谷歌地球環(huán)境下利用圖像覆蓋化解地理學習難點

■朱志剛

1 基于地理課程標準的教與學

地理課程標準[1]是地理教師教育教學的行動指南和評價準則。筆者認為，課程標準可以用于課程研發(fā)、課題研究、地理教學相關活動、教學評價和總結反思等教育教學環(huán)節(jié)（見圖1）。本教學實例基于課標并處處緊扣課標。

1）課程性質中關于地域性的表述：地理學不僅研究地理事物的空間分布和空間結構，而且闡明地理事物的空間差異和空間聯(lián)系，并致力于揭示地理事物的空間運動、空間變化的規(guī)律。

2）基本理念中強調“構建基于現(xiàn)代信息技術的地理課程”“構建開放式的地理課程”“培養(yǎng)自主、合作、探究的學習方式”“學習對生活和終身發(fā)展有用的地理”。

3）課程標準三維目標：“知識與技能方面”強調“掌握地球的基本知識，學會運用地球儀的基本技能”；“過程與方法”強調“嘗試運用已獲得的地理概念、地理基本原理，對地理事物進行分析，做出判斷”和“運用適當?shù)姆椒ê褪侄?，表達自己學習的體會、看法和成果，并與別人交流”；“情感、態(tài)度和價值觀”強調“初步形成對地理的好奇心和學習地理的興趣，初步養(yǎng)成求真、求實的科學態(tài)度和地理審美情趣”。

4）具體內容標準：運用地球儀，說出經線與緯線、經度與緯度的劃分；用經緯網確定任意地點的位置；知道電子地圖、遙感圖像等在生產、生活中的用途；運用地圖說明某一大洲的緯度位置、海陸位置。

本教學實例的核心問題是區(qū)域位置的識別、表達與交流——大多數(shù)中學教師公認的地理學習中的難點。難度的形成在于概念的抽象性。即使有豐富經驗和較好邏輯思維能力的成年人，也完全有可能對地球表面的區(qū)域位置（諸如地球五帶的實際位置、東西經和東西半球、某國家經緯度范圍等抽象概念）不甚了了，更何況初中生或者高中生。

傳統(tǒng)教具（地理掛圖、地球儀或者經緯儀）由于本身條件的限制，無法有效地將上述抽象概念具體化，更無法有效滿足個性化學習的需要。此時借助于網絡學習環(huán)境和谷歌地球軟件（Google Earth，下文簡寫為GE，指的是GE免費版，軟件來源于http://earth.google.com，特此說明）就是比較明智的選擇。

2 GE環(huán)境中利用空白圖像化解區(qū)域位置學習難點

信息化地理學習（本文將此概念定義為“主要運用計算機和網絡進行的地理學習”）的過程中，電子化地圖、圖像是主要工具和資源；GE為此學習過程提供海量的、各式各樣的圖像資源，并幫助學生利用GE進行地理思維，促進學生對地理知識的理解和運用。

2.1 本教學實例主要運用的GE工具——Add Image Overlay

Add Image Overlay（GE免費版支持多種語言，包括繁體中文，但繁體中文界面翻譯比較生硬。實際教學中，考慮“遵循地理學國際標準”和“綜合學習”這兩方面因素，依舊使用缺省狀態(tài)的英文界面），添加覆蓋圖像，后面簡寫為AIO。AIO是GE中常用工具，通常有3種方式來啟用此工具，比較快捷的是點擊AIO快捷按鈕（圖2）。運用AIO可以輕松地在GE任何地點插入圖片（圖3）。

圖2 AIO快捷按鈕（粗線條圈出）

圖3 AIO的一般用法

2.2 空白圖像在GE軟件中的運用——AIO的特殊用法

本教學實例中利用的“空白圖像”指的是一幅只有背景色的空白圖像（圖片格式不限，通常選擇jpg格式）。除了互動式電子白板這種特殊情境外，空白圖像在一般的信息化地理學習過程中意義不大。但是在GE環(huán)境中，利用AIO來處理空白圖像，可以把原來平面矩形演變?yōu)椴煌螤畹那蛎娑噙呅?，以表征不同特征的地理區(qū)域。這些不同區(qū)域的顯性化、個性化表征，利于學生對該區(qū)域地理位置、地理要素（自然、人文）的了解和理解，有利于學生在GE背景下（相對真實的情境下）進行思維地圖的繪制。

通過參數(shù)的設定來實現(xiàn)空白圖像的變形，將抽象的地理概念和特定區(qū)域真實地呈現(xiàn)出來。以北溫帶參數(shù)設定為例，“View”和“Refresh”略。

1）名稱（Name）：中英文皆可。

2）鏈接（Link）：將事先準備好的黃色背景的空白圖像選定。

3）透明度（Transparency）：很實用的屬性；通常調試至居中（透明和不透明之間）某位置，以便于既看清GE上面國界線和海陸輪廓的底圖，又清晰呈現(xiàn)重點表達對象（例如“北溫帶”）的位置。

4）描述（Description）：根據(jù)實際情況對表達對象的情況進行描述，必要時可設計為問題情境。

5）高程（Altitude）：可根據(jù)實際情況進行調節(jié)，本文中所有的高程都設置為0（即地面）。

6）定位（Location）：關鍵步驟，將對象的經緯度位置轉化為空白圖像的四向邊界。

國內通行的北溫帶的界線是北緯23°26′～北緯66°34′，但GE取值為北緯23°27′～北緯66°33′（圖4），所以此處緯度設定中依照GE的實際情況，特此說明。另外，圖4中緯度設定時，出現(xiàn)了32分60秒和26分60秒的尷尬情況，可視之為GE程序中有待改進的bug。

