Google Earth在中學地理課堂教學中的應(yīng)用研究
——以“長江”為例

張雪松鐘小輝李家清鄭 昕

1．華中師范大學城市與環(huán)境科學學院（430079） 2．深圳市龍崗區(qū)福安學校 （518172）

Google Earth在中學地理課堂教學中的應(yīng)用研究
——以“長江”為例

張雪松1鐘小輝2李家清1鄭 昕1

1．華中師范大學城市與環(huán)境科學學院（430079） 2．深圳市龍崗區(qū)福安學校 （518172）

一、Google Earth功能簡介

Google Earth是一款虛擬地球的軟件，以三維地球的形式把大量的衛(wèi)星照片、航拍照片和三維圖像組織在一起，實現(xiàn)從全新的角度來瀏覽地球，就象一個立體的地球儀，通過鼠標轉(zhuǎn)動地球縮放視野，大到海陸山川的分布，小到城市街道上的汽車都可以盡收眼底。它具有強大地圖搜索功能，可以在地圖上搜索任何一塊區(qū)域，并對該區(qū)域范圍按需求進行放大和縮小；能夠隨意調(diào)整觀看的高度、方向和傾角，從大視野到小范圍，獲取該地區(qū)的地理信息。

隨著Google Earth軟件版本的不斷升級，其功能也日益豐富，與地理教學相關(guān)的功能有：①強大的地圖瀏覽與地點搜索功能，能夠檢索并在視窗中切換到要查詢的位置，分層顯示地理信息，如國界、河流、道路等與地理教學密切相關(guān)的內(nèi)容，以及賓館、學校等與日常生活相關(guān)的信息；②創(chuàng)建并編輯地標，以便查看或共享已搜索的地點；③ 繪制路徑與多邊形，從而可以在視窗中定制自己感興趣的地理線路或區(qū)域范圍；④顯示三維地形，可以瀏覽許多重要山脈的三維模擬地形，如美國大峽谷、珠穆朗瑪峰等；⑤可以顯示全球的經(jīng)緯網(wǎng)，從而使得經(jīng)緯網(wǎng)的概念變得淺顯易懂, 有利于中學生掌握經(jīng)緯網(wǎng)的本質(zhì)與規(guī)律；⑥可以瀏覽星空圖，觀看月相變化以及各個星座；⑦顯示陽光功能，可以用它觀看晝夜交替、極晝極夜現(xiàn)象以及虛擬的日出日落現(xiàn)象；⑧呈現(xiàn)不同海域的海底地形、海域的溫度、風速、壓強等信息，顯示云層和天氣狀況；⑨測量兩點間直線距離或路徑長度，量算某區(qū)域面積；⑩定制瀏覽與模擬飛行，可從一個地點飛往另一個地點、查看地形以及觀看期望的內(nèi)容，并可添加音頻。

Google Earth的功能雖然強大，但使用非常簡單。Google Earth主要操作均可通過鼠標的拖放與滾動來完成, 不需要用戶做太多的設(shè)置，同時能保存諸如點、線、圖像、多邊形、多媒體或三維模型等用KML或者KMZ標記的地理信息[1-2]。其中，KML是 Keyhole 標記語言（Keyhole Markup Language）的縮寫，是一種采用XML語法與格式的語言，用于描述和保存地理信息（如點、線、圖像、多邊形和模型等）。它與HTML一樣使用包含名稱、屬性的標簽（tag）來確定顯示方式，借助KML可以與其他Google Earth用戶共享地標信息；KMZ文件是壓縮過的KML文件，不僅能包含KML文本，還能包含其它類型的文件，如地標中鏈接的本地圖片。

二、Google Earth在中學地理課堂教學中的應(yīng)用方法與過程

地理課堂教學的基礎(chǔ)是地理課堂設(shè)計。地理課程設(shè)計是運用現(xiàn)代教學設(shè)計理論和方法，系統(tǒng)規(guī)劃地理教學活動的過程，教學媒體是其重要的組成那個部分[3]。傳統(tǒng)的多媒體教學平臺，如PPT、Authorware、Flash等，雖然也可以把多媒體教學素材集成在一起，但它們都沒有地理學科自己的特色。與其相比，Google Earth最大的特點是基于位置服務(wù)，具有顯著的地理特色，有利于學生建立地理空間概念，培養(yǎng)地理思維[4]。

