大學(xué)課堂計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)有效性研究

摘要：計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)（CAIG）的有效應(yīng)用關(guān)系到大學(xué)地理課堂從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)理念的全方位變革。本文分析了從理論基礎(chǔ)、主要功能、應(yīng)用誤區(qū)等角度探討了提高大學(xué)課堂計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)的有效性，并指出了計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)未來(lái)走向。

關(guān)鍵詞：CAIG、有效性、功能、積件

中圖分類(lèi)號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）06（b）-0000-00

計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)（Computer Assisted Instruction in Geography）簡(jiǎn)稱CAIG，是隨著現(xiàn)代科技發(fā)展而興起的一種全新地理教學(xué)模式。大學(xué)課堂中，如何有效利用這一教學(xué)手段是關(guān)系到從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)理念的全方位變革。利用CAIG如何實(shí)現(xiàn)大學(xué)地理課堂教學(xué)內(nèi)容精簡(jiǎn)實(shí)用、教學(xué)方法靈活多樣、學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動(dòng)是一個(gè)值得探討的命題。

1.CAIG的理論基礎(chǔ)

現(xiàn)代教育思想主張，在教學(xué)過(guò)程占中心地位的應(yīng)當(dāng)是學(xué)，而不是教。美國(guó)心理學(xué)家華生在巴甫洛夫條件反射實(shí)驗(yàn)的影響下，提出了刺激—反應(yīng)學(xué)說(shuō)，基本觀點(diǎn)是：學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)情境、學(xué)習(xí)變量等外部條件的控制十分重要，有的學(xué)生難以達(dá)到學(xué)習(xí)成功的原因，就是因?yàn)閷?duì)學(xué)習(xí)情景控制等外部條件不當(dāng)，如果對(duì)學(xué)習(xí)情景有良好的控制，再?gòu)?fù)雜的學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生來(lái)講也會(huì)是輕而易舉的。CAIG為學(xué)習(xí)過(guò)程的外部條件創(chuàng)設(shè)了多層次、多維度情境，為CAIG在大學(xué)地理課堂的發(fā)展提供了理論依據(jù)。

2.CAIG的主要功能

（1）教學(xué)信息量的拓展

大學(xué)地理教育一個(gè)主要功能是將豐富多彩、前瞻性的地理信息傳輸給大學(xué)生。依靠傳統(tǒng)的板書(shū)和紙質(zhì)材料無(wú)法達(dá)到這一目標(biāo)。在充分備課的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，以多媒體形式向?qū)W生展現(xiàn)圖像、視頻、音頻、文字，提高課堂的信息載荷量，提高課堂質(zhì)量。由于地理學(xué)研究的對(duì)象很多屬于大尺度大范圍的，很多地理事物是學(xué)生沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的，或者說(shuō)不可能見(jiàn)到的，更無(wú)法像物理、化學(xué)、生物那樣在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行演示試驗(yàn)，比較抽象。運(yùn)用CAIG技術(shù)等現(xiàn)代手段傳遞的信息要比傳統(tǒng)手段優(yōu)化，其至少有這樣幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：A.化繁為簡(jiǎn)。CAI技術(shù)將眾多圖文、影視、聲音信息，預(yù)先編輯好調(diào)用起來(lái)比較方便，只需輕輕一按鼠標(biāo)眾多信息一一展示，節(jié)省了時(shí)間增加了課堂信息量，通過(guò)CAIG技術(shù)可以輕松的使圖放大或縮小，文字從繁到簡(jiǎn)，提高了圖的清晰度。B.化靜為動(dòng)、化動(dòng)為靜。CAIG技術(shù)可以將靜態(tài)的圖、物變成動(dòng)態(tài)的過(guò)程，便于學(xué)生的形象感知，又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如大陸漂移，可以把課本上四個(gè)地質(zhì)年代的大陸分布圖通過(guò)掃描，圖像的美化，再用進(jìn)行編輯變成動(dòng)態(tài)的漂移圖，使學(xué)生對(duì)大陸漂移有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)；月球、地球、太陽(yáng)每時(shí)每刻都在高速運(yùn)動(dòng)著，地球上的空氣和水亦是運(yùn)動(dòng)不已，諸如熱力環(huán)流、三圈環(huán)流、季風(fēng)、氣旋、反氣旋、氣團(tuán)、鋒面、水循環(huán)、大洋環(huán)流等等。為了研究的方便，我們可以利用課件根據(jù)所需將運(yùn)動(dòng)變化著的地理事物截取其中的一瞬間定格，供學(xué)生仔細(xì)觀察與探究。C.化抽象為形象。在地理教學(xué)中，許多非常抽象的地理概念規(guī)律，超出學(xué)生的生活感知范圍，用傳統(tǒng)的手段，達(dá)不到理想的效果，比如在講鋒面時(shí)可以用二維動(dòng)畫(huà)制作冷暖空氣相遇時(shí)的三種不同情況的鋒面類(lèi)型及其天氣特點(diǎn)，通過(guò)形象的圖像使學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)加深了印象。D.化宏觀為直觀。CAIG技術(shù)可以超越時(shí)空展示、模擬，演示宏觀世界。地理教學(xué)中所要研究的地理事物或要素，如地質(zhì)、地貌、植被、水文、生物、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等，學(xué)生無(wú)法去一一實(shí)地感知，運(yùn)用CAIG技術(shù)可以超越時(shí)空展示實(shí)地情況，加強(qiáng)直觀認(rèn)識(shí)。有的是難以觀察的大尺度的地理現(xiàn)象，如三圈環(huán)流，運(yùn)用CAIG技術(shù)可以把全球的大氣在水平和垂直方向的運(yùn)動(dòng)展現(xiàn)出來(lái)。

