基于核心素养提升的高中地理虚拟研学旅行平台应用分析
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作者:卢卫 李里
摘要：研究运用文献资料等研究方法，对虚拟研学旅行平台的理论基础、相关概念、运用价值进行阐述，在此基础上对高中地理应用虚拟研学旅行平台具体教学方法进行深入分析，为实现虚拟仿真研学平台在地理学科中的实践应用提供理论参考。
关键词：虚拟；研学旅行；高中地理；核心素养
党的十八届三中全会明确提出把“立德树人”作为教育的根本任务，根据政策和方针的指引，地理学科确立了以综合思维为基础、以地理实践能力为要求的培养思路，注重对学生的关键技能和核心素养的培养。相比于其他学科而言，地理学科具有较为明显的实践性，学生需要在实践中检验自身所学的知识。目前中学教育中，很多地理教师针对学生的地理实践能力培养进行了若干尝试，随着核心素养要求的进一步提升，必须把地理学科的实践能力作为课堂教学的重要内容，以及对学生核心素养的考核内容，教师能够有效掌握学生对地理学科知识的学习情况。研学旅行作为目前热度较高的实践活动，对于地理学科而言具有重要意义，教师需要进一步思考如何通过研学活动来促进学生地理实践能力的提升，最终实现学生地理综合素养的提高。为了激发学生学习
地理的兴趣、弥补课堂教学不足，地理教师需要考虑新的替代方案来实现研学活动。目前虚拟现实技术的出现，给地理教学中实践能力的培养带来了新的思路，教师可以利用VR和AR设备来实现虚拟研学旅行平台的应用，能够有效地实现对学生地理实践能力的培养。
一、虚拟研学旅行平台的理论基础
（一）立德树人的基本理念
立德树人是中学教育的关键，高中教师需要全面实现立德树人的根本任务。立德树人的教学目标注重对学生核心素养的培养，主要包括创新精神和辩证思维，这些核心素养对于学生的实践活动具有重要意义，既能加深学生对课堂教学内容的理解，又进一步丰富自身的文化修养。
通过研学旅行的活动，学生精心设计实践环节，了解一个地方的地域特色和独特的人文地理环境，这对于地理教学是至关重要的。例如，地理学科的研学旅行可以客家文化和贵州苗寨等作为主题，在补充学生实践知识的同时，也能够加强学生对地方丰富人文情怀的认识，进一步强化爱国意识。虚拟研学平台主要采用实践基地中的素材，针对课堂教学内容来安排有关实践内容。学生不需要到达实践基地就能了解当地的环境状况，实现书本知识和实践内容的结合。在教师的指导之下，学生能够对虚拟设备进行自主操作，能够对某个地理现象的本质获得更深刻的认知，促进提升学生解决问题的能力，这也是立德树人基本理念的要求。
（二）实践教育理论
让学生掌握课堂教学中的知识并不是中学教学的根本，而是让学生掌握学习的方法，这对于学生未来的学习和生活大有裨益。其中最关键的是让学生利用所学知识，解决生活中常见的问题，最终形成某一种技能。根据心理学的有关理论，课堂学习能够让学生通过感官搜集知识的线索，如果不能对所感知的内容加以理解，那么学习效果将会大打折扣。为此，地理教师就需要重视实践教育的重要作用，在课堂教学的过程中充分调动学生多维度的感官，搭配课堂实践活动来加强学生对地理知识的理解，将对地理知识的感性认知提升为对知识的理性认知。
虚拟研学平台基于计算机软件，能够让学生感受到不同地理环境的现实状况；学生也能够通过自主操作来感知大尺度和高维度的地理模拟情景；通过视觉、听觉等多维度的感官来对地理环境建立全面的认识。虚拟研学平台能够展示一个地理环境的演化模拟，学生通过观察能够总结和提炼地理环境的演化规律；能够通过和课本知识的结合学到很多新的知识内容，为未来现实环境的研学旅行奠定良好的基础。
（三）最近发展区理论
最近发展区理论反映了学生学习和课堂的关系，该理论认为教育对于学生有着重要的作用，对于未成熟的学生群体而言，认知发展有两种不同的阶段。第一阶段是学生的实际发展水平，即学生已经达到的心理机能水平，是学生应完成的发展系统。第二阶段则是学生的潜在发展水平，即学生还没有实现的发展水平，能够在同龄人合作与教育中实现，但是很难通过自主探索来实现进一步的发展。最近发展区指的是第一阶段和第二阶段之间相互包含的部分，是学生潜在发展水平和发展水平中共同包含的一部分。有关理论指出，通过对学生进行引导和支持，学生能够实现最近发展区的飞跃，促进学生能力的提升。
