Mozaik3D軟件在高中地理課堂教學中的應用研究

胡 偉

（廣西柳州高級中學, 廣西 柳州 545006）

《普通高中地理課程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課標”）強調(diào)信息技術(shù)與地理課程的整合，深化信息技術(shù)在地理教學過程中的應用，信息技術(shù)輔助教學是未來地理教學的趨勢。地理學看世界的方法除了必備的綜合觀，還必須要有空間表述。3D演示動畫能夠從多個空間角度展示地理過程與地理現(xiàn)象，Mozaik3D提供的3D全息演示動畫能夠增強學生空間立體感、交互式體驗，激發(fā)學生學習地理知識的興趣，進而加深學生對地理必備知識的理解與掌握，提高課堂效率，培養(yǎng)學生地理學科核心素養(yǎng)。

一、Mozaik3D功能介紹

Mozaik3D是由Mozaik教育集團開發(fā)的軟件，與其配套的MozaLearn、MozaBook、MozaWeb、MozaLibrary、MozaTools等軟件共同構(gòu)成Mozaik教育軟件系統(tǒng)。Mozaik3D擁有生物、地理、物理、化學、數(shù)學、歷史、信息技術(shù)等學科1200多個3D場景的演示動畫，可裸眼或者使用VR眼鏡觀看。

Mozaik3D地理模塊包括182個3D場景演示動畫，基本涵蓋了高中自然地理的絕大部分內(nèi)容。每一個3D場景演示動畫，均有由簡單到復雜的分階段3D場景演示動畫，同時每個3D場景演示動畫可以實時操作，配有講解，支持多種語言。部分3D場景演示動畫還配有一定數(shù)量的測試題，便于檢測學習效果。Mozaik3D功能強大、操作方法簡單，只需使用者根據(jù)提示點擊相應的內(nèi)容即可。同時該軟件每周每個賬號可以免費使用五次，基本能夠滿足師生授課與學習的需要。

二、Mozaik3D應用實踐

Mozaik3D為高中地理教學提供了很大的便利，特別是在“雙減”背景下的翻轉(zhuǎn)課堂和自主課堂，使用空間巨大。學生可以根據(jù)教師布置的學習任務，課前提前觀看學習相應的3D場景演示動畫，課內(nèi)只需解決最核心的內(nèi)容，能夠有效的提升課堂效率。通過Mozaik3D中的3D場景演示動畫等多媒體資源，借助電子終端設備創(chuàng)設情境，以問題為驅(qū)動的教學設計，能夠?qū)①Y源最大化利用，激活課堂。下面介紹幾種該軟件在自然地理教學內(nèi)容中的應用案例。

1.地球運動

“地球運動”對學生的空間想象能力要求極高，學生對于該部分內(nèi)容總是存在疑惑。例如，地球運動中太陽的視運動比較抽象，黑板繪圖與枯燥的講解很難清晰、直觀地呈現(xiàn)這部分內(nèi)容。授課前讓學生在電子終端觀看Mozaik3D提供的3D場景演示動畫“太陽圍繞主要緯度圈的運行軌跡”（見圖1、圖2），通過設置問題，引導學生觀察回歸線、赤道、極圈同一時間太陽周日視運動中日出、正午、日落的方位，分別觀察同一地點不同時間太陽周日視運動中日出、正午、日落的方位，讓學生通過觀察得出結(jié)論。教師在課堂上的重點變?yōu)閺娀瘜W生對太陽視運動的理解，解決教學難點。

圖1 不同時間太陽視運動動畫側(cè)視截圖

圖2 不同時間太陽視運動動畫北極俯視截圖

Mozaik3D提供的3D場景演示動畫基本涵蓋必修《地理一》和《選擇性必修1》的“地球”部分的所有內(nèi)容。教師通過演示地球圈層結(jié)構(gòu)，播放不同地質(zhì)時期場景動畫，多維度演示地球自轉(zhuǎn)、經(jīng)緯網(wǎng)、晨昏線，可以極大的提高學生的空間感知能力和區(qū)域認知能力。

