大學課堂計算機輔助地理教學有效性研究

摘要：計算機輔助地理教學（CAIG）的有效應用關系到大學地理課堂從教學方法、教學內容到教學理念的全方位變革。本文分析了從理論基礎、主要功能、應用誤區等角度探討了提高大學課堂計算機輔助地理教學的有效性，并指出了計算機輔助地理教學未來走向。

關鍵詞：CAIG、有效性、功能、積件

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）06（b）-0000-00

計算機輔助地理教學（Computer Assisted Instruction in Geography）簡稱CAIG，是隨著現代科技發展而興起的一種全新地理教學模式。大學課堂中，如何有效利用這一教學手段是關系到從教學方法、教學內容到教學理念的全方位變革。利用CAIG如何實現大學地理課堂教學內容精簡實用、教學方法靈活多樣、學生學習積極主動是一個值得探討的命題。

1.CAIG的理論基礎

現代教育思想主張，在教學過程占中心地位的應當是學，而不是教。美國心理學家華生在巴甫洛夫條件反射實驗的影響下，提出了刺激—反應學說，基本觀點是：學習過程中的學習情境、學習變量等外部條件的控制十分重要，有的學生難以達到學習成功的原因，就是因為對學習情景控制等外部條件不當，如果對學習情景有良好的控制，再復雜的學習對于學生來講也會是輕而易舉的。CAIG為學習過程的外部條件創設了多層次、多維度情境，為CAIG在大學地理課堂的發展提供了理論依據。

2.CAIG的主要功能

（1）教學信息量的拓展

大學地理教育一個主要功能是將豐富多彩、前瞻性的地理信息傳輸給大學生。依靠傳統的板書和紙質材料無法達到這一目標。在充分備課的基礎上，通過計算機輔助教學，以多媒體形式向學生展現圖像、視頻、音頻、文字，提高課堂的信息載荷量，提高課堂質量。由于地理學研究的對象很多屬于大尺度大范圍的，很多地理事物是學生沒有見過的，或者說不可能見到的，更無法像物理、化學、生物那樣在實驗室進行演示試驗，比較抽象。運用CAIG技術等現代手段傳遞的信息要比傳統手段優化，其至少有這樣幾個優點：A.化繁為簡。CAI技術將眾多圖文、影視、聲音信息，預先編輯好調用起來比較方便，只需輕輕一按鼠標眾多信息一一展示，節省了時間增加了課堂信息量，通過CAIG技術可以輕松的使圖放大或縮小，文字從繁到簡，提高了圖的清晰度。B.化靜為動、化動為靜。CAIG技術可以將靜態的圖、物變成動態的過程，便于學生的形象感知，又能提高學生的學習興趣。比如大陸漂移，可以把課本上四個地質年代的大陸分布圖通過掃描，圖像的美化，再用進行編輯變成動態的漂移圖，使學生對大陸漂移有一個感性的認識；月球、地球、太陽每時每刻都在高速運動著，地球上的空氣和水亦是運動不已，諸如熱力環流、三圈環流、季風、氣旋、反氣旋、氣團、鋒面、水循環、大洋環流等等。為了研究的方便，我們可以利用課件根據所需將運動變化著的地理事物截取其中的一瞬間定格，供學生仔細觀察與探究。C.化抽象為形象。在地理教學中，許多非常抽象的地理概念規律，超出學生的生活感知范圍，用傳統的手段，達不到理想的效果，比如在講鋒面時可以用二維動畫制作冷暖空氣相遇時的三種不同情況的鋒面類型及其天氣特點，通過形象的圖像使學生獲得感性認識加深了印象。D.化宏觀為直觀。CAIG技術可以超越時空展示、模擬，演示宏觀世界。地理教學中所要研究的地理事物或要素，如地質、地貌、植被、水文、生物、工農業生產等，學生無法去一一實地感知，運用CAIG技術可以超越時空展示實地情況，加強直觀認識。有的是難以觀察的大尺度的地理現象，如三圈環流，運用CAIG技術可以把全球的大氣在水平和垂直方向的運動展現出來。