（2）教學(xué)過(guò)程的優(yōu)化

借助計(jì)算機(jī)平臺(tái)，教師能創(chuàng)設(shè)比傳統(tǒng)教學(xué)更為豐富生動(dòng)的教學(xué)情境，無(wú)形中展現(xiàn)了地理思維過(guò)程。借助計(jì)算機(jī)平臺(tái)，可以充分發(fā)揮教與學(xué)的互動(dòng)，讓大學(xué)地理課堂成為探索式課堂。例如根據(jù)需要讓屏幕出現(xiàn)所要的圖形，屏幕圖文可以閃爍、變色，還可以平移、旋轉(zhuǎn)、翻折，甚至可以創(chuàng)設(shè)虛擬模型，讓學(xué)生主動(dòng)地探索。借助于CAIG技術(shù)可以把難以理解的內(nèi)容化抽象為具體，構(gòu)建概念化地理模型，起到傳統(tǒng)手段無(wú)法替代的效果。

地理教學(xué)的一個(gè)主要任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生的閱讀、填繪、分析地圖的能力，傳統(tǒng)的教學(xué)手段是運(yùn)用教學(xué)掛圖，課本附圖，地圖冊(cè)等來(lái)講授，或是用投影片來(lái)展示，這些教具的使用在一定程度上可以提高教學(xué)效率。但是由于教學(xué)掛圖在使用上要占用一定的空間，有時(shí)一堂課還要換幾幅掛圖，給老師帶來(lái)不便，倘若使用投影片老師在課前要花費(fèi)大量的時(shí)間制作和維護(hù)投影片，而運(yùn)用多媒體計(jì)算機(jī)則方便得多，很多的教學(xué)用圖、圖片在市場(chǎng)上有現(xiàn)成的光盤(pán)，我們可以從中獲得，而且隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，我們還可以從網(wǎng)上下載很多的圖像資料，有的可以直接運(yùn)用于教學(xué)，有的可以經(jīng)PHOTOSHOP等工具處理后加以應(yīng)用。由于這些圖像是以數(shù)字信號(hào)保存于計(jì)算機(jī)中，因而不需占用如保存掛圖、投影片那么多的現(xiàn)實(shí)空間，而且調(diào)用非常方便。

（3）教學(xué)平臺(tái)的拓展

大學(xué)教學(xué)的課后效應(yīng)非常明顯，通過(guò)CAIG，以互聯(lián)網(wǎng)為媒介，可以將一門(mén)地理課程打造成一個(gè)學(xué)生可以自助學(xué)習(xí)的平臺(tái)。尤其對(duì)于某門(mén)課程感興趣的學(xué)生群，可以在平臺(tái)上提供拓展性的資源和空間。以CAIG的學(xué)生對(duì)于提高學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力有顯著效果。

基于CAIG重難點(diǎn)突出，地理教材中有很多重要的地理概念、原理、規(guī)律，需要學(xué)生掌握。其中不少是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，這些知識(shí)點(diǎn)如果運(yùn)用語(yǔ)言講述，很難講清楚，即使配以掛圖、模具、投影片也很難講清楚，而利用信息技術(shù)可以把不易觀察的地理事物充分顯示出來(lái)，將問(wèn)題化難為易從而突破教學(xué)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)問(wèn)題，如地球的公轉(zhuǎn)中太陽(yáng)直射點(diǎn)的變化及其影響，是教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，通過(guò)3DMAX制作立體地球在宇宙空間的運(yùn)動(dòng)，再配之以靜態(tài)的圖結(jié)合幾何知識(shí)，就可以把它講得非常透徹，效果鮮明。

