信息技術(shù)下的地理綜合思維素養(yǎng)培養(yǎng)分析

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)科技的飛速發(fā)展，現(xiàn)代的信息技術(shù)能夠最大限度地使學(xué)生體驗(yàn)到不同地域的地理現(xiàn)象，從而提高學(xué)生的整體地理思維能力。文章通過實(shí)例說明了地理教學(xué)媒介在新教材中的運(yùn)用，希望能為教師在運(yùn)用信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，對提高學(xué)生的整體地理思維能力有一定的指導(dǎo)作用。就地理綜合思維能力的表現(xiàn)而言，不同學(xué)科的學(xué)習(xí)側(cè)重點(diǎn)不同，所以，在選擇教學(xué)媒介時(shí)，要著重于教學(xué)內(nèi)容的相應(yīng)表現(xiàn)和相應(yīng)的教學(xué)軟件所具有的突出作用，使學(xué)生能夠更好地運(yùn)用信息技術(shù)來提高學(xué)生的綜合思維能力，使教學(xué)效果達(dá)到最佳。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);地理綜合思維素養(yǎng);要素綜合;時(shí)空綜合;地方綜合

一、引言

隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施以及《教育信息化2.0行動計(jì)劃》的出臺，我國學(xué)者從理論到實(shí)踐，從淺到深的研究，對信息技術(shù)與地理教學(xué)的一體化問題進(jìn)行了一系列的探討。但是兩份文件發(fā)布才三年，且大都是理論上的，很少有實(shí)踐上的研究。所以本文從地理綜合思維能力的培養(yǎng)入手，利用信息技術(shù)進(jìn)行課堂教學(xué)，旨在為今后深入開展地理綜合思維能力的研究工作提供一定的借鑒。

二、信息技術(shù)與地理綜合思維能力的關(guān)系

（一）信息技術(shù)與要素整合的關(guān)系

在地理綜合思維能力的層次上，從單一因素到多因素，再到整體因素的綜合，環(huán)境也會越來越復(fù)雜。信息技術(shù)可以在相同的情境中重疊所需的元素，并模擬元素的增、減對環(huán)境的影響，讓同學(xué)們可以直觀地感覺到這些元素之間的關(guān)系，并體驗(yàn)它們的組合。

（二）信息技術(shù)與時(shí)空整合的關(guān)系

隨著科技的進(jìn)步，科學(xué)家們已經(jīng)把地球的演變過程進(jìn)行了大量的模擬，并將其應(yīng)用到人們的日常生活中，從而有助于人們理解地球的起源和歸宿。把它運(yùn)用于教學(xué)，能使學(xué)生充分體驗(yàn)到我們所不能感覺到的、發(fā)展的歷程，并能使他們對空間和時(shí)間進(jìn)行整合。

（三）信息技術(shù)與地方一體化的關(guān)系

不同規(guī)模的地域都有自己的特色，盡管無法親身體驗(yàn)各個(gè)地域，但是利用現(xiàn)代信息技術(shù)，可以讓我們體會到不同地域的自然與人文地理特性的相似性，進(jìn)而形成地域整合。

三、運(yùn)用信息技術(shù)來提高學(xué)生的綜合思維能力

（一）采用分層疊加的信息技術(shù)促進(jìn)要素的整合

要素合成主要是對地表各要素間的關(guān)系進(jìn)行分析。很多地理教學(xué)軟件都能把不同層次的圖層進(jìn)行重疊，以突出教學(xué)內(nèi)容，并能利用分層或刪除的方式來體現(xiàn)地理環(huán)境的改變。氣象、地圖、海洋教學(xué)媒介的主要特點(diǎn)是層疊。就算是在信息化的教育中，地圖的教學(xué)也是不可或缺的。為此，本文選擇了圖新地球作為一種地圖軟件，探索了利用圖層疊加的方法在要素合成中的優(yōu)勢。

1.圖新地球在新教科書中的運(yùn)用

圖新地球是一款具有便捷的影像、高程、傾斜攝影數(shù)據(jù)的專業(yè)3D數(shù)字地球軟件。本文以人教版第一卷《植被》為實(shí)例，運(yùn)用圖層疊加的方法，將各個(gè)元素進(jìn)行整合，并對其在新教材中的運(yùn)用進(jìn)行了探討。

（1）教材的選擇

教材中有關(guān)這節(jié)課的主要內(nèi)容有三個(gè)方面：植被和環(huán)境、森林、草原和沙漠。實(shí)際情景有利于學(xué)生更好地實(shí)施學(xué)生的綜合地理思維能力，本文選擇了福建省這個(gè)中國最大的地區(qū)作為《植被》的教學(xué)實(shí)例。

