Google Earth在中学地理课堂教学中的应用研究——以“长江”为例

张雪松钟小辉李家清郑 昕

1．华中师范大学城市与环境科学学院（430079） 2．深圳市龙岗区福安学校 （518172）

Google Earth在中学地理课堂教学中的应用研究
——以“长江”为例

张雪松1钟小辉2李家清1郑 昕1

1．华中师范大学城市与环境科学学院（430079） 2．深圳市龙岗区福安学校 （518172）

一、Google Earth功能简介

Google Earth是一款虚拟地球的软件，以三维地球的形式把大量的卫星照片、航拍照片和三维图像组织在一起，实现从全新的角度来浏览地球，就象一个立体的地球仪，通过鼠标转动地球缩放视野，大到海陆山川的分布，小到城市街道上的汽车都可以尽收眼底。它具有强大地图搜索功能，可以在地图上搜索任何一块区域，并对该区域范围按需求进行放大和缩小；能够随意调整观看的高度、方向和倾角，从大视野到小范围，获取该地区的地理信息。

随着Google Earth软件版本的不断升级，其功能也日益丰富，与地理教学相关的功能有：①强大的地图浏览与地点搜索功能，能够检索并在视窗中切换到要查询的位置，分层显示地理信息，如国界、河流、道路等与地理教学密切相关的内容，以及宾馆、学校等与日常生活相关的信息；②创建并编辑地标，以便查看或共享已搜索的地点；③ 绘制路径与多边形，从而可以在视窗中定制自己感兴趣的地理线路或区域范围；④显示三维地形，可以浏览许多重要山脉的三维模拟地形，如美国大峡谷、珠穆朗玛峰等；⑤可以显示全球的经纬网，从而使得经纬网的概念变得浅显易懂, 有利于中学生掌握经纬网的本质与规律；⑥可以浏览星空图，观看月相变化以及各个星座；⑦显示阳光功能，可以用它观看昼夜交替、极昼极夜现象以及虚拟的日出日落现象；⑧呈现不同海域的海底地形、海域的温度、风速、压强等信息，显示云层和天气状况；⑨测量两点间直线距离或路径长度，量算某区域面积；⑩定制浏览与模拟飞行，可从一个地点飞往另一个地点、查看地形以及观看期望的内容，并可添加音频。

Google Earth的功能虽然强大，但使用非常简单。Google Earth主要操作均可通过鼠标的拖放与滚动来完成, 不需要用户做太多的设置，同时能保存诸如点、线、图像、多边形、多媒体或三维模型等用KML或者KMZ标记的地理信息[1-2]。其中，KML是 Keyhole 标记语言（Keyhole Markup Language）的缩写，是一种采用XML语法与格式的语言，用于描述和保存地理信息（如点、线、图像、多边形和模型等）。它与HTML一样使用包含名称、属性的标签（tag）来确定显示方式，借助KML可以与其他Google Earth用户共享地标信息；KMZ文件是压缩过的KML文件，不仅能包含KML文本，还能包含其它类型的文件，如地标中链接的本地图片。

二、Google Earth在中学地理课堂教学中的应用方法与过程

地理课堂教学的基础是地理课堂设计。地理课程设计是运用现代教学设计理论和方法，系统规划地理教学活动的过程，教学媒体是其重要的组成那个部分[3]。传统的多媒体教学平台，如PPT、Authorware、Flash等，虽然也可以把多媒体教学素材集成在一起，但它们都没有地理学科自己的特色。与其相比，Google Earth最大的特点是基于位置服务，具有显著的地理特色，有利于学生建立地理空间概念，培养地理思维[4]。

这一特点使它在中学地理教学上具有独特的优势，教师可将Google Earth大量应用于自然地理、人文地理相关的教学内容中。以人教版地理教材为例，在高中地理必修一的行星地球、地表形态的塑造、自然地理环境的整体性与差异性，与必修二的城市与城市化、交通运输布局及其影响，以及必修三的“区域经济发展”等教学内容，都很适合用Google Earth辅助教学，动态展现地理空间现象。对于初中地理中的地球和地图、陆地和海洋、居民与聚落、区域与国家、自然环境与自然资源、中国的地理差异、省级区域与省内区域等教学内容，教师借助Google Earth教学，能够容易地把抽象生硬的地理知识讲得更加生动具体，极大提高初中生的地理学习兴趣，进而提高教学效率。不仅如此，新版本的Google Earth还增加了许多有关环境意识的题材，如在“人类活动层”中，可以展示人类活动对海洋影响的空间分布差异性；对比不同时间卫星地图，发现自然灾害对人类生活的影响，以及人类活动对自然生态环境的影响；根据图片库中地震带分布了解全球板块构造，并了解地震对当地居民生活的影响。

Google Earth辅助课堂教学设计主要包括教案设计、Google Earth辅助教学的课堂设计开发和课堂反馈习题。地理课堂设计应该遵循系统性原则，特别注重教学内容的开放、紧密联系生活。在教学设计的指导下，通过Google Earth多媒体资源集成思路实现Google Earth辅助地理课堂教学。

1. Google Earth在中学地理课堂教学中的应用方法

Google Earth在中学地理课堂教学中的应用，其核心是定制一个关于某个主题的基于Google Earth的地理多媒体教学平台，本质上就是开发一个该主题的大型的KML资源文件，把各种地理多媒体资源合理有序地组织在一起，通过Google Earth基于空间位置的3D显示界面展示出来。在课堂设计时，应先设计和整理大量的地理多媒体资源（文字、图片、表格、视频、音频以及flash动画等），然后通过Google Earth集成在一起，如图1所示。

