汪紅艷

（常州市第二中學(xué), 江蘇 常州 213003）

論信息技術(shù)與地理學(xué)科教學(xué)的整合

汪紅艷

（常州市第二中學(xué), 江蘇 常州 213003）

從電子白板、三維GIS地理案例、數(shù)字星球系統(tǒng)與中學(xué)地理教學(xué)整合三個(gè)方面闡述信息技術(shù)與地理學(xué)科教學(xué)整合的實(shí)踐研究，歸納得出結(jié)論：現(xiàn)代信息技術(shù)與中學(xué)地理課堂教學(xué)恰當(dāng)?shù)卣希芗皶r(shí)反饋信息，有利于師生互動(dòng)、生生互動(dòng)；能創(chuàng)設(shè)高仿真的地理學(xué)習(xí)背景，有利于學(xué)生探究學(xué)習(xí)；能幫助學(xué)生構(gòu)建地理空間概念，有利于突破重點(diǎn)、難點(diǎn)；能增加課堂教學(xué)容量，有利于提高課堂教學(xué)的有效性。

信息技術(shù)；電子白板；三維GIS地理案例；數(shù)字星球系統(tǒng)

現(xiàn)代信息技術(shù)能為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的學(xué)習(xí)環(huán)境和強(qiáng)有力的學(xué)習(xí)工具，它與地理課堂教學(xué)恰當(dāng)?shù)卣希苡行У貛椭鉀Q教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，降低教學(xué)難度，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力，提高教學(xué)質(zhì)量；能極大地優(yōu)化教學(xué)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)；能極大地增加課堂容量，增大信息密度，提高課堂教學(xué)的效率。除了常見(jiàn)的PPT課件外，在日常教學(xué)中運(yùn)用有關(guān)信息技術(shù)與地理學(xué)科教學(xué)的整合方式主要有以下三種：

一、電子白板與中學(xué)地理教學(xué)的整合

電子白板是一個(gè)具有正常黑板尺寸、在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下工作的，既具有普通白板和聯(lián)網(wǎng)多媒體計(jì)算機(jī)功能，又可以實(shí)現(xiàn)普通白板功能與計(jì)算機(jī)功能、軟硬件功能與教育資源、人機(jī)與人際多重交互的電子感應(yīng)屏板。傳統(tǒng)信息技術(shù)下，教師忙于專(zhuān)注于桌面點(diǎn)擊鼠標(biāo)表演課件，導(dǎo)致過(guò)度使用技術(shù)而干擾教學(xué)。課件一放，教師難以像傳統(tǒng)教法一樣言傳身教，使教學(xué)效果打了折扣。而運(yùn)用交互電子白板能從工具性的人機(jī)交互走向生成性的人機(jī)交互。電子白板給人最突出的印象是它的交互功能，運(yùn)用它實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)的變革。電子白板主要具備以下兩類(lèi)突出功能：

1.擴(kuò)展多媒體教室原有功能

⑴在全班教學(xué)中展示基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)資源；

⑵為了解釋概念而展示視頻資源片段；

⑶控制文本和圖像的呈現(xiàn)；

⑷在交互白板上演示或操作課件；

⑸在全班場(chǎng)合展示學(xué)生的陳述或作品。

2.白板特有的交互功能

⑴用電子筆進(jìn)行講解和練習(xí)；

講解西氣東輸對(duì)中西部和東部地區(qū)影響時(shí)，先根據(jù)下列表格即講即寫(xiě)，然后出示正確答案。如表1、表2所示：

表1 從具體層面分析

表2 從具體層面分析

⑵用電子筆在文本、圖像和視頻資源上進(jìn)行批注；

⑶保存屏幕上進(jìn)行的批注、書(shū)寫(xiě)和繪圖；

⑷應(yīng)用電子筆操作圖片、文字的移動(dòng)、翻轉(zhuǎn)和聚焦；

在《資源跨區(qū)域調(diào)配》一課中比較煤炭和天然氣的優(yōu)缺點(diǎn)，可以在白板界面加入輸入文體，利用白板的浮層功能，可以實(shí)現(xiàn)拖拽功能。這是普通的PPT課件所不具備的。

