ArcGIS Online在中學(xué)地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的應(yīng)用探索

一、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）是圍繞一個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題展開(kāi)的全新教學(xué)模式，學(xué)生們自主進(jìn)行分組、討論、交流、展示等學(xué)習(xí)。在知識(shí)加速生產(chǎn)的時(shí)代，大量知識(shí)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接找到答案，教師有責(zé)任幫助學(xué)生批判性地評(píng)估各類(lèi)信息，開(kāi)展超越課本知識(shí)本身的學(xué)習(xí)。PBL也是一種有益且有效的教學(xué)方法，它能提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，提高信息技能、職業(yè)技能等。地理新課程改革強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)“生活中的地理”，解決現(xiàn)實(shí)復(fù)雜情境中的問(wèn)題，而PBL的基本理念就是解決生活中實(shí)際的問(wèn)題，地理學(xué)科綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的跨學(xué)科特點(diǎn)也十分符合，兩者結(jié)合能夠促進(jìn)學(xué)生地理學(xué)科的學(xué)習(xí)和綜合能力的培養(yǎng)。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，一切都圍繞著學(xué)生展開(kāi)，所有選擇和決定都與學(xué)生需求有關(guān)，是以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)。中學(xué)開(kāi)展地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)不僅可以學(xué)習(xí)地理知識(shí)，獲得地理分析的技能，還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)樂(lè)趣和老師的教學(xué)樂(lè)趣。二、ArcGISOnline與地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)我們正處在一個(gè)信息化的時(shí)代，信息技術(shù)的變革正在影響教育領(lǐng)域。在地理教育領(lǐng)域，2017年版《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》提出要深化信息技術(shù)應(yīng)用，一線(xiàn)教師也越來(lái)越多地將地理信息技術(shù)融入教學(xué)的各個(gè)方面，如利用谷歌地球識(shí)別地形地貌、利用ArcGIS軟件分析地質(zhì)災(zāi)害破壞程度及感受城市化進(jìn)程等［1］。學(xué)習(xí)與運(yùn)用地理信息技術(shù)有利于培養(yǎng)學(xué)生的地理思維，更好地理解地理知識(shí)及解決實(shí)際問(wèn)題，是中學(xué)地理課堂的有益補(bǔ)充。國(guó)外及中國(guó)港澳臺(tái)地區(qū)將地理信息技術(shù)融入中學(xué)地理教學(xué)的理論研究和實(shí)踐起步早，因此體系較完善。中國(guó)大陸地區(qū)學(xué)者對(duì)于地理信息技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)地理教學(xué)的研究較多，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在諸多問(wèn)題。部分中學(xué)開(kāi)設(shè)地理信息技術(shù)選修課，課程模式局限于教師介紹概念和原理，對(duì)操作進(jìn)行分步指導(dǎo)，學(xué)生根據(jù)操作手冊(cè)逐步操作，但學(xué)生很難在沒(méi)有詳細(xì)指導(dǎo)的情況下執(zhí)行相同或類(lèi)似的問(wèn)題。整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)和技能，真正主動(dòng)思考的機(jī)會(huì)較少，沒(méi)有達(dá)到預(yù)期培養(yǎng)地理思維和提升綜合能力的目標(biāo)。另外，軟件使用成本較高、軟件安裝及漢化繁瑣、數(shù)據(jù)獲取途徑有限、數(shù)據(jù)分析操作復(fù)雜等問(wèn)題成為地理信息技術(shù)運(yùn)用于中學(xué)地理課堂的阻礙。ArcGISOnline在保證傳統(tǒng)GIS軟件制圖功能的基礎(chǔ)上，又包含豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、簡(jiǎn)潔的操作界面和便捷的數(shù)據(jù)分享方式等，使其更適合中學(xué)生，是學(xué)校加快地理信息系統(tǒng)實(shí)施的關(guān)鍵，能夠提高學(xué)生的空間思維，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。