這一特點使它在中學地理教學上具有獨特的優(yōu)勢，教師可將Google Earth大量應(yīng)用于自然地理、人文地理相關(guān)的教學內(nèi)容中。以人教版地理教材為例，在高中地理必修一的行星地球、地表形態(tài)的塑造、自然地理環(huán)境的整體性與差異性，與必修二的城市與城市化、交通運輸布局及其影響，以及必修三的“區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展”等教學內(nèi)容，都很適合用Google Earth輔助教學，動態(tài)展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象。對于初中地理中的地球和地圖、陸地和海洋、居民與聚落、區(qū)域與國家、自然環(huán)境與自然資源、中國的地理差異、省級區(qū)域與省內(nèi)區(qū)域等教學內(nèi)容，教師借助Google Earth教學，能夠容易地把抽象生硬的地理知識講得更加生動具體，極大提高初中生的地理學習興趣，進而提高教學效率。不僅如此，新版本的Google Earth還增加了許多有關(guān)環(huán)境意識的題材，如在“人類活動層”中，可以展示人類活動對海洋影響的空間分布差異性；對比不同時間衛(wèi)星地圖，發(fā)現(xiàn)自然災害對人類生活的影響，以及人類活動對自然生態(tài)環(huán)境的影響；根據(jù)圖片庫中地震帶分布了解全球板塊構(gòu)造，并了解地震對當?shù)鼐用裆畹挠绊憽?/p>

Google Earth輔助課堂教學設(shè)計主要包括教案設(shè)計、Google Earth輔助教學的課堂設(shè)計開發(fā)和課堂反饋習題。地理課堂設(shè)計應(yīng)該遵循系統(tǒng)性原則，特別注重教學內(nèi)容的開放、緊密聯(lián)系生活。在教學設(shè)計的指導下，通過Google Earth多媒體資源集成思路實現(xiàn)Google Earth輔助地理課堂教學。

1. Google Earth在中學地理課堂教學中的應(yīng)用方法

Google Earth在中學地理課堂教學中的應(yīng)用，其核心是定制一個關(guān)于某個主題的基于Google Earth的地理多媒體教學平臺，本質(zhì)上就是開發(fā)一個該主題的大型的KML資源文件，把各種地理多媒體資源合理有序地組織在一起，通過Google Earth基于空間位置的3D顯示界面展示出來。在課堂設(shè)計時，應(yīng)先設(shè)計和整理大量的地理多媒體資源（文字、圖片、表格、視頻、音頻以及flash動畫等），然后通過Google Earth集成在一起，如圖1所示。

圖1 多媒體資源的組織結(jié)構(gòu)圖

圖2 “添加”菜單下的選項

Google Earth客戶端可以免費在互聯(lián)網(wǎng)上下載與安裝，實現(xiàn)圖1中的資源集成，不需要用戶了解具體的KML語言標簽及KML語法，以及其它的專業(yè)軟件開發(fā)知識。因為，Google Earth本身就是一個很好的撰寫KML文件的工具，運行它后用戶可按照自己的要求組織需要的數(shù)據(jù)，并保存成一個獨立的文件即可。具體來說，在運行界面中，右擊“位置”（Places）窗口，“添加”（Add）菜單下有許多選項，如圖2所示。首先，選擇“文件夾”（Folder）為課堂內(nèi)容主題設(shè)置一個名稱；然后再根據(jù)課堂資源內(nèi)容與結(jié)構(gòu)，分別選用“地標”（Placemark）、“路徑”（Path）、“多邊形”（Polygon）、“游覽”（Tour）、“照片”（Photo）和“圖像疊加層”（Image Overlay）等子菜單。全部工作完成后，就可以用KML格式保存整個文件夾以生成一個KML文件，基于Google Earth的中學地理課堂教學設(shè)計就基本完成。

2. 基于Google Earth的中學地理課堂教學設(shè)計——以“長江”為例

下面以初中地理中“長江”一節(jié)為例，描述Google Earth用于輔助地理教學的課堂設(shè)計。

（1） 制作目錄文件夾

編寫本節(jié)教學課堂教案時，應(yīng)對該節(jié)內(nèi)容進行分

類，創(chuàng)建不同等級和類別的文件夾（Folder）。將

同一類別的內(nèi)容放在同一個文件夾中，根據(jù)文件

夾樹形結(jié)構(gòu)構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)目錄，如圖3。

圖3 知識結(jié)構(gòu)目錄

（2） 加載地標文件

創(chuàng)建文件夾后，對文件夾相關(guān)內(nèi)容制作地標文件。實際教學中，直接在“我的位置”中打開目錄文件夾，雙擊某個地標，虛擬地球就會“飛”到該地的上空，并顯示相應(yīng)的文字描述，如圖4。

