“未来教室”在初中地理教学中的应用研究

期刊: 环球探索 DOI: PDF下载

刘彪

阜南县第五初级中学 安徽阜阳 236000

摘要

随着人工智能技术的蓬勃发展与信息技术的深度融合,教育行业正经历着前所未有的结构性变革。基于此,本文聚焦于“未来教室”在初中地理教学中的应用,探讨了未来教室如何通过其独特的硬件、软件、教学资源及环境设计,有效提升初中地理教学的互动性、直观性和高效性。通过实际案例分析,验证了未来教室在激发学生学习兴趣、培养地理素养、促进自主学习与合作学习等方面的显著成效,为初中地理教学模式的创新提供了有力支持。


关键词

未来教室;初中地理教学;信息技术融合;互动教学;自主学习

正文



引言

地理学科是学生在义务教育阶段了解地理环境,形成地理技能,建立正确的人口观、资源观和环境观的重要手段。提高地理学科教学质量对发展学生综合素质有着十分重要的意义。但是传统的地理教学模式通常注重单向的知识传授,学生主体性与实践能力发展不足。在信息技术高速发展的今天,“未来教室”这一新兴教学环境凭借智能化和个性化等特征给初中地理教学提供了新的契机和挑战。研究目的在于探究“未来教室”对初中地理教学的具体运用及成效,为地理教学模式创新提供现实借鉴。

一、“未来教室”的特点及构建因素

“未来教室”作为信息技术和教育的深度融合,显示出其特有的魅力及无限发展潜力。它最为突出的特点是高度集成化技术运用,不仅表现为硬件设备先进,例如超高清显示屏和交互式电子白板等,还通过引入虚拟现实(VR)和增强现实(AR)这两种教学设备,使教学内容得以以更直观和生动的形式展示,从而极大地提升了学生的学习体验,与此同时,智能化的软件系统是“未来教室”必不可少的组成部分,借助大数据分析、人工智能算法,“未来教室”可以实现精准追踪与个性化推荐学生的学习行为,进而为每一位学生量身打造学习方案[1]

构建“未来教室”需考虑诸多因素:首先,硬件设施的选择和布置非常关键,不仅要确保技术先进,还要兼顾实际教学需要,保证每项技术对教学活动产生最大效用。其次,软件系统的研发和应用也不可忽视,功能完备、操作简单的教学管理系统对“未来教室”的高效运转至关重要。另外,教学资源的构建和整合在“未来教室”建设中具有重要意义,大量数字化教学资源、互动式教学案例和虚拟仿真实验环境,均是促进教学质量、激发学生学习兴趣不可忽视的要素。

二、“未来教室”在初中地理教学中的应用价值

“未来教室”运用于初中地理教学,显示出极大的价值与潜能,使传统地理教学发生革命性变化。这种创新教学模式通过将先进信息技术与智能化设备相整合,在大大丰富教学手段的同时,也显著增强了教学效果,它对发展学生地理素养、激发学习兴趣、推动自主学习等方面提供了有力支撑。

在视觉效果上,“未来教室”采用了高清屏幕、虚拟现实(VR)以及增强现实(AR)等先进技术,使得地理信息呈现出三维的立体效果,以动态模拟的方式呈现在学生面前,使抽象的地理概念和复杂的地理过程直观明了。比如在板块构造学说的学习过程中,学生可通过VR头盔来“亲历”板块活动,体会地震和火山喷发这些自然现象产生的机理,这种沉浸式的学习体验,大大强化了学生对于地理知识的认知与记忆。

“未来教室”注重互动性和参与性,以交互式电子白板、在线问答系统和小组合作工具为载体,营造积极开放的学习环境。在这一情境中,学生能够畅所欲言,即时与老师和同学沟通并讨论地理问题。这一互动既促进知识共享、思维碰撞,又培养学生沟通能力、团队协作精神。同时,教师通过后台数据分析能够及时掌握学生学习情况并调整教学策略,以达到精准教学的目的。再者,“未来教室”支持个性化学习,并运用大数据与人工智能技术为每一位学生提供定制化学习资源与路径。该系统可依据学生学习进度、兴趣偏好及能力水平等因素智能地推荐合适的学习材料,以辅助学生对所学专业进行深度探究,并对薄弱环节进行强化实践。这一个性化学习模式在满足不同学生学习需求的同时,还能提高学习效率和促进全面发展。

