基于情境类比的遥感技术特征地理教学分析

江苏省南京市宁海中学（210024） 俞飞虹

基于情境类比的遥感技术特征地理教学分析

江苏省南京市宁海中学（210024） 俞飞虹

本文以遥感特征教学为案例进行情境类比地理教学实践。通过视觉形成与遥感技术特征的情境类比，给出了情境类比教学法的流程示范，使学生在对视觉形成这一原有经验进行改造和重组中，逐步完成对遥感概念的理解和发展。最后反思了情境类比教学法在地理教学实践应用中的注意事项，指出在情境类比教学过程中应重视关注学生已有经验，加强合作学习、教学引导以及学科间的交叉。

情境类比；地理教学；视觉形成；遥感特征

一、问题的提出

建构主义学习理论认为，世界是客观存在的，但是对于世界的理解和赋予意义却是以我们自己的经验为基础来建构的。所以，学习不是由教师把知识简单地传递给学生，而是通过交流互动方式，使学生自己建构知识的过程。[1,2]然而，现有中学教学过程中仍注重以教师为中心，学生被动接受知识，这一方面无法让教学内容生动有趣地传达给学生；另一方面，由于单方面的沟通在很大程度上无法调动学生的学习积极性，从而极大降低了教学的效率。情境类比法是学生通过已有的直觉经验，与所要进行传授的知识、原理相结合，以类比的方式接受新知识，在教学中可以比较有效地解决目前课堂中教师单一传授知识的问题。因此本文拟通过情境类比，使学习者通过新旧知识经验间反复的、双向的相互作用过程，达成知识的建构，[3-7]进而有效达到教学的目的。

本文以高中地理人教版必修三第一章第二节——“地理信息技术在区域地理环境研究中的应用”为案例，通过创设教学情景，以学生熟悉的视觉形成为类比对象，设定情境以唤起学生视觉形成的有关知识，通过解析视觉形成与遥感特征之间的相似性，建立视觉形成与遥感特征间的关联。进而构造类比教学情境，引导学生比较人的视觉形成过程与遥感的工作过程，指导学生自主探究和讨论，深刻理解遥感技术的特征。最后给出情境设定和类比教学的大体流程，并对情境类比教学法的地理教学应用进行了反思。

二、情境类比法的教学流程与理论支撑

1. 情境类比教学流程

情景类比法的教学过程主要包括四个部分（图1）。第一部分 “引入新课，提出问题”。主要通过视频与精彩图片展示，在进行新知识学习前，引入课程要点，在实际教学过程中，一般先以具体的案例为引导，给学生以直观的了解，进而通过创设问题情境，引发学生的积极思考。第二部分 “构建情境，建立类比”。学生已在日常生活中积累了大量的直觉经验，通过构建适当的情境可以有效调动学生的先验知识与学习积极性，情境构建必须紧扣教学对象的特点与学生的认知特点，然后从两者的共同点出发，进行知识点关联，并根据相似点建立类比，实现情境的构造。第三部分 “通过类比，分析问题”。在已构建的教学情境中，将待学习知识点与构造情境有效融合，从学生较为熟悉的认知对象入手，通过类比方式循序渐进的引入待讲授知识点，并不断触发学生的主动思考，尝试为学生提供知识构建的平台与环境，进而引导学生分析问题，实现课堂教学互动。其中第二与第三部分具有内在的联系，是本方法实施成效的关键。第四部分“总结内容，提起思考”。这是教学过程后期，应对相关内容进行系统的梳理与总结，强化学生对相关知识的学习与理解。

图1 操作方法流程图

2. 理论基础

（1）基于信息加工理论的建构

学习意义的获得，是每个学生以自己原有的知识经验为基础，对新信息重新认识和编码，建构自己的知识，这是一个对知识加工吸收的过程。在这一过程中，学生原有的知识经验因为新知识经验的进入而发生调整和改变。所以，教师必须关注学生已有的知识和经验。

（2）基于合作学习的建构

建构主义学习理论同时强调学习的主动性、社会性和情境性。教学要增进学生之间的合作，使学生看到那些与他不同的观点。每一位学生以自己的方式建构对于事物的理解，从而不同的人看到的是事物的不同方面，不存在唯一的标准，从而在教学中通过学生的讨论等合作学习可以使理解更加丰富和全面。因此，合作学习应当受到必要的重视。教学应当把学生原有的知识经验作为新知识的生长点，引导学习者从原有的知识经验中生长出新的知识经验。

（3）基于问题解决思维的建构

教师应重视学生对各种现象的理解，以问题为驱动，培养解决问题的逻辑思维，积极调动学生的兴趣与好奇心，倾听并思考他们的看法及缘由，进而引导学生丰富或调整自己的解释。学生是学习信息加工的主体，是意义建构的主动者。教师的作用从传统的知识传递权威转变为学生学习的辅导者和合作者，转变为意义建构的帮助者和促进者。这种关系下，教师不但要关注学生已有的知识和经验，做好教学预案，更需要根据课堂进程和解决问题的逻辑思维方式来调整调控教学过程，做好情境、进程的实时生成工作。在此过程中一定要灵活、机动，以利于学生问题解决思维的建构。

三、情境类比法的实施案例和实效检验

1. 遥感技术的实施案例

【引入新课，提出问题】

教师：缅甸北部的“金三角”地区是世界著名的毒品源地，其主要的毒品源植物是罂粟，中国科学院遥感研究所和公安部缉毒司联合攻关，应用遥感技术有效地对该地进行了罂粟种植情况的调查，从而为缉毒工作提供了有效的支持，请看报导！（播放视频）

