数字资源在地理课堂中的深度运用策略

——以《新疆的绿色风光》数字赋能教学实践为例

西南模范中学  王玮

摘要： 教育信息化2.0时代，数字资源与地理教学的深度融合已成为深化课程改革的重要路径。本文以人教版七年级下册《新疆的绿色风光》一课为例，探讨数字资源在初中地理课堂中的深度运用策略。研究表明，数字资源的运用应遵循“目标导向—情境驱动—认知建构—素养落地”的递进逻辑，通过可视化技术突破空间认知难点、数字化情境激发学习动机、智能交互促进深度学习，实现从“技术叠加”到“技术融合”的转变。结合课例实践，本文提出情境导入的生活化链接、空间认知的可视化呈现、思维建构的交互式探究、价值升华的逻辑化追问四大策略，并对数字赋能地理教学的技术适切性、学生主体性与素养指向性进行反思，为初中地理数字资源运用提供可操作的实践参考。

关键词： 数字资源；初中地理；深度运用；新疆地理；数字赋能

一、问题的提出

（一）数字赋能地理教学的时代背景

伴随教育信息化 2.0 行动深入地推进情况，数字技术正深刻地对基础教育课堂形态进行重塑。《义务教育地理课程标准（2022 年版）》明确地给出提议：“推进信息技术跟地理教学的深度融合，促进教与学方式发生变革”。数字地图、三维动画、AI 互动平台等数字资源大量地进入到地理课堂之中，为突破传统教学时空限制状况、实现地理核心素养培育目标提供了新的可能性。

然而呢，在实践的情况当中普遍地存在着一种“为了使用而去使用”的现象。对于数字资源的运用仅仅是停留在“电子化的板书展示”或者是“视频来替代讲述内容”的比较浅表的层面上，技术并没有能够真正地嵌入到教学的核心环节里面去，很难在实质性方面支撑学生的认知建构过程。到底如何才能够让数字资源从“能够看得见”逐渐走向“使用得深入”，这成为了当前地理教学改革迫切需要去回应的问题。

（二）新疆地理教学的独特挑战与数字赋能契机

人民教育出版社所出版的七年级下册当中的“走进西北和青藏”单元里的《新疆的绿色风光》节课，包含了“有三座山夹着两个盆地”的地形状况、呈现干旱特点的气候、绿洲农业所存在的分布情况、坎儿井所体现出来的节水智慧以及新能源开发的开展等相关内容。教学方面的难点在于，学生需要凭借二维的地图来构建起对于新疆空间格局的认知，去理解自然条件和人类活动之间所存在的逻辑关联，并且在情感的层面上去认可“依据当地实际情况来制定适宜发展方式”的发展理念。

在传统的教学中，学生常常因为自身空间想象力存在不足的状况，而难以去理解像“狭管效应”“抽水蓄能”等抽象的概念，并且也因为感性经验处于匮乏的状态，而难以去建立起对于遥远的新疆的认知方面的兴趣。数字资源进行介入的情况能够破解困境：航拍的视频能够让地形格局变得“一目了然”，3D的动画可以将复杂的原理“化繁为简”，AI情境进行导入能够让学习动机“从无到有”。关键之处在于，怎样把数字资源有机地嵌入到教学的逻辑里面，真正地服务于学生的认知建构以及素养的发展。

二、数字资源深度运用的理论基础

（一）认知负荷理论与可视化学习

依据认知负荷理论所明确的内容，人类工作记忆的容量是存在一定限度的。在进行教学设计的过程之中，需要做到减少外在认知负荷、达成优化内在的认知负荷以及促进相关的认知负荷的目标。地理学科，由于其涉及到数量众多的空间概念以及逻辑关系，对于学生的空间想象能力提出了较高的要求，很容易导致出现认知超载的状况。数字资源所具备的核心价值在于，通过借助可视化的手段，把抽象的知识转化成为直观的表征，从而降低认知的门槛。

