智慧学习与高校地理教学融合路径探究

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摘要：文章通过分析教育学、地理学及信息技术的最新发展，提出了整合智慧学习环境与高校地理教学的途径。主要包括：基于已有的教学实习资料及地理数据库，建设高校地理教学资源库；利用3S技术、人工智能和人工现实技术，构建虚拟学习情景；利用新一代信息技术来建设慕课、微课课程和开展示范应用；综合运用慕课、微课和翻转教学的混合学习开展高校地理教学，为智慧学习环境与高校地理教学的系统整合提供参考。

关键词：智慧学习环境；高校；地理教学；整合

0引言

随着现代信息技术的不断发展，国内外对教育信息化的重视程度不断提高，以互联网产业化、人工智能为代表的第四次工业革命给学校教育教学的发展带来了新的机遇和挑战。2018年3月，教育部等五部门出台的《教师教育振兴行动计划（2018—2022年）》提出：“充分利用云计算、大数据、虚拟现实、人工智能等新技术，推进教师教育信息化教学服务平台的建设和应用，推动以自主、合作、探究为主要特征的教学方式变革”。2018年9月，教育部出台的《关于实施卓越教师培养计划2.0的意见》指出：“推动人工智能、智慧学习环境等新技术与教师教育课程全方位融合，充分利用虚拟现实、增强现实和混合现实等，建设开发一批交互性、情境化的教师教育课程资源”。然而，传统的教育教学如何适应现代信息技术的发展？在智慧教育背景下，如何充分利用现代信息技术，建设优质的教师教育课程资源？如何选择优化的教学模式，促进学习者的全面发展，做到以人为本？这些是当前迫切要回答的问题。通过瞄准智慧学习环境与地理教学的整合，基于教育学方法论，并借鉴地理学及信息科学等相关学科思想和方法，结合慕课、微课、翻转学习等，探索智慧学习在高校地理教学中的应用，探讨智慧学习环境与高校地理教学的整合，研究成果对推进高校教学改革，提高教学质量具有重要的理论及实践意义。

1智慧学习环境与高校地理教学

信息技术与学科课程整合的方式主要是课程信息化［1］。然而，地理学是研究行星地球表面的科学，又是研究关系、强调位置和考察分布的科学［2］。与其他学科相比，地理学具有明显综合性、区域性和时空多维性的特点。

1.1现代信息技术与地理教育教学

作为现代信息技术与教育发展高度融合而产生的新型模式，智慧教育代表了未来教育发展与改革的方向。智慧教育是通过构建智慧学习环境，运用智慧教学法，促进学习者进行智慧学习［3-4］。智慧学习是通过物联网技术、大数据系统和人工智能技术等来全面感知学习情境、识别学习者特征，提供合适的学习资源与便利的互动工具，从而有效支持人们的终身学习、职业发展和自我价值的实现。智慧学习在欧美、日本等发达国家已经得到初步应用。例如，美国北卡罗来纳州格雷汉姆小学开展了教育云计算项目。目前，国内正在掀起基于智慧学习的教育课程改革的热潮。关于智慧学习的研究主要涉及智慧学习环境、智慧学习学术平台、智慧学习资源、智慧学习模式、智慧学习体验、智慧学习服务等方面［5-7］。与地理学的综合性和区域性相对应，地理学的研究对象极其复杂；而基于“互联网+教育”的慕课、微课教学及学习不受时空限制，让学习者能根据自身条件开展地理学习，对于提高地理教学效果具有重要意义。探索慕课、微课课程在高校地理教学中的应用，是高校地理课程改革研究的一个重要内容［8-9］。

1.2混合教学与地理教学模式

教学模式是在一定教育思想、教学理论和学习理论指导下为实现教学目的而形成的具有理论性、系统性、操作性的稳定结构形式，是将教学方法、教学组织形式、教学手段融为一体的综合策略体系［10］。建构主义认为，学习的过程是主体在与客体的交互作用过程中实现知识建构的过程。在这个建构过程中，主体的一些知识被内化为主体自身的一部分，成为主体解决类似问题的个人知识和智慧。大型开放式网络课程（MOOC）最早是由加拿大学者DaveCormier和BryanAlexander在2008年提出的，有助于学习者在全球范围内选择优秀在线课程资源及促进教师与学生在课堂教学中角色的彻底转变，形成以学生为中心的教学方式和提高教学质量与效果等。MOOC是国际高等教育发展的新趋势，对高校课程学习的影响极大［11-12］。随着MOOC的兴起，翻转课堂便以SPOC（SmallPrivateOnlineCourse）的形式在高等教育中风靡［13-14］。翻转课堂（FlippedClassroom）是将“课上传授知识、课后内化知识”的教学过程，转变为“课前传授知识、课上内化知识”的教学过程。翻转课堂通过学生的自主学习，实现“自下而上”的认知提升和“自上而下”的思维创新，革新教育理念，关注学习思维，培养学生的创新素养和创造性思维能力［15］，尤其适合综合性较强的地理学教学的实施。因此，结合MOOC和翻转课堂，探讨智慧学习环境下的混合学习，实行创新驱动的高校地理课程智慧教学，是当前教学改革研究的一个热点方向。