学生：真是太神奇了！遥感技术真的能让我们不出门而知天下事！

教师：通过这个报导，请大家相互讨论一下，说一说遥感技术有哪些优势。

学生：探测范围大，获取资料快，受地面限制小，获取信息量大……

【构建情境，建立类比】

教师：遥感技术其实并不神秘，利用人体器官就能进行遥感探测，大家想想，是依靠哪种感官？

学生：视觉、眼睛。

教师：是的，通过人眼观察时，我们与被探测物体并不接触，就能感知其特征，这就是遥感，即遥远的感知。请大家回顾一下视觉是怎样形成的（展示眼睛的结构和视觉形成，图2），它又与遥感原理有何相似之处呢？

图2 眼睛结构及成像原理

学生：视觉形成是通过光的反射，进行事物信息的收集，并将所收集到的信息传回大脑视觉神经然后辨别事物的过程。遥感技术的成像过程应该和此类似，不同在于它所观测到的地物范围更广，收集到的信息更丰富，才有了我们刚才视频所看到的那些。

【通过类比，分析问题】

教师：人的视觉这种“遥感”技能实质上是对物体反射或发射的可见光的成像和判读。请大家读图3遥感的工作过程，说一说遥感技术有哪些部分组成，各组成部分有哪些功能，遥感的工作过程与人视觉的形成过程有什么异同点。（倾听并参与分析讨论）

学生：遥感技术主要包括传感器、遥感平台和地面接收站，它们分别实现信息的获取、传输及接受和处理。传感器相当于人眼，获取地物信息并成像；遥感平台类似于人的头和视神经，主要支撑传感器并传输已经成像的地物信息；而地面接收站的功能就相当于大脑皮层中的视觉中枢了。

教师：分析相当到位，那么请大家想想，为什么遥感的探测范围比人眼大得多？

学生：“欲穷千里目，更上一层楼。”遥感平台一般由卫星、飞机等构成，离地面的距离远远大于人的身高，同时受地面条件的限制也少。

教师：回答得很好！哪位同学知道遥感为什么获取资料速度快？

学生：一是因为获取信息的渠道是通过光速传播；二是因为遥感卫星可与地球自转同步，所以可快速获取相关地表地物的信息。

教师：我们人眼获取信息也是光速，且距离很短，视神经传播信息为光速，距离极短，综合起来看，恐怕这并不比遥感慢多少呀！（展示美国陆地卫星和法国Spot卫星的主要参数表，并展示其运动动画，指出其为极轨卫星。）

学生：哦，原来极轨卫星用不了几天就能巡查全球一遍！

教师：（展示风云二号卫星的主要参数和运行动画，指出其为同步轨道卫星）这是气象卫星，其获取信息有什么不一般之处呢？

学生：这种卫星能长期不间断地对地表某一处地点进行跟踪监测，可以用在气象观测和灾害监测中。

教师：谁能帮老师解答遥感获取信息量大的疑问？（再一次展示美国陆地卫星、法国Spot卫星、我国风云二号卫星的相关参数）

学生：遥感不但能像人眼那样感知可见光信息，还能感受人眼看不到的其他波段信息，还可进行雷达探测，因而其可承载的信息量高于人眼。

【总结内容，提起思考】

教师：的确，遥感的工作过程与人视觉的形成类似，从获取范围、获取方式和信息量等多个方面有效的拓宽了人眼的可视区域，并能有效“看清”地面的事物，所以遥感是人眼的延伸。

图3 遥感工作原理与工作过程

2. 实效检验

（1）重视已有经验，灵活构造情境，实现知识教授

在本案例教学中，通过将遥感技术这一较为抽象的概念与学生熟知的视觉的形成进行有效关联，利用学生对视觉这一简单、具体而又形象的先验经验，实现对抽象地理知识的直观认识。通过在教学过程中灵活的构造情境活动，不仅可以加深学生对相关知识点的理解，更能激发学生的学习兴趣与知识的自我构建能力。情境构造的形象性及其与学生先验经验的贴合程度是提高情境教学法效果的前提。

（2）强调合作学习，加强师生互动，形成知识网络

在本案例中，遥感特征的教学需要教师与学生通过教学问答的形式进行互动学习。通过将抽象的知识要点形象化，实现与学生已有知识点的关联，从而形成学生认知与学习的网络。这不仅有助于学生对相关知识要点的把握，也更容易实现学生从死记硬背向灵活运用的转变。

（3）加强教学引导，增进教学合作，强化构建能力

本案例中，教师通过循序渐进的引导和问答互动的课堂交流，并要求学生帮助自己解答疑问，激发了学生探究的欲望，从而在很大程度上使得整个课堂的气氛更加活跃，也使得师生的“教与学”这个过程成为双方共赢的合作关系，从而极大促进了学生进行知识的吸收与体系的建构，强化了学生知识构建能力。

（4）弱化学科界限，突出学科交叉，丰富情境教学

教学应尽力使学习在与现实情境相类似的情境中发生。教师并不提前将已准备好的内容教给学生，而是在课堂上展示出与现实中专家解决问题相类似的探索过程，提供解决问题的原型，并指导学生探索。如本案例中，将生物学、物理学和地理学相关知识要点进行关联，将视觉的形成过程、特征与遥感特征相结合，不断引导学生依据两者间的关联性进行主动思考和主动学习。在实际教学过程中，一方面要提供建构理解所需的基础，同时又要留给学生广阔的建构空间，让他们针对具体情境采用适当的策略。

四、结论

激发学生的学习欲望，与学生进行有效的交流互动，让学生能够将已有的先验经验迁移到课堂教学中，从而达到教学事半功倍的效果是课堂的最主要目的。针对现有课堂教学存在的教师单一传授知识的效率低问题，本文通过以遥感技术的应用为案例，在课堂中设置情境类比进行互动教学，并通过对应的教学反思，进行了“情境类比法”在教学中较为有效的探索。

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（责任编校：周维国）