（2）教學過程的優化

借助計算機平臺，教師能創設比傳統教學更為豐富生動的教學情境，無形中展現了地理思維過程。借助計算機平臺，可以充分發揮教與學的互動，讓大學地理課堂成為探索式課堂。例如根據需要讓屏幕出現所要的圖形，屏幕圖文可以閃爍、變色，還可以平移、旋轉、翻折，甚至可以創設虛擬模型，讓學生主動地探索。借助于CAIG技術可以把難以理解的內容化抽象為具體，構建概念化地理模型，起到傳統手段無法替代的效果。

地理教學的一個主要任務就是培養學生的閱讀、填繪、分析地圖的能力，傳統的教學手段是運用教學掛圖，課本附圖，地圖冊等來講授，或是用投影片來展示，這些教具的使用在一定程度上可以提高教學效率。但是由于教學掛圖在使用上要占用一定的空間，有時一堂課還要換幾幅掛圖，給老師帶來不便，倘若使用投影片老師在課前要花費大量的時間制作和維護投影片，而運用多媒體計算機則方便得多，很多的教學用圖、圖片在市場上有現成的光盤，我們可以從中獲得，而且隨著網絡技術的發展，我們還可以從網上下載很多的圖像資料，有的可以直接運用于教學，有的可以經PHOTOSHOP等工具處理后加以應用。由于這些圖像是以數字信號保存于計算機中，因而不需占用如保存掛圖、投影片那么多的現實空間，而且調用非常方便。

（3）教學平臺的拓展

大學教學的課后效應非常明顯，通過CAIG，以互聯網為媒介，可以將一門地理課程打造成一個學生可以自助學習的平臺。尤其對于某門課程感興趣的學生群，可以在平臺上提供拓展性的資源和空間。以CAIG的學生對于提高學生的自學能力、創新能力有顯著效果。

基于CAIG重難點突出，地理教材中有很多重要的地理概念、原理、規律，需要學生掌握。其中不少是學生學習的重點，也是難點，這些知識點如果運用語言講述，很難講清楚，即使配以掛圖、模具、投影片也很難講清楚，而利用信息技術可以把不易觀察的地理事物充分顯示出來，將問題化難為易從而突破教學中的難點和重點問題，如地球的公轉中太陽直射點的變化及其影響，是教學的重點、難點，通過3DMAX制作立體地球在宇宙空間的運動，再配之以靜態的圖結合幾何知識，就可以把它講得非常透徹，效果鮮明。

（4）教學相長的實現

CAIG的高信息量，使得部分學生對于專業知識的認知和理解會達到較高層次、較深水平，在與老師的互動中實現教學相長的良性循環。CAIG技術能跨越時空形象地展現事物的發生、發展過程，直觀地揭示事物的本質和內在的聯系，引導學生獲得大量生動鮮活的感性認識，學生的手、眼、耳、口、腦多種器官同時啟動進行觀察、討論、分析、綜合、創新，從而培養學生各方面的能力。當代世界著名的心理學家和教育家的霍華德·賈德納創建的多元智能理論認為：每個人都同時擁有八種或九種智能，致使這幾種只能在每個人身上以不同的方式、不同的程度組合存在，使得每個人的職能都各具有特色。所以，教師在課堂教學中要為不同的學生提供不同的展示自己的機會，并做出相應的評價。多媒體計算機可以把知識能力要點編輯成交互性很強的練習，能及時提供高質量的反饋信息，能使教師及時掌握學生的學習情況，及時制定教學策略，實現真正的因材施教。

3.現階段CAIG的誤區

越來越多的大學地理教師樂于在課堂教學中運用多媒體輔助教學，然而不能充分合理利用CAIG，其教學有效性得不到充分的發揮。因此，必須認識和避免CAIG存在的一些問題和誤區。

首先，部分較高難度的計算機教學軟件，由于技術上的原因，還難以廣泛使用。這種情況下，大多數地理課件的制作是在計算機老師的技術支持下制作完成的，往往是地理老師把一堂課的內容通過備課，根據教和學的需要，并根據所能搜集的素材，編寫出腳本，然后交給計算機老師制作。由于大多數地理老師不懂如何制作，而大多數計算機老師又不精通地理，所以在制作過程中往往不太好溝通，地理教師試教之后根據反饋信息再請計算機老師修改就更不容易了。所以制作一堂課的地理課件，往往要花很長時間，這就限制了它的廣泛使用。因此，對于大學地理老師來說，不能盲目追求新技術，可以將一些傳統的CAIG，如PPT、AUTHORWARE、3DMAX、Flash等技術進行挖掘。

