略談計算機輔助教學(xué)與地理空間思維能力的培養(yǎng)

逄錦軍

摘 要 針對地理課程空間性很強的特點，學(xué)生必須具備一定的空間思維能力。隨著計算機信息技術(shù)的快速發(fā)展，計算機輔助教學(xué)有利于幫助學(xué)生提高地理空間思維能力。

關(guān)鍵詞 計算機輔助教學(xué)；空間思維能力；地理

中圖分類號：G633.55 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）23-0132-02

提高學(xué)生的地理空間思維能力有利于提高學(xué)生的地理學(xué)科素養(yǎng)，而地理空間思維能力的提高依賴于學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。傳統(tǒng)的地理教學(xué)法受限于課本教材、教學(xué)思想與教學(xué)方法的不足，一直以來導(dǎo)致學(xué)生的地理空間思維能力相對較差。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，多媒體設(shè)備在教學(xué)中的普遍運用，能為學(xué)生模擬真實的空間環(huán)境，學(xué)生由于空間思維經(jīng)驗不足導(dǎo)致地理空間思維能力難以得到提高的問題將會改善，為地理教師高效開展教學(xué)活動、提高教學(xué)質(zhì)量夯實基礎(chǔ)[1]。筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗，詳細(xì)闡述計算機輔助教學(xué)是如何培養(yǎng)和提高學(xué)生地理空間思維能力的。

1 計算機輔助教學(xué)和中學(xué)地理教學(xué)

計算機輔助教學(xué)，指立足于多媒體教學(xué)設(shè)備，用以高效處理教學(xué)文本、圖像、圖形、聲音、圖畫、視頻等與教學(xué)有關(guān)的媒體資料。為了展示更多復(fù)雜、具有空間性的信息，將以上媒體資料通過整合來建立邏輯連接。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，改善了我國學(xué)校課堂教學(xué)方式，提供了更加先進的教學(xué)工具，讓學(xué)生通過觀看問題的視覺化描述，發(fā)現(xiàn)問題、思考問題并最終解決問題。現(xiàn)階段，如何高效整合計算機輔助教學(xué)技術(shù)與地理教學(xué)，成為更多教育者共同研究的問題。

綜觀教育較發(fā)達(dá)國家的地理教學(xué)，他們十分重視發(fā)揮計算機信息技術(shù)在教學(xué)課堂中的積極作用。如英國中學(xué)課程“國家地理課程”，高度重視現(xiàn)代化先進技術(shù)在地理教學(xué)上的應(yīng)用。在“教學(xué)目標(biāo)”“學(xué)習(xí)綱要”中，概括總結(jié)網(wǎng)絡(luò)、計算機輔助教學(xué)軟件、視頻錄像、數(shù)碼相機等在地理教學(xué)中的重要作用以及應(yīng)用，告誡每位地理教師在教學(xué)過程中要充分利用上述資源來研究分析地理數(shù)據(jù)資料，并總結(jié)地理模式和特點。日本高度重視培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)地理時運用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來提高繪制世界地區(qū)、全面掌握地理特征的能力，以此提高學(xué)生分析研究調(diào)查結(jié)果的能力、培養(yǎng)地理空間思維能力。隨著教育體制的深入改革，我國也在地理教學(xué)中非常重視信息技術(shù)的應(yīng)用，以此來推動現(xiàn)代地理教學(xué)的開展，為學(xué)生營造有利于形成地理空間思維的教學(xué)環(huán)境。

2 計算機輔助教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生地理空間思維能力的重要性

有利于實現(xiàn)視覺化地理空間 計算機輔助教學(xué)為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生利用視覺來認(rèn)知空間地理。視覺化的教學(xué)方式，模擬真實的地理圖像、視頻等，有利于降低學(xué)生在完成地理三維任務(wù)時出現(xiàn)的困難。

模擬多維地理空間 計算機輔助地理教學(xué)過程中，教師利用計算機來模擬真實的地理環(huán)境，如模擬太空、深海、地震、大氣運動、遠(yuǎn)古時代，讓學(xué)生切身感受不同空間和時間的地理環(huán)境與現(xiàn)象，有利于充分理解和掌握地理事物的形成、發(fā)展。

展示地理空間關(guān)系 通過計算機輔助教學(xué)傳授學(xué)生不同的學(xué)習(xí)方法，并指導(dǎo)他們學(xué)習(xí)與實踐操作，如實際操作圖形的位置和大小變換等。

收集豐富的地理空間數(shù)據(jù)資料 采用計算機輔助教學(xué)，能夠收集豐富的文本、圖片、視頻、音頻等數(shù)據(jù)資料，方便向?qū)W生展示不同區(qū)域的環(huán)境圖片。教師可重新調(diào)整與操作這些圖片，讓學(xué)生觀看后能全面掌握地理空間概念的變換。

