Celestia軟件與中學地理教學融合的應用反思

劉蓉　尚海龍　李亦秋

摘 要：現代信息技術在中學地理教學中廣泛運用，豐富了課堂教學形式。其中，Celestia軟件以操作簡單、實用性強的特點服務于中學地理教學，提升了地理課堂教學效率。為探究現代信息技術在中學地理教學中的運用，以“地球的運動”為例，分析Celestia軟件在中學地理教學中的優勢、存在的問題及其解決措施。

關鍵詞：Celestia軟件; 中學地理; 運用反思

中圖分類號：G633.55? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1006-3315（2021）3-033-002

地理信息技術的發展和應用是地理教學改革的助推器，對學生學習方式和教師教學方式的改變具有重要作用[1]。2019年，《國務院辦公廳關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》指出，要強化綜合素質培養，改進科學文化教育，統籌課堂學習和課外實踐，強化實驗操作，培養學生的創新思維和實踐能力，提升人文素養和科學素養[2]。地理信息技術的發展為在課堂上培養學生的創新思維和實踐能力提供了條件，通過地理信息技術采用模擬實驗的方式培養學生地理實踐力，拓展地理教學途徑。

Celestia軟件是一款教育類天文軟件，該軟件存取了NASA影像資料庫中星球與星系目錄，可以流暢地顯示高解析度的影像，帶領學生體驗鳥瞰地球、遨游星空的樂趣[3]。其以操作簡單、實用性強、生動形象的特點被運用于中學地理教學中，運用Celestia軟件模擬地球運動的相關內容，將抽象的宇宙空間具體化、形象化，有利于學生深刻理解相關教學內容，化解知識難點，增強地理學習興趣;同時，通過引導學生進行實踐操作，增強學生對相關知識的理解，培養地理實踐能力。根據教學軟件的特點以及具體的地理教學內容，本文以高中地理《地球的運動》一章為例，探究Celestia教學軟件在地理課堂上的融合運用，以及存在的問題及解決措施，為在地理課堂上探究地理信息技術的融合提供借鑒意義[1]。

一、Celestia與中學地理教學融合的優勢

1.提升學習興趣，降低學習難度

自然地理具有較強的綜合性，難度大，尤其是第一章《地球的運動》需要學生從初中的理解現象過渡到探究原因，如理解導致晝夜更替現象的原因、產生時差的原因、太陽日和恒星日的區別以及正午太陽高度的變化規律等，這些需要學生具有宏觀視野、抽象的想象能力，才能較好地理解本部分地知識，為進一步學習大氣地運動等自然地理知識奠定基礎。而Celestia軟件將本章相關知識濃縮到一個軟件中，通過設置則可以模擬地球的自轉、公轉等地理現象，幫助學生理解地球運動產生的自然現象，使學生更容易理解相關知識，降低學習難度。同時Celestia軟件模擬地球運動，豐富了課堂教學形式，為學生學習知識提供了簡單的學習工具，提升學生學習興趣，為探索自然地理的奧妙打開了大門。

2.培養地理實踐力，提升課堂參與度

《2017年普通高中地理課程標準》要求培養現代公民必備的地理核心素養，即人地協調觀念、綜合思維、區域認知和地理實踐力，其中開展實踐活動是踐行地理核心素養的重要途徑。然而，開展戶外考察、社會調查等實踐活動需要耗費大量人力、物力和財力，學生安全問題也得不到充分的保障，因此在大部分學校培養地理實踐力流于形式。在地理課堂上借助Celestia軟件將學生分小組進行模擬、操作地球的運動，在操作過程中讓學生根據現象理解現象產生的原因，在模擬實驗過程中學生不僅掌握了地理知識，也培養了地理實踐能力。采用小組合作的形式，彌補了以教師講授為主導致的課堂參與度不高的缺點，激發了學生的學習積極性，使學生在實踐過程中參與到課堂上，提升了課堂參與度、學習主動性。

3.轉變教學觀念，促進師生共同發展

在《地球的運動》章節中，傳統的教學方式是以簡易的教具通過人為轉動地球儀模擬地球的運動，對于較難知識的理解還需要依靠學生的想象能力，學生往往認為本章內容不易理解，喪失學習興趣。教師需要探索學生更易理解的教學形式，Celestia軟件用于《地球的運動》章節內容的教學中，豐富了課堂教學形式，也將課堂交于學生，讓學生主動學習知識、發現問題，真正實現“以學生為主，教師為輔”的教學理念，轉變教學觀念。在實踐學習過程中學生發現問題，教師及時進行解答，也鍛煉了教師的隨機應變的能力，促進師生共同發展。

二、Celestia軟件在地理教學中存在的問題

Celestia軟件在中學地理教學中主要運用于《地球的運動》章節內容，筆者以《地球公轉的地理意義》為例，模擬實驗，簡化教學內容。為了使學生充分理解地球公轉的地理意義，利用Celestia軟件將虛擬地球通過下列設置：右擊虛擬地球——參考向量——顯示太陽方向、顯示經緯網格、顯示明暗邊界線，將時間適當加速，則可以看到地球在公轉過程中正午太陽高度、晝夜長短發生著變化。除此之外，還可以運用Celestia軟件模擬地球自轉的地理意義，如晝夜交替現象，讓學生通過虛擬地球自轉理解晝夜交替產生的原因及現象;地轉偏向力是高中地理相對較難理解的概念之一，通過運用軟件使學生真正理解地轉偏向力，為后續學習奠定基礎。

