初中地理“天气与气候”主题下信息技术融合教学的实践研究

引言：随着教育信息化深入推进，信息技术与学科教学融合已成为基础教育变革重要趋势。地理学科因其空间性、综合性特点与信息技术结合空间广阔。天气与气候是初中地理核心主题，涉及气象观测、数据分析、空间模拟等方面，极适合信息技术辅助教学。文章立足于新课程标准要求，探索信息技术支持下天气与气候主题教学创新途径，构建数字化、可视化、交互式教学模式，希望能够提升教学效果，培养学生地理思维能力与信息素养为地理教学改革提供实践参考。

一、信息技术融合教学设计与准备

（一）教学目标设定与课程规划

本文基于初中地理课程标准，确立以地理学科核心素养为导向的教学目标体系。人地协调观目标聚焦气候变化与人类活动关系理解，培养可持续发展意识；地理实践力目标强调气象资料收集、气候数据分析等实践能力培养；综合思维目标着重培养学生多因素分析天气系统与气候形成的系统思维；区域认知目标引导学生理解全球气候分异规律，形成宏观空间认知。依据教学目标，构建导入激趣 - 知识建构 - 技能训练 - 拓展应用四阶段螺旋上升课程结构，编制八课时教学计划。

每课时设计融入信息技术应用环节，如气象数据可视化、气候类型交互式探究、气象灾害模拟等。课程规划突破传统时空限制，建立线上线下混合学习路径，通过微课预习、课堂互动、数字化作业及网络协作探究活动形成完整学习链条。依据学生认知特点，设计阶梯式学习任务，确保教学活动贴合学生发展需求，激发地理学习兴趣，促进主动探究能力提升。

（二）信息技术工具选择与平台搭建

针对天气与气候主题特点，文章精选多类信息技术工具支撑教学实施。硬件设备方面配置便携式气象站、数字传感器、平板电脑等移动终端。软件系统方面采用GIS 地理信息系统、气象数据分析软件、虚拟仿真程序等专业工具。构建三层次教学平台架构分别是基础层为校园网络环境与智慧教室基础设施，资源层包含气象数据库、地理信息资源库、多媒体素材库，应用层提供交互式电子地图、气象模拟系统、协作学习空间。

平台设计遵循易用性原则，采用统一接口标准，确保各系统无缝衔接。针对不同教学环节配置相应技术支持气象观测环节应用传感设备与数据采集系统，气候分析环节运用 GIS 与可视化工具，气象预报环节使用模拟软件与创作工具。建立云端资源共享机制，支持师生随时访问学习资源，促进课内外学习连贯性，解决传统教学中抽象概念难以理解问题。

（三）教学资源整合与素材开发

收集整理权威气象部门实时数据、历史气象记录、专业天气图等科学素材；引入国家精品课程资源、地理教育网站优质内容、开放科学数据集等公共资源；自主开发符合初中学生认知特点教学素材，包括气象要素微课程、气候类型动画、天气系统演变视频等。教学资源开发坚持科学性与趣味性并重原则，将抽象气象现象通过数据可视化、三维模拟等技术手段具象呈现。

针对关键教学环节定制开发交互式学习工具气象站观测模拟软件、全球气候带分布交互地图、天气预报制作模板等。资源整合过程注重碎片化知识系统化重组，建立主题资源包，实现微观气象现象与宏观气候规律有机连接。构建资源标签体系便于师生精准检索，满足不同学习需求，提高资源应用效率为个性化学习提供丰富支撑。

二、天气与气候主题教学实施过程

（一）天气现象观测与数据采集教学

天气现象观测教学环节以实践体验为核心，培养学生地理实践力与区域认知素养。通过构建“数字校园气象站”平台，引导学生运用气象仪器采集温度、湿度、气压等要素数据形成直观认识。教学设计遵循观察—记录—分析—应用四步骤，引导学生从现象观察入手，经过系统记录进而分析气象要素变化规律，最终应用于天气变化预测。信息技术应用主要体现在四方面：借助便携式气象站与传感器网络实现校园微气候动态监测，应用移动终端 APP 进行气象数据采集与云端存储，利用数据可视化工具绘制气象要素变化图表，通过远程视频连接专业气象台站拓展观测视野。教学过程注重培养学生科学态度与方法，强调观测规范性，数据准确性，分析客观性引导学生体验气象观测工作流程，感受科学探究精神。

