數(shù)字星球系統(tǒng)在高中自然地理教學(xué)中的應(yīng)用

單昭偉

數(shù)字星球系統(tǒng)在高中自然地理教學(xué)中的應(yīng)用

單昭偉

“數(shù)字星球系統(tǒng)”（Digital Globe System)是教育部教學(xué)儀器研究所從美國引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新的項(xiàng)目。數(shù)字星球系統(tǒng)環(huán)境下的課堂教學(xué)就是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心,通過軟件控制平臺(tái)、資源軟件和數(shù)字視像圓球體屏幕,融合多媒體信息、實(shí)時(shí)互動(dòng)演示及屏中屏功能,實(shí)現(xiàn)學(xué)科整合、配套資源開發(fā),瞬間以立體模式展示天文、地理信息,使我們能夠從全球、整體、綜合和區(qū)域的角度研究、探索宇宙空間環(huán)境和地球環(huán)境。

數(shù)字星球系統(tǒng)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用剛剛起步，如何把數(shù)字星球有效地結(jié)合到日常教學(xué)中，發(fā)揮它的巨大潛力，是我們要不斷探索的問題。

一、應(yīng)用數(shù)字星球系統(tǒng)有效突破地理教學(xué)的難點(diǎn)

地理知識涉及面廣,有很多理論性的知識,學(xué)生難以掌握,抽象性知識也不少,容易使學(xué)生產(chǎn)生枯燥感,從而對地理課不感興趣,甚至產(chǎn)生畏難的情緒,對知識的學(xué)習(xí)極其不利。由于超出學(xué)生的感知范圍(或者是只通過教師講解去想象實(shí)際發(fā)生在三維空間中的運(yùn)動(dòng)和變化存在難度),往往形成學(xué)生地理學(xué)習(xí)上的障礙。如《地理（必修）》一中地球的運(yùn)動(dòng)、經(jīng)緯網(wǎng)、太陽直射點(diǎn)移動(dòng)、正午太陽高度變化、晝夜長短變化、大氣運(yùn)動(dòng)、氣候成因等,運(yùn)用一般的多媒體,雖然可達(dá)到化抽象為具體,甚至能把靜態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài),但是學(xué)生的認(rèn)知依然是平面的。尤其是對高一學(xué)生,在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)還沒有接觸到立體幾何,阻礙了學(xué)生的認(rèn)知過程,形成教學(xué)的難點(diǎn)。

應(yīng)用數(shù)字星球系統(tǒng)，通過有效地融合地理學(xué)科的教學(xué)過程，營造出新型教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生獲得連續(xù)、動(dòng)態(tài)、立體形象的感性認(rèn)識。從而降低了教學(xué)難度，化解知識難點(diǎn)，提高了課堂教學(xué)效率，學(xué)生學(xué)習(xí)起來生動(dòng)形象、直觀。

例如《地球的運(yùn)動(dòng)》這一節(jié)教學(xué)內(nèi)容中,地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的特征之一“速度”既是重點(diǎn)也是難點(diǎn),而球體的角速度和線速度的特征是在平面幾何中不易表達(dá)的物理量。

在以往的教學(xué)中，因?yàn)榫€速度是平面幾何，而角速度是立體幾何，教師不容易在一幅圖中講解，教師不得不把二者分開進(jìn)行講授，學(xué)生難以把二者的知識點(diǎn)融合在一起，對該知識點(diǎn)不易理解和掌握。

讓學(xué)生利用數(shù)字星球系統(tǒng)觀察地球動(dòng)態(tài)模型，不僅可以隨意地觀察各個(gè)點(diǎn)面的運(yùn)動(dòng)情況，還可調(diào)節(jié)地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢，這就清楚地看到地球各觀察點(diǎn)的角速度和線速度變化情況，從而讓學(xué)生具體、形象地認(rèn)識到了地球的自轉(zhuǎn)規(guī)律。

二、應(yīng)用數(shù)字星球系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力

地理是一門表達(dá)空間現(xiàn)象關(guān)系的科學(xué)，具有不同于其他學(xué)科的特點(diǎn)。數(shù)字星球系統(tǒng)可以幫助學(xué)生從區(qū)域和動(dòng)態(tài)的角度感知全球的變化規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力。

以往的教學(xué)中，由于高一的學(xué)生還沒有接觸到立體幾何，他們學(xué)生對一些簡單的空間問題借助地球儀還能解決，但是遇到較為復(fù)雜的空間變化，像“晨昏線”的學(xué)習(xí)就很困難了。

筆者應(yīng)用數(shù)字星球系統(tǒng)，讓學(xué)生觀察接近真實(shí)的晝夜交替變化。教師控制球體的旋轉(zhuǎn)，將球體屏幕固定在需要學(xué)生觀察的位置（如晨線）。然后讓晨線位置不動(dòng)，地球繼續(xù)自轉(zhuǎn)讓學(xué)生觀察出晨線的特征。因?yàn)橛^察角度所限，有說直的，有說弧形的，也有說平分地球的，還有的說不是平分的。這時(shí)，教師請學(xué)生到球體前觀察（控制球體自轉(zhuǎn)速度變慢），由一個(gè)學(xué)生按住晨線不動(dòng)，另一個(gè)學(xué)生在球體上找到任一點(diǎn)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)隨著地球自轉(zhuǎn)經(jīng)過晨線后該地點(diǎn)就由黑夜變?yōu)榘滋?。?dāng)教師將觀察位置調(diào)轉(zhuǎn)到昏線時(shí)，學(xué)生很快得出結(jié)論，晨線和昏線的原理是一致的，學(xué)生看到這種景象后，反應(yīng)非常強(qiáng)烈，紛紛感嘆：“原來是這樣運(yùn)動(dòng)的”。

