信息技术助力地理教学核心任务突破

张永华 刘丽

摘要： 信息技术具有直观性、动态性、时效性，地理学习强调时空特征，对学生的区域认知和综合思维等能力要求较高，因此，凸显现代信息技术优势，实现與信息技术的深度融合，应是地理教学的重要发展趋势。基于地理学科视角，探索天气形势图中多要素对“7·20”郑州特大暴雨形成作用时，可将现代信息技术运用于资料收集与处理、问题提出与呈现、核心任务突破与目标达成、学习效果诊断与评价等方面，关注地理现象动态发展与学生认知形成的过程，提高学生核心素养。

关键词：信息技术；地理教学；深度融合；核心素养；成因探究

《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》提出，要深化信息技术应用，为学生提供自主学习、探究学习和合作学习的开放空间，促进地理学习的拓展和深入。因此，探究现代信息技术与地理教学深度融合的方式和途径，促进学生深度学习的发生及核心素养的培养显得尤为重要。本文基于地理学科视角，结合“7·20”郑州特大暴雨事件，借助信息技术创设教学情境，探索暴雨成因，探讨应用信息技术突破教学核心任务的方式，从而加强学生的区域认知能力，提升综合分析水平。

一、借助现代信息技术创设教学情境，明确核心任务

多媒体视频是教师教学中应用较广泛的现代信息技术，它具有形象直观、信息丰富的优点，能够助力教师创设生动的教学情境，活跃课堂气氛。同时，它还能丰富教学内容，优化教学方法，拓宽学生视野，化抽象为具体，促进教学重难点的突破，对提高教学效果、达成素养目标具有十分重要的作用和意义[1]。

2021年7月20日，“河南大雨”“郑州地铁4号线成水帘洞”等多个话题成为网络热搜。这一事件也得到了很多学生的关心与关注，但他们的认知多停留在表面。由于本次特大暴雨是突发的降水过程，具有降雨强度大、持续时间长、累积雨量大、极端性突出等特点，它的形成原因错综复杂。尽管学生已经具备相关的理论知识，但在面对真实、复杂情境下的地理现象时，调用已学知识，解读天气形势图中各要素对暴雨形成的作用，形成综合的过程性思维能力，仍具有很大的挑战性。

为了让学生更系统地了解“7·20”郑州特大暴雨情况，深刻理解天气形势图中各要素对暴雨形成的作用，笔者借助互联网收集了关于“7·20”郑州特大暴雨这一事件的视频，既有现场记者实拍报道，又有亲历者的街拍实录。为了激发学生的学习兴趣，加深学生对暴雨形成原因的认识，笔者在课堂上播放了这些视频，以直观形象的方式再现当时场景。视频中，特大暴雨造成的道路、车辆被淹，地铁积水，人员被困及消防员快速救援等场景，给学生带来了强烈的视觉与情感冲击，让学生深深感受到自然的威力和人们遭受的困境。鉴于此，在学生观看完视频后，笔者顺势提出本课要解决的核心问题：为什么此次暴雨降水强度如此之大？聚焦目标，明确需要完成的核心教学任务：“7·20”郑州特大暴雨的形成原因。

二、适切运用信息技术，助力教学难点突破

本课的教学目标是让学生学会运用天气形势图、地形图等，结合所学知识分析郑州特大暴雨形成原因，用综合的、动态的视角分析问题。为完成教学任务，达成教学目标，笔者在课堂上运用多种信息技术，借助其直观、动态、形象的优势，帮助学生扫除学习障碍，突破核心任务难点，形成体系化、结构化的思维结构，提升综合思维能力。

（一）处理情境素材，让学生的学习探究更有针对性

基于教学目标，笔者搜索了中央气象台官网中提供的我国近地面天气形势图（每天8幅，每3小时发布一次），引导学生动态研究天气系统的发展过程及其影响。由于郑州特大暴雨强降雨时段集中在7月20日17时（小时降雨量达到201.9 mm），为此，笔者选取14时近地面天气形势图和河南省地理信息服务平台上的河南省地形图（如图1），引导学生思考天气系统变化对暴雨形成的影响。

图1中的内容丰富，但存在较多冗余信息，对学生的学习存在很强的干扰性。这时，教师运用PS技术进行图形处理，删除天气系统图中的温度、露点、等湿线等，重点保留等压线、常见天气系统符号等重要信息，同时删除河南省地形图中的部分城市及周边邻省，保留省内部分城市及重要山脉名称，处理效果如图2所示。与图1比较，不难发现，处理后的图像简洁明快，有助于提高学生的读图效率，支持学生快速找到关键信息，助力核心任务的突破。同时，简化信息后的天气形势图和河南省地形图，也为学生进阶式的深度思考与分析提供了更大的探究空间，利于开放性思维的形成。

（二）运用智能交互技术，助力核心任务完成

课堂的主体是学生，核心任务解决也是学生思维发展以及核心素养培养的过程。本课教学的核心任务是运用信息技术处理后的我国近地面天气形势图和地形图分析“7·20”郑州特大暴雨的形成原因。教学中，笔者发现，学生在以下方面存在理解困难：（1）难以建立特大暴雨这一天气现象与台风、副热带高压的联系。根据已学基本原理，台风主要形成于中低纬的热带洋面上，对我国东南沿海影响较大，而高压控制下的天气是晴朗的，很难发现它与郑州暴雨有什么关系。（2）缺乏在天气形势图上寻找副热带高压的主观意识，在天气形势图上确认高压位置及影响也存在一定的困难。（3）难以构建台风、副热带高压、夏季风、地形等多要素综合的思维结构，尤其是对动态发展的过程性存在认知难度。教学中，笔者利用智能交互系统，引导学生建立台风与暴雨之间的关联。