以人教版初中地理七年级上册第四章天气与气候第一节多变的天气教学为例，课堂设计围绕校园气象台主题展开实践活动。课前准备阶段教师指导学生组建四人观测小组，分配气温、气压、湿度以及风向等要素观测任务，熟悉数字气象仪器操作方法。课堂导入环节播放当日卫星云图，引导学生关注实时天气状况，激发学习兴趣。实践探究环节各小组携带移动气象设备在校园不同位置同步开展气象要素观测，使用平板电脑气象 APP 记录数据并上传云平台。教室内设立大屏幕实时显示各组观测数据，形成校园气象监测网络。数据分析环节学生登录气象数据平台，调取各观测点数据，使用电子表格绘制校园温度分布热力图、湿度变化曲线，探讨校园微气候分布特点。拓展应用环节引导学生通过观测结果分析天气变化趋势，尝试预测下午天气状况。课后延伸活动设计持续性观测任务，学生每日定时采集气象数据，建立校园气象观测日志，形成一周天气变化记录并通过学校气象频道发布校园天气预报，激发学生持续探究热情，培养科学观察习惯与数据分析能力。

（二）气候类型分析与模拟演示教学

利用地理信息系统平台，加载全球气候类型分布数据图层，结合等温线、等降水量线等专题图层，展示气候分布空间格局，培养学生区域认知素养。引导学生操作数字地球软件，观察不同气候类型区域地形、植被、水系等地理要素特征，理解气候形成影响因素，增强综合思维能力。设计虚拟环球之旅活动，通过数字地球平台选取典型气候区域，提取气温、降水数据，绘制气候图分析气候特征。采用气候模拟软件，设置纬度、海陆分布、地形等参数模拟不同条件下气候形成过程，理解气候分异规律。

基于增强现实技术开发气候带立体展示系统，通过平板电脑扫描教材图片，呈现三维气候分布模型，直观感受气候空间变化。组织气候密码破译协作学习活动，提供全球不同地点气象数据，引导小组协作判断气候类型分析成因，培养综合分析能力。利用远程教育平台连接不同气候区学校，开展跨区域气候变化观察协同研究，拓展实际体验增强学习真实感与参与度。

（三）天气预报制作与气候变化探究教学

天气预报制作与气候变化探究教学环节融合数据分析与媒体创作，构建项目式学习模式，培养学生人地协调观与综合思维素养。教学实施分为四阶段：气象资料解读训练指导学生识别天气图、卫星云图等专业气象资料，掌握天气系统特征。天气预测实践基于气象数据分析，运用预测模型进行天气趋势推测；媒体作品创作学生利用数字工具制作天气预报视频或图文产品。气候变化专题研究，通过历史气象数据分析探讨气候变迁证据，调查气候变化影响，预测未来气候变化趋势。信息技术支持主要包括气象预报软件提供天气预测工具，数字媒体平台支持预报作品制作，气候数据库提供历史资料查询，气候模型软件模拟未来气候变化。

以人教版初中地理七年级上册第四章天气与气候第二节气温的变化与分布为例，课堂设计以全球气温监测站项目贯穿始终。课前准备阶段，教师在学习平台上传全球不同纬度地区近五年气温变化数据集，布置学生预习全球气温分布规律。课堂导入环节展示全球实时气温分布地图，引发学生思考不同地区气温差异成因。探究活动设计气温带变化规律探究任务，学生小组协作使用地理信息系统软件，在数字地球平台标注赤道、北回归线、北极圈等纬线位置，提取不同纬度地区气温数据，分析气温随纬度变化规律。针对气温垂直变化，设计登山气温探测虚拟实验，学生通过气候模拟软件，设置不同海拔高度参数，观察气温变化曲线，总结垂直递减规律。创新设计全球气温预报员角色扮演活动，学生选择世界某大洲，收集该区域气温分布资料，分析影响因素使用数字媒体工具制作大洲气温分布专题报告，介绍气温分布特点与成因。课程延伸活动围绕气候变暖调查主题，引导学生通过全球气温监测网站检索本地区近百年气温变化数据，绘制长期变化趋势图，探讨气候变暖证据与影响，撰写气候变化分析报告，增强学生环境保护意识与全球视野，培养数据分析能力与科学探究素养。

