數字星球系統在高中地理課堂中的運用

數字星球系統（多媒體球幕投影演示儀）是信息時代最先進 的教學儀器之一，也是目前國內首先實現三維立體動態展示的單體數字化教學儀器。它通過國際先進的三維圖像處理平臺，方便教師將圖片、視頻、動 畫等多媒體資源轉變為球面圖像，結合精密光學技術，瞬間展示于數字化球形投影屏幕上，動態立體 的再現自然科學和社會科學的現象與過程。利用該系統，可以將高中地理學科中一些涉及空間想象、地理事物動態變化的難點具體化、影像化，為繁難為直觀，有利于培養學生的學習興趣，激發其進一步探究的動力。筆者以人教版必修一“大規模的海水運動”為例，探究數字星球系統在高中地理課堂中的有效使用。

一、教材分析

（1）教材簡析：人教版本章節教材，采用文字介紹的方式給出洋流的定義，圖文結合的方式呈現洋流的分布規律及其對地理環境的影響。在以往的教學過程中，需要在課前準備大量素材進行補充，幫助學生建立知識結構，完成教學的目標。

（2）課標要求：運用地圖，歸納世界洋流分布規律，說明洋流對地理環境的影響。

二、教學方法

（1）學情分析。學生基礎知識：高一學生通過前兩章節的學習，對一些自然地理現象的分布與成因并不陌生。但對大規模的海水運動而言，感性和理性認識仍較膚淺，對海陸的分布情況、洋流的成因分布等內容的理解和接受還需要教師的有利指導。

學習能力：教材語言具有精煉、專業性強的特點，學生很多地方不易看懂；學生的空間思維不強，對教材上的專業性地圖不易看懂；學生的地理學習方法、學習習慣、認知水平尚存在一定的欠缺。

學習動力：學生對本節知識具有新鮮感，求知欲強，好奇心大，積極性高。

高一學生與初中生相比，他們學習地理的興趣要濃厚得多。雖然抽象思維有了一定的發展，但在思維的過程中仍然以形象思維為主，他們在進行抽象思維和空間想象的時候，常常還需要具體的、直觀的、形象的、感性經驗的支持，不然就會出現了解、判斷、推理上的困難。洋流知識對高中初始年級的學生來說，既是重點又是難點，且比較抽象。數字星球系統的出現可謂是雪中送炭，為教與學提供了相當給力的保障。

（2）教學方法的選擇。為適應地理“實踐與應用”的新要求，根據培養學生的求知欲和自筆者實現的需要，結合學生的實際情況。這節課筆者主要是借助“數字星球”系統積極實踐“學生探究性學習”，把課堂中更多的時間留給學生去探究、建構、解決問題。江蘇新課改以來，無論從教學的理念到具體的教學實施乃至教學技術設備都有了質的飛躍。特別是PPT課件被大量廣泛地運用于中小學的課堂，其突出的優勢可以彌補學生直接經驗的不足，成為地理課堂不可取代的教學手段。然而PPT的應用屬于平面的演示教學，在模擬演示大尺度、多因素、長時間的“洋流、大氣環流、季風、水循環、喀斯特地貌，以及酸雨和溫室效應、煤碳和石油開采”等天文、地理、生態等現象和過程上存在先天不足。而這些內容又恰恰是高中地理的重點和難點所在。洋流就是高中地理的一個難點，平時教師只能用靜態的圖片展示洋流的名稱、分布，現在借助數字星球系統，教師可以事先將海陸分布、洋流的名稱、分布等有用的素材整合進PPT課件，并在球形屏幕上立體、動態的演示洋流的運動過程，更加形象的解釋洋流的規律。除了本身功能強大之外，數字星球還能與ＰＰＴ、交互式電子白板、實物投影等現代化教學設備相互補充有機結合，在發揮教師的主導功能方面起到了非常重要的作用。這些筆者將在后面的教學程序中一一體現。

（3）教學媒體的選擇。數字星球系統、PPT課件、交互式電子白板、實物投影儀。為了更好發揮學生興趣及主觀能動性，本節課需要采用多種多媒體教學方式。

（4）學法指導。本節內容中，洋流分布規律部分較為抽象學生可能難以理解成因及具體分布。針對這一特點教師需要積極誘導，一是從感性知識入手，通過生動的文字敘述加深印象；二是從學生已有的大氣運動知識入手，結合數字星球系統，組織一系列活動，讓學生對洋流對地理環境的影響等難點知識容易掌握。數字星球系統在筆者校前期的地理教學中已開展過多次，學生對該系統的認識從開始的好奇、驚嘆的感性認識逐步上升到能正確接受系統所展示的媒體信息，并能初步運用該系統展開相應的學習活動。