本课例中，空间方面呈现出“狭管效应”格局，抽水蓄能电站具备的“充放”原理，都能够凭借航拍视频以及3D动画来直接地呈现出来，从而使得学生在处于低认知负荷的状况之下对核心概念加以理解，进而为后续开展的高阶思维活动预先留存认知资源。

（二）建构主义学习理论与情境认知

建构主义所主张的学习理论着重强调知识具备情境性、社会性以及建构性等特性，其认为学习应当在真实的或者是模拟真实的任务情境当中发生。数字技术能够创设出沉浸式的学习情境，从而让学生在仿佛亲身处于那种情境之中的状态下，主动地开展知识建构活动。

本课例把“AI算力朝着绿色算力再到新疆”当作导入的线索，将学生所熟知的AI话题跟“东数西算”国家战略相互联结起来，去创设具备时代感以及真实性质的学习情境。在“为什么新疆能够成为绿色能源基地”驱动性的问题之下，学生积极主动地去探究地形、气候、水源等自然方面的条件和能源开发之间的逻辑关系。

（三）深度学习与核心素养培育

深度的学习其目的在于让学生能够深度地理解、迁移应用并且批判性地建构知识，这与地理核心素养的培育目标是高度契合的。数字的资源不应该仅仅作为“教具”或者“演示工具”来使用，而应该成为学生进行深度学习的“支架”，以此来助力学生建立起知识的关联、形成结构化的认知并且实现意义的建构。

本课例中，数字资源进行运用情贯穿了“追风—逐日—踏浪—兴疆”这四个环节，进而形成了“现象感知→原理探究→关联建构→价值认同”的递进链条，使得学生在可视化的支持情况下，完成从具体方面到抽象方面、从局部范围到整体范围的认知方面的跃迁。

三、数字资源在地理课堂中的深度运用策略

文章基于本课例的实践情况，提炼出关于数字资源进行深度运用的四个主要策略，进而形成了一种“目标导向—情境驱动—认知建构—素养落地”的教学逻辑闭环。

（一）情境驱动：以生活化链接激活学习动机

地理方面的学习行为起始于“问题方面的意识”以及“探究方面的欲望”。数字类型的资源进行的情境方面的创设，能够打破教材跟学生之间存在的“距离方面的感觉”，建立起知识和生活二者之间的意义方面的关联。

本课例以一种导入链条来做设计，该导入链条是以“AI算力→绿色算力→新疆”构成，具体设计情况如下：首先，在现场对学生的AI使用状况开展调查，从而引发“AI离不开电”一种认知；其次，把“东数西算”国家战略的示意图进行展示，引导学生去发现“算力跟着能源走”的空间逻辑；最后，将关注点集中于中国在近两年新能源发展最为迅速的新疆，提出核心驱动方面的问题：“为什么是新疆？”

设计的关键之处在于搭建“数字桥梁”：以学生所熟悉的AI话题作为起点，把学生能够理解的算力与电力方面的常识结合起来，凭借可视化的图示将西部能源和东部算力的空间关联清晰地呈现出来。三个层级相互紧密关联，让学生在自身经验和陌生知识之间构建起认知的通路，切实地激发学生的探究动机。该策略和当前AI赋能地理教学的前沿实践是高度契合的，智能技术所创设的情境能够明显地提升学生的学习投入程度。

（二）认知建构：以可视化手段突破空间难点

对于地理学科方面的认知难点，主要是集中于“空间”以及“关联”的维度之上；数字资源所具备的可视化功能能够把抽象的概念转变为直观的表象，进而降低认知的门槛。

1. 航拍视频让地形格局“一目了然”

“狭管效应”概念是用来理解达坂城风能呈现丰富状态的关键所在，对于七年级的学生来说，它是比较抽象的。在这本课例的情况之下，于“追风”环节之处播放达坂城地区的航拍视频：镜头是从高空的位置进行俯瞰的，呈现气流进入到两座山之间的谷地的时候出现加速流动过程，学生在对视频进行观看之后，带着直观的感知回到地形图之上进行标注的操作，并且再加上“风口的风力会更大”一种生活方面的类比，从而实现“从具象到抽象”一种认知方面的过渡。以此来帮助学生能够快速地建立起“地形→风速”一种因果方面的关联。