研学旅行在其中发挥着重要的作用，学生能够通过研学活动来提升自身的综合能力与发展水平。地理知识相对于其他学科而言较为抽象，例如喀斯特地貌等名词对于学生而言过于抽象，地理现象是需要经过多年的地理气候影响而形成的，因此学生很难直接通过书本内容想象来对相关知识进行理解。如果能够通过研学旅行让学生真正接触到某一个地理现象，经过教师的指导和讲解，学生就能够通过个人的知识储备来对地理现象进行理解，从而充分掌握研学实践内容，为学生实现潜在发展水平奠定良好基础。
二、虚拟研学旅行平台的相关概念
（一）研学旅行
“读万卷书，行万里路”本质上指的是理论和实践的关系，可见我国古人对于理论和实践都是比较重视的。研学旅行指的是学生集体在教师的引导下有组织地参观和实践活动，以加深对课内知识的理解。在此定义中，明确了学生是研学活动的主要参与者，研学活动的开展场地通常位于校外，研学活动的主要目的是为了学生实践能力的提升，以及加强对课内所学知识的理解。
（二）虚拟地理环境
随着硬件技术和移动端设备计算能力的提升，虚拟现实技术、增强现实技术和混合现实技术已经成为当前教育领域的应用热点。这些技术能够实现人们和虚拟元素的交互，但是实现方式有着一定的^别。虚拟现实技术能够为用户打造一个完全虚拟的环境，提供沉浸式的体验。增强现实技术则利用了现实生活场景，通过增加虚拟元素来实现场景交互。此外，混合现实技术是增强现实技术和虚拟现实技术的融合，能够实现更为沉浸式的体验。目前虚拟研学平台中大多利用虚拟现实技术来实现，通过底层硬件的计算为学生提供一个可以交互的环境，展示大多数的地理环境变化。地理环境包括自然环境、经济环境和社会文化环境等，通过虚拟现实技术能够实现多个场景的再现，大尺度的时间模拟能够为学生提供更为沉浸式的体验。
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（三）虚拟研学旅行平台
虚拟研学旅行平台基于地理教学理论的指导，让学生能够进入真实环境中，促进学生创新能力和实践能力的有效提升。虚拟研学旅行平台能够满足地理学科的各种实践教学任务，主要以自然、人文氛围和社会类环境。地理学科对于虚拟研学旅行平台有着一定的要求，需要突出地域性的特点，强调各种自然地理环境的演化和人文社会环境的展示。学生通过虚拟研学旅行平台能够认识到地理环境背后相关的地理知识，并掌握一些其他的生活知识，满足当前阶段地理教学对于核心素养的要求。
三、高中地理虚拟研学旅行平台的应用价值
学生是教学中的主体，高中地理教师需要将学生作为研学活动设计的中心。学生需要参与到研学旅行项目的设计和形成安排等活动中，能够在各个环节中提升学生的实践能力。同时，利用虚拟研学旅行平台，教师可以组织学生进行分组讨论和合作项目，在寻找问题答案的同时实现个人交流能力的提升，通过和其他同组学生的讨论产生新的方法，从而对地理知识产生新的认识，以及理解地理环境和人类的关系。虚拟研学旅行平台给予学生一个和地理环境交互的机会，学生通过和地理环境的交互，理解自然与合作的重要意义，实现个人核心素养的提升。
四、高中地理应用虚拟研学旅行平台具体教学方法
（一）明确目标
虚拟研学旅行平台的应用与研学旅行活动相同，也需要严格按照教学目标来执行。高中地理教师需要对虚拟研学旅行实践活动进行充分的规划，应用该平台的目的不仅仅是为了丰富课堂教学形式。虚拟研学旅行活动和实践过程的联系比较紧密，学生需要通过虚拟研学旅行平台来考察各种自然环境和社会人文现象，对地理学科知识建立更深层次的认知。为此，地理教师需要为学生梳理研学旅行活动中可能存在的问题，通过流程指引的方式来指导学生的实践活动，明确虚拟研学旅行平台应用的教学目标，将平台的使用和操作方法作为第一次课的教学目标，带领学生快速熟悉虚拟研学旅行平台。
（二）创设情境