地理信息系統(tǒng)的主要功能是存儲(chǔ)和分析數(shù)據(jù)，鼓勵(lì)學(xué)生和教師在課堂上以項(xiàng)目的形式處理現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題，因此，地理信息系統(tǒng)能夠集成到項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中。ArcGISOnline是一套支持地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)進(jìn)行的嵌入式技能，學(xué)生不再孤立地學(xué)習(xí)技術(shù)，而是根據(jù)項(xiàng)目需要進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和探索。地圖是呈現(xiàn)地理信息的重要載體，通過(guò)ArcGISOnline制作各類(lèi)地圖，能夠更好地展示成果。地理是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，通過(guò)ArcGISOnline圖層疊加，能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合各要素分析地理現(xiàn)象的能力。綜上所述，將ArcGISOnline引入地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中獲得知識(shí)的同時(shí)，也可以反過(guò)來(lái)掌握新技術(shù)，特別是掌握學(xué)習(xí)新技術(shù)的方法，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能的共同提升［2-4］。三、ArcGISOnline在地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的應(yīng)用實(shí)踐1.準(zhǔn)備階段地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需要借助大量的地圖和數(shù)據(jù)作支撐。教師在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的角色是引導(dǎo)者，因此，教師可借助ArcGISOnline創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目情境，充分展示圖文資料，激發(fā)學(xué)生好奇心，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，產(chǎn)生探索的動(dòng)力。ArcGISOnline中包含了三種資源：底圖、街道和地形等在線(xiàn)數(shù)據(jù)；各個(gè)GIS團(tuán)體、社區(qū)共享的專(zhuān)題內(nèi)容和數(shù)據(jù)；個(gè)人用戶(hù)發(fā)布、托管、上傳的地圖數(shù)據(jù)。當(dāng)學(xué)生們?cè)谡n堂中討論各類(lèi)資料時(shí)，教師可以幫助學(xué)生將這些資源與課本中已有的主題和概念聯(lián)系起來(lái)。例如，加州帕薩迪納市政府在ArcGISOnline平臺(tái)公開(kāi)發(fā)布了城市各類(lèi)交通事故的發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)、原因及傷亡情況（圖1）。這是具體真實(shí)的情境，提供了最新實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，擁有清晰簡(jiǎn)潔的界面。教師在第一課時(shí)，可提供給學(xué)生該數(shù)據(jù)資源和故事背景，引導(dǎo)學(xué)生回憶課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容，學(xué)生從已有的知識(shí)出發(fā)，通過(guò)各種途徑獲取相關(guān)信息，思考發(fā)現(xiàn)自己想要探究的問(wèn)題，并在小組內(nèi)討論項(xiàng)目主題。2.實(shí)施階段地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)學(xué)生是主體，但部分學(xué)生受常規(guī)學(xué)習(xí)方式的約束，不習(xí)慣項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，易出現(xiàn)散漫的情況。在實(shí)施階段，教師應(yīng)充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行選題和解決問(wèn)題。選題分為兩種形式——教師定題或?qū)W生自主定題。兩種方式都應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：①正式開(kāi)始項(xiàng)目之前，充分挖掘ArcGISOnline已有的基礎(chǔ)資源，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，必要時(shí)進(jìn)行實(shí)際數(shù)據(jù)調(diào)查，充分分析可行性。教師可針對(duì)學(xué)生確定的選題，先行探索，才能在學(xué)生討論時(shí)給出恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，對(duì)于不可行的項(xiàng)目可以以問(wèn)題的形式引導(dǎo)學(xué)生自行發(fā)現(xiàn)，避免項(xiàng)目開(kāi)始階段打擊學(xué)生探索積極性。