LocaSpace Viewer辅助高中地理课堂深度学习探究

陈奕文 杨广斌

［摘 要］地理信息技术作为地理教学改革的助推器，是课堂教学中提高教学质量的有效载体。深度学习在教育现代化的进程中，作为培养学生核心素养的有效途径，成为教育界重点关注的话题。本文以人教版高中地理选择性必修一中的“河流侵蚀地貌”为例，从课标要求、教材内容制定开发基于LocaSpace Viewer软件的深度学习案例，探索LocaSpace Viewer软件视点飞行、测量分析、视频嵌入等教学资源，创设真实情景，正确发挥信息技术的教学辅助作用，真正帮助学生实现深度学习。

［关键词］深度学习；LocaSpace Viewer；课堂教学；高中地理

［中图分类号］    G633.55            ［文献标识码］    A          ［文章编号］    1674-6058（2023）10-0079-05

信息技术的飞速发展和广泛应用使得我国教育信息化发展的进程不断加快。中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《加快推进教育现代化实施方案（2018—2022年）》提出，着力构建基于信息技术的新型教育教学模式、教育服务供给方式以及教育治理新模式。促进信息技术与教育教学深度融合，支持学校充分利用信息技术开展人才培养模式和教学方法改革，逐步实现信息化教与学应用师生全覆盖［1］。深度学习强调学生深层理解、探究、反思的高阶思维能力在实际教学中并没有得到充分体现。本文基于深度学习内涵，依托LocaSpace Viewer软件，开发高中地理教学案例，将LocaSpace Viewer作为地理课堂教学中的载体，引导学生深度参与学习过程，打造促进学生深度学习的智慧课堂，为信息技术更好地应用于高中地理教学提供参考。

一、LocaSpace Viewer与深度学习

（一）LocaSpace Viewer简介

LocaSpace Viewer（以下简称“LSV”）是一款国产专业轻量级三维数字地球软件，拥有丰富的地图资源，具备矢量编辑、空间测量、模型导入等核心功能，能够快速浏览、测量、分析和标注三维地理信息数据，实现三维场景多方位的展示和浏览，完成数据的精准测量和转换［2］。将LSV软件功能与地理教学相融合，不仅能挖掘地理教学素材，而且能为学生分析地理事物提供开放的学习环境和自主探究路径，是开展地理教学的重要平台。

（二）深度学习的内涵

深度学习要求学生进行理解性的学习，以高阶思维的发展和解决實际问题为目标，围绕引领性学习主题让学生全身心积极参与、合作探讨，以实现知识的迁移与应用，是一种有意义的学习［3］。深度学习通过构建结构化的知识体系帮助学生理解学科本质，在学习过程中调动学生的情感、思维，引导学生深度参与，最终让学生学会学习并获得发展。

（三）LocaSpace Viewer与深度学习的契合性

深度学习是信息时代教学变革的必然选择，信息技术是深度学习的重要支撑［4-5］。信息技术作为课堂的教学工具，能够为学生提供丰富的学习资源，创设更加开放的学习环境，为学生高阶思维的发展提供捷径，可以有效促进学生深度学习。LocaSpace Viewer软件作为地理学习和认知工具，其多维性和直观性给地理学科提供了便捷、全方位的观察视角。教师利用LocaSpace Viewer软件能够突破时间和空间的限制，培养学生的时空思维。软件的沉浸性能给学生呈现真实的情景，给学生营造一种身临其境的感觉；其交互性可使学生通过软件的操作，从地理环境中获取数据，将地理现象用数据的方式直观展示，提高学生的数据素养与信息素养；其动态性可以展示地理过程，让学生更好地掌握地理现象的发展过程，培养学生从“认识、领会”的浅层学习转到“理解和应用”的深度学习。

二、基于LocaSpace Viewer的深度学习案例开发

本文选择人教版高中地理选择性必修一中学生较难理解的知识点“河流侵蚀地貌”为切入点，利用LocaSpace Viewer软件对本节知识进行深度挖掘。

（一）厘清课标要求，找准目标定位，引领深度学习

课程标准是课堂教学的依据，只有明确课标内容要求才能精准把握目标导向，引领深度学习。课程标准中关于“河流侵蚀地貌”的内容在必修1和选择性必修1中都有涉及。在认知水平方面，地理1定位于地表形态的识别，主要培养学生低阶思维能力；选择性必修1则呈现进阶性，立足成因，重视培养学生高阶思维能力，形成变化和综合的观点。表1对比地理1与选择性必修1关于本专题内容的课标要求，参照高中地理学科核心素养水平层次、学业质量标准划分该专题思维层次，制定本专题的深度学习目标。

