略談計算機輔助教學與地理空間思維能力的培養

逄錦軍

摘 要 針對地理課程空間性很強的特點，學生必須具備一定的空間思維能力。隨著計算機信息技術的快速發展，計算機輔助教學有利于幫助學生提高地理空間思維能力。

關鍵詞 計算機輔助教學；空間思維能力；地理

中圖分類號：G633.55 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）23-0132-02

提高學生的地理空間思維能力有利于提高學生的地理學科素養，而地理空間思維能力的提高依賴于學生運用所學知識解決實際問題的能力。傳統的地理教學法受限于課本教材、教學思想與教學方法的不足，一直以來導致學生的地理空間思維能力相對較差。隨著計算機網絡技術的發展，多媒體設備在教學中的普遍運用，能為學生模擬真實的空間環境，學生由于空間思維經驗不足導致地理空間思維能力難以得到提高的問題將會改善，為地理教師高效開展教學活動、提高教學質量夯實基礎[1]。筆者根據多年工作經驗，詳細闡述計算機輔助教學是如何培養和提高學生地理空間思維能力的。

1 計算機輔助教學和中學地理教學

計算機輔助教學，指立足于多媒體教學設備，用以高效處理教學文本、圖像、圖形、聲音、圖畫、視頻等與教學有關的媒體資料。為了展示更多復雜、具有空間性的信息，將以上媒體資料通過整合來建立邏輯連接。計算機網絡技術的快速發展，改善了我國學校課堂教學方式，提供了更加先進的教學工具，讓學生通過觀看問題的視覺化描述，發現問題、思考問題并最終解決問題。現階段，如何高效整合計算機輔助教學技術與地理教學，成為更多教育者共同研究的問題。

綜觀教育較發達國家的地理教學，他們十分重視發揮計算機信息技術在教學課堂中的積極作用。如英國中學課程“國家地理課程”，高度重視現代化先進技術在地理教學上的應用。在“教學目標”“學習綱要”中，概括總結網絡、計算機輔助教學軟件、視頻錄像、數碼相機等在地理教學中的重要作用以及應用，告誡每位地理教師在教學過程中要充分利用上述資源來研究分析地理數據資料，并總結地理模式和特點。日本高度重視培養學生在學習地理時運用計算機網絡技術來提高繪制世界地區、全面掌握地理特征的能力，以此提高學生分析研究調查結果的能力、培養地理空間思維能力。隨著教育體制的深入改革，我國也在地理教學中非常重視信息技術的應用，以此來推動現代地理教學的開展，為學生營造有利于形成地理空間思維的教學環境。

2 計算機輔助教學對于培養學生地理空間思維能力的重要性

有利于實現視覺化地理空間 計算機輔助教學為學生營造良好的學習環境，引導學生利用視覺來認知空間地理。視覺化的教學方式，模擬真實的地理圖像、視頻等，有利于降低學生在完成地理三維任務時出現的困難。

模擬多維地理空間 計算機輔助地理教學過程中，教師利用計算機來模擬真實的地理環境，如模擬太空、深海、地震、大氣運動、遠古時代，讓學生切身感受不同空間和時間的地理環境與現象，有利于充分理解和掌握地理事物的形成、發展。

展示地理空間關系 通過計算機輔助教學傳授學生不同的學習方法，并指導他們學習與實踐操作，如實際操作圖形的位置和大小變換等。

收集豐富的地理空間數據資料 采用計算機輔助教學，能夠收集豐富的文本、圖片、視頻、音頻等數據資料，方便向學生展示不同區域的環境圖片。教師可重新調整與操作這些圖片，讓學生觀看后能全面掌握地理空間概念的變換。

