信息技術模擬地理活動運用策略探討

李 曉 宋 健

（華中師范大學 城市與環(huán)境科學學院, 湖北 武漢 430079）

信息技術模擬地理活動運用策略探討

李 曉 宋 健

（華中師范大學 城市與環(huán)境科學學院, 湖北 武漢 430079）

信息技術模擬地理活動是地理教學的重要方式之一，本文基于信息環(huán)境下模擬地理活動的實施現(xiàn)狀，解讀信息技術模擬地理活動的過程，并提出相關運用策略。

信息技術；模擬；地理活動；策略

信息技術以其信息多元性和溝通共享性在地理教學中的作用和潛能愈加明顯。目前信息技術模擬地理活動，已成為當下課堂活動中輔助教學的有效方式，在教師預設和指導下應用信息技術模擬實際難以開展的活動有利于更有效地開展教學。應用信息技術模擬地理活動過程，有助于調(diào)動學生積極參與、增強學生動手解決問題的能力，還可以避免室外活動帶來的活動可控性差等問題。

《普通高中地理課程標準（實驗）》指出，倡導學生對地理問題的探究，鼓勵學生在地理學習過程中開展各種類型的活動，自主學習、合作學習、探究學習，并強調(diào)信息技術在地理學習中的應用，重視網(wǎng)絡化專用教室的建設。[1]目前在地理教學過程中應用信息技術模擬地理活動受到教師和學生的歡迎[2]。借助于常見的信息技術模擬實際難以操作和再現(xiàn)的地理過程，以多種動畫和軟件技術為支撐，運用虛擬的形式為學生創(chuàng)造地理事象的生成過程，創(chuàng)設學習情境，展現(xiàn)地理事物的發(fā)生發(fā)展過程，有利于讓學生體驗地理過程、形成地理知識。當前，各學校開展信息技術模擬地理活動時，硬件設施和成效存在著很大差距，需要在操作和評價方面進一步規(guī)范。為此需要對信息技術模擬地理活動的實踐策略做一定的探討分析。

一、信息技術模擬地理活動的基本流程

信息技術模擬地理活動的一般流程包括活動目標解析、活動設計、信息技術選擇、活動實施、活動總結、活動評價反思等部分。信息技術是模擬活動的載體，選擇恰當?shù)男畔⒓夹g是活動設計的重要內(nèi)容，也是信息技術模擬地理活動的關鍵步驟（見圖1）。

圖1 信息技術模擬地理活動流程圖

二、信息技術模擬地理活動的主要環(huán)節(jié)

1．教材活動內(nèi)容的要求解析

地理教學過程中的活動是依據(jù)課標要求和教材內(nèi)容設計的，在活動設計以前，首先對課標進行解讀并分析教材內(nèi)容，把握課標對活動的要求。在明了活動要求的基礎上，對難以執(zhí)行的課外活動或時空跨度較大的活動考慮應用信息技術模擬展示。以必修Ⅰ為例，課標在活動建議中對信息技術模擬活動提出了基本的要求（見表1）。

表1 課標中涉及的信息技術模擬活動（必修Ⅰ）

從活動建議可以看出，課標對信息技術模擬地理活動做了基本的要求，并對一些內(nèi)容做了明確的指導。信息技術模擬地理活動應根據(jù)課標要求，以學生認知能力為基礎，并結合教學內(nèi)容設計。必修Ⅰ模塊中，河流上中下游的觀測可以通過Google Earth軟件模擬；褶曲的形成以及斷層的觀察，可以借助Flash動畫展示；地球的運動可以通過天空觀測軟件模擬觀察。某一內(nèi)容是否考慮使用信息技術模擬，需要綜合考慮課標對這一內(nèi)容的要求、教材相關案例以及具體的軟硬件設施可應用性等因素。

2．信息技術模擬地理活動設計

這一環(huán)節(jié)是模擬活動的關鍵，依據(jù)前一環(huán)節(jié)對活動要求的解讀與把握[3]，對模擬活動的整個過程做基本的設計。活動的設計遵循一般教學過程設計的原則，強調(diào)學生本位，符合學生的學習要求。以應用谷歌地球軟件模擬觀測長江流域為例，模擬活動應在教師指導下引導學生主動操作觀測活動，指導學生在基本的圖層中繪出長江的基本形態(tài)（見圖2）。