2. 3D动画让复杂原理“化繁为简”

抽水蓄能的电站是处于“踏浪”环节当中的核心内容之一。在课程案例里，借助3D动画来展示阜康抽水蓄能的电站的工作原理，具体情况为：在用电处于低谷的时候，利用多余的电力把下水库的水抽送到上水库（也就是所谓的“充电”）；在用电处于高峰的时候，上水库进行放水来发电（也就是所谓的“放电”）。在动画播放之后，学生们自发地用“充电宝”来进行类比，这表明学生们已经完成了针对抽象原理的意义建构。

（三）关联建构：以交互式探究促进思维发展

对于数字资源进行深度运用，并非仅仅局限于“看”行为，而更着重于“做”动作。开展交互式探究活动，能够使得学生在操作过程之中构建知识之间的关联，进而发展其综合思维能力。

在本课例中，“兴疆”环节之处设计了一项关于棉花生产区位分析方面的讨论任务，学生们需要全面综合运用在前三个环节所学习到的自然地理知识内容，对新疆棉花品质优良的自然条件情况进行分析，并且要在新疆地图之上选择棉田承包的地点位置，同时说明做出该选择的理由依据。

为了对探究起到支撑作用，教师使用数字地图工具来进行新疆棉花种植区分布的展示，并且叠加诸如地形、降水、河流等图层，以此来帮助学生建立起“自然条件→农业分布”一种空间关联。当学生在任务单之上进行圈画选址的时候，自然而然地调用“天山冰雪融水”“盆地边缘绿洲”“昼夜温差大”等前期所掌握的知识，从而实现知识的迁移应用以及结构化的建构。

（四）价值升华：以逻辑化追问达成素养落地

地理方面的教学最终是指向了被称作“人地协调观”的核心素养内容，数字类型的资源能够帮助学生去构建出一种“从古时候一直到现今、从自然方面到人文方面”的认知所具有的纵深感，从而为价值认同情况筑牢其认知的基础。

在本课例中，“踏浪”环节，同时呈现坎儿井和抽水蓄能电站这两段视频，以此来引导学生在对比的情况下进行思考：同样都是对于“水”的利用，古代时候的新疆人发明坎儿井从而减少蒸发，现代时候的新疆人建设抽水蓄能电站进而实现储能调峰，那么它们的共同逻辑究竟是什么呢？

问题的设计目的在于引导学生去超越具体的知识内容，从而发现“因地制宜”一种贯穿古往今来的发展方面的智慧。在“兴疆”环节的总结过程当中，教师把逻辑进行延展，延展到“东数西算”国家层面的战略，通过板书“特高压输电”并且画上箭头的方式来建立起新疆和东部地区之间的空间方面的关联，让学生能够理解“新疆所拥有的绿色能源不只是服务于本地，更加能够支撑国家的发展”，进而实现从知识学习朝着价值认同的一种升华。

四、数字资源运用的效果与反思

（一）教学效果分析

从课例实施来看，数字资源的深度运用取得了以下效果：

1. 学习动机显著提升

由“AI算力朝着‘东数西算’方向进行的导入设计，能够激发起学生们对于探究方面的兴趣。在课堂调查环节当中，全班基本上都举手参与了，切实有效地打破了学生们针对‘遥远新疆’所存在的陌生感以及距离感。

2. 空间认知有效突破

通过运用航拍视频以及3D动画的事物，使得“狭管效应”“抽水蓄能”等一系列抽象的概念变得直观且能够被感知。在学生课后所进行的检测中，概念的准确程度明显高于采用传统教学方式的平行班级。

3. 综合思维逐步发展

学生于开展棉花生产区位分析当中，能够综合地运用涉及地形、气候、水源等多方面维度的知识内容，体现出了诸如“靠近天山之处存在冰雪融水”“盆地中心属于沙漠因而不适宜”等方面的地理思维情况，这表明学生初步地建立起了名为“自然条件决定人类活动”的一种分析框架体系。

