地理測繪技術(shù)輔助地理實(shí)踐活動的設(shè)計(jì)與實(shí)施

摘要：隨著信息技術(shù)與課堂教學(xué)的融合日趨密切，這為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐力提供了新途徑。本文在明確測繪活動在地理實(shí)踐力培養(yǎng)中的價(jià)值基礎(chǔ)上，依托RTK和ArcGIS等手段，以喀斯特地貌測繪為例，圍繞活動流程、目的、實(shí)施方案和評價(jià)方式等方面設(shè)計(jì)測繪實(shí)踐活動方案，旨在提升學(xué)生的地理實(shí)踐力和綜合素養(yǎng)。關(guān)鍵詞：地理實(shí)踐力；野外實(shí)踐；地理課程；測繪活動地理實(shí)踐力是《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》明確提出的地理學(xué)科核心素養(yǎng)之一，旨在強(qiáng)調(diào)學(xué)科教學(xué)應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生在考察、實(shí)驗(yàn)、探究等相關(guān)地理實(shí)踐活動中所具備的意志品質(zhì)和行動能力［1］，地理實(shí)踐力核心素養(yǎng)的提出，對于培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力、自主探索能力、創(chuàng)新思維能力有著重要意義。要培養(yǎng)學(xué)生的地理實(shí)踐力，除了開展地理研學(xué)旅行活動外，也應(yīng)適當(dāng)引入相關(guān)地理信息技術(shù)操作實(shí)踐，提升學(xué)生對地理信息技術(shù)的興趣，有利于拓寬學(xué)生未來選擇相關(guān)專業(yè)的視野。綜合實(shí)踐活動課程是中小學(xué)的必修課程，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際運(yùn)用跨學(xué)科知識，發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識、分析和解決現(xiàn)實(shí)問題，提升綜合素質(zhì)，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)［2-3］。地理學(xué)科作為唯一將地理實(shí)踐力培養(yǎng)納入學(xué)生核心素養(yǎng)的科目，體現(xiàn)了國家對學(xué)生綜合實(shí)踐操作能力的重視，旨在讓學(xué)生在考察、調(diào)查、操作和模擬實(shí)驗(yàn)等地理實(shí)踐活動中培養(yǎng)相應(yīng)的意志品質(zhì)和實(shí)踐行動力。這意味著地理學(xué)科在中小學(xué)課程中不僅應(yīng)向?qū)W生普及基本地理科學(xué)知識，更要關(guān)注生活中的地理實(shí)踐力。隨著新課改的推進(jìn)，科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)與課堂融合更加密切，而作為強(qiáng)調(diào)實(shí)踐力核心素養(yǎng)的學(xué)科，也應(yīng)將更多與地理相關(guān)的技術(shù)融入課堂，為學(xué)生地理實(shí)踐力培養(yǎng)提供助力。地理課標(biāo)中明確提出加強(qiáng)技術(shù)運(yùn)用，加強(qiáng)測量、分析等實(shí)踐活動［1］（表1），而地理測繪實(shí)踐就是培養(yǎng)學(xué)生地理實(shí)驗(yàn)力的新途徑。一、測繪實(shí)踐活動在地理實(shí)踐力培養(yǎng)中的應(yīng)用價(jià)值分析1.激發(fā)學(xué)生地理學(xué)習(xí)興趣地理測繪技術(shù)是地理信息數(shù)據(jù)收集基本方式之一，地理測繪實(shí)踐活動有利于學(xué)生進(jìn)一步了解地理相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容來源，如某地的經(jīng)緯度、海拔、地形等。激發(fā)學(xué)生對生活中相關(guān)地理數(shù)據(jù)測量的興趣，讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)地理知識及學(xué)習(xí)方法，并對感興趣的內(nèi)容進(jìn)行記錄和分析。通過實(shí)際操作、測繪等動手實(shí)踐的方式，改變學(xué)生對地理學(xué)習(xí)中信息數(shù)據(jù)繁雜、無趣的刻板印象。2.提升學(xué)生對地理測繪實(shí)踐內(nèi)容的了解在日常地理課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生對地理信息來源的了解較為匱乏，只能通過教材中關(guān)于地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)等內(nèi)容進(jìn)行相對抽象的了解，這使學(xué)生產(chǎn)生了較大的距離感，不易引起學(xué)生對地理學(xué)科內(nèi)容的興趣。