Celestia軟件與中學(xué)地理教學(xué)融合的應(yīng)用反思

劉蓉　尚海龍　李亦秋

摘 要：現(xiàn)代信息技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中廣泛運(yùn)用，豐富了課堂教學(xué)形式。其中，Celestia軟件以操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)服務(wù)于中學(xué)地理教學(xué)，提升了地理課堂教學(xué)效率。為探究現(xiàn)代信息技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的運(yùn)用，以“地球的運(yùn)動(dòng)”為例，分析Celestia軟件在中學(xué)地理教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)、存在的問題及其解決措施。

關(guān)鍵詞：Celestia軟件; 中學(xué)地理; 運(yùn)用反思

中圖分類號(hào)：G633.55? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1006-3315（2021）3-033-002

地理信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是地理教學(xué)改革的助推器，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方式和教師教學(xué)方式的改變具有重要作用[1]。2019年，《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》指出，要強(qiáng)化綜合素質(zhì)培養(yǎng)，改進(jìn)科學(xué)文化教育，統(tǒng)籌課堂學(xué)習(xí)和課外實(shí)踐，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，提升人文素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)[2]。地理信息技術(shù)的發(fā)展為在課堂上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力提供了條件，通過地理信息技術(shù)采用模擬實(shí)驗(yàn)的方式培養(yǎng)學(xué)生地理實(shí)踐力，拓展地理教學(xué)途徑。

Celestia軟件是一款教育類天文軟件，該軟件存取了NASA影像資料庫(kù)中星球與星系目錄，可以流暢地顯示高解析度的影像，帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)鳥瞰地球、遨游星空的樂趣[3]。其以操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、生動(dòng)形象的特點(diǎn)被運(yùn)用于中學(xué)地理教學(xué)中，運(yùn)用Celestia軟件模擬地球運(yùn)動(dòng)的相關(guān)內(nèi)容，將抽象的宇宙空間具體化、形象化，有利于學(xué)生深刻理解相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，化解知識(shí)難點(diǎn)，增強(qiáng)地理學(xué)習(xí)興趣;同時(shí)，通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解，培養(yǎng)地理實(shí)踐能力。根據(jù)教學(xué)軟件的特點(diǎn)以及具體的地理教學(xué)內(nèi)容，本文以高中地理《地球的運(yùn)動(dòng)》一章為例，探究Celestia教學(xué)軟件在地理課堂上的融合運(yùn)用，以及存在的問題及解決措施，為在地理課堂上探究地理信息技術(shù)的融合提供借鑒意義[1]。

一、Celestia與中學(xué)地理教學(xué)融合的優(yōu)勢(shì)

1.提升學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)習(xí)難度

自然地理具有較強(qiáng)的綜合性，難度大，尤其是第一章《地球的運(yùn)動(dòng)》需要學(xué)生從初中的理解現(xiàn)象過渡到探究原因，如理解導(dǎo)致晝夜更替現(xiàn)象的原因、產(chǎn)生時(shí)差的原因、太陽(yáng)日和恒星日的區(qū)別以及正午太陽(yáng)高度的變化規(guī)律等，這些需要學(xué)生具有宏觀視野、抽象的想象能力，才能較好地理解本部分地知識(shí)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)大氣地運(yùn)動(dòng)等自然地理知識(shí)奠定基礎(chǔ)。而Celestia軟件將本章相關(guān)知識(shí)濃縮到一個(gè)軟件中，通過設(shè)置則可以模擬地球的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)等地理現(xiàn)象，幫助學(xué)生理解地球運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的自然現(xiàn)象，使學(xué)生更容易理解相關(guān)知識(shí)，降低學(xué)習(xí)難度。同時(shí)Celestia軟件模擬地球運(yùn)動(dòng)，豐富了課堂教學(xué)形式，為學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)提供了簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)工具，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為探索自然地理的奧妙打開了大門。