（2）圖新地球的應(yīng)用

步驟1：下載、安裝、并打開“圖新地球”軟件。

步驟2：從最上方的菜單欄中選取“在線地圖”，將“福建行政區(qū)劃7-18級”中的“35-福建”作為“分省圖”。其次，在“地物分類”的“專題圖”中增加“森林”圖層。在“分省圖”中加入了福建標(biāo)志7-18個(gè)級別的“35-福建”。通過對福建的“省級行政區(qū)”、“森林分布”的研究，對福建省不同地區(qū)的森林覆蓋率進(jìn)行了深入的研究，并對其成因進(jìn)行了深入的探討。

步驟3：在左邊“場景數(shù)據(jù)”欄目中，按層次序排列，從下往上是“福建標(biāo)志性建筑7-18級. Ire”、“森林. Ire”、福建行政級別7-18級。為減小各個(gè)圖層間的相互影響，調(diào)整“森林”圖層的屬性，單擊該圖層右鍵，進(jìn)入圖層屬性，設(shè)置不透明度70%。

步驟4：刪除“森林”前的圖層，把“森林”圖層關(guān)掉。然后，將菜單“在線地圖”打開，在“專題圖”下面的“全球統(tǒng)計(jì)”中選擇全球地形，將該圖層移動到福建行政7-18 Ire級文件中，并設(shè)置“福建行政7-18級.Ire”圖層的不透明度為30%。

在課堂上，老師可以指導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)的東西結(jié)合起來，進(jìn)行探究。西山地區(qū)坡度大，耕地不方便，是發(fā)展林業(yè)的好地方。東岸平原地勢平坦，土壤肥力強(qiáng)，是發(fā)展農(nóng)業(yè)的理想選擇。城市人口的分布主要集中在沿海、低洼、高城市化、耕地少的區(qū)域。與沿海平原地區(qū)的相比，西部山地的土壤保護(hù)效果好，生態(tài)效益顯著。福建西部有武夷山脈，從東北到西南方向，這些山脈的大部分海拔都在一千五百多米，太平洋上的水汽被高山阻隔，福建西部的年平均雨量比東海岸要多，對森林的生長也有很好的促進(jìn)作用。綜合上述因素，福建西部地區(qū)的森林覆蓋率明顯高于其他地區(qū)。

2.利用圖新地球的圖層疊加功能培養(yǎng)要素綜合的優(yōu)勢

《植被》一節(jié)課充分體現(xiàn)了要素綜合。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，老師呈現(xiàn)多張地圖，學(xué)生不可能把各個(gè)元素聯(lián)系起來，而往往只注意到某一塊。運(yùn)用圖新地球等地圖類軟件的分層疊加功能，對學(xué)生進(jìn)行要素綜合訓(xùn)練，具有以下五個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。（1）采用圖層疊加的方法，通過調(diào)整透明度和色彩等方式，使部分元素的特性得到突出，這是傳統(tǒng)的教學(xué)方法所不能達(dá)到的。（2）利用圖層疊加的作用，可以在任何時(shí)候增加、刪除或改變圖層，使得各元素的合成更加直觀，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的整體地理思維能力。（3）圖新地球所提供的在線地圖能夠最大限度地還原現(xiàn)實(shí)的地理環(huán)境，使學(xué)生能夠從現(xiàn)實(shí)場景中了解到各個(gè)因素之間的互動關(guān)系，從而提高整體的地理綜合能力。（4）具有很強(qiáng)的可操作性。在教學(xué)過程中，老師會示范該系統(tǒng)的運(yùn)行過程，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行操作，這樣既能把所學(xué)知識轉(zhuǎn)移到其它領(lǐng)域，又能將知識與其他知識點(diǎn)相融合。（5）易于掌握、約束少、分析能力強(qiáng)。通過圖新地球軟件的圖層疊加和綜合分析功能，可以對學(xué)生進(jìn)行要素綜合訓(xùn)練，包括自然地理、人文、地區(qū)發(fā)展、資源、環(huán)境、國家安全等方面的知識。因此，充分運(yùn)用圖新地球和其他現(xiàn)代信息技術(shù)所具有的分層疊加作用，可以使學(xué)生在要素的綜合訓(xùn)練上具有較大的優(yōu)越性。

