智慧學(xué)習(xí)與高校地理教學(xué)融合路徑探究

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摘要：文章通過分析教育學(xué)、地理學(xué)及信息技術(shù)的最新發(fā)展，提出了整合智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與高校地理教學(xué)的途徑。主要包括：基于已有的教學(xué)實習(xí)資料及地理數(shù)據(jù)庫，建設(shè)高校地理教學(xué)資源庫；利用3S技術(shù)、人工智能和人工現(xiàn)實技術(shù)，構(gòu)建虛擬學(xué)習(xí)情景；利用新一代信息技術(shù)來建設(shè)慕課、微課課程和開展示范應(yīng)用；綜合運用慕課、微課和翻轉(zhuǎn)教學(xué)的混合學(xué)習(xí)開展高校地理教學(xué)，為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與高校地理教學(xué)的系統(tǒng)整合提供參考。

關(guān)鍵詞：智慧學(xué)習(xí)環(huán)境；高校；地理教學(xué)；整合

0引言

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外對教育信息化的重視程度不斷提高，以互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化、人工智能為代表的第四次工業(yè)革命給學(xué)校教育教學(xué)的發(fā)展帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。2018年3月，教育部等五部門出臺的《教師教育振興行動計劃（2018—2022年）》提出：“充分利用云計算、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能等新技術(shù)，推進教師教育信息化教學(xué)服務(wù)平臺的建設(shè)和應(yīng)用，推動以自主、合作、探究為主要特征的教學(xué)方式變革”。2018年9月，教育部出臺的《關(guān)于實施卓越教師培養(yǎng)計劃2.0的意見》指出：“推動人工智能、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境等新技術(shù)與教師教育課程全方位融合，充分利用虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和混合現(xiàn)實等，建設(shè)開發(fā)一批交互性、情境化的教師教育課程資源”。然而，傳統(tǒng)的教育教學(xué)如何適應(yīng)現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展？在智慧教育背景下，如何充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，建設(shè)優(yōu)質(zhì)的教師教育課程資源？如何選擇優(yōu)化的教學(xué)模式，促進學(xué)習(xí)者的全面發(fā)展，做到以人為本？這些是當前迫切要回答的問題。通過瞄準智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與地理教學(xué)的整合，基于教育學(xué)方法論，并借鑒地理學(xué)及信息科學(xué)等相關(guān)學(xué)科思想和方法，結(jié)合慕課、微課、翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)等，探索智慧學(xué)習(xí)在高校地理教學(xué)中的應(yīng)用，探討智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與高校地理教學(xué)的整合，研究成果對推進高校教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量具有重要的理論及實踐意義。

1智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與高校地理教學(xué)

信息技術(shù)與學(xué)科課程整合的方式主要是課程信息化［1］。然而，地理學(xué)是研究行星地球表面的科學(xué)，又是研究關(guān)系、強調(diào)位置和考察分布的科學(xué)［2］。與其他學(xué)科相比，地理學(xué)具有明顯綜合性、區(qū)域性和時空多維性的特點。

1.1現(xiàn)代信息技術(shù)與地理教育教學(xué)

作為現(xiàn)代信息技術(shù)與教育發(fā)展高度融合而產(chǎn)生的新型模式，智慧教育代表了未來教育發(fā)展與改革的方向。智慧教育是通過構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，運用智慧教學(xué)法，促進學(xué)習(xí)者進行智慧學(xué)習(xí)［3-4］。智慧學(xué)習(xí)是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)和人工智能技術(shù)等來全面感知學(xué)習(xí)情境、識別學(xué)習(xí)者特征，提供合適的學(xué)習(xí)資源與便利的互動工具，從而有效支持人們的終身學(xué)習(xí)、職業(yè)發(fā)展和自我價值的實現(xiàn)。智慧學(xué)習(xí)在歐美、日本等發(fā)達國家已經(jīng)得到初步應(yīng)用。例如，美國北卡羅來納州格雷漢姆小學(xué)開展了教育云計算項目。目前，國內(nèi)正在掀起基于智慧學(xué)習(xí)的教育課程改革的熱潮。關(guān)于智慧學(xué)習(xí)的研究主要涉及智慧學(xué)習(xí)環(huán)境、智慧學(xué)習(xí)學(xué)術(shù)平臺、智慧學(xué)習(xí)資源、智慧學(xué)習(xí)模式、智慧學(xué)習(xí)體驗、智慧學(xué)習(xí)服務(wù)等方面［5-7］。與地理學(xué)的綜合性和區(qū)域性相對應(yīng)，地理學(xué)的研究對象極其復(fù)雜；而基于“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的慕課、微課教學(xué)及學(xué)習(xí)不受時空限制，讓學(xué)習(xí)者能根據(jù)自身條件開展地理學(xué)習(xí)，對于提高地理教學(xué)效果具有重要意義。探索慕課、微課課程在高校地理教學(xué)中的應(yīng)用，是高校地理課程改革研究的一個重要內(nèi)容［8-9］。