⑸應(yīng)用交互白板課件制作系統(tǒng)方便地創(chuàng)建、修改和完善電子課件，并回放課件和批注。

新課程理念下的課堂是一個(gè)由教師、學(xué)生、教材、環(huán)境組成的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。它既要重視課堂的預(yù)設(shè)，更要重視課堂的動(dòng)態(tài)生成。一堂課不可能完全是預(yù)設(shè)，也不可能完全靠生成。不管是課前預(yù)設(shè)，還是課堂生成，兩者都要統(tǒng)一到“為了學(xué)生的發(fā)展”這個(gè)基點(diǎn)和價(jià)值觀上，有了這個(gè)基點(diǎn)和價(jià)值觀，我們的課堂教學(xué)才能充滿(mǎn)激情與智慧，充滿(mǎn)生命的氣息與情趣，充滿(mǎn)挑戰(zhàn)與創(chuàng)新，我們的課堂也才能成為師生、生生互動(dòng)交流，共享智慧知識(shí)，煥發(fā)生命激情的富有個(gè)性的情景化場(chǎng)所。而利用電子白板輔助教學(xué)就可以很好地體現(xiàn)由預(yù)設(shè)到生成。

二、三維GIS地理案例與中學(xué)地理教學(xué)的整合

三維GIS地理案例是在大量衛(wèi)星遙感影像的基礎(chǔ)上運(yùn)用一定的技術(shù)制作出來(lái)的。三維場(chǎng)景真實(shí)感強(qiáng)，直觀明了。我們先以《流域的綜合開(kāi)發(fā)——以黃河流域?yàn)槔芬徽n為例對(duì)比分析一下，這節(jié)課采用三維GIS地理課例上課與采用PPT課件上課相比，有什么不同？

該節(jié)課前半部分采用PPT課件交待黃河流域背景知識(shí)，后半部分利用三維GIS地理案例，結(jié)合五個(gè)探究問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生探究學(xué)習(xí)，合作學(xué)習(xí)，自己總結(jié)歸納有關(guān)流域開(kāi)發(fā)的一般規(guī)律性知識(shí)。

三維GIS課件展示：黃河流域上游地區(qū)土地資源的利用種類(lèi)有耕地、林地、草地等等。西北三大灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)有河套平原、寧夏平原、河西走廊，河套平原白花花的鹽堿化遙感景象給人以很強(qiáng)的視覺(jué)沖擊。在此基礎(chǔ)上巧妙導(dǎo)入“探究1”。

探究1：從遙感圖像中你發(fā)現(xiàn)了什么信息？人們針對(duì)上游地區(qū)的土地資源是如何開(kāi)發(fā)利用的？在利用中出現(xiàn)了什么問(wèn)題？應(yīng)該怎樣合理開(kāi)發(fā)利用？

圖1 黃河流域圖

圖2 劉家峽

圖3 劉家峽旋轉(zhuǎn)放大圖

探究2：黃河上游開(kāi)發(fā)水能資源的條件如何？開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)是什么？ 在開(kāi)發(fā)過(guò)程中易出現(xiàn)什么問(wèn)題？解決的措施是什么？

運(yùn)用已有資料和劉家峽和青銅峽等梯級(jí)電站遙感圖像，分析黃河流域水能資源的條件：

圖4 黃河峽谷

峽谷地形；湍急的水流；地勢(shì)上大的落差。

教師強(qiáng)調(diào)梯級(jí)電站可以充分利用水能資源，多次發(fā)電，這里也因此成為一個(gè)能源輸出地區(qū)。而且梯級(jí)開(kāi)發(fā)建壩，淹沒(méi)面積小，損失少，易于建設(shè)。

在此基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)探究情境：我們蘇南水資源豐富嗎？水能資源豐富嗎？引導(dǎo)學(xué)生學(xué)用結(jié)合，達(dá)到地理課程標(biāo)準(zhǔn)中提到的要“學(xué)習(xí)生活中的地理”的要求。本探究通過(guò)層層設(shè)問(wèn)，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究、驗(yàn)證的欲望，引導(dǎo)學(xué)生將視角擴(kuò)展到水能資源開(kāi)發(fā)條件的規(guī)律上來(lái)，從而形成對(duì)該規(guī)律全面的認(rèn)識(shí)和提升，充分感受到黃河流域梯級(jí)開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)。