因此，引入測繪技術(shù)實(shí)踐會拉近學(xué)生與學(xué)習(xí)內(nèi)容的距離，而學(xué)生通過實(shí)踐操作感受地理信息數(shù)據(jù)的來源，也能體現(xiàn)地理實(shí)踐活動的價(jià)值。利用地理測繪技術(shù)的實(shí)操性、自主性等特點(diǎn)，能使學(xué)生主動參與活動中，通過制定自主測量、定點(diǎn)測量等一系列測量活動任務(wù)，提高學(xué)生對測繪實(shí)踐學(xué)習(xí)的有效性（圖1）。3.提升學(xué)生信息獲取與加工能力地理測繪數(shù)據(jù)具有開放性特點(diǎn)，也可成為公共資源，教師和學(xué)生都可將自己所測量的地理數(shù)據(jù)收集、整理、上傳，制作成簡易的地理信息系統(tǒng)，并可分析區(qū)域內(nèi)的地理數(shù)據(jù)（圖2），如某市區(qū)域的道路、居住區(qū)、植被、地形等的分析，提升學(xué)生觀察身邊事物的探索欲望。4.拓展學(xué)生對未來專業(yè)的認(rèn)知地理測繪所收集歸納的數(shù)據(jù)是地理數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基點(diǎn)，也是數(shù)據(jù)庫建設(shè)的數(shù)據(jù)源，讓學(xué)生從最簡單微觀的源頭了解龐大數(shù)據(jù)庫的建立，可提升學(xué)生對地理數(shù)據(jù)內(nèi)容的了解程度（圖1），拓寬未來專業(yè)選擇方向。當(dāng)今社會測繪技術(shù)的運(yùn)用無處不在，如工程建筑、機(jī)場修筑、地質(zhì)勘探、道路修建等。因此，通過實(shí)踐活動適當(dāng)接觸測繪技術(shù)，可以對學(xué)生將來選擇學(xué)習(xí)的專業(yè)提供幫助。二、測繪軟件介紹與實(shí)踐活動流程設(shè)計(jì)1.技術(shù)設(shè)備與軟件介紹（1）實(shí)時(shí)動態(tài)測量設(shè)備實(shí)時(shí)動態(tài)波載相位差分儀器（Real-timekinematic），又簡稱之為“RTK”，該儀器主要由基準(zhǔn)站和移動基站組成，運(yùn)用于測量、地形勘測等領(lǐng)域，可以實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測量站載波相位觀測量，將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機(jī)，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。這是一種新的、常用的衛(wèi)星定位測量儀器，RTK能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級定位精度。搭建基準(zhǔn)站完成后，測量、定點(diǎn)等工作只需要通過移動基站和手薄完成，相比其他大型測繪儀器更加方便（圖3）。（2）ArcGIS軟件ArcGIS是一個(gè)全面多功能的系統(tǒng)，用戶可用其收集、組織、管理、分析、交流和發(fā)布地理信息。作為世界領(lǐng)先的地理信息系統(tǒng)（GIS）構(gòu)建和應(yīng)用平臺，通過運(yùn)用ARCGIS軟件可將用戶所需區(qū)域內(nèi)的地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，并按照用戶自身個(gè)性化需求進(jìn)行篩選、歸納、分析，得到相應(yīng)數(shù)據(jù)，也可利用矢量圖進(jìn)行分析并對內(nèi)容篩選歸納。本次測繪實(shí)踐活動主要運(yùn)用RTK與ArcGIS兩種儀器和軟件，在測繪實(shí)踐活動中運(yùn)用RTK設(shè)備對測量區(qū)各測繪點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地操作測繪，包括對相對海拔差、經(jīng)緯度等，可運(yùn)用ArcGIS對區(qū)域地圖進(jìn)行篩選。2.實(shí)踐活動流程設(shè)計(jì)本次測繪實(shí)踐活動設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目化，關(guān)注學(xué)生在實(shí)踐過程中的操作與成長。項(xiàng)目化教學(xué)的一般過程是通過項(xiàng)目引入、知識建構(gòu)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施、活動評價(jià)與反饋等方面進(jìn)行的。本次測繪項(xiàng)目實(shí)踐活動設(shè)計(jì)主要分為知識構(gòu)建、實(shí)地考察、項(xiàng)目活動設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施與反饋，其目的是為了讓學(xué)生了解地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的來源與建構(gòu)和自然保護(hù)區(qū)地形地貌的變化，整個(gè)活動過程是動態(tài)的，使教學(xué)內(nèi)容跳出書本，有實(shí)時(shí)可變化數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，能進(jìn)一步提升學(xué)生對地理測繪的興趣，并加強(qiáng)技術(shù)實(shí)操與書本知識內(nèi)容的結(jié)合，活動流程如圖4所示。