基于Google Earth網(wǎng)絡(luò)的大學(xué)地貌學(xué)課程輔助教學(xué)

鄭曉非

(沈陽大學(xué)師范學(xué)院,遼寧沈陽 110041)

基于Google Earth網(wǎng)絡(luò)的大學(xué)地貌學(xué)課程輔助教學(xué)

鄭曉非

(沈陽大學(xué)師范學(xué)院,遼寧沈陽 110041)

以Google Earth信息平臺作為輔助教學(xué)手段,通過地貌學(xué)課程輔助教學(xué)模式“理論講解-網(wǎng)絡(luò)輔助-討論小結(jié)”的開發(fā)運用,對地貌學(xué)課程的教學(xué)方法改革與創(chuàng)新進(jìn)行了探討。

Google Earth;地貌學(xué);教學(xué)方法

地貌學(xué)是研究地球表層的形態(tài)特征、成因、分布及其發(fā)育規(guī)律的科學(xué)。地貌學(xué)課程教學(xué)研究內(nèi)容的復(fù)雜性,教學(xué)研究空間的尺度性、教學(xué)活動過程的實踐性、教學(xué)實踐地點的靈活性,是教師教學(xué)要充分考慮和把握的基本問題。面對目前地球科學(xué)教學(xué)手段和教學(xué)方法的多樣性,改革與創(chuàng)新地貌學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程和教學(xué)方法,盡可能地增強(qiáng)教學(xué)實踐活動是教師教學(xué)要關(guān)注的重要問題?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使全球的空間信息得到進(jìn)一步的共享,尤其是近年來發(fā)展起來的Google Earth網(wǎng)絡(luò)信息平臺及其應(yīng)用技術(shù)為地球科學(xué)課程教學(xué)提供了有利的條件。2010年,沈陽大學(xué)地理系圍繞“整合教學(xué)資源,拓展教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化教學(xué)過程,提高教學(xué)質(zhì)量,增強(qiáng)學(xué)生能力,服務(wù)地方建設(shè)”的教學(xué)改革綜合項目,結(jié)合遼寧省“十一五”教育科學(xué)規(guī)劃研究項目,探討了地貌學(xué)課程的教學(xué)方法的創(chuàng)新,構(gòu)建了“理論講解—網(wǎng)絡(luò)輔助—討論小結(jié)”的地貌學(xué)課程教學(xué)模式。本文通過對這種教學(xué)模式運用的總結(jié),以期為本課程教學(xué)改革的進(jìn)一步深化和其他課程教學(xué)的借鑒提供參考。

一、Google Ear th網(wǎng)絡(luò)信息平臺

2005年8月,美國的Google搜索引擎公司開始提供三維影像和矢量地圖軟件Google Earth免費下載服務(wù),同時在http://map.google.com網(wǎng)站免費提供衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)查詢、矢量地圖搜索與下載、GPS導(dǎo)航等服務(wù)項目,引起了全球互聯(lián)網(wǎng)用戶的極大關(guān)注,并在許多行業(yè)、個人的工作與學(xué)習(xí)、生活與交流等多方面得到廣泛地應(yīng)用。

1.Google Earth的基本特征

Google Earth(GE)是目前網(wǎng)絡(luò)上公開的免費的信息平臺,用戶可以通過下載瀏覽軟件,訪問Key-hole的航天和衛(wèi)星圖片擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫,在個人電腦屏幕自由地瀏覽全球的衛(wèi)星影像,而且GE的數(shù)據(jù)庫中還提供了相當(dāng)多區(qū)域的高清衛(wèi)星影像(不提供免費的數(shù)據(jù)下載服務(wù))[1],實現(xiàn)了用戶實時瀏覽全球的地表形態(tài),觀察不同區(qū)域尺度的、高分辨率的、不同類型的地形地貌現(xiàn)象。