（4）教學(xué)相長(zhǎng)的實(shí)現(xiàn)

CAIG的高信息量，使得部分學(xué)生對(duì)于專(zhuān)業(yè)知識(shí)的認(rèn)知和理解會(huì)達(dá)到較高層次、較深水平，在與老師的互動(dòng)中實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)的良性循環(huán)。CAIG技術(shù)能跨越時(shí)空形象地展現(xiàn)事物的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程，直觀地揭示事物的本質(zhì)和內(nèi)在的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生獲得大量生動(dòng)鮮活的感性認(rèn)識(shí)，學(xué)生的手、眼、耳、口、腦多種器官同時(shí)啟動(dòng)進(jìn)行觀察、討論、分析、綜合、創(chuàng)新，從而培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力。當(dāng)代世界著名的心理學(xué)家和教育家的霍華德·賈德納創(chuàng)建的多元智能理論認(rèn)為：每個(gè)人都同時(shí)擁有八種或九種智能，致使這幾種只能在每個(gè)人身上以不同的方式、不同的程度組合存在，使得每個(gè)人的職能都各具有特色。所以，教師在課堂教學(xué)中要為不同的學(xué)生提供不同的展示自己的機(jī)會(huì)，并做出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。多媒體計(jì)算機(jī)可以把知識(shí)能力要點(diǎn)編輯成交互性很強(qiáng)的練習(xí)，能及時(shí)提供高質(zhì)量的反饋信息，能使教師及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)制定教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)真正的因材施教。

3.現(xiàn)階段CAIG的誤區(qū)

越來(lái)越多的大學(xué)地理教師樂(lè)于在課堂教學(xué)中運(yùn)用多媒體輔助教學(xué)，然而不能充分合理利用CAIG，其教學(xué)有效性得不到充分的發(fā)揮。因此，必須認(rèn)識(shí)和避免CAIG存在的一些問(wèn)題和誤區(qū)。

首先，部分較高難度的計(jì)算機(jī)教學(xué)軟件，由于技術(shù)上的原因，還難以廣泛使用。這種情況下，大多數(shù)地理課件的制作是在計(jì)算機(jī)老師的技術(shù)支持下制作完成的，往往是地理老師把一堂課的內(nèi)容通過(guò)備課，根據(jù)教和學(xué)的需要，并根據(jù)所能搜集的素材，編寫(xiě)出腳本，然后交給計(jì)算機(jī)老師制作。由于大多數(shù)地理老師不懂如何制作，而大多數(shù)計(jì)算機(jī)老師又不精通地理，所以在制作過(guò)程中往往不太好溝通，地理教師試教之后根據(jù)反饋信息再請(qǐng)計(jì)算機(jī)老師修改就更不容易了。所以制作一堂課的地理課件，往往要花很長(zhǎng)時(shí)間，這就限制了它的廣泛使用。因此，對(duì)于大學(xué)地理老師來(lái)說(shuō)，不能盲目追求新技術(shù)，可以將一些傳統(tǒng)的CAIG，如PPT、AUTHORWARE、3DMAX、Flash等技術(shù)進(jìn)行挖掘。

其次，認(rèn)為CAIG是萬(wàn)能的，可以取代一切傳統(tǒng)的手段。其實(shí)，先進(jìn)的教學(xué)方法和手段是為教學(xué)服務(wù)的，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)是最重要的。有些可以用傳統(tǒng)的手段解決的問(wèn)題，就不必要為用而用，這樣反而有喧賓奪主，嘩眾取寵之嫌。況且在運(yùn)用多媒體電腦教學(xué)的過(guò)程中，傳統(tǒng)的手段亦非常重要，比如板書(shū)，有時(shí)候用一手優(yōu)美的粉筆字在講課過(guò)程中與學(xué)生互動(dòng)效果更好，有時(shí)候?qū)τ谝恍┘磁d的發(fā)揮和講解，傳統(tǒng)教學(xué)手段則更為實(shí)用。