圖4 以“北溫帶”為例的參數(shù)設定

至此得到北溫帶實際效果圖，見圖5。

圖5 北溫帶（黃色）實際效果

用上述方法制作出地球五帶、半球和具體區(qū)域的圖像。這些“地點”選取與組合，提供真實直觀的地理表象，幫助學生理解抽象概念，化解難點，思考不同區(qū)域之間的聯(lián)系（圖6）。其他的一些效果見圖7～圖9。這些內容的選取與組合本身，也反映出教師對地理課標的理解與應用，以及反映出教師的教學思想。限于篇幅，本文不就此展開。

圖6 地點的選擇與組合

3 引導學生運用此技巧進行地理自主學習

GE軟件的利用，AIO處理空白圖像的特殊用法，激發(fā)了學生的好奇心和自主創(chuàng)作欲望（以上判斷基于現(xiàn)場學生言語肢體反應、課后持續(xù)的表現(xiàn)以及筆者的觀察感受）。

在隨后的課堂學習過程中，讓學生在模仿教師的基礎上熟悉這些軟件操作技巧，進而創(chuàng)設問題情境，讓學生來完成新的任務。

圖7 地球五帶示意圖

圖8 東西半球與東西經教學示意圖

圖9 框定中國經緯度范圍的“球面四邊形”

新的任務：1）每個學習小組選擇3個不同類型的區(qū)域（大洲或大洋、國家、自選區(qū)域）進行區(qū)域位置的判定、表達與交流；2）在第一項任務的基礎上，從自然地理要素和人文地理要素兩大方面進行區(qū)域比較（GE依舊是基礎工具與平臺）。

在對定位的精確定義與修改的過程中，在對抽象概念的顯性化、個性化表達的過程中，學生對這些抽象概念的理解達到新的高度，可以說超越內容標準和教材的要求。

4 反思與感悟

4.1 基于課標而尋求超越

課標是考慮全國平均水平的。長三角地區(qū)的教師應該考慮因地制宜，基于全國平均水平而尋求超越。本實例不僅考慮課標中的“內容標準”，而且依據(jù)“課程性質”“基本理念”和“三維目標”當中蘊含的“新思維”和“增長點”，尋求對“內容標準”的超越。

1）技術手段的超越。不僅運用普通地圖和地球儀，還會運用電子地圖、模擬真實的“地圖、遙感圖片、地球儀、GPS、GIS的綜合體”（即GE）。當然，筆者認為技術手段不僅是工具，還是思維方式和生存方式，畢竟學生面對的是嶄新的瞬息巨變的信息時代，教師理所當然地要為他們的未來生活考慮。

2）學習水平的超越。不僅達到“知道”“了解”“說出”的層面，而且是在“理解”的基礎上“表達”“比較”“評價”和“創(chuàng)造”。大多數(shù)學生很可能達到更高層級的學習水平，而這些高層級的學習水平的達成，反過來證明信息技術之于地理學習的不可或缺。

4.2 技術不是核心，但技術是前提和關鍵

信息技術與課程整合的實踐中，單純強調技術會遠離教育教學的本質和核心；而教師不去深入理解某些技術，不去熟練掌握某些技術，就很可能無法掌握跨入信息技術與課程整合之門的前提與關鍵。

4.3 關于信息化地理學習的認識

1）接受學習與探究學習的融合。信息化地理學習過程應該是接受學習與探究學習的融合。只不過，接受學習僅僅是基礎和前提，課程的目標應該更多地指向自主、合作的探究學習。

2）教師是信息化學習的核心因素。強調學生是學習的主體，但是很少有學生明確知道自己應該如何學習。如果沒有教師的整體籌劃和幫助，沒有恰如其分的教育干預，大多數(shù)學生的學習往往會采取低效甚至無效的學習策略[2]。所以，信息化地理學習過程中，教師是學生整體學習的核心因素，是學生學習是否高效的關鍵。

4.4 綜合學習蘊含其中

事實上，英語、信息技術、數(shù)學等學科的學習蘊含在本教學實例的實際過程中。教師可以將它們視為信息化地理學習的背景（隱性課程），也可以在條件允許的情況下將它們從背景中“提取”出來（顯性化），從而視為綜合學習的有機組成部分。

4.5 困惑

1）任何教學過程都是一種冒險?；谡n標而尋求超越，與國家課程的課時計劃有所沖突，化解沖突的方法就是調整課時安排。而如何調整課時安排，就不僅是技術問題，還涉及課程問題、評價問題，甚至教育倫理問題。

2）學生個體差異明顯，處理此種差異頗費思量。一些學生可以掌握基本技巧，會模仿著用GE繪制出這些圖像，但是并沒有真正理解這些概念，無法解決具體問題，更談不上遷移應用能力。分析此種現(xiàn)象產生的原因，是十分麻煩的事情，也似乎是筆者無法勝任的事情。另外由于時間不足，往往來不及觀察和思考具體某學生的思維差異問題，就不得不將更多精力和注意放在整體進程中去。所以個性化地理學習僅僅處于初級階段，也就是形式的階段和可能存在的階段，如何深入就很需要讀者的幫助和建議了。■

[1]教育部.全日制義務教育地理課程標準（實驗稿）[M].北京:北京師范大學出版社,2001

[2]Ormrod J E.教育心理學[M].4版.彭運石,彭舜,等,譯.西安:陜西師范大學出版社,2006:3