Celestia軟件為教學帶來了便利，使學生能夠建立空間概念，培養空間思維能力，同時化解知識重難點，培養學生地理學習興趣。但現在信息技術運用于中學地理教學中，雖有傳統教學所不能比擬的優勢，但也存在一些問題，如過度強調軟件的使用，忽略了教學內容，主次顛倒;軟件運用不熟練，影響教學效率;過度追求酷炫的表現形式，忽視學生對知識點的注意力等問題。Celestia軟件在使用中同樣存在問題，主要問題如下：

1.學生操作不熟練，降低教學效率

Celestia軟件以操作簡單、實用性強的特點被運用于地理課堂上，學生通過操作步驟模擬實驗，開展學習。然而對于初次接觸Celestia軟件的學生，需要在實踐中探索該軟件的操作程序、如何采用軟件操作模擬地球運動的相關地理現象以及如何與教學內容結合起來輔助課堂內外的學習。大班教學人數多，若每個同學都在課堂上摸索軟件的操作步驟，不僅不能按時完成教學目標，反而會影響學習進度，使課堂雜亂無序，影響教學效率。

2.過度依賴軟件，弱化分析歸納能力

教學軟件豐富了課堂教學形式，為學生理解重難點知識提供了工具。但課堂教學不能完全依靠學生簡單的操作軟件、將課堂完全交于學生。本章教學內容雖然可以通過軟件操作模擬相關地理現象，但由于學生不能及時地將地理現象進行歸納、形成規律，如在Celestia軟件中只能看到地球公轉過程中，二分二至日太陽直射地球的緯線不同，但無法通過操作軟件理解太陽直射點不同，所呈現的自然規律也不同等一系列規律。學生不能透過現象看到事物的本質則會降低教學效率，使實踐活動形式化，弱化其應發揮的作用。

3.課堂教學方式單一、形式化

在地理課堂中適當地使用現代信息技術輔助課堂教學，可以增加地理課堂的趣味性、實踐性。改善枯燥的課堂教學方式，豐富學生對地理知識學習的方式。然而，現代信息技術雖然能夠豐富課堂教學形式，使教學內容形象具體，但不能全然依靠現代信息技術，發揮各種教學方式的優勢，結合教學內容，采用合適的教學方式。

三、促進地理教學軟件與課堂融合的解決措施

1.開展專題訓練，培養地理實踐力

在地理課堂中采用實驗教學法增強學生對知識點的理解程度，在實驗過程中培養學生的地理實踐能力是必不可少的教學環節。針對學生在課堂上操作不熟練的問題，教師需要提前進行軟件操作技能訓練，將本學期可利用的教學軟件進行分類，以軟件技能專題訓練為主題開展課余興趣小組實踐活動，讓每一名同學都積極參與其中，增強各教學軟件的熟練程度。通過實驗模擬地理現象，增強學生對地理學習的興趣。地理課堂內外教學相結合，將學生不易理解的地理知識通過多樣的形式進行分解、呈現，突破教學難點，提升學生地理學習能力。學生在操作過程中，不斷訓練地理思維、通過小組合作探究的方式解決地理現實問題，在地理課堂上培養學生地理實踐能力。

2.依托軟件，發揮教師引導作用

《地球的運動》相關知識可以通過模擬實驗，將天體的運動直觀、立體地呈現出來，但不能過度依賴軟件。教師需要在學生模擬某一地球運動的相關現象后進行歸納總結，在現象的基礎上總結規律。如由于黃赤交角的存在，地球在公轉過程中引起正午太陽高度的變化，正午太陽高度在不同半球不同時間段有不同的變化規律，教師在學生模擬實驗后，就要引導學生及時總結二分二至日及不同時段的正午太陽高度變化規律，并將其運用于生活中，解釋地理現象，學以致用。在地理課堂中，以學生自主學習為主，但不可忽視教師的作用，教師是地理課堂的引導者，幫助學生共同完成課堂教學任務，提升地理學習能力。

3.結合教學內容，豐富課堂教學形式

教育類教學軟件為教師豐富課堂教學提供了教學工具，教師需要綜合利用教學軟件，秉承多樣化觀念，發揮教育類教學軟件的優勢并結合適當的教學方式，如問題式教學、項目式教學以及探究式教學等教學方式，把教學軟件作為課堂教學的工具，提升課堂教學效率。地理源于生活，生活在北方的同學發現冬夏季節太陽遮陽板的高度不同，夏季遮陽板角度小于冬季遮陽板的角度，那么產生這種現象的原因是什么呢？教師可以根據生活中的地理現象，創設貼近學生生活的教學情境，綜合利用Celestia軟件，幫助學生解決問題，實現教學目標。教育類教學軟件多種多樣，可綜合各軟件的優勢，組織教學，如Celestia軟件在模擬八大行星共面性時只能平面觀察，不利于學生對共面性的理解，則可以結合Solar Walk Lite軟件形成立體的太陽系，綜合利用各種教學軟件、教學方式促進對知識的理解。

綜上，Celestia軟件是輔助教學《地球的運動》的良好的教學工具，其有自身的優勢，但不可避免存在不足，教師在利用該教育教學軟件時需根據教學目標、學生學情等，選擇恰當的教學工具，揚長避短，發揮該軟件的長處，輔助教學。同時也要緊跟時代潮流，學習探索其他教育類教學軟件，豐富課堂教學方式。

基金項目：2019年度凱里學院聯合培養研究生專項課題，編號：LHYJS1903

參考文獻：

[1]教育部.《普通高中地理課程標準（2017版）》[S]北京：人民教育出版社，2018

[2]國務院辦公廳.關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見[J]人民教育，2019，000（013）：10-13

[3]黃慧，陶珊珊.Celestia與Stellarium在地理教學中的比較研究——以“天文學基礎”為例[J]地理教學，2018（16）：53-57