GE的地理信息直觀。因為對普通互聯(lián)網(wǎng)用戶的地理信息需求、專業(yè)技能水平有深刻的理解, GE有針對性地建立了非常實用,特點鮮明,而且覆蓋全球的衛(wèi)星影像和矢量信息地圖。其衛(wèi)星影像的分辨率根據(jù)不同地區(qū)的開發(fā)狀況,采用高分辨率或低分辨率的影響,用戶在使用過程中能夠快速地、簡捷地找到自己感興趣的研究區(qū)域和地理事物。

GE的主要服務(wù)功能。①結(jié)合衛(wèi)星影像、地圖及文字信息,以其Google搜索技術(shù),提供全球范圍的多信息源、不同分辨率的地理空間信息。用戶可以在不同高度、不同坐標(biāo)系與比例尺,以及不同分辨率等參數(shù)下,觀測目標(biāo)的3D地形和建筑物等影像,并支持瀏覽視角傾斜或旋轉(zhuǎn);可以獲取城市、道路等空間信息與屬性信息;添加個人需要的注釋;保存和共享信息[2]。②地圖服務(wù)目前還提供美國的部分地區(qū)或城市的360度的街道全景圖像,用戶通過圖像放大可以觀察街道路牌、公共汽車站和其他詳細(xì)地理事務(wù),并將進(jìn)一步擴(kuò)大服務(wù)范圍。③Google Earth SKY,簡稱Google SKY。它與Google Earth里面的SKY模式類似,用戶可以通過Google SKY搜索行星信息、收聽Google Earth SKY podcast、觀看來自哈勃望遠(yuǎn)鏡的圖片及瀏覽歷史星空圖。

2.Google Earth的應(yīng)用平臺

GE應(yīng)用軟件的選取。目前,高等學(xué)校多媒體或?qū)嶒炇业挠嬎銠C(jī)設(shè)備均能夠滿足GE的使用要求,硬件不需更新。Google Earth軟件的個人版共有3個版本,分別是Google Earth Free(免費)、Google Earth Plus、Google Earth Pro。不同版本使用獲取的全球信息影像與3D數(shù)據(jù)是一致的,其區(qū)別是Plus、Pro均增加了繪制線條、多邊形、GPS導(dǎo)航、統(tǒng)計等功能。另外,功能更強(qiáng)大的Google Earth Enterprise軟件也可供使用。軟件的安裝極其簡單。

GE地理信息應(yīng)用方式。①課堂教學(xué)直接應(yīng)用衛(wèi)星影像。由于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)自身的優(yōu)越性,課堂教學(xué)時可以直接連接GE網(wǎng)絡(luò)信息平臺,只要選取研究區(qū),教學(xué)過程中就可以邊講邊看,進(jìn)行實時的教學(xué)相關(guān)活動,這樣可以取得講授與討論交互的效果。②課后作業(yè)與教學(xué)研究應(yīng)用。使用截取軟件下載Google Earth衛(wèi)星影像,即在互聯(lián)網(wǎng)下載自動截屏、拼接工具GetScreen軟件,目前許多網(wǎng)站都能找到,如9553綠色軟件站(http:// www.9553.com),軟件的功能介紹和使用方法在網(wǎng)站上也均有說明。其基本原理和主要操作步驟是,當(dāng)屏幕上的研究區(qū)以適合的高度、比例尺出現(xiàn),數(shù)據(jù)流達(dá)到100%時,開啟截圖軟件;截圖兩點定位;圖片計算;網(wǎng)格截圖;測試圖片數(shù)量;開始網(wǎng)格截圖;選擇路徑保存。這樣得到軟件自動計算并可能分塊的研究區(qū)域圖,然后再根據(jù)分塊圖的順序編號,使用photo shop軟件進(jìn)行拼接、整飾處理等,最后保存或打印出圖。這樣,能夠為深入的分析討論提供圖件。