2.大氣運動

“大氣運動”中“氣壓帶與風帶”是高中自然地理部分的重點與難點內(nèi)容。通常教師講解三圈環(huán)流主要是結(jié)合地球儀演示，整個過程略顯枯燥。新課標要求運用示意圖，說明氣壓帶和風帶的分布。教科書給出的示意圖是從二維平面角度出發(fā)，三個環(huán)流圈的模式圖是側(cè)視圖，實際上該側(cè)視圖是投影而來，與三維空間視角下的模式圖存在差異。教師可以通過Mozaik3D提供的3D場景動畫實時演示，向?qū)W生展示三維空間視角下的三圈環(huán)流，例如中緯度環(huán)流圈（見圖3）。除此之外，也可以給學生展示不同空間維度下的風帶，例如風帶的北極俯視圖（見圖4），再結(jié)合典型的練習題予以檢測反饋，激發(fā)學生學習興趣，強化學生空間感知能力，既能強化學生對必備知識的理解，也能提升學生地理學科核心素養(yǎng)。

圖3 三維空間視角下的中緯度環(huán)流圈

圖4 三維空間視角下風帶的北極俯視圖

Mozaik3D提供的3D場景演示動畫還可以用于天氣系統(tǒng)的演示。鋒、氣旋與反氣旋三種常見的天氣系統(tǒng)存在于三維空間，教材中原理圖的展示則基于二維平面，與實際天氣系統(tǒng)存在差異，不利于學生的理解。采用Mozaik3D提供的3D場景演示三維空間下天氣系統(tǒng)，能夠更好的讓學生聯(lián)想實際的天氣系統(tǒng)，有助于學生的理解。

3.陸地水與洋流

地球上的各種水體是相互聯(lián)系的，單純的繪圖講授難以展示其動態(tài)變化和聯(lián)系。通過3D場景演示動畫可以展示水循環(huán)的動態(tài)過程（見圖5），加深學生對水循環(huán)示意圖的認知，強化對水循環(huán)意義的理解。對于洋流部分的內(nèi)容，通過洋流的3D場景演示動畫(見圖6），結(jié)合地圖講解洋流名稱與性質(zhì)，既能提高學生空間定位能力，也能加深關(guān)于洋流對地理環(huán)境影響的理解。

圖5 水循環(huán)的3D場景演示動畫

圖6 洋流的3D場景演示動畫

4.自然環(huán)境的整體性與差異性

自然環(huán)境的組成要素之間相互影響、相互制約，在不同的時間與空間尺度上影響地理環(huán)境的形成與演變。不同空間尺度、不同地方背景下自然環(huán)境要素存在差異。學生要掌握這部分內(nèi)容必須具備一定的空間想象能力。在講授該節(jié)內(nèi)容時，借助Mozaik3D提供的3D場景（見圖7）。通過該場景為學生展示同一景觀在不同緯度分布的差異，或者不同緯度山麓景觀的差異，讓學生對比分析不同緯度之間山地垂直自然帶的差異與成因，直觀感受垂直帶譜的特點是隨著海拔變化、等高線延伸。實際操作過程中，學生對于這種演示感興趣，有助于發(fā)現(xiàn)與總結(jié)規(guī)律，提升解決問題的能力。

圖7 不同溫度帶山地垂直地帶性對比

三、結(jié)束語

Mozaik3D中的3D場景演示動畫有助于高中地理課堂教學，能夠激發(fā)學生學習興趣，增強學生的空間感知能力，提高課堂互動性。使用與Mozaik3D配套的軟件能夠在豐富地理教學資源的同時，一定程度上減輕教師備課的壓力。在實踐過程中，信息技術(shù)融入課堂的目的是輔助教學，是達成教學目標的工具和手段。Mozaik3D軟件設計是基于國外的背景，教師需要辨別哪些場景適用于課堂教學，以免出現(xiàn)教學誤區(qū)。