信息技術(shù)模擬地理活動運(yùn)用策略探討

李 曉 宋 健

（華中師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 湖北 武漢 430079）

信息技術(shù)模擬地理活動運(yùn)用策略探討

李 曉 宋 健

（華中師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 湖北 武漢 430079）

信息技術(shù)模擬地理活動是地理教學(xué)的重要方式之一，本文基于信息環(huán)境下模擬地理活動的實(shí)施現(xiàn)狀，解讀信息技術(shù)模擬地理活動的過程，并提出相關(guān)運(yùn)用策略。

信息技術(shù)；模擬；地理活動；策略

信息技術(shù)以其信息多元性和溝通共享性在地理教學(xué)中的作用和潛能愈加明顯。目前信息技術(shù)模擬地理活動，已成為當(dāng)下課堂活動中輔助教學(xué)的有效方式，在教師預(yù)設(shè)和指導(dǎo)下應(yīng)用信息技術(shù)模擬實(shí)際難以開展的活動有利于更有效地開展教學(xué)。應(yīng)用信息技術(shù)模擬地理活動過程，有助于調(diào)動學(xué)生積極參與、增強(qiáng)學(xué)生動手解決問題的能力，還可以避免室外活動帶來的活動可控性差等問題。

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》指出，倡導(dǎo)學(xué)生對地理問題的探究，鼓勵(lì)學(xué)生在地理學(xué)習(xí)過程中開展各種類型的活動，自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，并強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)在地理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，重視網(wǎng)絡(luò)化專用教室的建設(shè)。[1]目前在地理教學(xué)過程中應(yīng)用信息技術(shù)模擬地理活動受到教師和學(xué)生的歡迎[2]。借助于常見的信息技術(shù)模擬實(shí)際難以操作和再現(xiàn)的地理過程，以多種動畫和軟件技術(shù)為支撐，運(yùn)用虛擬的形式為學(xué)生創(chuàng)造地理事象的生成過程，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，展現(xiàn)地理事物的發(fā)生發(fā)展過程，有利于讓學(xué)生體驗(yàn)地理過程、形成地理知識。當(dāng)前，各學(xué)校開展信息技術(shù)模擬地理活動時(shí)，硬件設(shè)施和成效存在著很大差距，需要在操作和評價(jià)方面進(jìn)一步規(guī)范。為此需要對信息技術(shù)模擬地理活動的實(shí)踐策略做一定的探討分析。

一、信息技術(shù)模擬地理活動的基本流程

信息技術(shù)模擬地理活動的一般流程包括活動目標(biāo)解析、活動設(shè)計(jì)、信息技術(shù)選擇、活動實(shí)施、活動總結(jié)、活動評價(jià)反思等部分。信息技術(shù)是模擬活動的載體，選擇恰當(dāng)?shù)男畔⒓夹g(shù)是活動設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，也是信息技術(shù)模擬地理活動的關(guān)鍵步驟（見圖1）。

圖1 信息技術(shù)模擬地理活動流程圖

二、信息技術(shù)模擬地理活動的主要環(huán)節(jié)

1．教材活動內(nèi)容的要求解析

地理教學(xué)過程中的活動是依據(jù)課標(biāo)要求和教材內(nèi)容設(shè)計(jì)的，在活動設(shè)計(jì)以前，首先對課標(biāo)進(jìn)行解讀并分析教材內(nèi)容，把握課標(biāo)對活動的要求。在明了活動要求的基礎(chǔ)上，對難以執(zhí)行的課外活動或時(shí)空跨度較大的活動考慮應(yīng)用信息技術(shù)模擬展示。以必修Ⅰ為例，課標(biāo)在活動建議中對信息技術(shù)模擬活動提出了基本的要求（見表1）。

