三維仿真技術(shù)在高中地理教學(xué)中的運(yùn)用

楊倩

摘 要 通過探究三維仿真技術(shù)在高中地理教學(xué)中的運(yùn)用，提出教師要合理利用三維仿真技術(shù)，推動(dòng)學(xué)生對(duì)于地理學(xué)的認(rèn)知，科學(xué)進(jìn)行虛擬實(shí)踐教學(xué)，從而使地理知識(shí)的學(xué)習(xí)突破時(shí)間和空間的影響，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)理解地理知識(shí)具有重要意義，對(duì)于提高中學(xué)地理教學(xué)效益作用明顯。

關(guān)鍵詞 三維仿真技術(shù)；高中地理；虛擬實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G633.55 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2016）07-0036-02

1 前言

伴隨著三維仿真技術(shù)的推廣，它逐步在城市規(guī)劃建設(shè)、地理教學(xué)、地質(zhì)勘探等多領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。并且基于互聯(lián)網(wǎng)的三維虛擬環(huán)境仿真技術(shù)，為各種虛擬模擬環(huán)境提供寬廣的平臺(tái)和適用的工具。同時(shí)，三維仿真技術(shù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用改變了人們探索地理知識(shí)的方式，不再受到時(shí)間和空間的影響，為科研和教學(xué)提供了更為便捷的平臺(tái)。

2 促進(jìn)發(fā)展，三維仿真技術(shù)推動(dòng)學(xué)生認(rèn)知

三維仿真技術(shù)作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的一部分，將逐步與學(xué)校的地理教學(xué)相融合，從多角度影響學(xué)生學(xué)習(xí)中學(xué)地理。

三維仿真技術(shù)幫助學(xué)生建立空間的概念 空間和時(shí)間是一切自然事物存在的前提，所有事物的發(fā)展、變化都不可能失去空間和時(shí)間的支撐。因此，建立完備的空間概念也就成為學(xué)生學(xué)習(xí)地理課程的目標(biāo)之一。在這個(gè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生將逐步構(gòu)建空間的概念，并鍛煉自身的空間想象能力和思維能力。和傳統(tǒng)教學(xué)相比，三維仿真技術(shù)的出現(xiàn)將在培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建空間概念的過程中發(fā)揮更加顯著的作用。在真實(shí)的世界中，地理事物的表現(xiàn)是以三維空間作為支撐，但在地理學(xué)中需要將三維空間置于二維空間，也就是通常所見的地圖。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)地理知識(shí)時(shí)，僅憑借地圖這種二位空間的載體，就需要將相關(guān)的三維空間聯(lián)想出來，對(duì)于早期接觸地理學(xué)的學(xué)生來說無疑是有較大難度的。

如在講解“經(jīng)緯線”相關(guān)內(nèi)容時(shí)，盡管教師可以從各個(gè)角度展示經(jīng)緯線的存在，并花費(fèi)較多時(shí)間繪制二維圖片，但是效果并不好。而使用三維仿真技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué)將大不一樣，三維仿真技術(shù)教師可以讓從三維空間進(jìn)行講解，并且根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)變換角度。由于這種展示方法和學(xué)生日常認(rèn)知相符，均是三維層面的觀察，因此對(duì)于早期接觸地理學(xué)的學(xué)生來說，將極大幫助他們建立空間的概念。

三維仿真技術(shù)增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于環(huán)境的認(rèn)知 從身邊的環(huán)境來講，包含生活、地理、地質(zhì)和宇宙多個(gè)層次，在這些環(huán)境中，地理環(huán)境與人類最為密切，是人類生活的最主要場合，這也是地理學(xué)與其他學(xué)科相比，和人類的生活更緊密相關(guān)的原因。傳統(tǒng)的地理課程中，經(jīng)常出現(xiàn)需要學(xué)生走出學(xué)校進(jìn)行野外考察的內(nèi)容，但迫于實(shí)際，相當(dāng)部分的學(xué)生并不能夠真正走到周邊環(huán)境中進(jìn)行調(diào)查研究，甚至在學(xué)習(xí)“世界地理”時(shí)，更不可能要求所有學(xué)生進(jìn)行世界范圍內(nèi)的學(xué)習(xí)調(diào)查。針對(duì)這種情況，三維仿真技術(shù)可以較好地達(dá)到目標(biāo)，讓學(xué)生得以在課堂中感受世界各地的人文風(fēng)情、地理風(fēng)貌，突破傳統(tǒng)的空間限制；甚至教師可以借助三維仿真模擬，將積累多年才會(huì)發(fā)生明顯變化的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)展現(xiàn)給學(xué)生，突破時(shí)間的限制。