2.培養(yǎng)地理實(shí)踐力，提升課堂參與度

《2017年普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》要求培養(yǎng)現(xiàn)代公民必備的地理核心素養(yǎng)，即人地協(xié)調(diào)觀念、綜合思維、區(qū)域認(rèn)知和地理實(shí)踐力，其中開展實(shí)踐活動(dòng)是踐行地理核心素養(yǎng)的重要途徑。然而，開展戶外考察、社會(huì)調(diào)查等實(shí)踐活動(dòng)需要耗費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力，學(xué)生安全問題也得不到充分的保障，因此在大部分學(xué)校培養(yǎng)地理實(shí)踐力流于形式。在地理課堂上借助Celestia軟件將學(xué)生分小組進(jìn)行模擬、操作地球的運(yùn)動(dòng)，在操作過程中讓學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象理解現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，在模擬實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生不僅掌握了地理知識(shí)，也培養(yǎng)了地理實(shí)踐能力。采用小組合作的形式，彌補(bǔ)了以教師講授為主導(dǎo)致的課堂參與度不高的缺點(diǎn)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生在實(shí)踐過程中參與到課堂上，提升了課堂參與度、學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

3.轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，促進(jìn)師生共同發(fā)展

在《地球的運(yùn)動(dòng)》章節(jié)中，傳統(tǒng)的教學(xué)方式是以簡(jiǎn)易的教具通過人為轉(zhuǎn)動(dòng)地球儀模擬地球的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于較難知識(shí)的理解還需要依靠學(xué)生的想象能力，學(xué)生往往認(rèn)為本章內(nèi)容不易理解，喪失學(xué)習(xí)興趣。教師需要探索學(xué)生更易理解的教學(xué)形式，Celestia軟件用于《地球的運(yùn)動(dòng)》章節(jié)內(nèi)容的教學(xué)中，豐富了課堂教學(xué)形式，也將課堂交于學(xué)生，讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)、發(fā)現(xiàn)問題，真正實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為主，教師為輔”的教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念。在實(shí)踐學(xué)習(xí)過程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，教師及時(shí)進(jìn)行解答，也鍛煉了教師的隨機(jī)應(yīng)變的能力，促進(jìn)師生共同發(fā)展。

二、Celestia軟件在地理教學(xué)中存在的問題

Celestia軟件在中學(xué)地理教學(xué)中主要運(yùn)用于《地球的運(yùn)動(dòng)》章節(jié)內(nèi)容，筆者以《地球公轉(zhuǎn)的地理意義》為例，模擬實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)化教學(xué)內(nèi)容。為了使學(xué)生充分理解地球公轉(zhuǎn)的地理意義，利用Celestia軟件將虛擬地球通過下列設(shè)置：右擊虛擬地球——參考向量——顯示太陽(yáng)方向、顯示經(jīng)緯網(wǎng)格、顯示明暗邊界線，將時(shí)間適當(dāng)加速，則可以看到地球在公轉(zhuǎn)過程中正午太陽(yáng)高度、晝夜長(zhǎng)短發(fā)生著變化。除此之外，還可以運(yùn)用Celestia軟件模擬地球自轉(zhuǎn)的地理意義，如晝夜交替現(xiàn)象，讓學(xué)生通過虛擬地球自轉(zhuǎn)理解晝夜交替產(chǎn)生的原因及現(xiàn)象;地轉(zhuǎn)偏向力是高中地理相對(duì)較難理解的概念之一，通過運(yùn)用軟件使學(xué)生真正理解地轉(zhuǎn)偏向力，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

Celestia軟件為教學(xué)帶來了便利，使學(xué)生能夠建立空間概念，培養(yǎng)空間思維能力，同時(shí)化解知識(shí)重難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生地理學(xué)習(xí)興趣。但現(xiàn)在信息技術(shù)運(yùn)用于中學(xué)地理教學(xué)中，雖有傳統(tǒng)教學(xué)所不能比擬的優(yōu)勢(shì)，但也存在一些問題，如過度強(qiáng)調(diào)軟件的使用，忽略了教學(xué)內(nèi)容，主次顛倒;軟件運(yùn)用不熟練，影響教學(xué)效率;過度追求酷炫的表現(xiàn)形式，忽視學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的注意力等問題。Celestia軟件在使用中同樣存在問題，主要問題如下：