探究3：人們?cè)瓉?lái)怎樣開(kāi)發(fā)利用上游地區(qū)的生物資源？會(huì)帶來(lái)什么結(jié)果？為什么后來(lái)同樣的地方設(shè)置國(guó)家森林公園？想一想針對(duì)流域的草場(chǎng)資源應(yīng)該如何保護(hù)？

引導(dǎo)學(xué)生比較、探究、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。河流的上游地區(qū)如果做林場(chǎng)，雖說(shuō)有短期經(jīng)濟(jì)效益，但破壞了植被，容易導(dǎo)致水土流失。后來(lái)改做國(guó)家森林公園，一方面可涵養(yǎng)水源、保持水土，另一方面也可以發(fā)展旅游業(yè)等，取得經(jīng)濟(jì)效益。同樣流域的草場(chǎng)資源在利用過(guò)程中要注意合理放牧，劃區(qū)輪牧等等，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中注意保護(hù)草場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境。

探究4：黃河中游地區(qū)主要有哪些礦產(chǎn)資源？如何開(kāi)發(fā)利用？在開(kāi)發(fā)過(guò)程中易出現(xiàn)什么問(wèn)題？解決措施是什么？

教師展示內(nèi)蒙古的石嘴山和陜西的東勝、神府露天煤礦，引導(dǎo)學(xué)生明確黃河中游地區(qū)有豐富的煤炭資源，思考在開(kāi)發(fā)煤炭資源過(guò)程中出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題及解決措施。要本著邊開(kāi)發(fā)邊治理的原則，在開(kāi)發(fā)的同時(shí)要注意環(huán)境保護(hù)。下游主要是石油資源。

課件展示：黃河上、中、下游旅游景點(diǎn)的分布情況。特別是上游地區(qū)的沙坡頭草方格沙障的外形（放大后草方格形狀非常明顯）、所處的位置（北面是騰格里沙漠，南邊是包蘭鐵路）。在此基礎(chǔ)上巧妙構(gòu)思“探究5”。

1.2 形成評(píng)價(jià)指標(biāo)草案 在回顧文獻(xiàn)和理論分析的基礎(chǔ)上，查閱專(zhuān)科護(hù)士培訓(xùn)用書(shū)《康復(fù)專(zhuān)科護(hù)士實(shí)踐手冊(cè)》《實(shí)用專(zhuān)科護(hù)士叢書(shū)-康復(fù)科分冊(cè)》及美國(guó)康復(fù)護(hù)理協(xié)會(huì)官網(wǎng)上的相關(guān)文件，形成康復(fù)專(zhuān)科護(hù)士核心能力評(píng)價(jià)指標(biāo)雛形，通過(guò)專(zhuān)家會(huì)議法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行修改，并結(jié)合康復(fù)護(hù)理發(fā)展現(xiàn)狀及患者需求，最終形成康復(fù)專(zhuān)科護(hù)士核心能力評(píng)價(jià)指標(biāo)初稿，包括8個(gè)一級(jí)指標(biāo)、21個(gè)二級(jí)指標(biāo)和71個(gè)三級(jí)指標(biāo)[7-8]。

探究5：該流域有哪些旅游資源？開(kāi)發(fā)旅游資源的優(yōu)點(diǎn)有哪些？在開(kāi)發(fā)旅游資源的過(guò)程中會(huì)帶來(lái)哪些環(huán)境問(wèn)題？如何解決這些問(wèn)題？

引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀看沙坡頭草方格沙障，重新回想該項(xiàng)工程措施的作用（一是削減風(fēng)力，二是截留水分，提高沙層的含水量，有利于固沙植物存活。非常生動(dòng)形象地引導(dǎo)學(xué)生得出它的最終目的是保護(hù)包蘭鐵路免受騰格里沙漠的侵襲），并因此成為一項(xiàng)旅游景觀。明確發(fā)展旅游業(yè)的利弊及針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)采取的措施后，可進(jìn)一步理解黃河流域的發(fā)展方向是開(kāi)發(fā)一些對(duì)當(dāng)?shù)卮嗳醯纳鷳B(tài)環(huán)境影響小的產(chǎn)業(yè)等。