二、Google Ear th在河流地貌教學(xué)的應(yīng)用

流水地貌,特別是河流地貌和流域地貌的理論研究和實踐應(yīng)用研究在地貌學(xué)課程中占有重要地位。在以往的河流地貌和流域地貌的教學(xué)中,筆者利用圖片等制作了教學(xué)課件,輔助課堂理論教學(xué),學(xué)生能夠?qū)σ恍﹩栴}有較好的理解,取得了一定的效果。但是,仍然感到許多大尺度的河流/流域地貌現(xiàn)象,無法在教學(xué)過程中全面體現(xiàn),學(xué)生不能得到直觀的感性認(rèn)識,使理性認(rèn)識上升存在障礙,影響教學(xué)質(zhì)量的提高。為此,我們利用GE的河流衛(wèi)星影像,探討了河流/流域地貌教學(xué)方法。

1.河流地貌基本形態(tài)識別教學(xué)

課堂利用GE展示渾江流域衛(wèi)星影像,教師先從理論講解河谷的基本形態(tài),然后由學(xué)生在衛(wèi)星影像圖上的河源河谷處辨識河谷形態(tài)——隘谷和V型谷等地貌;沿河向下游尋找河谷變化點,辨識河谷形態(tài)——曲流和河漫灘、淺寬U形橫剖面等地貌;再沿河向下游尋找階地、寬廣的河漫灘或沖積平原,及殘留的高丘等地貌;尋找與辨識淺灘段的邊灘、心灘/江心洲、深槽等地貌,及河道的順直微彎型、彎曲型、分汊型和散亂型4種平面形態(tài)。

這樣,教學(xué)以突出地域性、靈活性和交互性的優(yōu)勢,比傳統(tǒng)的讀教材示意圖的教學(xué)方法,或ppt課件的教學(xué)方法都更加直觀,使學(xué)生在思維上更容易建立基本概念,對地貌特征及演化過程的認(rèn)識也更加深入。并且學(xué)生可以與其他學(xué)生和教師進(jìn)行交流、發(fā)表見解、提出問題和獲得解答。教師亦可隨時監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,并向?qū)W生提出指導(dǎo)和建議[3]。

2.水系劃分與流域地貌分析教學(xué)

課堂利用GE展示太子河流域衛(wèi)星影像,教師先從理論講解水系的教學(xué)內(nèi)容,然后由學(xué)生在衛(wèi)星影像圖上劃分水系范圍——分水嶺的選定,河流的歸屬及干流與支流關(guān)系的確定;理解河流的向源侵蝕、側(cè)蝕,識別集水盆、洪積扇地貌;初步劃分河流的上游、中游和下游河段。

課堂利用GE展示太子河流域衛(wèi)星影像,教師先從理論講解流域地貌的教學(xué)內(nèi)容,然后由學(xué)生在衛(wèi)星影像圖上識別水系類型、確定河流系統(tǒng)分級;量算流域面積、河道長度、河網(wǎng)密度等;推測某地分水嶺的移動、河流襲奪的可能地點等。

這樣,教學(xué)從宏觀上掌握全局,利用GE提供顯示的大尺度的水系關(guān)系,可以直觀地觀察出分水嶺,大致判斷來水方向及范圍,確定河流的分段,預(yù)測河道的變化;利用GE的長度和曲線測量功能,可在GE中實地量測,掌握河流系統(tǒng)特征,做出相應(yīng)的流域示意圖。

3.流域水資源開發(fā)利用教學(xué)

課堂利用GE展示太子河流域衛(wèi)星影像,觀察河流上的水庫、濕地、沿岸的溝渠和農(nóng)田、城市和工廠等地理信息,討論流域水資源利用與河流系統(tǒng)的關(guān)系,對水利工程設(shè)計方案進(jìn)行比較,劃定重要的水源保護(hù)對象和水源涵養(yǎng)區(qū),對重點河段和薄弱河堤部位觀察分析,選擇合理快捷的搶險路線、制定相對合理的洪水應(yīng)急方案。課后利用GE完成有關(guān)的作業(yè)。

這樣,教學(xué)從河流發(fā)育、演變與流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系出發(fā),探討河岸形態(tài)、河道特征,水資源開發(fā)利用以及沿岸土地利用、工程建設(shè)和城市建設(shè)等問題,體現(xiàn)了地貌學(xué)的實踐意義和實用價值,強(qiáng)調(diào)了理論聯(lián)系實際。既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,調(diào)動了積極性,又增強(qiáng)了學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力,提高了學(xué)生的技能。