表1 課標(biāo)中涉及的信息技術(shù)模擬活動（必修Ⅰ）

從活動建議可以看出，課標(biāo)對信息技術(shù)模擬地理活動做了基本的要求，并對一些內(nèi)容做了明確的指導(dǎo)。信息技術(shù)模擬地理活動應(yīng)根據(jù)課標(biāo)要求，以學(xué)生認(rèn)知能力為基礎(chǔ)，并結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。必修Ⅰ模塊中，河流上中下游的觀測可以通過Google Earth軟件模擬；褶曲的形成以及斷層的觀察，可以借助Flash動畫展示；地球的運(yùn)動可以通過天空觀測軟件模擬觀察。某一內(nèi)容是否考慮使用信息技術(shù)模擬，需要綜合考慮課標(biāo)對這一內(nèi)容的要求、教材相關(guān)案例以及具體的軟硬件設(shè)施可應(yīng)用性等因素。

2．信息技術(shù)模擬地理活動設(shè)計(jì)

這一環(huán)節(jié)是模擬活動的關(guān)鍵，依據(jù)前一環(huán)節(jié)對活動要求的解讀與把握[3]，對模擬活動的整個(gè)過程做基本的設(shè)計(jì)?；顒拥脑O(shè)計(jì)遵循一般教學(xué)過程設(shè)計(jì)的原則，強(qiáng)調(diào)學(xué)生本位，符合學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。以應(yīng)用谷歌地球軟件模擬觀測長江流域?yàn)槔M活動應(yīng)在教師指導(dǎo)下引導(dǎo)學(xué)生主動操作觀測活動，指導(dǎo)學(xué)生在基本的圖層中繪出長江的基本形態(tài)（見圖2）。

圖2 Google Earth 模擬長江上中下游觀測活動

首先，體現(xiàn)活動目標(biāo)。信息技術(shù)是模擬活動的輔助技術(shù)，在活動設(shè)計(jì)時(shí)不可為活動而活動，也不可為追求信息技術(shù)的新穎而忽略活動的目標(biāo)。模擬活動的指向在于應(yīng)用模擬技術(shù)達(dá)成課標(biāo)要求，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)，領(lǐng)悟地理知識，體驗(yàn)活動過程，并培養(yǎng)基本的信息素養(yǎng)。

其次，強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與。信息技術(shù)模擬活動，更要注重學(xué)生的主體參與，較為理想的方式是師生共同完成操作活動。學(xué)生參與體現(xiàn)在活動預(yù)設(shè)的學(xué)生活動時(shí)間、活動行為和活動反饋等方面，教師在活動設(shè)計(jì)時(shí)需要對各個(gè)因素進(jìn)行綜合考慮。

最后，注重活動評價(jià)。模擬活動設(shè)計(jì)包括完整的設(shè)計(jì)要素，活動評價(jià)是活動成效達(dá)成的最終監(jiān)測，在活動設(shè)計(jì)時(shí)要符合常規(guī)設(shè)計(jì)的要求，對評價(jià)做基本預(yù)設(shè)。

3．信息技術(shù)模擬地理活動實(shí)施

模擬活動的實(shí)施可以分為教師的展示活動和師生共同操作活動。活動根據(jù)預(yù)設(shè)的活動設(shè)計(jì)進(jìn)行，展示活動以教師的展示引導(dǎo)為主，教師在展示過程中要關(guān)注學(xué)生反饋，加強(qiáng)與學(xué)生之間的言語互動，展示活動在活動開展前已經(jīng)對活動做好了設(shè)計(jì)，活動主題過程中教師的把握性要好，如在利用Flash軟件演示太陽直射點(diǎn)移動過程時(shí)，設(shè)計(jì)停止按鈕（見圖3），以利于過程中師生的操作。