虚拟研学旅行平台需要与某一个自然和社会环境建立联系，学生可通过该平台对自然或人文环境建立更深层的认知。为此，教师需要为学生搭建与研学旅行活动密切相关的情景，让学生充分理解地理环境相关的背景知识。例如在实践课程开始时，教师首先向学生展示与地理环境相关的故事和视频，这样能够在提升学生积极性的同时，拉近学生与地理环境之间的距离。随后，教师可以向学生布置一些开放性的问题，学生可以带着开放性的问题进行后续的交互任务，让学生在研学实践活动中获得更多的思考。在研学旅行设计中，教师需要选择具有突出性的地理和社会环境，这样能够让学生产生更多的感悟，也能够积累更多的实践经验。
（三）应用的安装和使用
应用的安装对于高中阶段的学生而言难度并不大，学生能够通过虚拟研学旅行平台的安装学到很多知识，强化了学生的信息化软件操作能力，同时学生也能够对虚拟研学旅行平台建立初步的认知。学生在应用安装步骤之后，可以在教师的指导下熟悉教学平台的使用方法，这样后续的虚拟研学旅行活动的开展变得更为顺畅。因此，教师可以将实践内容的第一部分设置为软件的安装和应用，让学生先对虚拟研学旅行平台的操作方法进行了解，有助于提升整体研学实践活动的教学效果。
（四）强化认知
虚拟研学旅行平台的优点是让学生从一个较为全面的角度来了解自然和社会现象，通过地理环境的再现了解到当地的气候和地形等自然条件和状况，还能对当地的人文和社会状况进行基础的了解。教师要引导学生从多个角度来开展实践活动，通过对当地的水系、地形和植被等多个角度来认识自然地理环境，这样可以让学生对某个自然地理现象的成因建立更为全面的认知。教师需要为研学旅行实践活动提供更为细节的内容，学生在虚拟研学旅行平台的应用过程中就能够获得更为深入的了解，方便开展后续的多个教学实践活动。
（五）提出假设
地理作为一门科学内容，需要按照严谨的科研思路来解决实际问题。科学研究的第一步就是要提出假设，随后通过试验和推理等方式来验证假设。地理教师需要鼓励学生对研学内容进行更深层次的了解，让学生通过口头和文字描述等形式提出个人对地理环境成因的想法，促进学生在研学实践活动开展之前，确定研学实践活动中需要解决的重要问题。在开展虚拟研学实践活动时，学生可以利用自身所掌握的地理知识，对教师提出的问题进行猜想，后续由实践活动来验证或者推翻自己的猜想，这对于学生的科学探究能力和创新能力是有益的。
（六）验证猜想
在提出了猜想和假设之后，学生需要通过虚拟研学平台的实践活动来验证自己的猜想。猜想的验证过程必须遵循科学研究的基本准则和方法，这样实践研究所得出的结论才能够最大程度地贴近现实。在验证猜想的过程中，教师可以让学生对地理环境进行充分的探索，利用控制变量等实验设计思路来对猜想进行验证，并在研究的过程中整理笔记。
（七）总结与反思
在完成了虚拟研学旅行实践活动之后，教师需要要求学生对研学实践活动进行总结和反思、记录和处理实验相关的数据，并将实践活动的成果在小组中进行分享。教师可以让学生在班级内汇报自己的研究成果，对学生的研究结果进行评价和总结。通过总结与反思活动，学生进一步加深对相关知识的理解，进一步强化研学实践活动的效果。
结语
虚拟研学实践活动能够充分发挥研学活动的作用，在地理学科的教学活动中实现对学生核心素养的培养。教师需要进一步强化自身的信息化技术水平，通过先进的技术来提升虚拟研学旅行平台的应用效果，充分发挥虚拟平台的应用价值，加深学生对于地理专业知识的理解，进一步强化学生的生活技能和地理技能，进一步培养学生的核心素养。
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基金项目：广西教育科学“十四五”规划2021年度广西高考综合改革专项课题：“基于核心素养提升的高中地理虚拟研学旅行平台的设计及应用（2021ZJY1810）”研究成果
作者简介：卢卫（1985―），女，汉族，广西南宁人，硕士研究生，讲师，研究方向：地理教育、研学旅行。
*通讯作者：李里（1982―），女，汉族，广西苍梧人，硕士，讲师，研究方向：心理健康教育、智慧养老。
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