三、測繪實(shí)踐活動實(shí)施過程新人教版高中地理必修一“常見地貌類型”“地貌的觀察”“植被與土壤”和選擇性必修一“地表形態(tài)的塑造”“自然環(huán)境的地域差異性”等章節(jié)內(nèi)容，都可引入測量技術(shù)對地形、海拔等知識展開針對性教學(xué)，可在引入課堂教學(xué)時(shí)突出區(qū)域性、特色化，結(jié)合當(dāng)?shù)赜欣Y源開展測繪實(shí)踐。如筆者所處地區(qū)最為突出的是喀斯特地貌，可通過對喀斯特地貌相關(guān)內(nèi)容設(shè)計(jì)測繪活動。不同區(qū)域的教師可引入當(dāng)?shù)鼐哂刑厣馁Y源開展測繪活動，如道路規(guī)劃測繪、資源保護(hù)區(qū)測繪。1.實(shí)踐活動目的該課外實(shí)踐活動的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生對相關(guān)地理測量數(shù)據(jù)的采集、分析、歸納、總結(jié)等實(shí)踐能力，探討區(qū)域要素的變化，在實(shí)踐過程中體驗(yàn)地理學(xué)習(xí)內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生地理實(shí)踐力形成。教師在活動過程中應(yīng)營造開放、真實(shí)的教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生完成測繪目標(biāo)，自主動手實(shí)踐參與其中。學(xué)生通過觀察、提問、測量、記錄、分析、推理、匯報(bào)等環(huán)節(jié)，提高學(xué)生對實(shí)踐活動的體驗(yàn)感，形成自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的能力（圖5）。2.測繪實(shí)踐活動方案本次測繪實(shí)踐活動和研學(xué)旅行同時(shí)進(jìn)行，在研學(xué)過程中對研學(xué)資源點(diǎn)進(jìn)行測繪，并對相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行整理分析（表2）?；顒舆M(jìn)行過程中，各小組間要對所測量內(nèi)容進(jìn)行記錄（表3），并確定探究問題的突破口和講解內(nèi)容的思路，制定完整計(jì)劃。四、測繪實(shí)踐活動的評價(jià)方式及時(shí)評價(jià)反饋有利于教學(xué)活動的優(yōu)化，教師要重視教學(xué)反饋的及時(shí)性、科學(xué)性和有效性。而地理實(shí)踐活動設(shè)計(jì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與日常應(yīng)試標(biāo)準(zhǔn)截然不同，日常應(yīng)試測評中，主要通過紙筆測試考評學(xué)生對所學(xué)知識內(nèi)容的掌握程度。而地理實(shí)踐活動評價(jià)往往從活動設(shè)計(jì)、活動目標(biāo)、活動過程等方面進(jìn)行評價(jià)，這里的評價(jià)主要針對學(xué)生實(shí)踐活動中的整體水平與地理實(shí)踐力素養(yǎng)的評價(jià)。1.定性評價(jià)在地理測繪活動結(jié)束后，以各測繪小組為單位，展現(xiàn)各小組的地理數(shù)據(jù)測繪成果，教師可引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多種形式展示，如視頻、繪圖、報(bào)告會等，活動小組可以展示測繪過程中的困難及有趣現(xiàn)象等，也可以利用儀器和數(shù)據(jù)庫軟件進(jìn)行成果展示，可通過主題班會活動、學(xué)期成果分享會等形式分享。定性評價(jià)需要教師認(rèn)真觀察學(xué)生在研學(xué)活動中的表現(xiàn)并做好記錄，認(rèn)真對待學(xué)生成果匯報(bào)，學(xué)生實(shí)踐成績由教師及各小組評分組成。2.定量評價(jià)建立評價(jià)指標(biāo)體系，其目的為保障學(xué)生評分的合理性、公平性與公正性，并且設(shè)置相應(yīng)的一級評價(jià)指標(biāo)設(shè)和二級評價(jià)指標(biāo)，對測繪能力素養(yǎng)、品質(zhì)素養(yǎng)、拓展內(nèi)容等進(jìn)行評分（表4）。五、總結(jié)與反思近年來，隨著新課改不斷推進(jìn)，核心素養(yǎng)內(nèi)涵逐漸明確，這為提升學(xué)生綜合能力提供了更明確的方向，本實(shí)踐設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)與生活相結(jié)合，生活與技術(shù)相聯(lián)系，技術(shù)與實(shí)踐“掛鉤”，培養(yǎng)學(xué)生地理核心素養(yǎng)，讓學(xué)生在真實(shí)情境中持