②選擇的題目要具有一定的難度。一方面，要適合課程總時(shí)長(zhǎng)；另一方面，要能夠通過(guò)項(xiàng)目學(xué)習(xí)地理知識(shí)和提升能力。除以上兩點(diǎn)外，教師定題時(shí)，在學(xué)生知識(shí)和能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分評(píng)估題目的驅(qū)動(dòng)性，即能否讓學(xué)生產(chǎn)生好奇心，讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知和探索的需求。學(xué)生自主定題時(shí)，教師應(yīng)充分引導(dǎo)，當(dāng)學(xué)生無(wú)選題方向時(shí)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注日常中的現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生興趣點(diǎn)；當(dāng)學(xué)生題目過(guò)于簡(jiǎn)單或困難時(shí)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生小組討論，修正題目。如通過(guò)帕薩迪納市的交通事故地圖，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考“這么多交通事故，哪些與我們息息相關(guān)？”學(xué)生聯(lián)系生活，發(fā)現(xiàn)經(jīng)常有小學(xué)附近發(fā)生交通事故的報(bào)道，自然產(chǎn)生探究事實(shí)情況的興趣，將項(xiàng)目選題定為“通往學(xué)校的安全道路”。解決問(wèn)題時(shí)，先制定項(xiàng)目方案，再以ArcGISOnline平臺(tái)為基礎(chǔ)，根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)行中的需求自主探索ArcGISOnline平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取、處理與分析，有任何技術(shù)問(wèn)題，學(xué)生需要查找平臺(tái)提供的指導(dǎo)手冊(cè)，根據(jù)數(shù)據(jù)分析和圖像處理的需求學(xué)習(xí)技能。在操作環(huán)節(jié)，學(xué)生會(huì)遇到很多難題，整個(gè)項(xiàng)目重復(fù)“遇到問(wèn)題—尋求解決途徑—嘗試解決—解決問(wèn)題”的環(huán)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)?？紤]到提出問(wèn)題的開(kāi)放性，有效的小組合作與管理是項(xiàng)目順利完成的必要條件。學(xué)生需要有效地與他人溝通，考慮小組中其他人的意見(jiàn)，理解其他人的看法觀點(diǎn)，積極傾聽(tīng)、討論和分享想法與經(jīng)驗(yàn)。教師可以在ArcGISOnline平臺(tái)建設(shè)班級(jí)群組，充分利用其開(kāi)源功能，讓各小組將作品進(jìn)度實(shí)時(shí)發(fā)布在班級(jí)群組中，教師掌握學(xué)生項(xiàng)目進(jìn)度，觀察問(wèn)題，做出必要反饋。3.展示階段地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行多樣性的成果展示，但建議學(xué)生以ArcGISOnline為基礎(chǔ)進(jìn)行展示。如利用單值專(zhuān)題圖展示某城市土地利用類(lèi)型；利用分段專(zhuān)題圖展示某省降雨量分布；利用統(tǒng)計(jì)專(zhuān)題圖展示中國(guó)各地區(qū)農(nóng)業(yè)人口比例；利用多張專(zhuān)題圖進(jìn)行對(duì)比分析等。對(duì)于以地理信息技術(shù)為基礎(chǔ)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，項(xiàng)目分析過(guò)程常與地理數(shù)據(jù)和圖像處理過(guò)程相一致，學(xué)生可以專(zhuān)題圖為基礎(chǔ)，輔助其他資料，講述項(xiàng)目的選題、實(shí)施過(guò)程及結(jié)果等，進(jìn)行成果匯報(bào)。展示平臺(tái)除專(zhuān)題圖外，還可通過(guò)StoryMap進(jìn)行項(xiàng)目展示，StoryMap是ArcGISOnline上建立互動(dòng)式Web地圖的應(yīng)用程式之一，可以將地圖、文本、圖像等多媒體內(nèi)容相結(jié)合，用地圖講述故事，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的幻燈片放映展示形式，用更具地理特色的方式進(jìn)行展示（圖2）。展示形式除課堂展示外，還可將成果發(fā)布在ArcGISOnline平臺(tái)上，供全球用戶(hù)觀看，由此形成基礎(chǔ)信息來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，分析成果又分享到網(wǎng)絡(luò)的互動(dòng)形式。學(xué)生探索的部分項(xiàng)目成果可以給有關(guān)部門(mén)或群體提出建議。