論信息技術與地理學科教學的整合

汪紅艷

（常州市第二中學, 江蘇 常州 213003）

論信息技術與地理學科教學的整合

汪紅艷

（常州市第二中學, 江蘇 常州 213003）

從電子白板、三維GIS地理案例、數字星球系統與中學地理教學整合三個方面闡述信息技術與地理學科教學整合的實踐研究，歸納得出結論：現代信息技術與中學地理課堂教學恰當地整合，能及時反饋信息，有利于師生互動、生生互動；能創設高仿真的地理學習背景，有利于學生探究學習；能幫助學生構建地理空間概念，有利于突破重點、難點；能增加課堂教學容量，有利于提高課堂教學的有效性。

信息技術；電子白板；三維GIS地理案例；數字星球系統

現代信息技術能為學生的學習和發展提供豐富多彩的學習環境和強有力的學習工具，它與地理課堂教學恰當地整合，能有效地幫助解決教學中的重點和難點，降低教學難度，激發學習興趣，培養學習能力，提高教學質量；能極大地優化教學環境，促進學生的主動學習；能極大地增加課堂容量，增大信息密度，提高課堂教學的效率。除了常見的PPT課件外，在日常教學中運用有關信息技術與地理學科教學的整合方式主要有以下三種：

一、電子白板與中學地理教學的整合

電子白板是一個具有正常黑板尺寸、在計算機軟硬件支持下工作的，既具有普通白板和聯網多媒體計算機功能，又可以實現普通白板功能與計算機功能、軟硬件功能與教育資源、人機與人際多重交互的電子感應屏板。傳統信息技術下，教師忙于專注于桌面點擊鼠標表演課件，導致過度使用技術而干擾教學。課件一放，教師難以像傳統教法一樣言傳身教，使教學效果打了折扣。而運用交互電子白板能從工具性的人機交互走向生成性的人機交互。電子白板給人最突出的印象是它的交互功能，運用它實現了課堂教學的變革。電子白板主要具備以下兩類突出功能：

1.擴展多媒體教室原有功能

⑴在全班教學中展示基于網絡的教學資源；

⑵為了解釋概念而展示視頻資源片段；

⑶控制文本和圖像的呈現；

⑷在交互白板上演示或操作課件；

⑸在全班場合展示學生的陳述或作品。

2.白板特有的交互功能

⑴用電子筆進行講解和練習；

講解西氣東輸對中西部和東部地區影響時，先根據下列表格即講即寫，然后出示正確答案。如表1、表2所示：

表1 從具體層面分析

表2 從具體層面分析

⑵用電子筆在文本、圖像和視頻資源上進行批注；

⑶保存屏幕上進行的批注、書寫和繪圖；

⑷應用電子筆操作圖片、文字的移動、翻轉和聚焦；

在《資源跨區域調配》一課中比較煤炭和天然氣的優缺點，可以在白板界面加入輸入文體，利用白板的浮層功能，可以實現拖拽功能。這是普通的PPT課件所不具備的。

⑸應用交互白板課件制作系統方便地創建、修改和完善電子課件，并回放課件和批注。

新課程理念下的課堂是一個由教師、學生、教材、環境組成的動態系統。它既要重視課堂的預設，更要重視課堂的動態生成。一堂課不可能完全是預設，也不可能完全靠生成。不管是課前預設，還是課堂生成，兩者都要統一到“為了學生的發展”這個基點和價值觀上，有了這個基點和價值觀，我們的課堂教學才能充滿激情與智慧，充滿生命的氣息與情趣，充滿挑戰與創新，我們的課堂也才能成為師生、生生互動交流，共享智慧知識，煥發生命激情的富有個性的情景化場所。而利用電子白板輔助教學就可以很好地體現由預設到生成。

二、三維GIS地理案例與中學地理教學的整合

三維GIS地理案例是在大量衛星遙感影像的基礎上運用一定的技術制作出來的。三維場景真實感強，直觀明了。我們先以《流域的綜合開發——以黃河流域為例》一課為例對比分析一下，這節課采用三維GIS地理課例上課與采用PPT課件上課相比，有什么不同？

該節課前半部分采用PPT課件交待黃河流域背景知識，后半部分利用三維GIS地理案例，結合五個探究問題，引導學生探究學習，合作學習，自己總結歸納有關流域開發的一般規律性知識。

三維GIS課件展示：黃河流域上游地區土地資源的利用種類有耕地、林地、草地等等。西北三大灌溉農業區有河套平原、寧夏平原、河西走廊，河套平原白花花的鹽堿化遙感景象給人以很強的視覺沖擊。在此基礎上巧妙導入“探究1”。