（二）運(yùn)用信息技術(shù)現(xiàn)實(shí)模擬功能，進(jìn)行時(shí)空綜合訓(xùn)練

時(shí)空綜合是指地理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展、演變的過程。實(shí)際上，某些地理現(xiàn)象的發(fā)生發(fā)展是非常緩慢的，我們很難對其進(jìn)行觀測，所以，利用現(xiàn)代信息技術(shù)的現(xiàn)實(shí)模擬功能，可以將其演化過程還原出來。

在高中地理教學(xué)中，有關(guān)天文的知識比較抽象，本文通過星象類軟件 “Celestia”來探索，運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行空間和時(shí)間綜合培養(yǎng)的優(yōu)勢。

1.Celestia在新教科書中的運(yùn)用

Celestia （星空遨游）是一種開放原始代碼的3D天文軟件，可以訪問 NASA圖像數(shù)據(jù)庫中的星球和星系目錄，并可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行三維立體顯示，進(jìn)行空間模擬。

本文以《地球的宇宙環(huán)境》作為案例，結(jié)合實(shí)際模擬的方式，對 Celestia在新教材中的運(yùn)用進(jìn)行了研究。

（1）教材的選題

《地球的宇宙環(huán)境》是人教版高中教材的第一部。課程內(nèi)容包括兩個(gè)方面：一是地球在宇宙中的定位，二是行星地球，并加入天文現(xiàn)象觀測活動網(wǎng)。本文選擇了太陽系中各個(gè)星體的位置和運(yùn)動規(guī)律，對太陽系和地球之間的聯(lián)系進(jìn)行了探討。

（2）Celestia在《地球的宇宙環(huán)境》一節(jié)中的應(yīng)用

步驟1：下載，安裝，并將 Celestia軟件打開。

步驟2：了解太陽系。在我們研究八大行星的方位和運(yùn)行規(guī)律之前，我們可以先了解一下八大行星的狀況。鍵盤上有“0”～“8”，0代表太陽，1～8代表八大行星，順序即為八大行星距太陽的遠(yuǎn)近，選定一個(gè)數(shù)字后，在鍵盤上輸入“G”，即可迅速抵達(dá)目標(biāo)。比如，要在木星上轉(zhuǎn)一圈，按“5”和“G”鍵，你就能直接飛向木星。

步驟3：觀測八大行星的方位和運(yùn)行規(guī)律。首先，在鍵盤上按“0”，然后按“G”，朝太陽方向移動，把它放在中間。其次，在“渲染”菜單欄中單擊“顯示選項(xiàng)”，在“軌跡/標(biāo)簽”中單擊“恒星”、“行星”，在窗口的右上方打上“標(biāo)記”、“軌道”，即可獲得一個(gè)側(cè)面的太陽系圖像。這時(shí)，用鼠標(biāo)在屏幕上點(diǎn)擊右鍵，就可以看到太陽系的八顆行星。

步驟4：在“時(shí)間”菜單中單擊“加快10倍”（現(xiàn)在的速度的基礎(chǔ)上加快10倍，也就是之前100倍的速度），通過快速的時(shí)間和鼠標(biāo)的轉(zhuǎn)動，可以實(shí)時(shí)地觀察到太陽系中的物體的移動情況，從而模擬出一些我們無法看到的現(xiàn)象。

2.運(yùn)用 Celestia的現(xiàn)實(shí)模擬功能，進(jìn)行空間和時(shí)間綜合的發(fā)展

這堂課反映了動態(tài)的特征，它的時(shí)空位置和它的時(shí)間變動，都是我們很難直接觀察到的。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，單純依賴課本上的圖片、文字和教師的解釋，很難讓學(xué)生了解到宇宙的變化，也很難了解這種現(xiàn)象為何會出現(xiàn)在這里，又是如何發(fā)展的。相對于傳統(tǒng)的教學(xué)，運(yùn)用 Celestia等星象類軟件進(jìn)行實(shí)際模擬訓(xùn)練，具有以下四個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。（1）Celestia形象直觀，具有較強(qiáng)的交互性，能很好地表現(xiàn)時(shí)空的變化特征。舉例來說，2020年6月21日，舉國關(guān)注的金環(huán)日食，并非每個(gè)地方都能看到日環(huán)食的全貌。我們則可以通過 Celestia來模擬整個(gè)日食，從而觀察到各個(gè)區(qū)域的日食。（2）易于操作，方便老師講解，學(xué)生容易操作，將抽象的知識具體化。比如，老師和學(xué)生可以在任何時(shí)候觀察到星月食發(fā)生的全過程。（3）具有很強(qiáng)的功能，可以涵蓋幾乎所有的高中地理中的天文知識。Celestia是一種即時(shí)更新的電子星圖，通過 Celestia的可觀測星象來幫助你選擇一門“天文入門”。另外， Celestia還提供了“視窗分割”的能力，用于學(xué)習(xí)諸如晨昏線之類的抽象知識。（4）Celestia還是天然的教學(xué)素材。一些材料，包括大范圍的時(shí)間和空間演化，我們很難獲得，但 Celestia的“捕捉圖像”和“捕捉影像”可以為我們提供良好的教學(xué)素材。因此，充分運(yùn)用 Celestia等現(xiàn)代信息技術(shù)的實(shí)際模擬功能，使其在空間和時(shí)間上的綜合訓(xùn)練具有明顯的優(yōu)越性，具有許多傳統(tǒng)教學(xué)所不能取代的特點(diǎn)。