圖4 主要地標

（3）建立點線面文件

在“長江”一節(jié)中，有很多線文件需要標記，建立相關(guān)點線（路徑）文件并保存，通過縮放地球就可瀏覽長江干流的整體走勢和主要支流的具體細節(jié)。為能瀏覽沿江各湖泊的自然特征，還需建立面域（多邊形）文件，借此并可通過歷史圖片可以比較湖泊的演變特征，從而研究相關(guān)的環(huán)境演變。

（4）載入多媒體資源

本實例中，用添加照片和覆蓋圖、視頻的方法將相關(guān)多媒體資源導入Google Earth中，以便在課堂中瀏覽。如圖5為加載的“三峽工程介紹”視頻。

（5）創(chuàng)建游覽

基于位置的場景瀏覽是Google Earth輔助地理教學一大特色。在本節(jié)中，打開Google Earth，點擊長江上游實景游覽，從長江的源頭出發(fā)經(jīng)過巫山一帶的長江河段，見萬里長江順江向東，奔涌而來，切穿巫山。瞿塘峽、巫峽、西陵峽三峽地表地貌清晰可見。順江滾動鼠標，過巴東、秭歸等城市，就可見到橫跨大江南北的三峽大壩。游覽到下游，河汊縱橫交錯，湖泊星羅棋布。完整而真實的游覽過程能給學生非常強烈的視覺沖擊。

（6）設(shè)計交互型課堂練習

一個完整的課堂設(shè)計，少不了課堂練習。本文按選擇題、是非題、討論題等題型要求，設(shè)計了交互型的課堂鞏固練習。將設(shè)計好的練習題保存在“我的位置”中，打開Google Earth中名為“長江之旅練習題”的文件夾，點擊題號，會出現(xiàn)相對應(yīng)題目。學生根據(jù)所學知識，選擇正確的答案，則“飛”到該答案指的實地場景，并顯示事先定制的內(nèi)容，包含圖片、文字和視頻。否則，在界面上出現(xiàn)“不正確，請再試！”字樣，提示學生繼續(xù)嘗試答題。該交互型的課堂練習與傳統(tǒng)習題相比，更加生動有趣。

圖5 加載“三峽工程介紹”視頻

三、結(jié)語

地理環(huán)境作為地理學的研究對象之一，是復雜的巨系統(tǒng)。建立與之相關(guān)的課程資源庫涉及廣闊的地理空間與類型各異的地域，僅教學用圖一項就很難滿足需求。Google Earth作為免費、操作簡單的軟件，首先可以提供豐富地理課程資源，為地理教師備課提供了極大的便利。更為重要的是，Google Earth以其交互性的生動的展現(xiàn)方式，能豐富地理學習內(nèi)容，增強地理學習的樂趣，使學生在充滿趣味性的過程中形成良好的地理思維方式和地理學習技能。教師在課堂上適當運用Google Earth并引導學生運用，對提高學生發(fā)現(xiàn)地理問題與解決地理問題的能力，以及培養(yǎng)學生的探究式學習方式都有極大的幫助。

[1] Google Earth and X ML: Advanced Visualization and Publishing of Geographic Information[M]. Springer Berlin Heidelberg，2008(2):143-153.

[2] C hia Hung C hen,Jun Sing Jwoand ,C hih Chi Wang. Proposal for KML Designer with Web-Based Environment. Heidelberg：Springer Berlin，2004.

[3] 何克抗等.建構(gòu)主義的教學模式、教學方法與教學設(shè)計[J]. 北京師范大學學報，1997（5）：75-81.

[4] 張雪松，張繼峰等.基于Google Earth 的地理多媒體教學平臺的設(shè)計和實現(xiàn)[J].中國教育信息化，2009(08):79-82

本文系湖北省教育科學“十二五”規(guī)劃2011年度立項課題“數(shù)字地球技術(shù)在中學地理教學中的應(yīng)用研究”（項目編號：2011B604），湖北省教育廳教學研究項目（項目編號：2009076），華中師范大學教師教育理論創(chuàng)新與實踐研究重大招標項目“教師教育課程創(chuàng)新與教學改革研究”（項目編號：985ZB0403）階段性研究成果。