圖3 Flash動畫演示太陽直射點(diǎn)的移動

師生共同操作的模擬地理活動在實(shí)施過程中，強(qiáng)調(diào)教師的有效引導(dǎo)。如利用虛擬星象儀觀察日月食現(xiàn)象時(shí)，教師根據(jù)前期設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)置相應(yīng)的觀測時(shí)空位置并進(jìn)行搜索，即可共同觀測（見圖4）。師生模擬活動要全面體現(xiàn)學(xué)生的參與，在活動的開展過程中教師主要是對活動中的操作做指導(dǎo)，學(xué)生在教師引導(dǎo)的基礎(chǔ)上，體驗(yàn)過程，生成對相關(guān)地理過程的理解。師生共同操作模擬還可以借助于學(xué)生的小組合作和探究學(xué)習(xí)完成，在基本操作熟悉的基礎(chǔ)上，教師提出任務(wù)，以任務(wù)為驅(qū)動，根據(jù)內(nèi)容選擇小組合作或自主探究的形式完成模擬地理活動。如教師可引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用天文觀測軟件，通過時(shí)間流逝速度的調(diào)整，觀測流星雨現(xiàn)象。

圖4 Stellarium軟件演示日食過程

在活動開展以前，教師除對活動設(shè)計(jì)外，還需要引導(dǎo)學(xué)生搜集相關(guān)數(shù)據(jù)資料，做好課前準(zhǔn)備。相關(guān)觀測和實(shí)驗(yàn)的模擬活動應(yīng)做好記錄表格，在模擬活動過程中指導(dǎo)學(xué)生做好記錄，為活動后期數(shù)據(jù)分析和結(jié)論總結(jié)做準(zhǔn)備。

4．信息技術(shù)模擬地理活動總結(jié)

活動結(jié)束后的師生總結(jié)，形式多樣，目的是對學(xué)生在活動中的反饋?zhàn)隹偨Y(jié)性評價(jià)。信息技術(shù)模擬地理活動的活動總結(jié)包括教師的總結(jié)和學(xué)生的總結(jié)兩個(gè)部分，在模擬活動中涉及觀測記錄的要做好實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告建立在模擬活動過程中數(shù)據(jù)記錄與分析的基礎(chǔ)上，是學(xué)生模擬活動學(xué)習(xí)結(jié)果的呈現(xiàn)。模擬活動由于是在預(yù)設(shè)的信息技術(shù)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的，因此關(guān)于使用過程中的圖像獲取更加直觀，可以通過屏幕截取完成，也可以暫停操作繪制簡易示意圖。報(bào)告結(jié)果展示可以多樣化，如圖文報(bào)告、幻燈片、視頻、錄像等。

三、信息技術(shù)模擬地理活動設(shè)計(jì)案例

本案例基于信息技術(shù)模擬地理活動的基本流程和主要環(huán)節(jié)，以《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2003）》為依據(jù)，“觀察某種天文現(xiàn)象，并查閱有關(guān)資料，說出自己的觀察結(jié)果及其體驗(yàn)”，選擇日食現(xiàn)象為代表，應(yīng)用虛擬星象儀模擬日食活動，指導(dǎo)學(xué)生共同操作，完成信息技術(shù)模擬下的虛擬日食觀測活動。

案例：日食觀測活動設(shè)計(jì)

一、觀測目的

1．學(xué)生通過虛擬星象儀觀測日食發(fā)生的整個(gè)過程；

2．學(xué)生在教師指導(dǎo)下能夠繪出日食過程的簡圖；

3．能結(jié)合觀測活動的過程及教師的引導(dǎo)，解釋日食形成的原理；

4．在小組合作觀測和教師指導(dǎo)觀測過程中，培養(yǎng)現(xiàn)代信息素養(yǎng)和天文愛好意識。

二、觀測內(nèi)容

日食觀測活動的內(nèi)容主要是借助于虛擬星象儀觀測從日偏食到日全食再到日偏食的整個(gè)過程。

三、觀測工具

1．觀測方法：虛擬星象儀軟件模擬

2．觀測工具：計(jì)算機(jī)、虛擬星象儀軟件、觀測記錄表

附：日食現(xiàn)象記錄表（見表1）

四、注意事項(xiàng)

1．觀測前在網(wǎng)上搜索發(fā)生過的典型日食現(xiàn)象的時(shí)間和地點(diǎn)，在軟件菜單界面時(shí)空設(shè)置中做相應(yīng)調(diào)整；