（三）運(yùn)用信息技術(shù)的地域反差作用促進(jìn)地方一體化

地方整合是對各地區(qū)的地理、環(huán)境因素和時(shí)間的變遷進(jìn)行研究，以求對人地關(guān)系的地域性解釋。每一個(gè)地區(qū)都有自己的特點(diǎn)，盡管我們不能走遍全球，但通過地理位置的對比，可以分析出不同地區(qū)之間的差別和聯(lián)系。本文在氣象應(yīng)用軟件MeteoEarth的幫助下，探索了運(yùn)用信息技術(shù)的區(qū)域?qū)Ρ裙δ茉诘胤骄C合能力中的優(yōu)勢。

1.Meteo在人教版新教材中的運(yùn)用

Meteo Earth（全球天氣）是美國研發(fā)的一款專門的氣象服務(wù)軟件，該軟件可以為世界上大部分國家和地區(qū)提供實(shí)時(shí)的氣象數(shù)據(jù)，其中Meteo Earth的一些功能，比如3D地球、夜間燈光模式、氣候模式等，我們通過動態(tài)、立體等可視化角度，可以觀察到全球或某一地方的氣象變化過程，還可以通過要素疊加和時(shí)空變化的角度反映區(qū)域的差異與聯(lián)系，契合地方綜合的內(nèi)涵。

本文以《常見天氣系統(tǒng)》選修課一的個(gè)案“臺風(fēng)的形成與消亡”為例，以地區(qū)比較的方法來探討臺風(fēng)的產(chǎn)生和消解及其對氣候的影響，并將 Meteo Earth運(yùn)用于新教材中，以培養(yǎng)學(xué)生的地理學(xué)綜合能力。

（1）教材的選題

選擇性必修課1需要學(xué)生的地理基礎(chǔ)知識達(dá)到3-4的程度，而且需要更加了解真實(shí)和復(fù)雜的環(huán)境。為此，文章選取廈門市作為一個(gè)典型的例子，對2020年6號臺風(fēng)“米克拉”的產(chǎn)生和產(chǎn)生的影響進(jìn)行了研究。

（2）Meteo Earth在《常見天氣系統(tǒng)》一節(jié)中的運(yùn)用

步驟1：下載、安裝和打開Meteo Earth軟件。

步驟2：在左上方單擊“城市”，選擇“Favourites”，在“+”按鈕上輸入“廈門市”，在常用城市中增加廈門。

步驟：3：關(guān)掉“橫屏鎖定”功能，改成橫屏。點(diǎn)擊右邊的“熱帶氣旋”，在右邊的第五個(gè)按鈕，在右下方的屏幕上按一下。在這個(gè)時(shí)候，我們可以看到目前的熱帶氣旋和它的運(yùn)動軌跡。

對于北半球來說，2020年8月10日是夏秋季節(jié)，這是一個(gè)多有熱帶氣旋的季節(jié)。在這一天，全球一共產(chǎn)生了4個(gè)熱帶氣旋，西北太平洋3個(gè)。在必修課中，沒有說明為什么“西北太平洋是全球最頻繁的臺風(fēng)區(qū)域”?！哆x擇性必修課》一書中寫道：西北太平洋地區(qū)的海水溫度偏高，對我國的臺風(fēng)有很大的影響。實(shí)踐證明了這一點(diǎn)，通過MeteoEarth，我們可以從MeteoEarth中找出，為何太平洋是全球最頻繁的臺風(fēng)區(qū)域。