三、教学效果评估与实践反思

（一）学生学习成果检测与分析

文章构建了基于地理核心素养的多元化评价体系，全面检测信息技术融合教学成效。人地协调观维度评价学生对气候变化与人类活动关系认识，通过可持续发展观念调查问卷、环保行为分析等方式检测。地理实践力维度通过数字化作品评价、实践操作考核、数据分析任务等方式，检测学生气象观测、数据处理、信息技术应用能力提升状况。综合思维维度评估学生对气候系统多要素分析能力，通过概念图构建、因果关系推导任务考察。区域认知维度考查学生对全球气候格局认知，通过空间分布描述、区域对比分析等任务评价。

学习效果提升呈现三特点知识掌握由表层记忆向深度理解转变，学习方式由被动接受向主动探究转变，思维模式由线性思考向系统思维转变。通过学习过程追踪系统记录发现，学生在信息检索、数据处理、成果展示等环节技能获得显著提升，表明信息技术融合教学有效促进地理学科核心素养与信息素养协同发展。

（二）教学方法改进与优化策略

通过简化操作流程、提供图形化界面、设置分层次任务，降低学生技术使用门槛，保证不同基础学生均能有效参与学习活动。重视教学时序安排，精心设计技术融入节点，确保技术应用服务于学科核心素养培养，避免技术喧宾夺主现象。同时加强知识系统化建构，开发概念图谱工具，帮助学生建立知识联系，克服信息碎片化倾向。针对教学资源开发方向强调多样化学习材料创设，适应不同学习风格学生需求，实现因材施教。教师能力提升成为关键支撑点，通过组建教师学习共同体，开展技术应用研讨促进教学经验交流分享，提高信息技术教学应用水平。

以人教版初中地理八年级上册第四章天气与气候第四节世界的气候教学为例，展开方法改进实践。教学实施前分析既往教学中学生难以理解气候类型形成机制问题，针对性设计改进方案。优化资源呈现方式，将原本静态气候类型分布图转化为交互式数字地图，学生可点击不同区域查看气候特征，实现抽象内容具象化。改进学习路径设计，构建气候探索家游戏化学习情境，学生通过完成不同气候区域任务获取积分，激发学习动力。针对学生对气候成因理解困难问题，开发气候形成模拟软件，设置可调控参数（如纬度、海陆位置、地形等），学生通过参数调整观察气候变化，理解影响因素作用机制。教学组织形式由传统讲解转变为探究式学习，设计世界气候之谜探究任务，小组协作分析不同气候类型特征与成因。评价方式改革方面，开发电子评价系统，设置知识掌握测试、技能操作考核、探究报告评价等多元评价指标，全面反映学习效果。学生对气候类型理解准确率显著提升，参与度与学习兴趣明显增强，表明改进策略取得积极成效。

（三）实践经验总结与推广应用

通过系统梳理研究过程与成果，提炼可推广实践经验。形成核心素养导向的信息技术融合教学框架：人地协调观培养依托气候变化与人类活动关系探究，地理实践力提升通过数字校园气象站实践活动，综合思维发展借助气候系统模拟软件，区域视角形成利用 GIS 与数字地球平台。总结观测 - 分析 - 预报 - 反思地理气象教学路径，提供可复制教学模式。提出信息技术选择四原则：适用性原则、可获得性原则、整合性原则以及发展性原则，指导技术工具合理应用。第四归纳资源建设策略，包括专业资源转化、开放资源整合、校本资源开发三途径。针对推广应用设计三阶段实施路线：试点探索阶段、校内推广阶段、区域共享阶段。

建立教学资源共享平台，开放课程设计、教学资源、实践案例支持其他学校借鉴应用。组织教师培训工作坊，通过示范课、研讨会等形式分享实践经验。编写实践指南，详细说明技术应用策略、资源获取途径、教学组织方法等关键环节。构建区域协作共同体，促进学校间经验交流与资源共享形成可持续发展机制。

结论：文章通过构建信息技术融合教学模式，实现初中地理天气与气候主题教学创新，取得显著成效。信息技术与地理教学深度融合能有效提升学生学习兴趣，促进知识建构，培养实践能力。基于实时气象数据采集、GIS 空间分析、数字媒体创作等技术应用，实现抽象气象概念可视化呈现，复杂气候规律直观理解。通过构建多元评价体系，形成教学质量持续改进机制。探究成果为其他地理主题教学提供参考模式，对促进地理学科信息技术融合创新具有推动作用，为跨学科整合教学实践积累经验。

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