圖5 沙波頭遠(yuǎn)景

圖6 沙坡頭近景

本課例運(yùn)用黃河流域三維GIS衛(wèi)星遙感影像課件，利用遙感影像圖形象、直觀、真實(shí)的特點(diǎn)，設(shè)置探究的情境，提出逐層深入的問(wèn)題達(dá)到引導(dǎo)學(xué)生探究、解決問(wèn)題，從而獲取新知的目的。無(wú)論是在教學(xué)內(nèi)容，還是教學(xué)形式上均是一次新的嘗試。

與傳統(tǒng)的PPT課件作為教輔手段相比，基于三維GIS地理案例的課件，主要體現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)：

1.該課件與一般課件不同，是按照教學(xué)過(guò)程與探究學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新課件。教師只需要依據(jù)學(xué)生情況補(bǔ)充一些輔助學(xué)習(xí)材料就可以。

2.通過(guò)三維地理案例可以進(jìn)行虛擬仿真教學(xué)，還原了真實(shí)的地理環(huán)境?？梢詷O大地增強(qiáng)教學(xué)信息的表現(xiàn)力，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生探究的興趣，提高教學(xué)效果。在此基礎(chǔ)上講解的知識(shí)內(nèi)容不再抽象，和實(shí)際緊密地聯(lián)系在一起，從而得出正確的結(jié)論。

總之，基于遙感影像的三維場(chǎng)景真實(shí)感強(qiáng)，能讓學(xué)生全方位了解黃河流域的自然背景、自然資源的開(kāi)發(fā)條件、出現(xiàn)的問(wèn)題及解決措施。課件畫(huà)面清晰、精美、立體感強(qiáng)，視覺(jué)沖擊力強(qiáng)，畫(huà)面大可至全球，小可至一片耕地、一條大壩，并且可以旋轉(zhuǎn)角度觀察畫(huà)面。在此場(chǎng)景氛圍中知識(shí)的學(xué)習(xí)不再抽象枯燥，非常有利于重點(diǎn)、難點(diǎn)的突破，非常有利于書(shū)本知識(shí)和地理實(shí)際的融合。

更重要的是采用三維地理案例創(chuàng)設(shè)背景，設(shè)計(jì)探究問(wèn)題，使學(xué)生的探索欲望大大增加，改善了課堂學(xué)習(xí)模式，讓探究式學(xué)習(xí)貫穿整堂課始終。例如，動(dòng)感的峽谷飛行足以讓學(xué)生以全新的角度體驗(yàn)著地形和河流的關(guān)系。整堂課學(xué)生始終處于興奮的積極主動(dòng)探索之中，想學(xué)會(huì)學(xué)，三維GIS地理案例的巧用讓學(xué)生的主體性有了翱翔發(fā)揮的廣闊天地，調(diào)動(dòng)學(xué)生多種感官最大限度地參與到課堂中，使學(xué)生在有限的時(shí)間里高質(zhì)量的達(dá)到學(xué)習(xí)期望，從而切實(shí)提高課堂教學(xué)的有效性。

而三維課件在《等高線地形圖的判讀及應(yīng)用》中，演示等高線地形圖上山谷、山頂、陡崖、鞍部、緩坡、陡坡，尤其是可隨意旋轉(zhuǎn)角度，從空中俯視陡崖，學(xué)生能夠通過(guò)觀察自己得出結(jié)論：陡崖處的等高線是交織在一起的；陡坡處等高線密集，緩坡處等高線稀疏，比老師直接給出答案效果要好得多。

三、數(shù)字星球系統(tǒng)與地理課堂教學(xué)的整合

數(shù)字星球系統(tǒng)（多媒體球幕投影演示儀）是信息時(shí)代最先進(jìn)的教學(xué)儀器之一，也是目前國(guó)內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)三維立體動(dòng)態(tài)展示的單體數(shù)字化教學(xué)儀器。利用數(shù)字星球系統(tǒng)上課可以有助于學(xué)生建構(gòu)空間概念，易于突破重點(diǎn)和難點(diǎn)，效果明顯，它的特點(diǎn)在案例中體現(xiàn)為：