图1 多媒体资源的组织结构图

图2 “添加”菜单下的选项

Google Earth客户端可以免费在互联网上下载与安装，实现图1中的资源集成，不需要用户了解具体的KML语言标签及KML语法，以及其它的专业软件开发知识。因为，Google Earth本身就是一个很好的撰写KML文件的工具，运行它后用户可按照自己的要求组织需要的数据，并保存成一个独立的文件即可。具体来说，在运行界面中，右击“位置”（Places）窗口，“添加”（Add）菜单下有许多选项，如图2所示。首先，选择“文件夹”（Folder）为课堂内容主题设置一个名称；然后再根据课堂资源内容与结构，分别选用“地标”（Placemark）、“路径”（Path）、“多边形”（Polygon）、“游览”（Tour）、“照片”（Photo）和“图像叠加层”（Image Overlay）等子菜单。全部工作完成后，就可以用KML格式保存整个文件夹以生成一个KML文件，基于Google Earth的中学地理课堂教学设计就基本完成。

2. 基于Google Earth的中学地理课堂教学设计——以“长江”为例

下面以初中地理中“长江”一节为例，描述Google Earth用于辅助地理教学的课堂设计。

（1） 制作目录文件夹

编写本节教学课堂教案时，应对该节内容进行分

类，创建不同等级和类别的文件夹（Folder）。将

同一类别的内容放在同一个文件夹中，根据文件

夹树形结构构建知识结构目录，如图3。

图3 知识结构目录

（2） 加载地标文件

创建文件夹后，对文件夹相关内容制作地标文件。实际教学中，直接在“我的位置”中打开目录文件夹，双击某个地标，虚拟地球就会“飞”到该地的上空，并显示相应的文字描述，如图4。

图4 主要地标

（3）建立点线面文件

在“长江”一节中，有很多线文件需要标记，建立相关点线（路径）文件并保存，通过缩放地球就可浏览长江干流的整体走势和主要支流的具体细节。为能浏览沿江各湖泊的自然特征，还需建立面域（多边形）文件，借此并可通过历史图片可以比较湖泊的演变特征，从而研究相关的环境演变。

（4）载入多媒体资源

本实例中，用添加照片和覆盖图、视频的方法将相关多媒体资源导入Google Earth中，以便在课堂中浏览。如图5为加载的“三峡工程介绍”视频。

（5）创建游览

基于位置的场景浏览是Google Earth辅助地理教学一大特色。在本节中，打开Google Earth，点击长江上游实景游览，从长江的源头出发经过巫山一带的长江河段，见万里长江顺江向东，奔涌而来，切穿巫山。瞿塘峡、巫峡、西陵峡三峡地表地貌清晰可见。顺江滚动鼠标，过巴东、秭归等城市，就可见到横跨大江南北的三峡大坝。游览到下游，河汊纵横交错，湖泊星罗棋布。完整而真实的游览过程能给学生非常强烈的视觉冲击。

（6）设计交互型课堂练习

一个完整的课堂设计，少不了课堂练习。本文按选择题、是非题、讨论题等题型要求，设计了交互型的课堂巩固练习。将设计好的练习题保存在“我的位置”中，打开Google Earth中名为“长江之旅练习题”的文件夹，点击题号，会出现相对应题目。学生根据所学知识，选择正确的答案，则“飞”到该答案指的实地场景，并显示事先定制的内容，包含图片、文字和视频。否则，在界面上出现“不正确，请再试！”字样，提示学生继续尝试答题。该交互型的课堂练习与传统习题相比，更加生动有趣。

图5 加载“三峡工程介绍”视频

三、结语

地理环境作为地理学的研究对象之一，是复杂的巨系统。建立与之相关的课程资源库涉及广阔的地理空间与类型各异的地域，仅教学用图一项就很难满足需求。Google Earth作为免费、操作简单的软件，首先可以提供丰富地理课程资源，为地理教师备课提供了极大的便利。更为重要的是，Google Earth以其交互性的生动的展现方式，能丰富地理学习内容，增强地理学习的乐趣，使学生在充满趣味性的过程中形成良好的地理思维方式和地理学习技能。教师在课堂上适当运用Google Earth并引导学生运用，对提高学生发现地理问题与解决地理问题的能力，以及培养学生的探究式学习方式都有极大的帮助。

[1] Google Earth and X ML: Advanced Visualization and Publishing of Geographic Information[M]. Springer Berlin Heidelberg，2008(2):143-153.

[2] C hia Hung C hen,Jun Sing Jwoand ,C hih Chi Wang. Proposal for KML Designer with Web-Based Environment. Heidelberg：Springer Berlin，2004.

[3] 何克抗等.建构主义的教学模式、教学方法与教学设计[J]. 北京师范大学学报，1997（5）：75-81.

[4] 张雪松，张继峰等.基于Google Earth 的地理多媒体教学平台的设计和实现[J].中国教育信息化，2009(08):79-82

本文系湖北省教育科学“十二五”规划2011年度立项课题“数字地球技术在中学地理教学中的应用研究”（项目编号：2011B604），湖北省教育厅教学研究项目（项目编号：2009076），华中师范大学教师教育理论创新与实践研究重大招标项目“教师教育课程创新与教学改革研究”（项目编号：985ZB0403）阶段性研究成果。