步驟4：退出全屏幕，在左邊的工具欄中，單擊左邊的“氣候視圖”，開啟天氣模式。下面的時(shí)間線也改為“年”，而刻度則是代表月份。

步驟5：打開“海水溫度”，在左邊的“測量標(biāo)記”鍵上選擇第六個(gè)，然后在地圖上顯示出一個(gè)具體的溫度，然后將其拉到指定的位置，然后播放下面的時(shí)間線，就能看到某個(gè)地方的水溫。

通常情況下，1-2月份是北半球的最低溫度，在一月份，太平洋地區(qū)的平均水溫為26.9℃，夏季和秋季的水溫都超過了28℃，可以用相同的方式來比較全球其他地區(qū)的水溫。由于海水溫度升高，導(dǎo)致大氣升溫，氣流膨脹，再加上太平洋遼闊的海洋，以及持續(xù)的水汽，這些都是熱帶氣旋發(fā)展的溫床，所以，太平洋是最容易出現(xiàn)臺風(fēng)的區(qū)域。以上個(gè)案運(yùn)用因素綜合及時(shí)間演化等方法，對臺風(fēng)的發(fā)生狀況進(jìn)行了討論，反映了地區(qū)特征，并對其進(jìn)行了地域整合。

2.運(yùn)用Meteo Earth的地域反差能力，培養(yǎng)時(shí)間和空間上的綜合優(yōu)勢

“臺風(fēng)”是一種十分罕見的現(xiàn)象，它在我國有許多學(xué)生并沒有見過。通過MeteoEarth等氣象軟件的地域?qū)Ρ裙δ?，較傳統(tǒng)的地理綜合訓(xùn)練，具有四個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。（1）實(shí)時(shí)更新資料，以實(shí)際情況為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的地理基礎(chǔ)能力，方便我們觀察各國、區(qū)域的實(shí)時(shí)天氣資料，為“大氣”、“海洋”等抽象知識提供了便利。（2）從地域地理因素的視角來分析各地區(qū)之間的差別和關(guān)系，這是地域綜合能力的具體體現(xiàn)。例如， MeteoEarth的氣壓圖能夠幫助我們觀測到地球大氣在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的分布情況，從而預(yù)測它對氣候的作用。傳統(tǒng)的地圖圖片不能得到各時(shí)段的大氣壓力分布，所提供的環(huán)境是靜止的，很難進(jìn)行區(qū)域?qū)Ρ取＃?）從時(shí)間和空間上的變動角度，對一個(gè)地區(qū)或地區(qū)的地理因素進(jìn)行分析，是地域一體化的另一種具體體現(xiàn)。如以“米克拉”為例，對廈門市、龍巖市的氣候變化進(jìn)行了分析。（4）區(qū)域?qū)Ρ裙δ芸梢詮钠矫鎴D、3D地球模式、夜間燈光圖等不同視角進(jìn)行分析，可以更全面地觀察、分析和認(rèn)識各個(gè)地區(qū)的地理環(huán)境特點(diǎn)。因此，充分發(fā)揮 MeteoEarth等現(xiàn)代信息技術(shù)的地域差異性，具有較傳統(tǒng)教學(xué)更顯著的優(yōu)勢。

四、結(jié)束語

基于對地理綜合思維能力的研究，本研究采用了人教版的選擇性必修課程《區(qū)域整體性和關(guān)聯(lián)性》，并利用圖新地球、多媒體課件等對案例進(jìn)行了設(shè)計(jì)和思考。本文結(jié)合地理綜合思維能力和信息技術(shù)，結(jié)合具體實(shí)例，說明了應(yīng)用信息技術(shù)對學(xué)生進(jìn)行綜合地理綜合思維能力的培養(yǎng)是切實(shí)可行和有效的，從某種意義上解決了教師在課程內(nèi)容、教學(xué)媒介等方面存在的困難，填補(bǔ)了新教材教學(xué)案例的空缺。

作者單位：楊宗斌" " 山東省棗莊市第八中學(xué)

參" 考" 文" 獻(xiàn)

[1]劉征，宋保平，張慧玲，等.高中地理綜合思維培養(yǎng)中的問題與對策[J].教書育人，2022（01）：44-45.

[2]林天壽. 基于信息技術(shù)的地理綜合思維素養(yǎng)培養(yǎng)研究[D].佳木斯大學(xué)，2021.

[3]景曉菲，李小妹.高中地理綜合思維素養(yǎng)模型構(gòu)建及實(shí)施途徑[J].現(xiàn)代中小學(xué)教育，2020，36（09）：59-63.