1.學(xué)生操作不熟練，降低教學(xué)效率

Celestia軟件以操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)被運(yùn)用于地理課堂上，學(xué)生通過操作步驟模擬實(shí)驗(yàn)，開展學(xué)習(xí)。然而對(duì)于初次接觸Celestia軟件的學(xué)生，需要在實(shí)踐中探索該軟件的操作程序、如何采用軟件操作模擬地球運(yùn)動(dòng)的相關(guān)地理現(xiàn)象以及如何與教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來輔助課堂內(nèi)外的學(xué)習(xí)。大班教學(xué)人數(shù)多，若每個(gè)同學(xué)都在課堂上摸索軟件的操作步驟，不僅不能按時(shí)完成教學(xué)目標(biāo)，反而會(huì)影響學(xué)習(xí)進(jìn)度，使課堂雜亂無(wú)序，影響教學(xué)效率。

2.過度依賴軟件，弱化分析歸納能力

教學(xué)軟件豐富了課堂教學(xué)形式，為學(xué)生理解重難點(diǎn)知識(shí)提供了工具。但課堂教學(xué)不能完全依靠學(xué)生簡(jiǎn)單的操作軟件、將課堂完全交于學(xué)生。本章教學(xué)內(nèi)容雖然可以通過軟件操作模擬相關(guān)地理現(xiàn)象，但由于學(xué)生不能及時(shí)地將地理現(xiàn)象進(jìn)行歸納、形成規(guī)律，如在Celestia軟件中只能看到地球公轉(zhuǎn)過程中，二分二至日太陽(yáng)直射地球的緯線不同，但無(wú)法通過操作軟件理解太陽(yáng)直射點(diǎn)不同，所呈現(xiàn)的自然規(guī)律也不同等一系列規(guī)律。學(xué)生不能透過現(xiàn)象看到事物的本質(zhì)則會(huì)降低教學(xué)效率，使實(shí)踐活動(dòng)形式化，弱化其應(yīng)發(fā)揮的作用。

3.課堂教學(xué)方式單一、形式化

在地理課堂中適當(dāng)?shù)厥褂矛F(xiàn)代信息技術(shù)輔助課堂教學(xué)，可以增加地理課堂的趣味性、實(shí)踐性。改善枯燥的課堂教學(xué)方式，豐富學(xué)生對(duì)地理知識(shí)學(xué)習(xí)的方式。然而，現(xiàn)代信息技術(shù)雖然能夠豐富課堂教學(xué)形式，使教學(xué)內(nèi)容形象具體，但不能全然依靠現(xiàn)代信息技術(shù)，發(fā)揮各種教學(xué)方式的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，采用合適的教學(xué)方式。

三、促進(jìn)地理教學(xué)軟件與課堂融合的解決措施

1.開展專題訓(xùn)練，培養(yǎng)地理實(shí)踐力

在地理課堂中采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解程度，在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生的地理實(shí)踐能力是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。針對(duì)學(xué)生在課堂上操作不熟練的問題，教師需要提前進(jìn)行軟件操作技能訓(xùn)練，將本學(xué)期可利用的教學(xué)軟件進(jìn)行分類，以軟件技能專題訓(xùn)練為主題開展課余興趣小組實(shí)踐活動(dòng)，讓每一名同學(xué)都積極參與其中，增強(qiáng)各教學(xué)軟件的熟練程度。通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M地理現(xiàn)象，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)地理學(xué)習(xí)的興趣。地理課堂內(nèi)外教學(xué)相結(jié)合，將學(xué)生不易理解的地理知識(shí)通過多樣的形式進(jìn)行分解、呈現(xiàn)，突破教學(xué)難點(diǎn)，提升學(xué)生地理學(xué)習(xí)能力。學(xué)生在操作過程中，不斷訓(xùn)練地理思維、通過小組合作探究的方式解決地理現(xiàn)實(shí)問題，在地理課堂上培養(yǎng)學(xué)生地理實(shí)踐能力。

