教育数字化转型下高中生地理数字素养体系的构建与培养路径

摘要：数字素养发展、地理学科特性与高中生思维特征是高中生数字素养形成的三大背景。本文基于对国内外主要数字素养观点的梳理与分析，构建符合数字化转型的高中生地理数字素养体系，结合地理学科教学案例对“地理数字意识、地理数字知识、地理数字能力、地理数字交流、地理数字创新”五个维度进行具体说明。最后，分别从政府、学校、课程、家庭四个层面提出培养高中生数字素养的有效实施路径。关键词：教育数字化转型；高中生地理数字素养体系；培养路径一、高中生地理数字素养的缘起数字素养的框架最早由以色列学者YoramEshetAlkalia在1994年提出［1］。1997年，美国学者保罗·吉尔斯特（PaulGilster）在著作《数字素养》中指出：“数字素养是能够理解和使用来自多种来源的、多种形式的、由计算机呈现的信息的能力”［2］。《“十四五”国家信息化规划》将“全民数字素养与技能提升”列为“十项”优先行动之一，提出“在大中小学设置常态化、场景化数字技能课程，激发数字创新潜能”［3］。我国建设数字强国的美好愿景对青少年一代的数字素养提出了更高要求，培育具备更高数字素养的青年学生，对数字经济新体系、数字经济新格局、国际竞争新优势的发展具有重要意义。地理学科是一门集区域性、综合性于一体的学科［4］。高中生认知思维呈现较高的理论性和概括性特征。如何把地理学科属性与高中生思维特征进行有机融合，让学生从被动接受变为主动学习，数字素养在学科教学与学生学习之间起到了不可或缺的作用。二、高中生地理数字素养体系的构建1.现有学生数字素养主要观点梳理通过对文献的梳理与分析，发现国内外的数字素养指标已近百种，但因所处时代和环境的不同，各有其侧重，现将主要观点梳理如表1所示。2.高中生地理数字素养体系依据上述文献观点，联系教与学实际，在数字社会中，学生要适应数字环境，必须具备数字素养。数字素养形成的前提是“数字意识”，呈现的载体是“数字知识”，学生运用数字化手段获取知识、处理信息时形成“数字能力”，这种能力在新的数字环境中被迁移与运用，学生与数字环境之间进行“数字交流”，最终达到“数字创新”。结合前人对学生数字素养的研究以及教育数字化转型下高中生对知识的渴求进入迅速发展阶段，本文对高中生地理数字素养体系构建如下：高中生地理数字素养是一个多向、多学科、动态生成的概念，在教育数字化视域下，要努力培养学生的地理数字意识、地理数字知识、地理数字能力、地理数字交流、地理数字创新等一系列能力与品质（图1）。（1）地理数字素养的前提：地理数字意识意识是个体的认知形态，可升华为理念，理念又可成为行动指引。信息意识主要表现为获取地理信息的习惯及对地理信息的敏锐性［11］。地理数字意识是指高中学生在地理学习时有数字“信息意识”。这就要求教师在教学中运用“数字情境”去渗透地理信息意识，在新授课时，如学习区分“环境承载力、环境人口容量、人口合理容量”时，可选取某一特定区域，运用数字表格进行对比，让“信息说话”；在平时测试时，教师把地理事物进行量化，让学生从数字中获取关键地理信息。久而久之，学生在“数字意识”潜移默化的影响下，提升地理信息“数字敏感度”，养成“数字习惯”。（2）地理数字素养的模态：地理数字知识模态（Modality）是德国生理学家赫尔姆霍茨提出的生物学概念，指的是将多种感官信息进行融合，其中包括嗅觉、味觉、视觉、听觉和触觉等。在人工智能领域中，多模态往往指感知信息，如图像、文本、语音和音频等，通过对多模态信息的综合理解，可以帮助人工智能更准确地理解外部世界［12］。在传统的地理教学中，由于教学内容不能看到地理事物的运动变化，导致学生难以理解一些抽象的地理知识［13］。多样的知识排列结构和呈现形式，有利于不同学生理解和掌握地理知识［14］。教师在讲授河流地貌时，可先让学生进行文本知识的自主学习，然后运用多媒体课件勾勒出河流从上游到下游的具体点位及所形成的河流地貌，并设置问题链：不同河段形成何种河流地貌？每种地貌的形态是什么样子？形成原因是什么？与人类生产生活有何种关系？运用地貌形态的“图片链接”，让学生通过图像了解地貌的具体特征；在学习地貌形成过程时运用“视频呈现”的形式，给予学生视聽的体验与冲击。