4. 人地协调观初步建立

经由开展坎儿井跟抽水蓄能的对比，并结合“东数西算”战略，使得学生针对“因地制宜”的理解从单纯的知识记忆层面深化为一种发展理念。在进行课堂总结的时候，出现了像“新疆绿色能源点亮东部AI”这类具有创造性的表达。

（二）存在问题与改进方向

尽管取得了一定成效，但反思课例实施，仍存在以下问题：

1. 技术的“深度”有待加强

在“追风”以及“逐日”环节当中，对于数字资源的运用，依旧主要是教师播放视频，学生观看，学生个体进行操作以及交互反馈的情况比较少，像数字地图、智能互动平台等功能没有得到充分的开发。改进的方向是：尝试使用数字地图这类工具，让学生自行圈画山口的位置、标注降水量的分布，把“被动观看”转变为“主动探究”。

2. 数字资源的整合逻辑需进一步优化

在这本课例当中，使用了视频、动画、图示等各种各样的数字资源。然而，部分资源相互之间的逻辑衔接方面不够紧密，存在着一种“为用而用”的痕迹。其改进的方向在于：要建立起一种“目标—资源—活动”一体化的设计思路，要确保每处数字资源的使用都能够对应着明确的教学目标以及认知任务。

3. 数字赋能与人地协调观的融合可更深入

在当前的课例情况当中，数字类型的资源主要是被用来进行知识方面的呈现以及原理方面的理解，在“人地协调观”种高阶的素养培育工作当中所起到的作用是比较有限的。其改进的方向为：可以借助GIS技术来展示出新疆近30年绿洲发生的变化、新能源开展的开发以及环境受到的影响等相关的数据，从而引导学生在开展数据分析工作的过程当中，形成对于“发展”与“保护”二者关系的辩证性思考。

五、结论与建议

（一）基本结论

本研究明确显示，在初中地理课堂范畴之中，对数字资源开展深度方面的运用操作，需要严格遵循一种按照“目标导向—情境驱动—认知建构—素养落地”顺序推进的递进逻辑关系。

对于数字资源的运用情而言，需要从那种所谓的“技术叠加”这种状况，转变到“技术融合”这种情形，从而使得技术能够成为教学逻辑方面的内在组成部分，而并非是外在的修饰之物。

数字方面的资源它所具备的核心功能是开展“降维”操作：将那种抽象的知识进行转化，使其成为直观的表征形式，进而降低认知方面的门槛，为开展高阶的思维活动去节省认知方面的资源。

数字所赋予能力的最终指向之处是对于核心素养的培育工作，技术应当为“人地协调观”“综合思维”这类素养目标的达成提供认知方面的支架以及情感方面的支撑内容。

（二）实践建议

基于本研究，对初中地理数字资源的深度运用提出以下建议：

1. 坚持目标导向，避免技术滥用

对于数字资源方面的选择以及运用，需要紧紧扣住教学目标来进行。在使用数字工具之前，都应当明确知晓“为什么要使用”“在什么地方使用”“使用达到什么样的程度”，从而避免出现“为了使用而使用”的情况。

2. 强化学生主体，实现“用技术学”

对于数字资源进行运用情，应该给予学生更多的操作方面的权力以及表达方面的权力，借由像数字地图标注的活动、智能互动答题的活动、平板电脑探究的活动，使得学生在“做”的过程当中去学习，而并非在“看”的过程当中去学习。

3. 注重素养指向，超越知识传授

数字所赋予能量之后的最终目的，是为了服务于核心素养方面的培育。在教学的过程当中，应当充分地利用数字方面的资源，去创设出真实的情境，并且呈现出复杂性质的数据，以此来激发起深度的思考，从而引导学生在对知识进行学习的基础上，形成地理方面的思维以及人地方面的观念。

4. 提升教师数字素养，保障融合质量

教师所具备的数字素养乃是数字资源能够得以深度运用的最为关键的保障，学校以及教研部门需要切实加强针对教师信息技术应用能力方面的培训工作，以此助力教师掌握数字工具所具备的教学转化能力，从而确保技术能够真正地服务于课堂教学活动。

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