布鲁姆认知领域将学习目标从低到高划分为低阶思维和高阶思维两种认知水平，认为浅层学习是对知识的简单描述与记忆，是一种较低的认知水平［7］；深度学习认知水平对应高阶思维层次，注重对知识的理解与应用，旨在促使学生主动学习，学会发现问题、分析问题、解决问题与迁移应用。

根据课程标准，选择性必修1对该专题知识要求与深度学习所追求的理解生成、迁移应用相适应。河流地貌的形成过程较为复杂，从时间角度综合分析河流地貌不同发育阶段的形成过程是本节内容的重点。教师可以借助LSV软件和直观的实验模拟演示来辅助学生理解不同发育时期河流地貌的特征以及动态发展过程。从地理要素角度分析不同时期河谷地貌景观的差异及原因是本节内容的难点，教师可以引导学生测量不同河谷地貌的距离和等高线的判读，利用数据对比培养学生获取信息的能力。

（二）巧用信息技术，创设真实情境，实现深度学习

深度学习主张教师对教学内容进行情景化设计，创设具有真实情景的活动［8］。教师在情景创设过程中整合、创新教学资源，创设多维感知和蕴含问题的情境，整合贴近学生知识水平的学习内容，让学生在一个贯穿全过程的主题情境下经历深度学习的发展，给学生提供便于理解和探究的空间，为培养学生的批判思维和搭建学生的知识结构提供帮助。

本节内容以学生较为熟悉的长江为例，借助LSV软件，立足其功能优势，融合软件的视点飞行、距离测量、剖面分析、视频嵌入等功能，创设深度学习的真实情境，引导学生深入探讨长江河流侵蚀地貌。教师在教学过程中以学生为主体，遵循“情境感知—数据分析—观察探究—合作探讨”的思路，注重学生的自主性、操作性和探究性，培养学生高阶思维，加深LSV与地理教学的融合，实现深度学习教学目标，具体环节如表2所示。

1.教学情境一：探究河流侵蚀地貌特征

教师活动：选择长江不同河段（不同发育时期）典型地貌地点，利用LSV“视点飞行”功能设定飞行路径并创建地标文件（见图1），引导学生浏览虎跳峡（上游）、枝江（中游）、南京（下游）三个观察点的河谷形态和发育位置；利用LSV“剖面分析”功能，点击软件上方“数据提取”窗口，选择“提取剖面线”，展现长江不同河段（不同发育时期）河谷剖面形态（见图2、图3），引导学生归纳、描述不同河段河谷形态特征。

学生活动：结合教师推送的地标文件，借助LSV“距离测量”功能以及“提取等高线”功能，通过绘制线段和等高线测量并计算不同河段（不同发育时期）河谷深度（垂直高差）、河道宽度（见图4）；通过获得的数据绘制出河谷形态的剖面图。观察遥感影像和河流剖面示意图，对比得出上游河谷横剖面呈“V”形，河道狭窄，河谷深而陡；中下游河道拓宽，河谷浅而缓，横剖面呈“槽”形。

设计意图：结合长江与已有认知基础，借助LSV三维立体影像观察长江河流侵蚀地貌，从区域认知角度描述长江不同河段（不同发育时期）反映的地理现象；学生利用LSV进行自主操作，获取长江不同河段河谷形态的真实数据，通过数据对比理解不同河段（不同发育时期）典型河流侵蚀地貌的差异这一教学重点。学生在学习过程中需要全心投入，运用LSV自主完成“测量—获得数据—提炼信息—分析”过程，增强感知、处理和分析数据的能力。通过真实数据直观认识地理原理的深层含义，丰富内心体验，在LSV的辅助下实现深度学习。

2.教学情境二：分析河流侵蚀地貌成因

教师活动：软件可以通过外链接的形式添加本地视频和网络视频，教师以创建地标的方式，在地标属性框内创建HTML标签，插入河流侵蚀地貌模拟实验视频链接，借助LSV“视频嵌入”功能演示河流侵蚀地貌形成过程的模拟实验（见图5）。结合学生在情境一中所描绘的上、中、下游河谷横剖面形态，引导学生分析不同发育阶段河流地貌产生差异的原因。