如學(xué)習(xí)億萬年間地球的陸地板塊漂移的過程，僅通過教師講解，學(xué)生并不能很好吸收，借助三維仿真技術(shù)將億萬年間地球的陸地板塊漂移的過程，以動(dòng)畫仿真的形式展現(xiàn)出來，讓學(xué)生得以清晰觀察在每個(gè)階段地球大陸的組成，并可以從三維角度隨時(shí)觀察各個(gè)時(shí)期地球的特征，全方位了解地球的發(fā)展歷程?？梢钥闯觯S仿真技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用，將有效提高學(xué)生對(duì)于地理學(xué)科的感性認(rèn)識(shí)，增加學(xué)生對(duì)于地理知識(shí)的理性認(rèn)識(shí)，推進(jìn)中學(xué)地理教學(xué)。

三維仿真技術(shù)提高學(xué)生自主探索地理知識(shí)的能力 在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷深化、不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)逐步滲透進(jìn)學(xué)校的教學(xué)當(dāng)中，這對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)來說是一個(gè)巨大變化。因此，在現(xiàn)代社會(huì)的需求下，學(xué)生對(duì)于知識(shí)單純地記憶不再是主要的學(xué)習(xí)方式，而如何掌握對(duì)于信息的獲取、分析、整合、表達(dá)，成為教師教學(xué)的重要目標(biāo)。三維仿真技術(shù)的出現(xiàn)滿足了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需求，通過三維仿真技術(shù)，學(xué)生即可獲得更多他們想要了解的地理知識(shí)。

如在教師教授“世界人口遷移分布”之前，學(xué)生完全可以憑借三維仿真技術(shù)進(jìn)行自學(xué)，通過下載網(wǎng)絡(luò)上已有的資料，加以整合，將各個(gè)時(shí)間段世界人口比例記錄下來，再通過三維仿真技術(shù)將已獲得的知識(shí)導(dǎo)入，最終將世界人口在不同時(shí)期的分布特征以多角度、廣領(lǐng)域的三維模型展現(xiàn)出來，完成整體內(nèi)容的自學(xué)。因此，三維仿真技術(shù)對(duì)于學(xué)生進(jìn)行自主探索學(xué)習(xí)作用較為明顯。

3 聯(lián)系實(shí)際，三維仿真技術(shù)虛擬實(shí)踐教學(xué)

地理學(xué)研究的對(duì)象一般都具備時(shí)間、空間多維度的特征，傳統(tǒng)的方法不能很好地展示其發(fā)展的規(guī)律。特別是地理學(xué)科特有的野外調(diào)查實(shí)踐內(nèi)容，由于時(shí)間、經(jīng)費(fèi)、安全和學(xué)科交叉等綜合原因，并不能讓學(xué)生真正進(jìn)行野外探索實(shí)踐。因此，三維仿真技術(shù)應(yīng)用的必要性得以體現(xiàn)，教師在不具備實(shí)地實(shí)踐的前提下，完全可以借助三維仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)踐教學(xué)[1]。