提供多樣化的空間表征方法 采用計算機輔助教學時，教師可以讓學生用照片或者地圖等方法來闡述自己的旅行體驗設計，提供不同的表達空間和知識的方法。

3 真實教學案例：以等高線、地形圖的教學為例

等高線、地形圖的學習有利于培養和提高學生的地理空間思維能力。等高線、地形圖是地理學習中的重難點，涵蓋了相對高度、山坡、山谷等很多地理空間知識，并要求學生利用等高線來描繪地理地勢的起伏，簡言之，就是將多維圖畫以平面圖展示出來。學生接觸地理不久，他們的空間理念、立體思維能力相對薄弱，因此，等高線地形圖知識對于他們來說晦澀難懂。計算機輔助教學具有空間化、視覺化、可操作化的特點，突出章節重難點，幫助學生全面掌握等高線知識的同時，有利于培養地理空間思維能力。

學生在學習地形圖知識時，要學好如何判斷地形高度、如何分辨地形的哪個部位、準確畫出地形剖面圖等知識。采用計算機輔助教學方法，可以將上述問題的答案通過視頻的方法展示出來，指導學生進行實際操作，加強理解等高距所展示的地形高度的變化。

利用計算機展示一個山地景觀模型圖片 圖片必須包括山頂、山脊和山谷等三個地形的部位。然后利用計算機系統來構建視頻影像，展示三維景觀，學生觀看影像，并總結陰影與光線的變化規律，掌握山頂、山脊和山谷的形象、地形海拔的高度。教師把二維、三維景觀同時在屏幕上展示出來，學生通過視覺觀看其陰影特點，比較二維、三維景觀圖形的特征，總結等高線形狀和地形高低之間的關系。

將二維、三維地形景觀圖的彩色圖片輸入計算機系統 教師將照片展示給學生看，可以對這些圖片進行位移、旋轉，以便于學生從不同的角度來觀察總結等高線與地形圖之間的關系。教師可不斷變換三維地形圖，讓學生觀察三維圖像變換時，二維圖像是如何變換的，基于此，總結等高線和地形圖之間的關系。教師在實際操作過程中可向學生提出相關問題[2]，如：根據屏幕上所展現的視頻影像，你覺得這是什么地形？這個地形不同方向上的坡度一樣嗎？讓學生帶著問題去觀看，知識點更容易牢記。

利用水浸法提高三維圖形的可視度 在利用計算機展示三維圖形時，利用鼠標拖拽、變換箭頭，讓水位上升并且與其中的一條等高線平行；另外，也可以在等高線上設置一個水位，通過對圖形的變換，觀察水位和地形之間的關聯與作用。在展示過程中，仍然提出一些問題讓學生思考，如：水能淹沒此景觀嗎？如果水到達一定坡度的高度時會發生什么？最后讓學生總結此景觀最終是如何被淹沒的。

描繪等高線剖面圖 利用多媒體計算機，把地形圖以及某兩點之間的地形剖面圖同時通過屏幕展示出來，讓學生在選擇一條剖面線時，旁邊能及時顯示對應的剖面圖，相互對比，發現規律。學生通過鼠標點擊或者移動、變換剖面線時，觀察對應的剖面圖的變化[3]。還可以將鼠標沿著二維等高線中的紅線移動，同時展示相應的路徑，學生就能發現不同的路徑下，不同地形剖面圖的實際情況。

在初中地理教學中利用計算機輔助教學不能搞“一刀切”，因為各學校的條件、教學水平不同，要根據實際情況來科學使用計算機輔助教學。總之，利用計算機輔助教學模式，不僅創新了初中地理教學方法，培養了學生地理空間思維能力，推動地理教學快速發展，而且有利于計算機應用技術的發展，必須予以重視。

參考文獻

[1]王民中，王忠志.淺析中學生地理空間思維能力的培養策略[J].新課程，2013（5）：28.

[2]王立華.高中地理空間思維觀念培養的途徑探索[J].讀與寫雜志，2016（1）：121.

[3]王旭東.地理教學對于學生空間思維能力的培養[J].新西部：理論版，2013（23）：134.