多屏协同的地理线上教学设计与实施——基于无人机航拍技术

李小枫 车 云

（1.福建师范大学 地理科学学院, 福建 福州 350007; 2.福建省福州第三中学, 福建 福州 350003）

一、地理线上教学技术

1.无人机航拍技术

无人机受天气和地形影响较小，即使在阴天和轻雾的天气情况下也可以拍摄。其飞行高度较低，能够获取大比例尺、高分辨率的图像数据，较好地显示所拍摄物体的轮廓和结构。飞行器采取高效快速的操控系统，机动灵活，运行方便，拍摄或测量运行周期短。设备组装及携带简便，人工成本较低；飞行安全系数相对较高，更灵活机动。[1]因而，在当地条件允许的情况下，教师可以在户外通过无人机航拍技术实时获取视频影像并直接用于线上教学，为学生呈现多种感官交互、生动直观的地理课堂。

2.鸿蒙系统——多屏协同功能

华为鸿蒙系统是一款全新的面向全场景的分布式操作系统，创造一个超级虚拟终端互联的世界，将人、设备、场景有机地联系在一起，将消费者在全场景生活中接触的多种智能终端实现极速发现、极速连接、硬件互助、资源共享，用合适的设备提供场景体验。[2]其中它的多屏协同功能，可以实现平板/电脑和手机之间文件互传；利用平板/电脑的运算能力和专业系统能力，也可以实现平板/电脑和手机的无缝协同，在一个大屏设备上完成两个设备的任务，可将手机画面传输到平板电脑上，也可将手机或平板电脑的画面传输到电脑上。[3]本文从该功能出发，将无人机航拍视频实时地通过多屏协同功能传输到教学界面，实现知识点与动态的实时画面同步呈现在线上教学课堂当中。

3.多屏协同的地理线上教学课堂构建

笔者以线上教学为契机，利用无人机的航拍摄影功能、RC FPV软件（见图1）、鸿蒙系统的多屏协同功能，构建了实时的多屏互动地理课堂形式（见图2）。其中，RC FPV软件通过手机或平板，可直接从无人机第一人称视角看到无人机所拍摄的画面；FPV即为英文First Person View的缩写，即“第一人称主视角”。教师课前依据《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“新课标”）要求，通过无人机航拍选取学生生活周边或学校周边自然人文影像，筛选出适合于地理教学的素材，做好教学设计；课中利用无人机拍摄的实时画面，结合系统知识向学生讲解；课后利用所拍摄视频布置相应作业并根据学生反馈改进教学。（注：为避免无人机出现网络或信号不佳等问题，导致野外拍摄画面无法实时传输，教师可将提前拍摄好的相应地理景观视频作为上课案例备份。）

二、多屏协同的地理线上教学设计原则

1.遵循学生认知水平

在对学生周边的地貌、植被等地理事物进行选取时，一定要从学生现有的认知水平出发。在地理线上教学设计环节，特别是在问题链的设计时也应关注学生认知水平特点，切不可设计出难度超越学生最近发展区的问题，应尽可能将晦涩难懂的知识点通过问题链的设计深入浅出地呈现，便于学生理解相关的地理原理、规律。问题链的设计从第一问到最后一问应遵循由易到难、由浅入深的原则，才能有效聚焦学生的思维，让学生的注意力、思维紧跟问题链的推进。[4]

2.拍摄案例熟悉亲切

地理是研究地球表面的自然现象和人类活动的学科，因此问题的设计就必须以地球表面的具体区域为例进行，确保问题情境的真实性。[5]地理线上教学案例应选取学生学习及生活周边的环境，特别是在平常即可见到的事物，让学生感觉到知识的亲切、实用、生动。课后，学生还可及时与家人交流课堂内容，讨论周边地理事物，加深课后印象。

3.案例选取在精不在多

在实际筛选地理教学案例时，要尽可能从实地所具备的地理事象出发。例如，在“地貌的观察”一节的教学设计中，学校和学生生活周边如果大多是丘陵，那么就从丘陵入手，设计相应地点的观察对象、问题链和无人机航拍的飞行路线。不能因要涉及到平原、盆地等地貌类型而加入更多飞行路线或设计更多的问题链在课堂中展示，这样会降低学生期待。同样形式的课堂最好在一节中做到最精炼，从一种地貌类型的学习推及到多种地貌类型的学习，提质增效。

三、多屏协同的地理线上教学课堂实施策略

1.通过无人机航拍提前选取最佳教学景观

传统教学通常用二维平面地图和统计数据说明地理景观变化。这种教学方法简单易操作，但却不能给学生留下深刻的印象，缺乏直观性和形象性。[6]课前，教师可通过无人机飞行拍摄周边全景，筛选符合课标要求的景观，如在“地貌的观察”一节中对于平原的观察学习，可使用无人机飞行至视野广阔的平原进行拍摄（见图3）。将画面通过多屏协同功能传输至线上课堂的PPT界面（见图4），作为实时案例进行讲解。课堂将变为从无人机视角观察整体地貌，搭配教师讲解以及PPT系统文本知识、思维导图等，以加深学生印象。

2.提出紧密贴合画面的课堂问题

随着新课标的落实、地理课程改革的深化和新高考评价体系的实施，高中地理教学更加注重学生综合思维水平的提升，对学生分析和解决实际问题的能力提出了更高的要求。[7]因而在该模式下的线上教学课堂中，教师的提问引导显得尤为重要，否则该堂课会变成简单的“视频课”。教师的线上课堂提问要紧密结合无人机所拍摄的画面，为问题赋予时效性、生动性。下文以“地貌的观察”一节中丘陵地貌的观察为例（见表1）。

表1 “丘陵地区”地貌类型问题示例

（续上表）