三、“未来教室”在初中地理教学中的应用方法

(一)直观地呈现地理现象

就初中地理教学而言,地理现象的直观展示非常关键,因为它有助于学生加深对抽象地理概念的理解以及对复杂地理过程的认识。“未来教室”融合了尖端的信息技术,例如高清显示屏、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)等,为地理现象的直观呈现提供了坚实的技术支撑[2]

比如在解释地球运动及季节变化等问题上,传统的教学方式通常是依靠静止的地球仪及挂图来进行教学,很难形象地表现地球自转、公转及其所引起的季节变化。而在“未来教室”,老师们可借助VR技术营造地球虚拟环境,使学生戴上VR眼镜就像身处太空一样,目睹地球自转与公转的过程,体验季节交替。这种直观展示既让学生对地球运动及季节变化原理有了更深刻的认识,又激发了学习兴趣及探索欲。又如,传统的教学方式对地形地貌的研究常常是以展示地形图、地貌模型等方式辅助学生进行理解。但这些静态展示方式很难完整地表现地形地貌的复杂多变。而在“未来教室”里,老师能够运用AR技术把地形地貌三维立体地展现给学生。学生可以通过手中的设备(比如平板电脑或者智能手机等)扫描特定的二维码或图像,就能看到虚拟的地形地貌模型浮现在屏幕上,甚至还能对模型进行旋转、缩放及移动以观察不同的角度。这种直观展示方式既可以让学生对地形地貌特点及分类有更清楚的了解,又可以发展其空间想象及立体思维能力。

(二)提高课堂互动性

加强初中地理教学课堂互动性,对促进学生学习兴趣与参与度具有重要意义。“未来教室”以交互式电子白板、即时反馈系统和在线协作工具等先进互动技术为教师和学生提供富有活力和创造性的学习环境,使课堂互动变得更频繁、更深刻和更高效[3]

“气候类型及分布”这一部分为背景,在传统的教学方法中,教师可能只是通过展示气候类型图和解释各种气候特性来传授知识,这导致学生往往是被动的,互动也相对有限。在“未来教室”的教学环境里,教师有能力运用交互式电子白板来构建一个交互式游戏,该游戏在屏幕上展示世界地图,并在不同的地理区域上标注代表各种气候条件的图标。学生分了组,每一组选一种气候类型并通过将图标拖拽到合适地理位置来完成气候类型匹配。在这一过程中,学生需要通过讨论、判断与协作来完成作业,既能加深对气候类型及分布规律的认识,又能锻炼团队协作与交流能力。同时,电子白板对学生操作情况即时记录,老师可以根据反馈情况调整教学策略,对出错比较严重的地方给予重点解释,达到精准教学。又比如,在讲授“自然灾害及防范措施”这一主题时,教师有机会运用“未来教室”中的虚拟现实(VR)技术,来模拟地震、洪水等各种自然灾害的发生场景,使学生戴上VR设备,沉浸在灾难中。然后通过在线问答系统,由老师提出有关灾害预警、逃生路线的选择等问题,由学生立即回答,并由系统将正确回答立即反馈出来,便于对知识立即巩固和运用。该互动方式既强化了学生对于自然灾害的感知与防范意识,又提升了其应急应变能力与决策能力。

(三)提倡自主学习,合作学习

“未来教室”运用于初中地理教学也表现为推动学生自主学习和合作学习。通过个性化学习资源与有力协作工具的提供,它为学生搭建起一个自主与协作并存的学习空间,并激发其学习潜能与创造力。

“中国地理”一章学习为例,“未来教室”可基于学生学习进度与兴趣智能地推荐视频讲座、电子书籍、互动地图等相关学习资源。学生可根据需要选择合适的学习路径,独立探究中国各地区自然风光、人文历史和经济发展。这种个性化学习方式既能满足不同学生的需要,又能培养其自主学习能力及信息筛选能力。与此同时,“未来教室”也鼓励学生间的协同学习。学习“人口和城市”专题时,老师可安排小组项目,让学生分小组学习不同城市的人口结构、城市规划和环境问题,并做多媒体报告呈现。学生可以使用“未来教室”所提供的在线合作工具,例如共享文件、在线讨论板、视频会议等,来进行资料的收集、数据的分析和报告的编写等任务。在这一过程中,学生既要学习与人合作的方法,又要学习如何进行有效的交流与协调,以化解合作中潜在的差异与矛盾。最后,在团队的努力下,学生完成了一份优质的多媒体报告,既加深了学生对于人口和城市有关知识的了解,又锻炼了学生的团队协作能力、创新能力。