这种多模态数字化教学，能够调动学生多个感官的联结，形成学生的多元智能。（3）地理数字素养的技能：地理数字能力地理数字能力是指学生在获取、领会、加工、交流和解决问题的过程中具备的地理数据转换技能。数据图像比简单数据罗列更引人注目［15］。学生在学习构造地貌时，对于地质构造所形成的倒置地貌的理解，可结合“背斜成山、向斜成谷”示意图进行“地形倒置”文字理解，实现文—图转换；但在呈现“地形倒置”测试其成因时，又需要进行图—文转换；在不同的地质图形变形中还存在图—图转换。（4）地理数字素养的应用：地理数字交流地理数字交流素养是指学生可运用数字技术与数字手段参与政治、经济、文化等社会事务的能力。如今学生地理知识学习的场所不仅单纯依靠课堂，可以去户外进行地理研学，也可以去地理课程基地进行体验，还可以在地理微信公众号上获取需要的知识。但在将网络知识与教学内容融合时，高中生应有一定“辨识力”，拒绝“拿来主义”，要学会与同学分享、讨论，勇于质疑，向教师求证，努力获得地理的真知。（5）地理数字素养的发展：地理数字创新地理数字创新是指学生在生活中进行地理学习时，善于运用新思维发现、思考问题，运用数字工具创造性地解决地理问题。在学习热力环流“同一水平面高低压差异”形成过程时，可选取两处进行平行等压线数值的理想化额定等量赋值，当两处受到不同温度影响热胀冷缩后形成新的等压面，再赋予其新的变化后的数值。对变化前后的两组数据进行比较，就能得出“在热力环流中，气压高的地方，等压面向高空凸起；气压低的地方，等压面向地面方向凹；同一水平面上由高压流向低压”的结论。三、高中生地理数字素养的培养路径为推进教育数字化转型下高中生地理数字素养的培养，各层面既要系统规划，也要精准谋划。为此，可从以下四个维度培养高中学生地理数字素养（图2）。1.基于“数字规划”的政府层面实施路向政府作为学生数字素养达成的设计者，可进行以下规划：①根据以学生为本的理念，制定数字素养教育政策，推动教育工程建设；②拟定法律法规保障学生的数字权利，完善学生数字素养学习体系；③加强数字新基建，為学生营造“学习友好”的愉悦氛围；④对社区、学校等开展的以学生参与为主体的数字素养项目提供必要的资金支持。政府作为数字规划的顶层设计者，要不断深化培育机制，明确职能定位，形成以政府机构为领导者、教育机构为执行者、社会力量为辅助者的多元主体数字素养培育闭环，构建集数字理念与思维、数字资源采集与甄别、数字知识运用与交流、数字内容生成与输出、数字安全维护与改善为一体的数字素养框架，将数字素养培育融入学校教育、家庭教育和社会教育中，打通全方位的数字素养运行场域。2.基于“数字教育”的学校层面实施路向学校的数字化转型对师生的数字素养提出了新要求。学校可邀请数字素养研究方面的资深专家开展知识讲座，增强师生的数字素养意识；定期进行教师数字素养培训，提高教师数字教学的能力；结合本校学生实际情况，制定阶段性数字素养实施计划；建立高中生数字教育在线学习平台，为师生提供融合式的教学环境。学校还可开发地理数字校本课程，组织教师依据学生的学习需要和兴趣，开设地理专题在线课堂；有条件的学校还可建设数字化地理教室。3.基于“数字教材”的课程层面实施路向课堂是教学的主阵地。相比其他学科，地理数字教科书开发受重视程度较低［16］。人民教育出版社原总编辑韦志榕认为：从地理课程内容来看，地理数字教材能够更好地展现地理课程内容的图景，带给学生直观的感受，帮助学生更好地学习地理［17］。高中地理数字教材的开发与使用需要专业机构、学科专家、一线教师、高中学生共同参与，开发地理数字教材的目的是实现国家规定的地理课程目标，为地理教师提供各种教学素材、案例、条件和手段，更好地落实地理课程标准，促进学生地理核心素养的达成与数字素养的形成。4.基于“数字培育”的家庭层面实施路向家庭层面是促进学生地理数字素养提升的重要环节。首先，家长对互联网要有清醒的认识，不能把网络一味视作影响学生学习的“罪魁祸首”，要尊重高中生进行“数字学习”的权利；其次，加入家校共育的新通道，积极配合学校数字教学工作，为学生提供必要的数字学习设施，与学生协商建立网络使用规则，引导高中生有效、科学地使用网络进行学习；最后，家长应创设一个利于学生健康成长的网络环境，使网络