第三，忽視老師的主導(dǎo)，學(xué)生的主體作用。在一些多媒體課件中，非常缺乏靈活性，有的老師只是充當(dāng)一個(gè)放映員，有的課件不適合常規(guī)課堂教學(xué)，特別是一些現(xiàn)成的軟件。有些軟件在制作過(guò)程中調(diào)控性能不強(qiáng)，教師無(wú)法根據(jù)課堂情況及時(shí)調(diào)控，從而限制了教師的主觀能動(dòng)性。不少課件仍沿用的老的思路，重點(diǎn)放在教上，在學(xué)生如何學(xué)上調(diào)控不夠，尤其是基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的大多數(shù)課件，仍是單機(jī)課件，只適用于教不太適用于學(xué)，今后應(yīng)大力改善基于網(wǎng)絡(luò)的課件，更方便學(xué)生一人一機(jī)來(lái)學(xué)習(xí)。

4.CAIG發(fā)展的新方向

（1）傳統(tǒng)信息技術(shù)軟件挖掘

為了拓展CAIG功能，滿足新的教學(xué)需要，一個(gè)發(fā)展方向是不斷挖掘已有教學(xué)信息技術(shù)軟件功能，創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)新型課件。例如使用面最廣、門(mén)檻最低的PPT，可以充分利用其觸發(fā)器功能，開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)效果突出、教學(xué)交互性強(qiáng)、控制自由度高、結(jié)構(gòu)層次豐富、教學(xué)功能完整的課件。巧妙地組合使用觸發(fā)器技術(shù)，克服了出現(xiàn)對(duì)象之間前后順序限制、相互干擾的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了課件里同一頁(yè)面上的對(duì)象其出現(xiàn)完全由操控者控制其順序，大大增強(qiáng)了課件了功能性，可以實(shí)現(xiàn)要求更高的互動(dòng)教學(xué)。充分發(fā)揮自定義動(dòng)畫(huà)、觸發(fā)器的構(gòu)建一些動(dòng)畫(huà)模型，構(gòu)建了電子書(shū)翻頁(yè)模型、燭光閃動(dòng)等效果，對(duì)于提高作品的藝術(shù)性、趣味性、觀賞性有很大作用。在課堂教學(xué)中也能起到啟發(fā)學(xué)生、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的功能。

（2）新興教學(xué)信息技術(shù)開(kāi)發(fā)

在CAIG領(lǐng)域，先后出現(xiàn)過(guò)教學(xué)程序、課件、插件、構(gòu)件、元件、基件、部件、群件等一系列名稱和概念。目前大多數(shù)的教學(xué)軟件是按教學(xué)設(shè)計(jì)的原理方法編制的，它是事先由教學(xué)設(shè)計(jì)確定的、有固定程序、固定情節(jié)、模式化的、封閉的、整體的教學(xué)軟件，一個(gè)教學(xué)軟件的運(yùn)行就相當(dāng)于上了一堂完整的課，這就是我們常說(shuō)的“課件”。隨著我們對(duì)“課件”更深一步的認(rèn)識(shí)和多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛運(yùn)用，不少教師已經(jīng)開(kāi)始對(duì)那種封閉型的教學(xué)課件逐漸萌生出一種困惑，并期望能夠有一種新的、更為靈活的、符合教學(xué)模式的、多元化發(fā)展的、教師和學(xué)生可以根據(jù)自己的教學(xué)和學(xué)習(xí)需要組合運(yùn)用的多媒體信息資源，人們稱之為“積件”。簡(jiǎn)單地說(shuō)，積件就是在課堂教學(xué)中用一些袖珍的課件進(jìn)行臨時(shí)組合而成的臨時(shí)課件。從狹義而言，積件是最小化的知識(shí)單元。從廣義而言，積件是一種設(shè)計(jì)教學(xué)軟件的策略和思路，是對(duì)多媒體教學(xué)信息資源和教學(xué)過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)備、檢索、設(shè)計(jì)、組合、使用、管理、評(píng)價(jià)的理論與實(shí)踐。它的主要特征是最小化和可重組性。積件代表了課堂教學(xué)軟件設(shè)計(jì)的新方向。

5.結(jié)論

計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)的有效應(yīng)用關(guān)系到大學(xué)地理課堂從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)理念的全方位變革。計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)為大學(xué)地理課堂的學(xué)習(xí)過(guò)程創(chuàng)設(shè)了多層次、多維度情境，具有拓展教學(xué)信息量、優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、拓展教學(xué)平臺(tái)、實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)的重要功能。規(guī)避計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)的誤區(qū)能夠提升其教學(xué)有效性。計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)發(fā)展新方向主要包括：傳統(tǒng)信息技術(shù)軟件挖掘、新興教學(xué)信息技術(shù)開(kāi)發(fā)。創(chuàng)新性使用計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)才能進(jìn)一步提高其教學(xué)的有效性。

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