圖2 Google Earth 模擬長江上中下游觀測活動

首先，體現(xiàn)活動目標。信息技術是模擬活動的輔助技術，在活動設計時不可為活動而活動，也不可為追求信息技術的新穎而忽略活動的目標。模擬活動的指向在于應用模擬技術達成課標要求，強調(diào)學習情境的創(chuàng)設，領悟地理知識，體驗活動過程，并培養(yǎng)基本的信息素養(yǎng)。

其次，強調(diào)學生參與。信息技術模擬活動，更要注重學生的主體參與，較為理想的方式是師生共同完成操作活動。學生參與體現(xiàn)在活動預設的學生活動時間、活動行為和活動反饋等方面，教師在活動設計時需要對各個因素進行綜合考慮。

最后，注重活動評價。模擬活動設計包括完整的設計要素，活動評價是活動成效達成的最終監(jiān)測，在活動設計時要符合常規(guī)設計的要求，對評價做基本預設。

3．信息技術模擬地理活動實施

模擬活動的實施可以分為教師的展示活動和師生共同操作活動。活動根據(jù)預設的活動設計進行，展示活動以教師的展示引導為主，教師在展示過程中要關注學生反饋，加強與學生之間的言語互動，展示活動在活動開展前已經(jīng)對活動做好了設計，活動主題過程中教師的把握性要好，如在利用Flash軟件演示太陽直射點移動過程時，設計停止按鈕（見圖3），以利于過程中師生的操作。

圖3 Flash動畫演示太陽直射點的移動

師生共同操作的模擬地理活動在實施過程中，強調(diào)教師的有效引導。如利用虛擬星象儀觀察日月食現(xiàn)象時，教師根據(jù)前期設計，引導學生設置相應的觀測時空位置并進行搜索，即可共同觀測（見圖4）。師生模擬活動要全面體現(xiàn)學生的參與，在活動的開展過程中教師主要是對活動中的操作做指導，學生在教師引導的基礎上，體驗過程，生成對相關地理過程的理解。師生共同操作模擬還可以借助于學生的小組合作和探究學習完成，在基本操作熟悉的基礎上，教師提出任務，以任務為驅(qū)動，根據(jù)內(nèi)容選擇小組合作或自主探究的形式完成模擬地理活動。如教師可引導學生應用天文觀測軟件，通過時間流逝速度的調(diào)整，觀測流星雨現(xiàn)象。

圖4 Stellarium軟件演示日食過程

在活動開展以前，教師除對活動設計外，還需要引導學生搜集相關數(shù)據(jù)資料，做好課前準備。相關觀測和實驗的模擬活動應做好記錄表格，在模擬活動過程中指導學生做好記錄，為活動后期數(shù)據(jù)分析和結論總結做準備。

4．信息技術模擬地理活動總結

活動結束后的師生總結，形式多樣，目的是對學生在活動中的反饋做總結性評價。信息技術模擬地理活動的活動總結包括教師的總結和學生的總結兩個部分，在模擬活動中涉及觀測記錄的要做好實驗報告和實驗結果的總結。

實驗報告建立在模擬活動過程中數(shù)據(jù)記錄與分析的基礎上，是學生模擬活動學習結果的呈現(xiàn)。模擬活動由于是在預設的信息技術環(huán)境下實現(xiàn)的，因此關于使用過程中的圖像獲取更加直觀，可以通過屏幕截取完成，也可以暫停操作繪制簡易示意圖。報告結果展示可以多樣化，如圖文報告、幻燈片、視頻、錄像等。

三、信息技術模擬地理活動設計案例

本案例基于信息技術模擬地理活動的基本流程和主要環(huán)節(jié)，以《普通高中地理課程標準（2003）》為依據(jù)，“觀察某種天文現(xiàn)象，并查閱有關資料，說出自己的觀察結果及其體驗”，選擇日食現(xiàn)象為代表，應用虛擬星象儀模擬日食活動，指導學生共同操作，完成信息技術模擬下的虛擬日食觀測活動。