《氣壓帶和風(fēng)帶的形成》是自然地理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對(duì)于大部分高一學(xué)生來(lái)說(shuō)，空間想象和理解力尚達(dá)不到所需高度，學(xué)習(xí)這節(jié)課很吃力。我嘗試?yán)脭?shù)字星球系統(tǒng)處理該節(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，來(lái)彌補(bǔ)PPT課件中的不足。本堂課中我使用的數(shù)字星球環(huán)節(jié)主要有三圈環(huán)流的形成過(guò)程 、氣壓帶和風(fēng)帶隨太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)而移動(dòng)兩處。請(qǐng)同學(xué)觀察數(shù)字星球三圈環(huán)流的動(dòng)態(tài)展示，思考：從北緯30°南下的氣流怎樣運(yùn)動(dòng)？北上的氣流又怎樣運(yùn)動(dòng)？同學(xué)們很容易得出氣流偏轉(zhuǎn)的結(jié)論，進(jìn)而再講偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。學(xué)生印象很深。

通過(guò)遙控器控制，使數(shù)字星球發(fā)生旋轉(zhuǎn)，分別從北極上空和南極上空展示七個(gè)氣壓帶和六個(gè)風(fēng)帶。這樣操作幫助學(xué)生構(gòu)建空間概念，發(fā)展學(xué)生的空間思維能力和邏輯推理能力，化難為易，化抽象為具體，學(xué)生一目了然，擴(kuò)大了課堂容量，有效的突破了教學(xué)難點(diǎn)，提高了教與學(xué)的效果與效率。

而關(guān)于氣壓帶和風(fēng)帶隨太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)而移動(dòng)，書(shū)本上的圖片是靜態(tài)的；PPT可以制作成動(dòng)態(tài)的，卻是平面的；使用數(shù)字星球，運(yùn)動(dòng)著的藍(lán)色星球上，既有氣壓帶和風(fēng)帶的移動(dòng)，也有太陽(yáng)直射點(diǎn)在南北回歸線之間的往返運(yùn)動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，請(qǐng)同學(xué)觀察數(shù)字星球呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的立體的圖像，思考：氣壓帶和風(fēng)帶的移動(dòng)規(guī)律是什么？經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，同學(xué)們能夠表述出太陽(yáng)直射點(diǎn)往北移動(dòng)，氣壓帶和風(fēng)帶也隨著往北移動(dòng)，再進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生得出應(yīng)有的結(jié)論：就北半球來(lái)說(shuō)，氣壓帶和風(fēng)帶位置夏季偏北，冬季偏南；就全球來(lái)說(shuō)，七月偏北，一月偏南。

運(yùn)用數(shù)字星球系統(tǒng)展示，設(shè)計(jì)探究問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生積極地思考和探究，掃清學(xué)生學(xué)習(xí)上的障礙，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。同學(xué)們課后紛紛表示喜歡這種上課方式，因?yàn)檫@種方式可以幫助學(xué)生建構(gòu)地理空間概念，在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)自然地理感覺(jué)不是很難，而且學(xué)生對(duì)于自己通過(guò)觀察得出結(jié)論的知識(shí)印象深刻，希望以后能多上一些這類(lèi)課。

四、結(jié)論與探討

1.結(jié)論

信息技術(shù)與地理課堂教學(xué)整合能引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，做到探究學(xué)習(xí)與接受學(xué)習(xí)相結(jié)合、自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)結(jié)合；能引導(dǎo)師生運(yùn)用新的交互方式，做到面對(duì)面語(yǔ)言交流與應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)交流相結(jié)合；能引導(dǎo)師生創(chuàng)建一種新型的師生關(guān)系，做到教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用相結(jié)合。

此外，能有效地緩解教師資源與學(xué)生時(shí)間資源緊張的矛盾，有利于提高課堂教學(xué)效率，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)中學(xué)地理課堂教學(xué)的有效性，從而推動(dòng)中學(xué)教育教學(xué)理念、教學(xué)方法、教學(xué)模式的深層次變革。

2.探討

希望后期三維GIS課件與數(shù)字星球課件的制作過(guò)程適當(dāng)壓縮，在設(shè)計(jì)上再靈活一些，使用形式上再多樣一些，能夠和高中地理教學(xué)活動(dòng)更好的銜接，并多為教師提供交流與培訓(xùn)的機(jī)會(huì)，更全面深入地支持中學(xué)地理教學(xué)活動(dòng)。

（責(zé)任編校：仵芳）