三、教學程序

（一）情境導入，設身體驗

上課前：利用數字星球的球屏播放影像“地球海陸分布”讓學生對地球表面有初步的認識。教師邊說邊放圖片“海不揚波”，引出海水不斷運動，并存在多種表現形式，引出新課，引起學生的興趣。批注：球屏旋轉展示景觀圖片，吸引學生注意，引發學生興趣。

（二）層層深入，揭示規律

教師展示一系列素材，并對學生進行層層追問，激發學生探究規律的內驅力。

（1）“玩具鴨歷險”案例。發生在十多年前的一次海上事故為人們研究海洋運動提供了一個很好的機會。這個案例的演示在以往的傳統教學中，往往只是在示意圖上標出沉沒地點，用一些箭頭表明玩具鴨的運動方向，因為運動涉及到四大洋，箭頭數量多，圖像較為復雜，學生難以從其中分析概況出海水運動的原因及規律。在本次教學過程中，筆者選用了數字星球系統自帶素材進行開發運用。不但將故事講解得生動到位，更加直觀得顯示了玩具鴨的隨海水運動的全過程，學生邊觀察，邊思考，投入程度高，并得出洋流定義：海洋中的海水，常年比較穩定地沿著一定方向做大規模的運動就叫做洋流。在球屏進行過程模擬后，緊接著利用水盆、玩具鴨實物在實物投影下進行投影，現場模擬玩具鴨的運動，并提出問題：海水的大規模運動與哪些因素有關？

（2）案例延伸，由表及里。為什么玩具鴨大多到達英國沿海而不是其他地區？學生得出洋流運動史有規律的定向運動。利用學生已有的氣壓帶風帶等知識，結合數字星球資源全球氣壓帶風帶示意圖、個大洋洋流名稱及流向圖，讓學生自行初步繪制世界洋流分布模式圖。使用數字星球屏幕遙控裝置進行多角度、多方位、多對象的演示，使教學活動更主動，更有針對性，有助于學生對地理知識的理解，有利于提高學生空間想象力的形成與強化。

（三）合作互動，優化技能

課堂前半段學生對洋流的定義、及分布規律有了初步的了解。學以致用是學習的基本目標。為此筆者設計了三個小活動讓學生合作互動，優化技能。

（1）穿衣指數預測活動：球屏播放當天天氣預報（穿衣指數部分），貼近學生生活實際再次調動學生興趣。然后利用二次開發的大陸兩側景觀、洋流圖指導學生對當天大陸兩側穿衣指數進行預測。該活動需要學生根據洋流的性質推測對氣候的影響，利用教師提供的教學資源，學生可以直觀得得出結論，并留下較為深刻的印象。

（2）事半魚倍活動：教師簡單介紹海洋中漁業資源主要分布區，學生根據教師的介紹合作討論漁場可能出現的海區，并派代表利用專用的教鞭在數字星球球形屏幕前進行總結發言。第一位同學的展示活動中，由于其對寒暖流交匯中交匯一詞的把握不當，導致在他錯誤地將一些不是漁場的地區圈入。簡單評價后第二位同學成功地選出了4處要求掌握的世界性大漁場，此時球形屏幕相應位置播放魚躍出水的動態影像，即對學生的肯定性評價，課堂氣氛達到高潮。教師立即結合球屏的影像引導學生思考問題：在當前生態環境日益惡化的背景下，事半魚倍的同時，更需要注意什么問題？培養學生保護自然，可持續發展的情感態度價值觀。

（四）總結評價，回味升華

“數字星球系統”已經成為了“哈利·波特手中的魔法石，讓學生們在浩瀚的宇宙中任意游弋，為學校地理教學和素質教育的開展帶來了巨大的變化”。數字星球系統應用應恰如其分。假如只是一個展示的工具，這只是淺層次的整合，數字星球系統的應用不僅促進教師的教，更要促進學生的學。要在學的過程中實現開放式的知識整合，讓學生體驗學習的過程，既要做到對知識理解，又要實現對技能、情感價值觀的匯合，只有這樣，數字星球系統才能和學科知識進行深層次的整合，發揮它最大價值。