其次，認為CAIG是萬能的，可以取代一切傳統的手段。其實，先進的教學方法和手段是為教學服務的，達到教學目標是最重要的。有些可以用傳統的手段解決的問題，就不必要為用而用，這樣反而有喧賓奪主，嘩眾取寵之嫌。況且在運用多媒體電腦教學的過程中，傳統的手段亦非常重要，比如板書，有時候用一手優美的粉筆字在講課過程中與學生互動效果更好，有時候對于一些即興的發揮和講解，傳統教學手段則更為實用。

第三，忽視老師的主導，學生的主體作用。在一些多媒體課件中，非常缺乏靈活性，有的老師只是充當一個放映員，有的課件不適合常規課堂教學，特別是一些現成的軟件。有些軟件在制作過程中調控性能不強，教師無法根據課堂情況及時調控，從而限制了教師的主觀能動性。不少課件仍沿用的老的思路，重點放在教上，在學生如何學上調控不夠，尤其是基于網絡平臺的大多數課件，仍是單機課件，只適用于教不太適用于學，今后應大力改善基于網絡的課件，更方便學生一人一機來學習。

4.CAIG發展的新方向

（1）傳統信息技術軟件挖掘

為了拓展CAIG功能，滿足新的教學需要，一個發展方向是不斷挖掘已有教學信息技術軟件功能，創新性開發新型課件。例如使用面最廣、門檻最低的PPT，可以充分利用其觸發器功能，開發動態效果突出、教學交互性強、控制自由度高、結構層次豐富、教學功能完整的課件。巧妙地組合使用觸發器技術，克服了出現對象之間前后順序限制、相互干擾的問題，實現了課件里同一頁面上的對象其出現完全由操控者控制其順序，大大增強了課件了功能性，可以實現要求更高的互動教學。充分發揮自定義動畫、觸發器的構建一些動畫模型，構建了電子書翻頁模型、燭光閃動等效果，對于提高作品的藝術性、趣味性、觀賞性有很大作用。在課堂教學中也能起到啟發學生、激發學生學習興趣的功能。

（2）新興教學信息技術開發

在CAIG領域，先后出現過教學程序、課件、插件、構件、元件、基件、部件、群件等一系列名稱和概念。目前大多數的教學軟件是按教學設計的原理方法編制的，它是事先由教學設計確定的、有固定程序、固定情節、模式化的、封閉的、整體的教學軟件，一個教學軟件的運行就相當于上了一堂完整的課，這就是我們常說的“課件”。隨著我們對“課件”更深一步的認識和多媒體計算機技術的廣泛運用，不少教師已經開始對那種封閉型的教學課件逐漸萌生出一種困惑，并期望能夠有一種新的、更為靈活的、符合教學模式的、多元化發展的、教師和學生可以根據自己的教學和學習需要組合運用的多媒體信息資源，人們稱之為“積件”。簡單地說，積件就是在課堂教學中用一些袖珍的課件進行臨時組合而成的臨時課件。從狹義而言，積件是最小化的知識單元。從廣義而言，積件是一種設計教學軟件的策略和思路，是對多媒體教學信息資源和教學過程進行準備、檢索、設計、組合、使用、管理、評價的理論與實踐。它的主要特征是最小化和可重組性。積件代表了課堂教學軟件設計的新方向。

5.結論

計算機輔助地理教學的有效應用關系到大學地理課堂從教學方法、教學內容到教學理念的全方位變革。計算機輔助地理教學為大學地理課堂的學習過程創設了多層次、多維度情境，具有拓展教學信息量、優化教學過程、拓展教學平臺、實現教學相長的重要功能。規避計算機輔助地理教學的誤區能夠提升其教學有效性。計算機輔助地理教學發展新方向主要包括：傳統信息技術軟件挖掘、新興教學信息技術開發。創新性使用計算機輔助地理教學才能進一步提高其教學的有效性。

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