信息技術(shù)在隱性地理素材中的教學(xué)運(yùn)用

劉 導(dǎo)

（深圳市福田中學(xué), 廣東 深圳 518033）

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信息技術(shù)在隱性地理素材中的教學(xué)運(yùn)用

劉 導(dǎo)

（深圳市福田中學(xué), 廣東 深圳 518033）

摘要：本文主要闡述了如何利用信息技術(shù)手段將地理教學(xué)中遇到的一些隱性地理素材，如抽象的地理空間形態(tài)、地理圖像和數(shù)據(jù)等進(jìn)行具體化、形象化、簡單化的顯現(xiàn)，從而發(fā)現(xiàn)其中隱藏的地理信息，達(dá)到地理教學(xué)中重難點(diǎn)的有效破解。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；隱性；地理空間；地理圖像

一、支持地理空間形態(tài)的信息技術(shù)應(yīng)用方式

地理空間概念的建立是信息技術(shù)為地理空間形態(tài)教學(xué)有效服務(wù)的整合點(diǎn)，具體的解決辦法有：

1.多角度展現(xiàn)

突破傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖的限制，利用Geogle Earth、Geopdf等信息技術(shù)手段可以將同一地理空間賦予多角度的展現(xiàn)形式，或側(cè)視與俯視，或靜態(tài)與動(dòng)態(tài)，或整體與局部，在空間視覺的切換中可以讓學(xué)生在形式變化中自主強(qiáng)化空間概念。

例如：在講解德國魯爾區(qū)發(fā)展的區(qū)位優(yōu)勢(shì)時(shí)，利用Geogle Earth技術(shù),隨著比例尺的變化，學(xué)生任意穿梭在西歐、德國、魯爾區(qū)地理空間之間，從不同角度的空間關(guān)系中感受魯爾區(qū)作為傳統(tǒng)工業(yè)區(qū)的位置、交通、市場等優(yōu)越的區(qū)位條件（見圖1）。

圖1　德國魯爾區(qū)空間展示

2.多技術(shù)手段融合

隨著多媒體教學(xué)工具的廣泛應(yīng)用，教學(xué)中出現(xiàn)了多種可以向?qū)W生傳遞空間信息的加工處理軟件，而且它們往往能夠相互融合，突破傳統(tǒng)教學(xué)中一些難以實(shí)現(xiàn)的定位功能，還能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，達(dá)到顯著的課堂效果。

例如：在中國山脈的定位過程中，教師的黑板地圖難以將山脈和行政區(qū)結(jié)合，但是使用電子行政地圖進(jìn)行山脈的教學(xué)，則會(huì)達(dá)到更準(zhǔn)確的定位效果。因此我們用多媒體調(diào)出中國行政區(qū)空白地圖，然后讓學(xué)生用白板的熒光筆功能畫出主要山脈，學(xué)生在愉快的自主學(xué)習(xí)中高效掌握了中國主要山脈在行政區(qū)圖中的空間定位（見圖2）。

圖2　中國主要山脈分布

3.多維度觀察

對(duì)于抽象的空間形態(tài)，從一維點(diǎn)、二維線到三維面、四維時(shí)空結(jié)合觀察，信息技術(shù)能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)地理空間的認(rèn)知體驗(yàn)，幫助學(xué)生將地理空間的地理問題在不同的維度下進(jìn)行比對(duì)、思考，使其空間概念變得更加清晰，理解地理問題也更加容易。

例如：在學(xué)習(xí)某地區(qū)水土流失的情況時(shí)，首先需要將其二維的等高線地形圖通過電腦軟件切換成三維的景觀地形圖（見圖3），學(xué)生更容易發(fā)現(xiàn)容易發(fā)生水土流失的地點(diǎn)，再通過軟件的定位和時(shí)間編輯功能，調(diào)用本地區(qū)前后五十年的景觀變化，讓學(xué)生自行比較該地水土流失的情況。

圖3　某地景觀地形圖和等高線地形

4.模擬真實(shí)地物

利用信息技術(shù)模擬，在學(xué)生自主學(xué)習(xí)中可以立即呈現(xiàn)真實(shí)地物的空間分布，克服距離障礙，提供真實(shí)素材，進(jìn)而提高學(xué)生的地理空間素養(yǎng)。

例如：深圳的學(xué)生在學(xué)習(xí)城市專題的時(shí)候，想了解廣州某城區(qū)的城市功能、區(qū)位等，學(xué)生可以利用天地圖的三維數(shù)字城市欄目，直觀地進(jìn)行觀察，提高學(xué)生的空間認(rèn)知能力和空間思維能力（見圖4）。

圖4　天地圖三維城市界面圖

二、支持地理圖像、數(shù)據(jù)的信息技術(shù)應(yīng)用方式

1.從模糊到清晰

豐富多變的圖表是地理學(xué)科學(xué)習(xí)的重要特征。學(xué)生在學(xué)習(xí)包羅萬象的多篇圖幅之后，往往感覺印象模糊，記憶不清，有的當(dāng)時(shí)記住了，但很快就會(huì)遺忘，有的當(dāng)時(shí)理解了，但課下不會(huì)運(yùn)用。學(xué)生記憶模糊，錯(cuò)誤頻發(fā)的圖像往往有易混淆（如氣旋、反氣旋、冷鋒、暖鋒圖等）和難想象（如蘑菇石等高線、岱崮地貌等高線圖等）兩大類。如果能在學(xué)生的自主學(xué)習(xí)中利用信息技術(shù)手段，對(duì)學(xué)生的易錯(cuò)圖像進(jìn)行收集，建立圖庫，方便學(xué)生在學(xué)習(xí)新課或者復(fù)習(xí)課中隨時(shí)隨處調(diào)用，則能很好地幫助學(xué)生從模糊到清晰地認(rèn)識(shí)地理圖像。