教師在利用三維仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)踐教學(xué)時(shí)，要注重交互式的虛擬實(shí)踐。地理虛擬實(shí)踐可以將實(shí)際地理的構(gòu)造以虛擬的地理環(huán)境表現(xiàn)出來，將地理學(xué)大量的內(nèi)容整合為一個(gè)體系，通過三維仿真技術(shù)為學(xué)生提供實(shí)際操作和實(shí)驗(yàn)觀察的平臺(tái)。如在這個(gè)構(gòu)建系統(tǒng)中，學(xué)生被允許進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的修改，通過改變相關(guān)數(shù)據(jù)來模擬地理現(xiàn)象的變化，觀測相關(guān)特征。這個(gè)系統(tǒng)為學(xué)生提供低廉、安全的途徑與現(xiàn)實(shí)地理知識(shí)進(jìn)行交互。在這個(gè)互動(dòng)過程中，學(xué)生實(shí)現(xiàn)地理知識(shí)的自主學(xué)習(xí)，采用與環(huán)境相互作用來學(xué)習(xí)獲取相關(guān)的地理知識(shí)。而使用三維仿真虛擬技術(shù)，既實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐內(nèi)容的不斷更新，又將費(fèi)用降到最低，可以及時(shí)跟上技術(shù)發(fā)展。同時(shí)，教師也要注重三維仿真技術(shù)應(yīng)用的綜合性虛擬實(shí)踐。借助三維仿真技術(shù)，學(xué)生可以將其他相關(guān)學(xué)科內(nèi)容與地理知識(shí)緊密結(jié)合，在虛擬實(shí)踐操作中靈活運(yùn)用相關(guān)知識(shí)。

如在講解“亞洲”相關(guān)地理知識(shí)時(shí)，采用三維仿真技術(shù)，可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)亞洲的氣候特點(diǎn)和河流特點(diǎn)，圖文并茂地了解到對(duì)應(yīng)地理特點(diǎn)的地區(qū)在人文和習(xí)俗方面有什么差異，誕生過哪些名人、偉人等。通過三維仿真技術(shù)的虛擬實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的可視化，使學(xué)生得以將所學(xué)地理知識(shí)與相關(guān)知識(shí)緊密結(jié)合，融會(huì)貫通[2]。

三維仿真技術(shù)虛擬實(shí)踐教學(xué)更有利于師生間的交流?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)化教育的靈魂是交流互動(dòng)，而虛擬實(shí)踐室讓師生間的交流不受時(shí)間和空間的影響，教師可以通過遠(yuǎn)程共享或直接控制學(xué)生所在的虛擬儀器，將課程標(biāo)準(zhǔn)所要求學(xué)習(xí)的內(nèi)容及時(shí)分享給學(xué)生，很好地打開教學(xué)資源緊缺的局面。同時(shí)，學(xué)生借助三維仿真技術(shù)可以將疑惑及時(shí)傳達(dá)給教師，并把問題具象化，讓教師在回答的時(shí)候更有側(cè)重點(diǎn)，更有助于學(xué)生的學(xué)習(xí)。

如在學(xué)習(xí)“中國的自然環(huán)境和自然資源”一章后，學(xué)生很容易對(duì)于課上所講三級(jí)階梯的分界線不夠明了，可以借助三維仿真技術(shù)將自己的疑惑明顯標(biāo)注，之后將問題及時(shí)發(fā)送給教師。教師在接收到標(biāo)注的問題時(shí)，可以更好地對(duì)學(xué)生疑惑的階梯分界線做出回答，并在標(biāo)注后發(fā)給學(xué)生，使教學(xué)在時(shí)間和空間上都得以延續(xù)。

4 結(jié)語

可以看出，三維仿真技術(shù)對(duì)于提高高中地理教學(xué)質(zhì)量的作用明顯，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)理解地理知識(shí)具有重要意義。如果能充分發(fā)揮三維仿真技術(shù)在教學(xué)中的價(jià)值，將會(huì)促進(jìn)整體教學(xué)水平的提高。

參考文獻(xiàn)

[1]盛德號(hào)，封素敏.三維仿真教學(xué)法在構(gòu)造類課程教學(xué)中的應(yīng)用探析[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2013（21）：147-147，148.

[2]羅佳妮.淺析三維仿真在城市規(guī)劃中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究，2014（10）：56.