在合作探究中，学生发现了海洋中的台风，但普遍存在疑问：它距郑州近1000千米，对本次特大暴雨有什么影响呢？针对这一生成性问题，笔者引导学生绘制了郑州与台风附近的风向，思考台风与郑州暴雨之间的关系。借助智能交互系统，各小组学生展示本组成果，组间交流评价。智能交互系统的应用，能够让教师及时发现学生的困惑，调整教学策略，适时点拨，加强生生、师生之间的互动。

通过合作探究活动，学生对台风在此次特大暴雨中的作用有了初步认知。为了进一步增强学生的直观感受，笔者运用全球天气可视化模拟网这一功能强大的全球天气可视化在线软件（如图3），实现全球风向、风速模拟、海洋流动可视化，即时动态观察全球天气。观看7月20日我国近地面风场和水汽的动态视频，学生能够直观地看到台风向郑州输送大量水汽的动态过程。

这时，学生又产生了这样的疑问：郑州特大暴雨持续一周，台风为何能长时间提供水汽，它不移动吗？结合学生绘制的风向图，再次播放相关视频，部分学生发现是因为北部气压较高（即副热带高压），阻挡了台风北上，因此在台风和副热带高压之间形成一个通风廊道，夏季风裹挟大量水汽并将其输送至郑州，而此次特大暴雨提供了持续充沛的水汽来源。可见，副热带高压的位置偏北奠定了大气环流形成的基础。

之后，笔者多次播放视频，让学生在重复观看时加深对台风在本次特大暴雨形成中作用的认知。通过动态演示，学生不仅能够主动发现问题，而且能够在教师的指导下自主解决问题，生成更深层次的问题，明确台风以及副热带高压的位置对暴雨形成的重要作用，突破教学难点。

最后，借助智能交互系统的展示功能，学生呈现了自己的手绘图，并进行详细讲解。知识结构和语言表达均显现出学生对教学核心问题的思考。同时，学生也能清晰地看到其他同学的手绘图，给予肯定或提出疑问。这大大增强了课堂教学的直观性和交互性。

综合运用多种现代信息技术探究郑州特大暴雨形成原因，能够让学生在较短的时间内将复杂、真实情境下地理现象的发生过程分析透彻，显著提升学生的区域认知尤其是综合思维能力。

三、信息技术助力精准评价，体现教—学—评一致性

教学评价是检验学生核心素养目标达成效果的重要环节，本部分采用过程性评价和终结性评价相结合的方式。其中，进行过程性评价时，笔者设计了多维度的评价指标体系（见表1），指向核心素养。

终结性评价以测试情况评定学生的学习能力和教学质量，这样易于量化。由于“7·20”郑州特大暴雨是真实、复杂的地理现象且是热点事件，与此相关的测试题出现频次较高，考查的知识和能力涉及大气、水循环、地形特征描述、地理信息技术应用等。教师以一组选择题为例，让学生基于7月20日我国近地面天气形势图判断甲和乙两地风向、气压、气流情况，并得出郑州特大暴雨形成的主要原因。之后，借助学校阅卷系统平台，获得学生测试的平均分、得分率、错题选项等多个原始数据（见表2）。

在本研究中，第1题教学班级的得分低于年级均值（83.8%），主要错误选项反映出教学班级学生学习基础稍有欠缺，对于天气形势图气压高低的判读及风向绘制存在障碍；第2题教学班级的得分高于年级均值（77.48%），优势较明显，笔者认为是信息技术辅助教学发挥了重要作用。在学生的认知里，因海陆热力性质差异，我国东部为典型季风气候区，东南季风从海洋带来充沛水汽形成降水，但此次暴雨事件有其特殊性。课堂上动态演示和分析暴雨形成的过程，让大部分学生认识到了副热带高压对本次特大暴雨的深刻影响，因此在回答问题时能够做出合理判断。不过，也有少数学生脱离图文情境，选择“受低压控制，形成强对流天气”。这一测试题中学生的表现也从侧面反映出他们在基础知识以及读图、识图、用图等方面仍需完善和加强，在后期学习时应高度重视。

不管是过程性评价还是终结性评价，都是对学生学习能力和教师教学质量的评价。借助现代信息技术，教师能够更为精准地发现学生的学习障碍，充分了解学情，进而有针对性地调整教学策略，改进课程设计，提升教学效果。

教师在教学中适时、适度地运用信息技术，能够有效帮助学生从熟悉情境到深刻认知复杂、真实的地理现象，了解深层原因，关注学生的个性化需求，利用数据分析反馈和诊断个体学习表现，从而突破教学难点。不过，在将现代信息技术应用于地理课堂时，教师还要提高信息技术运用的适配度，充分发挥不同信息技术的优势，满足教学的多元需求。同时，教师还要具备数字化教学能力，创设高度还原真实场景或地理现象发生过程的教学情境，激发学生学习内驱力，深化学生思维过程，层层递进、进阶式突破教学重点难点，完成核心教学任务。然而，在技术运用过程中，教师也须注意，技术是教师教学的辅助工具，是为教学服务、赋能教学的，因此要避免为凸显技术优势而弱化学科本质问题的出现。

注：本文系国家新闻出版署出版融合发展（人教社）重点实验室、人民教育出版社人教数字教育研究院2021年度重点课题“基于Web二三维地理信息技术的地理学科工具与数字教材的融合研究”（课题编号：RJA0121002）的阶段性研究成果。

参考文献

[1] 刘杰.视频资源在高中思想政治教学中的应用研究[D].上海：上海师范大学，2014.

（作者系北京市第十五中学教师）

责任编辑：孙建辉