运用地理信息技术提升高中地理教学有效性*——以“河流地貌的发育”教学为例

张若熙

一、联系课本内容，选择地理信息的呈现形式

地理信息技术是指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称，主要包括遥感、全球定位系统和地理信息系统等。在资源调查、环境监测、自然灾害防御、国土资源管理、开发规划等多领域发挥着重要作用。当代的地理教学中，除了纸质的教科书外，教师在课堂里越来越多地应用地理信息技术来拓展教学资源，丰富教学方式。

以“河流地貌的发育”一节为例，本节内容出自人教版高中地理必修一教材，河流地貌的变化过程漫长，脱离学生的日常生活，观察难度大。传统的河流地貌教学大多比较单调，学生对于河流塑造地貌的过程或是塑造地貌时不同的表现也大多停留在静态现象的分析，缺乏区域认知和综合思维的锻炼，不利于地理实践力的培养。《普通高中地理课程标准（2017 年版）》要求学生在学习时既能观察、识别、描述不同的自然现象，具有一定的探究意识和能力，又能够说出一些现象之间的关系和变化过程。通过教学，学生要能够运用各种资料认知河流地貌的形态，探究河流在不同河段的地貌表现，了解河流地貌的形成过程以及对聚落分布的影响；能结合实例分析特殊流水地貌的特征、形成及影响。

针对本节内容的特点和课标要求，笔者选择借助地理信息技术，呈现相关电子地图数据、不同分辨率的卫星遥感影像、矢量地形数据等方式教学。相对于传统教学方式，借助地理信息技术可以打破时空界限，能够让学生感受不同的观察视角，跨越上下游不同流域、不同时间的河流地貌差异，观察河流在不同时期对地貌的塑造，还能够让学生观察到河流对其他因素的影响。笔者从教学资源筛选、教学方法选择、教学过程设计等诸多方面，来探索符合新课标理念的中学地理教学的方案。

二、紧扣核心素养，预设探究主题

2017 年版课标将培养学生的地理学科核心素养纳入地理课程设置的主旨，并提出要创新培育学生地理学科核心素养的学习方式。考虑到地理四大核心素养并非独立存在，而是相互联系彼此交织，基于这一认识和对探究活动一般流程的思考，从地理学科提升学生核心素养角度出发，同时基于2017 年版课标，笔者在“河流地貌的发育”教学活动中做如下预设：

探究主题核心素养指向地理实践力综合思维河流地貌地理信息的呈现浏览长江不同游段，溯江而上多视角观察河流周边环境选择河道，绘制地形剖面图探究问题观察现象：不同河段的河道形态和河谷特征有何不同探究原理：同一条河流会在不同河段产生以上差异地理实践力区域认知河流与聚落分布定位河流不同游段，展示聚落形态，叠加人口密度图层观察思考：河流地貌对于聚落分布的影响人地协调观地理实践力喀斯特地貌定位至贵州省平塘县克度镇金科村大窝凼观察地貌特征、聚落分布等特征，分析中国天眼（FAST）的选址原因人地协调观综合思维

三、地理信息技术在“河流地貌的发育”中的运用

1.运用卫星遥感影像创设情境，导入课堂，起兴生疑。

教师首先展示近距离且接近海平面的视角，从长江下游南京江心洲、南京八卦洲段至长江上海崇明岛段的影像，同时请学生开展探究活动：观察、识别、描述这一段的长江河道形态以及两岸的地貌特征；继而溯江而上，再由学生借助卫星遥感影像多视角观察长江上游金沙江段的虎跳峡的河道形态及两岸的地貌特征，对比长江在不同河段的河道形态和塑造河谷的差异。

图1 长江下游南京段和长江上游虎跳峡段卫星影像截图

教师从学生熟悉的长江中下游地区引入，再展示学生不熟悉的上游虎跳峡段河道，由近处延伸向远方，从已知引入未知，符合学生的思维方式，更容易激发学生的求知欲，启发思考。而且动态的展示相较于静态图片更生动逼真，相比较于固定角度的视频拍摄卫星遥感影像能随意调整视角，全方位多角度地展示河流地貌的形态。这样的教学将区域信息内化在河流地貌的知识点中，让学生很自然地认识并了解“区域差异—河流特征差异—地貌差别”的逻辑关系。

2.借助剖面图呈现差异，启发思考，探究原因。

教师引导学生在卫星遥感影像上找出长江的源头各拉丹冬峰、长江上中游的分界点宜昌及中下游分界点湖口，并分别设置定位标。通过在长江干流取定位点的方式，设置长江干流路径，运用“剖面分析”功能，显示长江干流的剖面示意图（图2）。

图2 长江干流剖面图

通过这一环节向学生展示河流干流剖面图的由来，从剖面图了解河流的海拔特征；同时可以通过移动光标显示长江不同游段的海拔，直观展示落差在河流塑造地貌上起到的作用，从而引发学生思考：河流不同游段塑造地貌的不同。通过“绘制路线”“剖面分析”这一功能，让学生认识并了解“区域不同—河流落差差异—流速差异—侵蚀、堆积作用差异—地貌差异”的逻辑关系。

3.利用卫星遥感影像展开操作，立足实际，突破疑难。

教师运用卫星遥感影像分别展示我国塔里木盆地北部的天山、夔门以及巴西亚马孙河口三角洲。让学生观察、识别、描述所展示河流的地貌特征，推测该地貌出现的原因，并猜测此种地貌还可能出现在哪些地区，之后请每小组派一名代表在电脑上操作，尝试寻找此种地貌。

不同的河流地貌特征是本节课的重难点，将不同成因的河流地貌串联起来，更容易培养学生的综合思维和区域认知能力。这一环节引导学生认识不同区域的河流地貌，再尝试寻找此种地貌可能出现的其他地点，锻炼了学生的区域认知能力和地理实践力。

4.综合分析，感受生活，学以致用，提升素养。

首先，教师通过长江上下游聚落的展示，引导学生观察聚落的形态、密度、范围等直观的差异。在这个过程中，教师还可以呈现人口密度数据，让学生思考河流对差异形成的影响。这样利用其他要素与河流要素的叠加，培养了学生认识区域、对影响聚落分布的多因素综合思考的能力。而学生通过对不同地点的聚落分布差异性的探究，了解聚落选择的地点，除了充分利用自然条件外，还要注意尽量规避自然灾害。此环节是对学生综合思维、区域认知能力及人地协调观的培养。

其次，教师将卫星遥感影像定位至贵州黔南安装建设的500 米口径球面射电望远镜（FAST）选址所在地：平塘县克度镇大窝凼，补充FAST 建设中与建成后的卫星影像。让学生观察地貌以及周边的聚落分布，描述大窝凼的地貌与聚落有何特征，推测总结此种地貌的形成原因，分析FAST选址的原因。

喀斯特地貌是一种特殊的流水地貌，而我国南方地区是世界上喀斯特地貌的广泛分布区之一。在这一环节中，通过FAST案例引入对喀斯特地貌的学习，让学生从不同角度观察喀斯特地貌的地貌形态，为后续理解喀斯特的成因以及影响奠定基础。通过FAST的案例，还能够激发学生的民族自豪感。

卫星遥感影像涵盖内容非常丰富，包罗万象，叠加图层也非常丰富。当然，在不同的教学内容下，所要用到的有效信息不同。如何排除干扰因素让学生更快地获取有用信息，是需要教师思考的问题。