2．觀測過程中注意地平線等干擾的設(shè)置，將太陽置中，并作大小的調(diào)整；

3．觀測過程中根據(jù)學(xué)習(xí)需要加快或減慢時(shí)間流逝速度，或暫停時(shí)間流逝，以保證觀測到初虧、食既、發(fā)光、復(fù)原四個(gè)關(guān)鍵過程；

4．觀測過程中注意觀測記錄的完整性，可以采取截屏方式保存圖像，以便于數(shù)據(jù)的后期整理分析。

五、觀測報(bào)告

1．觀測前的準(zhǔn)備工作

（1）理論準(zhǔn)備：月球的直徑遠(yuǎn)小于地球，因此，月影在任何時(shí)候只能籠罩地面的很小一部分。在這一小塊地區(qū)看起來，太陽光被全部遮蔽，形成日全食。

日食的過程，就是月球在天球上向東趕超太陽、從而遮蔽太陽的過程。因此，日食過程總是在日輪西緣開始，于東緣結(jié)束。同理，月食的過程，就是月球在天球上向東趕超地球本影，從而遭遮蔽的過程。因此，月食總是在月輪東緣開始，于西緣結(jié)束。在月球趕超太陽和地影截面的過程中，兩個(gè)圓面要發(fā)生二次外切和內(nèi)切，分別為上述四種食相。對于日全食來說，這四種食相的含義是：

初虧——月輪東緣同日輪西緣相外切，日偏食開始。

食既——月輪東緣同日輪東緣相內(nèi)切，日全食開始。

生光——月輪西緣同日輪西緣相內(nèi)切，日全食終了。

復(fù)圓——月輪西緣同日輪東緣相外切，日偏食終了。

圖1 日全食的過程

（2）虛擬星象儀軟件操作基本知識

網(wǎng)上搜索日/月食的發(fā)生時(shí)間地點(diǎn)，在Stellarium軟件中設(shè)置相應(yīng)的時(shí)間和地點(diǎn)（見圖2），則可觀察日食的發(fā)生。應(yīng)用Stellarium軟件演示2008年8月1日太原地區(qū)發(fā)生的日食過程如下（為便于觀察，設(shè)定為不顯示太陽光線）。

圖2 日食觀測時(shí)空位置設(shè)定

2．觀測過程

（1）觀測時(shí)間：20__ 年__月__日__ 時(shí)

（2）觀測地點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)教室

（3）觀測流程：學(xué)生在信息技術(shù)教室集合，在教師指導(dǎo)下對軟件進(jìn)行安裝；打開軟件，設(shè)置時(shí)間為：2008年8月1日，18時(shí)20分；地點(diǎn)設(shè)置為：太原（112°E，38°N)，調(diào)整觀測視角，將太陽置中，并設(shè)置不顯示太陽光線，即可進(jìn)行觀察，在觀察過程中可以通過調(diào)整時(shí)間流逝速度來配合觀察。

3．?dāng)?shù)據(jù)整理

日食現(xiàn)象結(jié)束之后，學(xué)生要在室內(nèi)對觀測記錄進(jìn)行整理。將觀測數(shù)據(jù)整理匯總填入表格。

4．觀測分析

學(xué)生根據(jù)自己的觀測經(jīng)驗(yàn)，在教師的指導(dǎo)下，加深對日食的成因以及這一地理現(xiàn)象的理解。

5．觀測報(bào)告（見表2）。

表2 日食現(xiàn)象觀測報(bào)告

四、小結(jié)

信息技術(shù)模擬地理活動通過“活動要求解析—模擬活動設(shè)計(jì)（信息技術(shù)選擇）—活動實(shí)施—活動總結(jié)—活動反思與評價(jià)”等環(huán)節(jié)，可以在信息技術(shù)輔助下實(shí)現(xiàn)地理模擬活動情境再現(xiàn)，信息技術(shù)模擬地理活動目前已受到教師和學(xué)生的重視，但其在教學(xué)中的應(yīng)用和功能還有待深層次的探討。

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[3] 李志偉.新課程背景下地理主體轟動的實(shí)施策略[J].中學(xué)地理教學(xué)參考,2013,(4):64-64.