1.2混合教學(xué)與地理教學(xué)模式

教學(xué)模式是在一定教育思想、教學(xué)理論和學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下為實現(xiàn)教學(xué)目的而形成的具有理論性、系統(tǒng)性、操作性的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形式，是將教學(xué)方法、教學(xué)組織形式、教學(xué)手段融為一體的綜合策略體系［10］。建構(gòu)主義認為，學(xué)習(xí)的過程是主體在與客體的交互作用過程中實現(xiàn)知識建構(gòu)的過程。在這個建構(gòu)過程中，主體的一些知識被內(nèi)化為主體自身的一部分，成為主體解決類似問題的個人知識和智慧。大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（MOOC）最早是由加拿大學(xué)者DaveCormier和BryanAlexander在2008年提出的，有助于學(xué)習(xí)者在全球范圍內(nèi)選擇優(yōu)秀在線課程資源及促進教師與學(xué)生在課堂教學(xué)中角色的徹底轉(zhuǎn)變，形成以學(xué)生為中心的教學(xué)方式和提高教學(xué)質(zhì)量與效果等。MOOC是國際高等教育發(fā)展的新趨勢，對高校課程學(xué)習(xí)的影響極大［11-12］。隨著MOOC的興起，翻轉(zhuǎn)課堂便以SPOC（SmallPrivateOnlineCourse）的形式在高等教育中風靡［13-14］。翻轉(zhuǎn)課堂（FlippedClassroom）是將“課上傳授知識、課后內(nèi)化知識”的教學(xué)過程，轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢n前傳授知識、課上內(nèi)化知識”的教學(xué)過程。翻轉(zhuǎn)課堂通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，實現(xiàn)“自下而上”的認知提升和“自上而下”的思維創(chuàng)新，革新教育理念，關(guān)注學(xué)習(xí)思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)和創(chuàng)造性思維能力［15］，尤其適合綜合性較強的地理學(xué)教學(xué)的實施。因此，結(jié)合MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂，探討智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的混合學(xué)習(xí)，實行創(chuàng)新驅(qū)動的高校地理課程智慧教學(xué)，是當前教學(xué)改革研究的一個熱點方向。

1.3智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與地理教學(xué)的系統(tǒng)整合

以往智慧學(xué)習(xí)環(huán)境運用于地理教學(xué)方面的研究往往過于注重技術(shù)層面，多側(cè)重于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境單個方面的研究，而在學(xué)生的學(xué)、教師的教及其與現(xiàn)代信息技術(shù)的整合等理論方法方面較為不足。另外，以往信息技術(shù)與地理教學(xué)的整合主要是與多媒體、地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）等的整合［16-17］。然而，當前信息技術(shù)發(fā)展如人工現(xiàn)實、人工智能與地理教育教學(xué)的整合方面研究有限［18］，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下學(xué)習(xí)者的潛能未能得到充分體現(xiàn)。人工現(xiàn)實技術(shù)在地理學(xué)的時空多維性表達方面具有明顯優(yōu)勢。因此，如何整合智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與高校地理教學(xué)，開展地理課程慕課、微課研究，建設(shè)地理教學(xué)資源庫，構(gòu)建虛擬學(xué)習(xí)情景，系統(tǒng)推動地理教學(xué)改革，是當前智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與高校地理教育教學(xué)整合的一個重要思路和方向。

2智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與高校地理教學(xué)整合途徑

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境包含3個重要的組成部分：智慧教育技術(shù)、智慧學(xué)習(xí)及智慧教學(xué)。借助Web技術(shù)、人工現(xiàn)實等技術(shù)，本文從教學(xué)資源、課程形式、教學(xué)模式優(yōu)化等方面提出實現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與高校地理教學(xué)整合的路徑。