探究1：從遙感圖像中你發現了什么信息？人們針對上游地區的土地資源是如何開發利用的？在利用中出現了什么問題？應該怎樣合理開發利用？

圖1 黃河流域圖

圖2 劉家峽

圖3 劉家峽旋轉放大圖

探究2：黃河上游開發水能資源的條件如何？開發的特點是什么？ 在開發過程中易出現什么問題？解決的措施是什么？

運用已有資料和劉家峽和青銅峽等梯級電站遙感圖像，分析黃河流域水能資源的條件：

圖4 黃河峽谷

峽谷地形；湍急的水流；地勢上大的落差。

教師強調梯級電站可以充分利用水能資源，多次發電，這里也因此成為一個能源輸出地區。而且梯級開發建壩，淹沒面積小，損失少，易于建設。

在此基礎上創設探究情境：我們蘇南水資源豐富嗎？水能資源豐富嗎？引導學生學用結合，達到地理課程標準中提到的要“學習生活中的地理”的要求。本探究通過層層設問，激發學生進一步探究、驗證的欲望，引導學生將視角擴展到水能資源開發條件的規律上來，從而形成對該規律全面的認識和提升，充分感受到黃河流域梯級開發的特點。

探究3：人們原來怎樣開發利用上游地區的生物資源？會帶來什么結果？為什么后來同樣的地方設置國家森林公園？想一想針對流域的草場資源應該如何保護？

引導學生比較、探究、發現問題。河流的上游地區如果做林場，雖說有短期經濟效益，但破壞了植被，容易導致水土流失。后來改做國家森林公園，一方面可涵養水源、保持水土，另一方面也可以發展旅游業等，取得經濟效益。同樣流域的草場資源在利用過程中要注意合理放牧，劃區輪牧等等，在開發過程中注意保護草場的生態環境。

探究4：黃河中游地區主要有哪些礦產資源？如何開發利用？在開發過程中易出現什么問題？解決措施是什么？

教師展示內蒙古的石嘴山和陜西的東勝、神府露天煤礦，引導學生明確黃河中游地區有豐富的煤炭資源，思考在開發煤炭資源過程中出現的環境問題及解決措施。要本著邊開發邊治理的原則，在開發的同時要注意環境保護。下游主要是石油資源。

課件展示：黃河上、中、下游旅游景點的分布情況。特別是上游地區的沙坡頭草方格沙障的外形（放大后草方格形狀非常明顯）、所處的位置（北面是騰格里沙漠，南邊是包蘭鐵路）。在此基礎上巧妙構思“探究5”。

1.2 形成評價指標草案 在回顧文獻和理論分析的基礎上，查閱專科護士培訓用書《康復專科護士實踐手冊》《實用專科護士叢書-康復科分冊》及美國康復護理協會官網上的相關文件，形成康復專科護士核心能力評價指標雛形，通過專家會議法對指標進行修改，并結合康復護理發展現狀及患者需求，最終形成康復專科護士核心能力評價指標初稿，包括8個一級指標、21個二級指標和71個三級指標[7-8]。

探究5：該流域有哪些旅游資源？開發旅游資源的優點有哪些？在開發旅游資源的過程中會帶來哪些環境問題？如何解決這些問題？

引導學生通過觀看沙坡頭草方格沙障，重新回想該項工程措施的作用（一是削減風力，二是截留水分，提高沙層的含水量，有利于固沙植物存活。非常生動形象地引導學生得出它的最終目的是保護包蘭鐵路免受騰格里沙漠的侵襲），并因此成為一項旅游景觀。明確發展旅游業的利弊及針對出現的問題應采取的措施后，可進一步理解黃河流域的發展方向是開發一些對當地脆弱的生態環境影響小的產業等。

圖5 沙波頭遠景

圖6 沙坡頭近景

本課例運用黃河流域三維GIS衛星遙感影像課件，利用遙感影像圖形象、直觀、真實的特點，設置探究的情境，提出逐層深入的問題達到引導學生探究、解決問題，從而獲取新知的目的。無論是在教學內容，還是教學形式上均是一次新的嘗試。

與傳統的PPT課件作為教輔手段相比，基于三維GIS地理案例的課件，主要體現以下優點：

1.該課件與一般課件不同，是按照教學過程與探究學習設計的創新課件。教師只需要依據學生情況補充一些輔助學習材料就可以。

2.通過三維地理案例可以進行虛擬仿真教學，還原了真實的地理環境。可以極大地增強教學信息的表現力，進而激發學生探究的興趣，提高教學效果。在此基礎上講解的知識內容不再抽象，和實際緊密地聯系在一起，從而得出正確的結論。