提供多樣化的空間表征方法 采用計算機輔助教學(xué)時，教師可以讓學(xué)生用照片或者地圖等方法來闡述自己的旅行體驗設(shè)計，提供不同的表達(dá)空間和知識的方法。

3 真實教學(xué)案例：以等高線、地形圖的教學(xué)為例

等高線、地形圖的學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的地理空間思維能力。等高線、地形圖是地理學(xué)習(xí)中的重難點，涵蓋了相對高度、山坡、山谷等很多地理空間知識，并要求學(xué)生利用等高線來描繪地理地勢的起伏，簡言之，就是將多維圖畫以平面圖展示出來。學(xué)生接觸地理不久，他們的空間理念、立體思維能力相對薄弱，因此，等高線地形圖知識對于他們來說晦澀難懂。計算機輔助教學(xué)具有空間化、視覺化、可操作化的特點，突出章節(jié)重難點，幫助學(xué)生全面掌握等高線知識的同時，有利于培養(yǎng)地理空間思維能力。

學(xué)生在學(xué)習(xí)地形圖知識時，要學(xué)好如何判斷地形高度、如何分辨地形的哪個部位、準(zhǔn)確畫出地形剖面圖等知識。采用計算機輔助教學(xué)方法，可以將上述問題的答案通過視頻的方法展示出來，指導(dǎo)學(xué)生進行實際操作，加強理解等高距所展示的地形高度的變化。

利用計算機展示一個山地景觀模型圖片 圖片必須包括山頂、山脊和山谷等三個地形的部位。然后利用計算機系統(tǒng)來構(gòu)建視頻影像，展示三維景觀，學(xué)生觀看影像，并總結(jié)陰影與光線的變化規(guī)律，掌握山頂、山脊和山谷的形象、地形海拔的高度。教師把二維、三維景觀同時在屏幕上展示出來，學(xué)生通過視覺觀看其陰影特點，比較二維、三維景觀圖形的特征，總結(jié)等高線形狀和地形高低之間的關(guān)系。

將二維、三維地形景觀圖的彩色圖片輸入計算機系統(tǒng) 教師將照片展示給學(xué)生看，可以對這些圖片進行位移、旋轉(zhuǎn)，以便于學(xué)生從不同的角度來觀察總結(jié)等高線與地形圖之間的關(guān)系。教師可不斷變換三維地形圖，讓學(xué)生觀察三維圖像變換時，二維圖像是如何變換的，基于此，總結(jié)等高線和地形圖之間的關(guān)系。教師在實際操作過程中可向?qū)W生提出相關(guān)問題[2]，如：根據(jù)屏幕上所展現(xiàn)的視頻影像，你覺得這是什么地形？這個地形不同方向上的坡度一樣嗎？讓學(xué)生帶著問題去觀看，知識點更容易牢記。

利用水浸法提高三維圖形的可視度 在利用計算機展示三維圖形時，利用鼠標(biāo)拖拽、變換箭頭，讓水位上升并且與其中的一條等高線平行；另外，也可以在等高線上設(shè)置一個水位，通過對圖形的變換，觀察水位和地形之間的關(guān)聯(lián)與作用。在展示過程中，仍然提出一些問題讓學(xué)生思考，如：水能淹沒此景觀嗎？如果水到達(dá)一定坡度的高度時會發(fā)生什么？最后讓學(xué)生總結(jié)此景觀最終是如何被淹沒的。

描繪等高線剖面圖 利用多媒體計算機，把地形圖以及某兩點之間的地形剖面圖同時通過屏幕展示出來，讓學(xué)生在選擇一條剖面線時，旁邊能及時顯示對應(yīng)的剖面圖，相互對比，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。學(xué)生通過鼠標(biāo)點擊或者移動、變換剖面線時，觀察對應(yīng)的剖面圖的變化[3]。還可以將鼠標(biāo)沿著二維等高線中的紅線移動，同時展示相應(yīng)的路徑，學(xué)生就能發(fā)現(xiàn)不同的路徑下，不同地形剖面圖的實際情況。

在初中地理教學(xué)中利用計算機輔助教學(xué)不能搞“一刀切”，因為各學(xué)校的條件、教學(xué)水平不同，要根據(jù)實際情況來科學(xué)使用計算機輔助教學(xué)?？傊糜嬎銠C輔助教學(xué)模式，不僅創(chuàng)新了初中地理教學(xué)方法，培養(yǎng)了學(xué)生地理空間思維能力，推動地理教學(xué)快速發(fā)展，而且有利于計算機應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，必須予以重視。

參考文獻(xiàn)

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[2]王立華.高中地理空間思維觀念培養(yǎng)的途徑探索[J].讀與寫雜志，2016（1）：121.

[3]王旭東.地理教學(xué)對于學(xué)生空間思維能力的培養(yǎng)[J].新西部：理論版，2013（23）：134.