2.1基于WebServices的分布式地理教學(xué)資源庫的構(gòu)建

要發(fā)揮地理教學(xué)信息化、網(wǎng)絡(luò)化、開放化的優(yōu)勢，就必須有豐富的教學(xué)信息資源的支持。地理教學(xué)資源庫能為學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上進行自主學(xué)習(xí)及教師組織教學(xué)材料提供支持服務(wù)。因而，地理教學(xué)資源庫是信息技術(shù)與地理課程整合的基礎(chǔ)。通過分析建構(gòu)主義、人本主義學(xué)習(xí)等教育理論，提出利用3S技術(shù)、WebServices技術(shù)構(gòu)建分布式高校地理教學(xué)資源庫，進而實現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與高校地理教學(xué)的系統(tǒng)整合。

2.2基于人工現(xiàn)實、人工智能等技術(shù)的虛擬學(xué)習(xí)情景的構(gòu)建

人工現(xiàn)實技術(shù)不僅為學(xué)習(xí)者提供生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，還豐富了教與學(xué)的表現(xiàn)形式，對調(diào)動學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性、突破教學(xué)的重難點將起到積極的作用。從建構(gòu)主義理論出發(fā)，本文提出基于人工現(xiàn)實、人工智能等技術(shù)，利用三維仿真建模工具軟件MultigenCreator和C語言構(gòu)建地理虛擬學(xué)習(xí)情景，這為搭建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，實現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與高校地理教學(xué)的整合提供基礎(chǔ)。

2.3高校地理慕課、微課網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)及應(yīng)用示范

慕課與微課是當前教育教學(xué)領(lǐng)域的熱點，正越來越多地運用于高等教育教學(xué)活動中，取得了較果。本文提出在已有地理數(shù)據(jù)及教育教學(xué)資料基礎(chǔ)上，結(jié)合地理學(xué)課程特點，各高校通過開發(fā)地理學(xué)微課與慕課網(wǎng)絡(luò)示范課程，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程平臺，實現(xiàn)初步應(yīng)用和示范研究，進而揭示和輔助解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題，促進智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與高校地理教學(xué)的整合。

2.4結(jié)合慕課、微課和翻轉(zhuǎn)教學(xué)的混合學(xué)習(xí)在地理教學(xué)中的應(yīng)用

教學(xué)模式的選擇通常與教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)者的特征選擇及教師的自身特點有關(guān)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，學(xué)習(xí)呈現(xiàn)出多元化的趨勢。在此背景下，混合學(xué)習(xí)成為教學(xué)改革的研究熱點和發(fā)展方向之一。通過設(shè)定合理的信息化學(xué)習(xí)方式，結(jié)合慕課、微課地理課程和翻轉(zhuǎn)教學(xué)的特點，開展混合教學(xué)在高校地理教學(xué)中的應(yīng)用。借此分析自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)等教學(xué)模式在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的實用性，尋求提高高校地理課程教學(xué)質(zhì)量，揭示和解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題，實現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與高校地理教學(xué)的高效整合。

3結(jié)語

隨著新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，高校地理課程教學(xué)與信息技術(shù)整合是人才培養(yǎng)、素質(zhì)教育和教學(xué)發(fā)展的需要。當前智慧教育的核心技術(shù)主要包括物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、泛在網(wǎng)絡(luò)等［19］。如何實現(xiàn)智慧教育發(fā)展背景下高校地理課程教學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)的有效整合，是擺在高校教學(xué)改革領(lǐng)域的重要課題。然而，由于地理課程本身及教師、學(xué)生自身特點等因素的影響，高校地理課程教學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)的整合往往具有高度復(fù)雜性。本文針對當前理論前沿，提出開發(fā)地理慕課、微課網(wǎng)絡(luò)課程并進行應(yīng)用示范；促進慕課、微課和翻轉(zhuǎn)課堂的混合學(xué)習(xí)方法在地理課程中的應(yīng)用；基于人工現(xiàn)實、人工智能等技術(shù)構(gòu)建虛擬學(xué)習(xí)情景；基于WebServices構(gòu)建分布式地理教學(xué)資源庫，從而促進智慧學(xué)習(xí)環(huán)境在高校地理教學(xué)的實踐應(yīng)用。

參考文獻

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［3］祝智庭，賀斌.智慧教育:教育信息化的新境界［J］.電化教育研究，2012（12）：7-15.

作者：裴鳳松   單位：江蘇師范大學(xué)