例如：我們收集了高中地理重難點(diǎn)知識(shí)中易混淆和難想象的地理圖像，在網(wǎng)站上設(shè)想建立“高中易錯(cuò)地理圖庫”，根據(jù)知識(shí)專題分類，學(xué)生可根據(jù)學(xué)習(xí)需要自由調(diào)用一物多圖、一圖多物的功能，完成圖形發(fā)散和總結(jié)的思維訓(xùn)練過程（見圖5）。

圖5　高中易錯(cuò)地理圖庫網(wǎng)站結(jié)構(gòu)

2.從繁雜到簡單

統(tǒng)計(jì)圖表的類型復(fù)雜多樣，除了統(tǒng)計(jì)表格以外，還有坐標(biāo)圖、扇形圖、雷達(dá)圖、金字塔圖等。它們都是承載地理信息的工具，但如果某一種圖表的承載形式大大增加了學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，就會(huì)明顯減少學(xué)生對(duì)核心問題理解和把握的余力，從而影響學(xué)習(xí)效果。我們要善用信息技術(shù)手段靈活變通圖表形式，讓信息承載體變得更加簡單、直觀。

例如：首先提供“2014年天安門廣場國旗升降時(shí)間表”（見表1），讓學(xué)生了解北京冬夏季節(jié)晝夜長短的變化。學(xué)生在觀察表格時(shí)，通常感到信息量偏大，需要反復(fù)、逐一對(duì)比各個(gè)日期，甚至有的學(xué)生最后花費(fèi)了大量時(shí)間仍不理解。但針對(duì)這個(gè)表格的數(shù)據(jù)用Excel軟件簡單制作了一個(gè)柱狀統(tǒng)計(jì)圖，變化規(guī)律在學(xué)生的觀察下卻是一目了然。

表1　2014年天安門廣場國旗升降時(shí)間

3.從呆板到靈活

地理原理結(jié)合統(tǒng)計(jì)圖表的分析，往往是很多學(xué)生突出的學(xué)習(xí)困難。傳統(tǒng)的課堂講解，由于教學(xué)工具的限制，師生往往就題論題，學(xué)生呆板地掌握了一幅圖的分析過程，卻沒有靈活掌握?qǐng)D形在地理原理下的分析方法。但如果我們能利用專門的圖形切換軟件，靈活改變圖形的數(shù)據(jù)、圖例、注記等，利用圖像舉一反三，進(jìn)行知識(shí)體系的再建構(gòu)，學(xué)生對(duì)很多地理原理、規(guī)律的掌握，在使用和分析過程中就能得到強(qiáng)化，同時(shí)便利的圖形軟件也能大大減輕老師傳統(tǒng)條件下的制圖工作量。

例如：在圖形編輯軟件中通過柱狀圖和折線圖的相互切換，讓學(xué)生觀察兩幅圖的異同點(diǎn)，學(xué)生在靈活的統(tǒng)計(jì)圖形面前能看到兩幅圖像代表的地理要素都是南半球的溫帶海洋性氣候（見圖6、圖7），這就是他們地理觀察能力和思維能力提高的表現(xiàn)。

圖6　某地氣候資料

圖7　某地年內(nèi)氣溫和降水量逐月累計(jì)折線

4.從狹隘到通透

一幅地圖往往具有多種綜合的地理信息，面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的數(shù)據(jù)和線條，傳統(tǒng)的讀圖方法是“眉毛胡子一把抓”，學(xué)生往往不能迅速地挖掘圖中的有效信息，經(jīng)常答非所問，信息技術(shù)能利用圖層分解的能力，提高學(xué)生獲取和解讀地圖信息的能力，并且?guī)椭鷮W(xué)生形成這種逐一分解圖層的思維，極大提高學(xué)生的讀圖和解題效率，這也是學(xué)生領(lǐng)悟地理事物相互聯(lián)系的整體性的過程，對(duì)地理知識(shí)從狹隘的認(rèn)識(shí)到達(dá)通透的全面認(rèn)識(shí)。

例如：GIS系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的“分層”技術(shù)，對(duì)于同一個(gè)區(qū)域的不同地理要素的特征能通過圖層進(jìn)行疊加或分解分析，從而方便進(jìn)行相關(guān)的地理研究。如我們?cè)谂袛嗄车氐霓r(nóng)業(yè)布局規(guī)劃時(shí)，就可以通過GIS技術(shù)提供該地的水系、土地利用、居民點(diǎn)、地形和土壤的圖層，對(duì)它們進(jìn)行疊加分析，從而在這個(gè)區(qū)域中找到一個(gè)相對(duì)水源豐富、耕地集中、地形平坦，土壤肥沃而又臨近市場的區(qū)域去發(fā)展花卉、蔬菜的生產(chǎn)（見圖8）。

圖8　某地農(nóng)業(yè)布局規(guī)劃GIS圖層