学生活动：观看实验视频，观察流水侵蚀使“河谷”在深度、宽度、长度上发生的变化。结合河流侵蚀作用示意图（见图6、图7）分析长江上游、中游、下游河流地貌的形成过程；从地势特征、流速快慢、侵蚀方式三个方面分析长江不同河段河谷形态产生差异的原因。

设计意图：借助LSV展示不同河段河谷形态（数字情境），结合直观的地理实验视频（物理情境），虚实融合，动态交互，“还原”河流侵蚀地貌发生过程，使学生能够经历、体验地理过程，帮助学生理解流水作为重要外力作用对地表形态塑造的过程及成因这一教学难点。在教学过程中，教师不断激发学生的探究欲望，学生需要提取视频信息，掌握從现象到本质的学习方法，进行迁移运用，推演不同河段（不同发育时期）河流地貌形成原因。

3.教学情境三：深入探究河曲及其应用

教师活动：利用LSV展现湖北枝城到湖南岳阳荆江河段的影像，提示学生从形态、坡度的角度观察曲流两岸的差异；嵌入河曲地貌动画演示视频（见图8、图9），引导学生了解曲流颈、裁弯取直和牛轭湖的关系，进而理解地理事物具有时空演变规律；依托真实情景设计不同层次的问题链，引导学生思考港口区位选择条件。

学生活动：借助LSV遥感影像观察荆江河段地貌特征及长江河岸的港口分布；观察动画中河曲地貌剖面形成过程，推演牛轭湖的形成过程，完成表3中的任务一、任务二。

设计意图：利用LSV展示荆江河段遥感影像，学生能直观感知地理现象。教师依托真实情景设计不同层次的问题链，将学生所学内容有逻辑地整合成可操作的学习链条并嵌入视频资料。从时空角度展示河曲演变过程，帮助学生理解河曲特征及成因这一教学难点，进而让学生在港口区位选择的新情境中进行知识的迁移，引发学生的深度思考，以达到学以致用的目的。学生在反思、总结的过程中理解学科概念，并将其内化为必备品格，形成正确的价值观，从而在LSV创设的情境中实现深度学习。

三、结语

实现深度学习需要以学生为主体，要求学生能够将已有知识在真实问题中进行转换和应用，从而完成进阶性任务、获得发展。本文通过确立深度学习的教学目标，基于LSV功能的开发运用，创设符合深度学习特征的真实情景，引导学生探讨长江河流侵蚀地貌，给学生提供真实的体验，打造智慧课堂，帮助学生实现深度学习。

运用LSV可以增加学生获得知识的机会，帮助学生“亲历”知识的发现与构建，为学生创造自主探究的空间，使学生真正成为学习的主体。在实际教学中，教师还可以充分运用LSV添加教学主题数据（例如风速、气压、温度数据等），引导学生由宏观到微观的渐变带入；利用地图叠加方式（例如图片、文字或全景）来解释地理现象；利用图层文件夹添加课堂学生提问的互动记录等。随着信息化的发展，教师要更新教育观念，提升信息应用能力，开发和挖掘课堂资源，利用信息技术加强学生对真实世界的理解，让课堂教学成为学生开展深度学习、培养学生核心素养的舞台。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中共中央办公厅、国务院办公厅印发《加快推进教育现代化实施方案（2018－2022年）》［EB/OL］.（2019-02-23）［2023-03-20］.http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201902/t20190223_370859.html.

［2］  谢鹏理，安雪凤.地理信息技术辅助地理教学活动的方法初探：以LocaSpace Viewer软件应用为例［J］.地理教育，2019（5）：54-55.

［3］  张浩，吴秀娟.深度学习的内涵及认知理论基础探析［J］.中国电化教育，2012（10）：7-11，21.

［4］  刘月霞，郭华.深度学习：走向核心素养［M］.北京：教育科学出版社，2018.

［5］  孙晨.信息技术支持下的高中地理课堂深度学习策略研究［D］.天津：天津师范大学，2022.

［6］  韦志榕，朱翔.普通高中地理课程标准（2017年版）解读［M］.北京：高等教育出版社，2018.

［7］  L·W·安德森，L·A·索斯尼克.布卢姆教育目标分类学：40年的回顾［M］.谭晓玉，袁文辉，译.上海：华东师范大学出版社，1998.

［8］  相晓东，徐燕青.基于核心素养的主题情境深度学习研究：以人教版七年级地理（上册）“极地地区”为例［J］.地理教学，2020（7）：29-32.

（责任编辑 陈 明）