1.3智慧学习环境与地理教学的系统整合

以往智慧学习环境运用于地理教学方面的研究往往过于注重技术层面，多侧重于智慧学习环境单个方面的研究，而在学生的学、教师的教及其与现代信息技术的整合等理论方法方面较为不足。另外，以往信息技术与地理教学的整合主要是与多媒体、地理信息系统（GIS）、遥感（RS）和全球定位系统（GPS）等的整合［16-17］。然而，当前信息技术发展如人工现实、人工智能与地理教育教学的整合方面研究有限［18］，智慧学习环境下学习者的潜能未能得到充分体现。人工现实技术在地理学的时空多维性表达方面具有明显优势。因此，如何整合智慧学习环境与高校地理教学，开展地理课程慕课、微课研究，建设地理教学资源库，构建虚拟学习情景，系统推动地理教学改革，是当前智慧学习环境与高校地理教育教学整合的一个重要思路和方向。

2智慧学习环境与高校地理教学整合途径

智慧学习环境包含3个重要的组成部分：智慧教育技术、智慧学习及智慧教学。借助Web技术、人工现实等技术，本文从教学资源、课程形式、教学模式优化等方面提出实现智慧学习环境与高校地理教学整合的路径。

2.1基于WebServices的分布式地理教学资源库的构建

要发挥地理教学信息化、网络化、开放化的优势，就必须有丰富的教学信息资源的支持。地理教学资源库能为学生在网络上进行自主学习及教师组织教学材料提供支持服务。因而，地理教学资源库是信息技术与地理课程整合的基础。通过分析建构主义、人本主义学习等教育理论，提出利用3S技术、WebServices技术构建分布式高校地理教学资源库，进而实现智慧学习环境与高校地理教学的系统整合。

2.2基于人工现实、人工智能等技术的虚拟学习情景的构建

人工现实技术不仅为学习者提供生动、逼真的学习环境，还丰富了教与学的表现形式，对调动学习者的学习积极性、突破教学的重难点将起到积极的作用。从建构主义理论出发，本文提出基于人工现实、人工智能等技术，利用三维仿真建模工具软件MultigenCreator和C语言构建地理虚拟学习情景，这为搭建智慧学习环境，实现智慧学习环境与高校地理教学的整合提供基础。

2.3高校地理慕课、微课网络课程开发及应用示范

慕课与微课是当前教育教学领域的热点，正越来越多地运用于高等教育教学活动中，取得了较果。本文提出在已有地理数据及教育教学资料基础上，结合地理学课程特点，各高校通过开发地理学微课与慕课网络示范课程，建设网络课程平台，实现初步应用和示范研究，进而揭示和辅助解决学生学习过程中存在的问题，促进智慧学习环境与高校地理教学的整合。

2.4结合慕课、微课和翻转教学的混合学习在地理教学中的应用

教学模式的选择通常与教学目标、教学内容、学习者的特征选择及教师的自身特点有关。随着信息技术的发展，学习呈现出多元化的趋势。在此背景下，混合学习成为教学改革的研究热点和发展方向之一。通过设定合理的信息化学习方式，结合慕课、微课地理课程和翻转教学的特点，开展混合教学在高校地理教学中的应用。借此分析自主学习、协作学习等教学模式在智慧学习环境下的实用性，寻求提高高校地理课程教学质量，揭示和解决学生学习过程中存在的问题，实现智慧学习环境与高校地理教学的高效整合。

3结语

随着新一代信息技术的快速发展，高校地理课程教学与信息技术整合是人才培养、素质教育和教学发展的需要。当前智慧教育的核心技术主要包括物联网、云计算、大数据、泛在网络等［19］。如何实现智慧教育发展背景下高校地理课程教学与现代信息技术的有效整合，是摆在高校教学改革领域的重要课题。然而，由于地理课程本身及教师、学生自身特点等因素的影响，高校地理课程教学与现代信息技术的整合往往具有高度复杂性。本文针对当前理论前沿，提出开发地理慕课、微课网络课程并进行应用示范；促进慕课、微课和翻转课堂的混合学习方法在地理课程中的应用；基于人工现实、人工智能等技术构建虚拟学习情景；基于WebServices构建分布式地理教学资源库，从而促进智慧学习环境在高校地理教学的实践应用。

参考文献

［1］徐万胥.信息技术与课程整合的理念与策略［J］.电化教育研究，2003（2）：54-57.

［2］李容全，邱维理.地理学的特点［J］.地理与地理信息科学，2006（6）：79-82.

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

作者：裴凤松   单位：江苏师范大学