三、結(jié) 論

實踐證明,地理學(xué)科以其直觀性、應(yīng)用性與GE系統(tǒng)有很好的結(jié)合點,GE在地理科學(xué)的專業(yè)課程的教學(xué)中具有其他手段不可替代的作用[4]。

(1)Google Earth網(wǎng)絡(luò)平臺為地球科學(xué)課程教學(xué)提供了準(zhǔn)確的、大量的地理信息,教學(xué)中可以結(jié)合教材便捷地使用、靈活地運用。GE提供的信息既可以課堂使用,也可以課后使用,教師應(yīng)主動地學(xué)習(xí)GE的應(yīng)用技能和掌握信息狀態(tài),廣泛地應(yīng)用于教學(xué)活動。

(2)教學(xué)中應(yīng)用Google Earth網(wǎng)絡(luò)平臺,一方面可以解決大尺度空間地理信息的顯示問題,保證了教學(xué)內(nèi)容的直觀性、可視性,使教學(xué)活動靈活、互動。另一方面又節(jié)約了大量的時間、紙張和其他物質(zhì),具有不可多得的綜合效果。

(3)流水地貌及其沉積物是陸地上分布最廣的地貌與沉積類型[5],因此地貌學(xué)的實踐性教學(xué)是十分重要的,Google Earth網(wǎng)絡(luò)平臺可以滿足這方面的教學(xué)需求,學(xué)校應(yīng)該為教師使用它創(chuàng)造條件,給予支持和鼓勵,可以在多門課程的教學(xué)活動中推廣。

(4)面對Google Earth網(wǎng)絡(luò)平臺“關(guān)于中國的地理信息存在不準(zhǔn)確,專業(yè)性不強(qiáng)的問題?！币约啊胺▏瞥鲂碌乃阉饕鎤ww.geoportail.fr,它可以提供法國國內(nèi)的詳細(xì)的高清晰度的衛(wèi)星地圖資料及多種地理信息,整個搜索引擎與美國的谷歌(GE)的地圖搜索服務(wù)類似?！钡那闆r,建議有關(guān)部門及早建設(shè)中國特色的衛(wèi)星地圖及有關(guān)地理信息的搜索引擎,為教學(xué)和其他工作提供更加優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)信息平臺。

[1]莫平浩,胡茂林.利用Google Earth制作衛(wèi)星影像圖[J].電力勘測設(shè)計,2008,(2):30- 31.

[2]何執(zhí)兼,林桂蕓,陳曉翔,等.基于Google Earth的GIS教學(xué)改革試驗[J].實驗技術(shù)與管理,2008,25(1):112-115.

[3]朱超平,王海濱,周亮,等.如何利用Google Earth繪制校園平面圖——以湖北大學(xué)為例[J].湖北大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2008,30(1):93- 96.

[4]唐東躍,熊助國,王金麗.Google Earth及其應(yīng)用展望[J].地理空間信息,2008,6(4):110-112.

[5]嚴(yán)欽尚,曾昭璇.地貌學(xué)[M].北京:高等教育出版社, 1996:28- 44.

【責(zé)任編輯 張耀華】

Assisted Teaching of Geomorphology Course in University Based on Google Earth Network

Zheng Xiaofei
(Normal College,Shenyang University,Shenyang 110041,China)

Taking the information platform of Google Earth as an assisted teaching method,the reform and innovation of teaching methods of geomorphology course are discussed,through the development and application of the assisted teaching method of“theory explanation-network assisteddiscussion and summary”.

Google Earth;geomorphology;teaching method

G 642.42

A

2095-5464(2014)04-0514-03

2013- 11- 07

遼寧省教育廳教育科學(xué)規(guī)劃項目(LNJK10- 8);沈陽大學(xué)教學(xué)改革項目(2010)。

鄭曉非(1965-),女,遼寧沈陽人,沈陽大學(xué)副教授,碩士。