這時(shí)教師再讓學(xué)生們一邊觀察一邊繪制晨昏線,其準(zhǔn)確率大為提高,而且在以后的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)他們對這一部分的記憶更加深刻,學(xué)生的空間想象能力得到極大地提高。

三、數(shù)字星球系統(tǒng)與傳統(tǒng)多媒體的比較

1.利于培養(yǎng)學(xué)生讀圖、用圖和繪圖的能力

地理教學(xué)的一大特點(diǎn)是要求學(xué)生把地理事物的位置落實(shí)到地圖上，并能在空白填充圖上填寫或者繪制出來。傳統(tǒng)多媒體一般只能做出平面的部分地圖，并可把地圖任意放大、縮小。數(shù)字星球系統(tǒng)不僅能看到立體的全圖，也可突出某個(gè)局部，做到點(diǎn)面結(jié)合，更能把立體圖的任何一面或者一點(diǎn)展現(xiàn)在學(xué)生面前，便于學(xué)生掌握地理知識。如：地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，地球自轉(zhuǎn)方向是自西向東的，但在北極上空和南極上空看地球自轉(zhuǎn)時(shí)方向時(shí)，則是截然相反的，這一點(diǎn)學(xué)生很難想象，教師應(yīng)用數(shù)字星球系統(tǒng)，只需控制球體從赤道方向旋轉(zhuǎn)到北極或者南極方向面朝學(xué)生，學(xué)生即可清楚地從南極觀察到地球自轉(zhuǎn)的情景。晨昏線的繪制是一個(gè)難點(diǎn)，傳統(tǒng)多媒體很難直觀的表達(dá)出晨昏線的特征，但是通過數(shù)字星球系統(tǒng)，學(xué)生可以近距離的觀看、觸摸球體，仔細(xì)觀看晨昏線的形狀，晨昏線正面、背面、上面、下面等統(tǒng)統(tǒng)都可同時(shí)展現(xiàn)在同學(xué)面前，這是傳統(tǒng)多媒體無法做到的，對學(xué)生的讀圖、用圖和繪圖能力起到了極大幫助。

2.有利學(xué)生做好課堂筆記

在傳統(tǒng)教學(xué)方式下，教師板書的同時(shí)學(xué)生也完成了記筆記的過程，但是地理教學(xué)的板圖、板畫內(nèi)容豐富，復(fù)雜多樣，在有限的黑板上難以充分展示出來，教師完成板圖、板畫需要耗費(fèi)很多的時(shí)間。

在傳統(tǒng)多媒體教學(xué)方式下，可以發(fā)揮地圖在地理教學(xué)中的作用，達(dá)到圖文相統(tǒng)一的效果，通過動(dòng)畫模擬、局部放大、過程演示等手段提高了教學(xué)效率和質(zhì)量。但一張幻燈片的容量有限，往往圖片和文字會(huì)分開，學(xué)生往往看到圖就看不到文字小結(jié)，學(xué)生做筆記的話就要在圖片和文字之間進(jìn)行切換，這既不便于學(xué)生做筆記，又不便于學(xué)生進(jìn)行圖文結(jié)合的記憶，難以形成圖文結(jié)合的整體記憶效果。

在數(shù)字星球系統(tǒng)中，球體上的圖和屏幕上內(nèi)容相互補(bǔ)充印證，這樣既不耽誤圖像的演示，也不妨礙學(xué)生做筆記，能起到相互參考和比較的作用。

四、提高學(xué)生學(xué)習(xí)地理知識的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

數(shù)字星球系統(tǒng)的運(yùn)用帶來新異刺激，喚起學(xué)生的好奇心和注意力。使學(xué)生在具體可感的情景中學(xué)習(xí)，可收到事半功倍的效果。

課堂教學(xué)氣氛，學(xué)生的態(tài)度情感對教學(xué)效果有著很大的直接的影響。在數(shù)字星球課上，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣特別濃，積極性特別高，課堂氣氛非?；钴S。通過課后調(diào)查反饋，絕大多數(shù)學(xué)生都喜歡這種新穎的多媒體教學(xué)方式，用學(xué)生自己的話說：“上星球課我感覺新鮮、輕松、愉快,想要回答問題?！?/p>

數(shù)字星球系統(tǒng)是現(xiàn)代化教學(xué)工具，在教學(xué)中確實(shí)可以提高教學(xué)效果。但切忌當(dāng)成提高教學(xué)效果的靈丹妙藥，過多地追求和利用數(shù)字星球的使用功能，致使學(xué)生感覺是看老師演戲。教師要把握在教學(xué)中的主導(dǎo)地位和作用，通過教學(xué)過程的設(shè)計(jì)和靈活多變的操作，使數(shù)字星球發(fā)揮最佳教學(xué)功能，避免成為數(shù)字星球系統(tǒng)的解說員。

稿件編號：P1101060

單昭偉，本科，中教一級。

南京田家炳高級中學(xué)。