總之，基于遙感影像的三維場景真實感強，能讓學生全方位了解黃河流域的自然背景、自然資源的開發條件、出現的問題及解決措施。課件畫面清晰、精美、立體感強，視覺沖擊力強，畫面大可至全球，小可至一片耕地、一條大壩，并且可以旋轉角度觀察畫面。在此場景氛圍中知識的學習不再抽象枯燥，非常有利于重點、難點的突破，非常有利于書本知識和地理實際的融合。

更重要的是采用三維地理案例創設背景，設計探究問題，使學生的探索欲望大大增加，改善了課堂學習模式，讓探究式學習貫穿整堂課始終。例如，動感的峽谷飛行足以讓學生以全新的角度體驗著地形和河流的關系。整堂課學生始終處于興奮的積極主動探索之中，想學會學，三維GIS地理案例的巧用讓學生的主體性有了翱翔發揮的廣闊天地，調動學生多種感官最大限度地參與到課堂中，使學生在有限的時間里高質量的達到學習期望，從而切實提高課堂教學的有效性。

而三維課件在《等高線地形圖的判讀及應用》中，演示等高線地形圖上山谷、山頂、陡崖、鞍部、緩坡、陡坡，尤其是可隨意旋轉角度，從空中俯視陡崖，學生能夠通過觀察自己得出結論：陡崖處的等高線是交織在一起的；陡坡處等高線密集，緩坡處等高線稀疏，比老師直接給出答案效果要好得多。

三、數字星球系統與地理課堂教學的整合

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，也是目前國內唯一實現三維立體動態展示的單體數字化教學儀器。利用數字星球系統上課可以有助于學生建構空間概念，易于突破重點和難點，效果明顯，它的特點在案例中體現為：

《氣壓帶和風帶的形成》是自然地理的重點和難點。對于大部分高一學生來說，空間想象和理解力尚達不到所需高度，學習這節課很吃力。我嘗試利用數字星球系統處理該節重點難點內容，來彌補PPT課件中的不足。本堂課中我使用的數字星球環節主要有三圈環流的形成過程 、氣壓帶和風帶隨太陽直射點的移動而移動兩處。請同學觀察數字星球三圈環流的動態展示，思考：從北緯30°南下的氣流怎樣運動？北上的氣流又怎樣運動？同學們很容易得出氣流偏轉的結論，進而再講偏轉的規律。學生印象很深。

通過遙控器控制，使數字星球發生旋轉，分別從北極上空和南極上空展示七個氣壓帶和六個風帶。這樣操作幫助學生構建空間概念，發展學生的空間思維能力和邏輯推理能力，化難為易，化抽象為具體，學生一目了然，擴大了課堂容量，有效的突破了教學難點，提高了教與學的效果與效率。

而關于氣壓帶和風帶隨太陽直射點的移動而移動，書本上的圖片是靜態的；PPT可以制作成動態的，卻是平面的；使用數字星球，運動著的藍色星球上，既有氣壓帶和風帶的移動，也有太陽直射點在南北回歸線之間的往返運動。在此基礎上，請同學觀察數字星球呈現出動態的立體的圖像，思考：氣壓帶和風帶的移動規律是什么？經過實踐證明，同學們能夠表述出太陽直射點往北移動，氣壓帶和風帶也隨著往北移動，再進一步指導學生得出應有的結論：就北半球來說，氣壓帶和風帶位置夏季偏北，冬季偏南；就全球來說，七月偏北，一月偏南。

運用數字星球系統展示，設計探究問題，引導學生積極地思考和探究，掃清學生學習上的障礙，調動學生的學習積極性。同學們課后紛紛表示喜歡這種上課方式，因為這種方式可以幫助學生建構地理空間概念，在此基礎上學習自然地理感覺不是很難，而且學生對于自己通過觀察得出結論的知識印象深刻，希望以后能多上一些這類課。

四、結論與探討

1.結論

信息技術與地理課堂教學整合能引導學生轉變學習方式，做到探究學習與接受學習相結合、自主學習與合作學習結合；能引導師生運用新的交互方式，做到面對面語言交流與應用網絡交流相結合；能引導師生創建一種新型的師生關系，做到教師的主導作用與學生的主體作用相結合。

此外，能有效地緩解教師資源與學生時間資源緊張的矛盾，有利于提高課堂教學效率，提高學生的學習興趣，增強中學地理課堂教學的有效性，從而推動中學教育教學理念、教學方法、教學模式的深層次變革。

2.探討

希望后期三維GIS課件與數字星球課件的制作過程適當壓縮，在設計上再靈活一些，使用形式上再多樣一些，能夠和高中地理教學活動更好的銜接，并多為教師提供交流與培訓的機會，更全面深入地支持中學地理教學活動。

（責任編校：仵芳）