(四)个性化教学

初中地理教学要想促进教学质量的提高,要想满足学生多样化的学习需求,关键在于个性化教学。“未来教室”以强大的数据分析与人工智能技术为基础,可以为每一位学生定制学习计划与教学内容,做到真正意义上的“因材施教”。

“世界地理”这一章的学习为例,在传统的教学中,教师通常都是采取统一的教学进度与难易程度,很难考虑到每一个学生在学习上的不同。而在“未来教室”,该系统能够基于学生学习历史、能力水平、兴趣爱好等多维度数据,对学生学习特点与需求进行智能分析,并针对每一个学生产生个性化学习路径。比如,对欧洲历史文化有特殊兴趣的同学,本系统可推荐较多的欧洲地理、历史、文化学习资源,如视频讲座、电子书籍、互动地图等,以满足他们进一步学习的要求。同时,该系统能够根据学生学习进度及掌握程度对学习难度及节奏进行动态调节,以保证每一个学生在合适的层次上有所进步。“未来教室”也为实现个性化教学提供了大量交互与反馈机制,比如,该系统能够定期评估学生学习情况,并通过在线测试和作业提交来采集学生学习数据及反馈信息。教师可依据这些资料及时掌握学生学习情况及存在问题,并有针对性地对学生进行辅导与帮助。“未来教室”在制定个性化学习计划与教学内容的同时,支持学生依据自身学习需要与兴趣自主地选择学习方式与学习时间。学生上课可通过交互式电子白板和虚拟现实与师生互动,课下可通过在线学习平台和移动应用自主学习。这种灵活多样的学习方式既能满足学生不同的学习需要,又能培养学生自主学习和时间管理能力。综上所述,将“未来教室”运用到初中地理教学当中,以实现个性化教学的方式为每一个学生量身打造学习体验与发展空间。这既能让学生更积极地投入到学习过程中,又能满足学生多样化的学习需求,从而促进学生全面发展与个性化成长。未来教育发展到一定阶段,“未来教室”将是促进教育创新,提高教学质量的主要动力。

(五)加强实践操作能力的培养

加强初中地理教学中学生实践操作能力的培养,对培养学生地理实践技能及解决实际问题的能力具有十分重要的意义。“未来教室”将多种先进模拟软件与实验设备整合起来,给学生以虚拟逼真的实践操作环境,让其在安全可控的环境中开展各类地理实验与探究活动。

“地质构造和地貌发育”这一部分为背景,在传统的教学方法中,学生通常只能依赖图像、模型或实地考察来深入了解地质构造和地貌的形成过程。但这些途径通常很难完整地展示地质构造的复杂性和地貌发育的动态性。而在“未来教室”,教师可借助地质模拟软件建立虚拟地质环境,学生可在该环境下完成地质勘探、地层分析和地貌模拟。学生可通过调整参数、观察变化、分析结果等方面对地质构造及地貌发育的原理与过程有深刻的认识。此虚拟实践的方法不但降低了实验成本与风险,也增加了实验的可行性与成效。又例如,在“水资源管理和保护”的学习过程中,“未来教室”能够为学生提供一个模拟的水资源管理平台,帮助他们在不同的场景中模拟水资源的分配、管理和保护策略。学生可通过设置不同的水文条件、用水需求及环保要求来观察及分析水资源管理的成效与影响。这一实践操作既让学生对水资源管理的原理与方法有了更深刻的认识,又培养了其决策能力与环保意识。

除此之外,“未来教室”还可以采用虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术,为学生提供更加沉浸式的实践操作体验。举例来说,在学习“自然灾害和预防”这一主题时,学生们有机会戴上VR眼镜,亲身体验地震、洪水等自然灾害的发生及其应对策略。在模拟逃生、救援等情景中,学生锻炼了应急反应能力及团队协作能力。

结束语

综上所述,本文“未来教室”如何运用于初中地理教学展开了深入探究,揭示出其对于提高教学质量、激发学生兴趣、推动自主学习和合作学习所具有的突出优势。未来教室这一新兴教学环境在为地理教学带去崭新教学模式与教学手段的同时,还对教育行业结构性变革给予了强有力的支撑。今后要不断探索未来教室与地理教学深度融合之路,助力培养具有创新精神与实践能力的高素质人才。

参考文献

[1]庆璠成.核心素养下信息技术与初中地理教学的融合分析[J].中国新通信,2024,26(15):199-201.

[2]孙悦.基于地理信息技术的初中地理项目式学习设计与应用研究[D].曲阜师范大学:2024.

[3]叶秀龙.应用信息技术促进初中地理探究性学习的策略[J].试题与研究,2024(15):109-111.


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