如“通往學(xué)校的安全道路”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，分析數(shù)據(jù)并制圖得出通往學(xué)校的安全路段和危險(xiǎn)路段。對(duì)于最危險(xiǎn)的學(xué)區(qū)，將交通事故原因進(jìn)行歸類(lèi)、實(shí)地觀察、調(diào)研等，向當(dāng)?shù)卣岢鼋ㄗh，如對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)學(xué)區(qū)的車(chē)輛限速、增加高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的紅綠燈和人行橫道數(shù)量等。通過(guò)這些活動(dòng)，學(xué)生們認(rèn)識(shí)到地理研究對(duì)社會(huì)的重要性，認(rèn)識(shí)到利用地理信息系統(tǒng)可以解決社會(huì)問(wèn)題。4.評(píng)價(jià)階段項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)具有主體多元性和方式多維性等特征。評(píng)價(jià)主體可包括自我評(píng)價(jià)、小組內(nèi)部互評(píng)、各小組互評(píng)、教師評(píng)價(jià)、家長(zhǎng)評(píng)價(jià)等。評(píng)價(jià)形式可使用評(píng)語(yǔ)、等級(jí)賦分、過(guò)程記錄表、測(cè)試卷等。項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中，教師可以建立項(xiàng)目小組、班級(jí)和學(xué)校群組，根據(jù)各小組提交在群組的項(xiàng)目了解進(jìn)展，觀察并分析存在的問(wèn)題，實(shí)時(shí)給予線(xiàn)上和線(xiàn)下反饋，實(shí)現(xiàn)過(guò)程性評(píng)價(jià)。項(xiàng)目完成后，除教師評(píng)價(jià)和學(xué)生自評(píng)、互評(píng)外，還可邀請(qǐng)社會(huì)公眾進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，可分享到互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)或發(fā)送給項(xiàng)目相關(guān)的專(zhuān)家、組織等，獲得來(lái)自多方的評(píng)價(jià)。如“通往學(xué)校的安全道路”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以收到來(lái)自城市居民的評(píng)論，不用實(shí)地調(diào)查，便可以獲取最新數(shù)據(jù)和反饋。5.完善階段在獲得多方評(píng)價(jià)之后，學(xué)生可對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行反思和完善。學(xué)生的反思水平受環(huán)境影響明顯，常規(guī)教學(xué)中學(xué)生的反思主要來(lái)自自我反思、教師及家長(zhǎng)督促。在ArcGISOnline進(jìn)行地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生收到來(lái)自多方的實(shí)時(shí)反饋，教師再加以引導(dǎo)和鼓勵(lì)，如此以往，可以強(qiáng)化學(xué)生的反思意識(shí)與反思能力。ArcGISOnline屬于線(xiàn)上平臺(tái)，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于云端，學(xué)生對(duì)于項(xiàng)目的修改和完善可以隨時(shí)隨地進(jìn)行，完善后的項(xiàng)目依然可以分享到平臺(tái)，繼續(xù)收到來(lái)自多方的反饋。學(xué)生需要分析多方來(lái)源的信息，提取有所幫助的建議，有理有據(jù)地回應(yīng)不認(rèn)可的評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的逐步完善。四、結(jié)語(yǔ)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)把“問(wèn)題”放在了中心位置，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主性，尊重學(xué)生的探索興趣，把課堂中的知識(shí)看成是底線(xiàn)而不是天花板，鼓勵(lì)學(xué)生成為“終身學(xué)習(xí)者”，在解決問(wèn)題的過(guò)程中鞏固已有知識(shí)，學(xué)習(xí)新的知識(shí)與技能。傳統(tǒng)地理課堂通常分章節(jié)教學(xué)，如區(qū)位、交通和城市形態(tài)等知識(shí)分別存在于不同章節(jié)，但現(xiàn)實(shí)生活不是整齊地劃分成離散的章節(jié)，而是復(fù)雜的有機(jī)體。地理學(xué)科通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)能夠使學(xué)生探索主題之間的相互聯(lián)系，提出更深的觀點(diǎn)，得到更清晰的理解并有效運(yùn)用知識(shí)。本文提出將ArcGISOnline嵌入到PBL框架的課程設(shè)計(jì)理念，學(xué)生可以進(jìn)