案例：日食觀測活動設計

一、觀測目的

1．學生通過虛擬星象儀觀測日食發(fā)生的整個過程；

2．學生在教師指導下能夠繪出日食過程的簡圖；

3．能結合觀測活動的過程及教師的引導，解釋日食形成的原理；

4．在小組合作觀測和教師指導觀測過程中，培養(yǎng)現(xiàn)代信息素養(yǎng)和天文愛好意識。

二、觀測內(nèi)容

日食觀測活動的內(nèi)容主要是借助于虛擬星象儀觀測從日偏食到日全食再到日偏食的整個過程。

三、觀測工具

1．觀測方法：虛擬星象儀軟件模擬

2．觀測工具：計算機、虛擬星象儀軟件、觀測記錄表

附：日食現(xiàn)象記錄表（見表1）

四、注意事項

1．觀測前在網(wǎng)上搜索發(fā)生過的典型日食現(xiàn)象的時間和地點，在軟件菜單界面時空設置中做相應調(diào)整；

2．觀測過程中注意地平線等干擾的設置，將太陽置中，并作大小的調(diào)整；

3．觀測過程中根據(jù)學習需要加快或減慢時間流逝速度，或暫停時間流逝，以保證觀測到初虧、食既、發(fā)光、復原四個關鍵過程；

4．觀測過程中注意觀測記錄的完整性，可以采取截屏方式保存圖像，以便于數(shù)據(jù)的后期整理分析。

五、觀測報告

1．觀測前的準備工作

（1）理論準備：月球的直徑遠小于地球，因此，月影在任何時候只能籠罩地面的很小一部分。在這一小塊地區(qū)看起來，太陽光被全部遮蔽，形成日全食。

日食的過程，就是月球在天球上向東趕超太陽、從而遮蔽太陽的過程。因此，日食過程總是在日輪西緣開始，于東緣結束。同理，月食的過程，就是月球在天球上向東趕超地球本影，從而遭遮蔽的過程。因此，月食總是在月輪東緣開始，于西緣結束。在月球趕超太陽和地影截面的過程中，兩個圓面要發(fā)生二次外切和內(nèi)切，分別為上述四種食相。對于日全食來說，這四種食相的含義是：

初虧——月輪東緣同日輪西緣相外切，日偏食開始。

食既——月輪東緣同日輪東緣相內(nèi)切，日全食開始。

生光——月輪西緣同日輪西緣相內(nèi)切，日全食終了。

復圓——月輪西緣同日輪東緣相外切，日偏食終了。

圖1 日全食的過程

（2）虛擬星象儀軟件操作基本知識

網(wǎng)上搜索日/月食的發(fā)生時間地點，在Stellarium軟件中設置相應的時間和地點（見圖2），則可觀察日食的發(fā)生。應用Stellarium軟件演示2008年8月1日太原地區(qū)發(fā)生的日食過程如下（為便于觀察，設定為不顯示太陽光線）。

圖2 日食觀測時空位置設定

2．觀測過程

（1）觀測時間：20__ 年__月__日__ 時

（2）觀測地點：網(wǎng)絡教室

（3）觀測流程：學生在信息技術教室集合，在教師指導下對軟件進行安裝；打開軟件，設置時間為：2008年8月1日，18時20分；地點設置為：太原（112°E，38°N)，調(diào)整觀測視角，將太陽置中，并設置不顯示太陽光線，即可進行觀察，在觀察過程中可以通過調(diào)整時間流逝速度來配合觀察。

3．數(shù)據(jù)整理

日食現(xiàn)象結束之后，學生要在室內(nèi)對觀測記錄進行整理。將觀測數(shù)據(jù)整理匯總填入表格。

4．觀測分析

學生根據(jù)自己的觀測經(jīng)驗，在教師的指導下，加深對日食的成因以及這一地理現(xiàn)象的理解。

5．觀測報告（見表2）。

表2 日食現(xiàn)象觀測報告

四、小結

信息技術模擬地理活動通過“活動要求解析—模擬活動設計（信息技術選擇）—活動實施—活動總結—活動反思與評價”等環(huán)節(jié)，可以在信息技術輔助下實現(xiàn)地理模擬活動情境再現(xiàn)，信息技術模擬地理活動目前已受到教師和學生的重視，但其在教學中的應用和功能還有待深層次的探討。

[1] 陳澄,樊杰.普通高中地理課程標準（實驗）解讀[M].南京:江蘇教育出版社,2003.

[2] 郭粉葉.地理教學中的模擬活動及其功能[J].教學與管理,2004,(5):69.

[3] 李志偉.新課程背景下地理主體轟動的實施策略[J].中學地理教學參考,2013,(4):64-64.