2.依托軟件，發(fā)揮教師引導(dǎo)作用

《地球的運(yùn)動(dòng)》相關(guān)知識(shí)可以通過模擬實(shí)驗(yàn)，將天體的運(yùn)動(dòng)直觀、立體地呈現(xiàn)出來，但不能過度依賴軟件。教師需要在學(xué)生模擬某一地球運(yùn)動(dòng)的相關(guān)現(xiàn)象后進(jìn)行歸納總結(jié)，在現(xiàn)象的基礎(chǔ)上總結(jié)規(guī)律。如由于黃赤交角的存在，地球在公轉(zhuǎn)過程中引起正午太陽(yáng)高度的變化，正午太陽(yáng)高度在不同半球不同時(shí)間段有不同的變化規(guī)律，教師在學(xué)生模擬實(shí)驗(yàn)后，就要引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)總結(jié)二分二至日及不同時(shí)段的正午太陽(yáng)高度變化規(guī)律，并將其運(yùn)用于生活中，解釋地理現(xiàn)象，學(xué)以致用。在地理課堂中，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，但不可忽視教師的作用，教師是地理課堂的引導(dǎo)者，幫助學(xué)生共同完成課堂教學(xué)任務(wù)，提升地理學(xué)習(xí)能力。

3.結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，豐富課堂教學(xué)形式

教育類教學(xué)軟件為教師豐富課堂教學(xué)提供了教學(xué)工具，教師需要綜合利用教學(xué)軟件，秉承多樣化觀念，發(fā)揮教育類教學(xué)軟件的優(yōu)勢(shì)并結(jié)合適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式，如問題式教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)以及探究式教學(xué)等教學(xué)方式，把教學(xué)軟件作為課堂教學(xué)的工具，提升課堂教學(xué)效率。地理源于生活，生活在北方的同學(xué)發(fā)現(xiàn)冬夏季節(jié)太陽(yáng)遮陽(yáng)板的高度不同，夏季遮陽(yáng)板角度小于冬季遮陽(yáng)板的角度，那么產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么呢？教師可以根據(jù)生活中的地理現(xiàn)象，創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的教學(xué)情境，綜合利用Celestia軟件，幫助學(xué)生解決問題，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。教育類教學(xué)軟件多種多樣，可綜合各軟件的優(yōu)勢(shì)，組織教學(xué)，如Celestia軟件在模擬八大行星共面性時(shí)只能平面觀察，不利于學(xué)生對(duì)共面性的理解，則可以結(jié)合Solar Walk Lite軟件形成立體的太陽(yáng)系，綜合利用各種教學(xué)軟件、教學(xué)方式促進(jìn)對(duì)知識(shí)的理解。

綜上，Celestia軟件是輔助教學(xué)《地球的運(yùn)動(dòng)》的良好的教學(xué)工具，其有自身的優(yōu)勢(shì)，但不可避免存在不足，教師在利用該教育教學(xué)軟件時(shí)需根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生學(xué)情等，選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)工具，揚(yáng)長(zhǎng)避短，發(fā)揮該軟件的長(zhǎng)處，輔助教學(xué)。同時(shí)也要緊跟時(shí)代潮流，學(xué)習(xí)探索其他教育類教學(xué)軟件，豐富課堂教學(xué)方式。

基金項(xiàng)目：2019年度凱里學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)研究生專項(xiàng)課題，編號(hào)：LHYJS1903

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》[S]北京：人民教育出版社，2018

[2]國(guó)務(wù)院辦公廳.關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見[J]人民教育，2019，000（013）：10-13

[3]黃慧，陶珊珊.Celestia與Stellarium在地理教學(xué)中的比較研究——以“天文學(xué)基礎(chǔ)”為例[J]地理教學(xué)，2018（16）：53-57