;综合性表现为地理学科包罗万象，涉及到时间、空间、地域性以及人文历史变迁等自然因素和社会因素。由于地理学问题的复杂性，需要学生通过尽量科学而直观的方式，对问题进行细致和全面的分析，才能达到提升地理综合思维能力的作用。

另外，地理学作为一门跨界学科，其不仅仅限于地表以外的物质空间，还涉及到地底层结构特征研究。在课堂教学中如果单纯使用PPT、网络搜索等功能，已不能很好地帮助学生对地理综合知识进行深度学习。由此可见，学生的学习难度可想而知。特别是当前教学设施有限，一些学校对地理学科建设设置不够合理，对教学内容设计不够创新，对创新型技术引进不够重视。导致学生在基础知识体系分析、实践课堂深度分析等方面面临很大的学习压力，加之几乎没有什么野外实践活动的机会，因此在解决实际问题中，综合知识了解程度往往仅浮于表面，致使知识的深度分析难以实现，就更不用说自身创新能力的展现了。在当前问题迫在眉睫的情况下，构建虚拟实践课堂实施教学，将有助于减轻教师压力并提高教学效率和效果，进一步提升学生地理综合分析能力和素养，并且节省了学习时间，达到事半功倍的作用。并且虚拟实践课堂的大部分体验内容可以无限次重复使用，节约资源。因此把虚拟实践课堂技术引入高中地理学科，实现了地理教学内容和教学形式的优化，为广大高中生创造高效的学习氛围，提供优秀的受教媒介。

三、通过虚拟实践课堂培养高中生地理综合思维素养的途径

高中生思维发展表现为能运用理论假设进行思维，能撇开具体事物，运用抽象的概念进行逻辑思维。针对高中生的思维发展特点，我们可以通过虚拟实践教学培养高中生地理综合思维能力，提升其综合思维素养。

1.为学生提供良好的虚拟实践课堂教学环境

虚拟实践课堂能够帮助学生建立系统性学习思路，通过新型学习方法化解课堂上“疑难杂症”，培养学生正确的思维模式和知识结构，以及分析问题、解决问题的能力，学生通过虚拟现实三维立体图形展现技术更深入地学习地理知识，提高地理综合思维素养，实现预期目标。虚拟实践课堂技术为课堂教学和教学实践方式提供虚拟真实场景的可实施化模型，例如，“通过使用Global Mappe等軟件信息化后的地理环境三维模型，创造性的展现三江平原、青藏高原、山川河流、沙漠雪山等，辅助计算机系统，搭载GIS（地理信息系统）更有效规范化模拟室外课堂教学场景，让学生只在教室即可体验户外调研全过程”[2]。

2.通过构建开放式的虚拟实践课堂内容培养学生综合思维能力

虚拟地理实践课堂通过VR（虚拟现实）和AR（增强现实）技术，结合地理结构和动态环境搭建的学习平台，能够将地理学科复杂的知识内容整合为一个整体，为学生提供可视化三维虚拟地理环境场景。学生通过其交互性的特点，可以更加主动地在虚拟的真实地理环境中自由探究，进而培养学生地理综合思维素养。例如，“学生通过计算机输入核定指令，计算机自动整合地理信息大数据统计并分析资源，为学生提供真实地理综合现象，学生通过已有地理知识结构体系与创新型虚拟实践场景进行综合相互作用，提取自身需求目标，以科学系统分析整合虚拟现实合成成果，在创新地理综合思维素质方面会得到不断突破。”[3]

3.通过虚拟实践课堂的整合形式提升学生地理综合思维素养

虚拟实践课堂通过计算机系统及VR（虚拟现实）和AR（增强现实）技术，并结合互联网建立实践性课堂教学体系，其教学重点就在实践和创新上，它可以很好地让高中学生通过虚拟实践课堂梳理自己思维过程和加强综合思维素质训练。由于每个区域自然和人文要素的不同，所呈现出来的三维模型也不同，这就要求学生需要以整化零的方式整体综合分析各要素在网络虚拟实践课堂中的作用。通过深入了解各个要素，再通过整合各地理信息资源，进而很好地训练和优化学生综合思维能力。

四、结论

无论是传统地理教学思维方式还是如今虚拟实践课堂教学思维方式，我们都应该秉持着积极向上的心态合理看待每一种方式，重点提升学生地理综合思维素养，提升其基础知识水平。通过计算机系统和VR（虚拟现实）和AR（增强现实）技术的途径，以虚拟实践课堂为手段，通过人机交互模式解决地理现实问题，可以很好地改善教学环境和优化地理课堂，进而提高教师的地理教育水平和提升学生的地理综合思维素养。

参考文献：

[1]张述林.基于VR技术的地理教学[J].地理教学，2018（07）：43-46

[2]林贤福.基于虚拟仿真技术的高校地理实践教学的整合[J].宁德师专学报，2008.20.4（11）：401-403.

[3]郑晓东.运用可视化思维工具培养地理综合思维素养[J].中小学教师培训，2017（02）：68-71

作者简介：

胡利学（1982--）男，云南华宁人，大学本科，中学一级，高中地理教师，研究方向：地理教学。