基于Google Earth理念下的高中地理可视化教学实践——以人教版高中地理必修一“山地的形成”为例

沈新荣

（江苏省天一中学, 江苏 无锡 214101）

基于Google Earth理念下的高中地理可视化教学实践
——以人教版高中地理必修一“山地的形成”为例

沈新荣

（江苏省天一中学, 江苏 无锡 214101）

一、相关概念介绍

“可视化教学”是指借助于图形化手段来表达和传递信息的过程。利用“可视化教学资源”，如实物、模型、图像、视频、软件等资源开展教学活动，可以化抽象为具体、化静态为动态，有利于增强地理事物的直观效果，调动学生的形象思维能力，加深其对抽象知识的理解和记忆；有利于提升学生的图文转换能力，引导学生自主归纳地理事物的特征、差异及成因，实现感性认识向理性知识的转变。

地理作为一门研究地球表面自然和人文环境及其相互关系的学科，有大量直观的图形、实物可以运用。受限于课堂教学的时空环境，教师在组织教学时很少会将学生带至户外，实地考察、研究地理现象、归纳总结地理规律，这既加大了对抽象事物理解的难度，也削弱了学生实践探索的能力。此外，对于山地、河流等大尺度的地理事物，即便你身处野外，也会陷入“不知庐山真面目，只缘身在此山中”的困境。

Google Earth作为一款数字地球软件，以三维地球的形式整合了卫星照片、航空照相等多种资料，可以便捷地实现卫星图像、地形、3D建筑、街景视图、城市夜景、地外天体等丰富内容的查看与探索。Google Earth软件的出现，为在有限的课堂教学中，实施大尺度地理事物和现象的可视化教学提供了可能。下面，以人教版高中地理必修一“山地的形成”一节为例，谈谈我的有关教学实践与思考。

二、直观呈现，归纳特征

1.褶皱构造

(1)技术手段

在备课时，使用Google Earth的“添加-地标”功能创建“川东平行岭谷”的地标文件（图1），并使用“添加-照片”功能向Google Earth载入外部图片——“水平岩层示意图”。

图1 创建地标文件

(2)教学过程

打开Google Earth，在侧边栏“位置-我的地点”中点击“川东平行岭谷”，软件便会自动将视场转移至该地上空。学生不仅可以直观地看到山岭山谷相间分布的地貌，还可以看到教师添加的说明性文字。点击照片叠加层“水平岩层示意图”，学生便可以在Google Earth中查看教师添加的外部图片资料。

根据上述资料，请学生完成两项任务：①描述“川东平行岭谷”地区的地貌特征；②分析该地地貌的成因及所属地质构造的类型。

相较于传统的教师讲授法而言，通过“软件”呈现“川东平行岭谷”地区的实景图，更能吸引学生的注意力，提高学习兴趣和积极性；更能使抽象的地理概念变得直观、明了，便于学生学习、分析和归纳；可以有效的提高课堂教学的科学性、综合性与实效性。

2.断层构造

(1)技术手段

使用Google Earth“添加-游览”功能创建“庐山三叠泉”“华山西峰”等地的路线设计，并再次使用“添加-照片”功能载入外部图片——“断层示意图”。

(2)教学过程

在侧边栏中“位置-我的地点”中点击“庐山三叠泉游览”文件，Google Earth将自动播放教师录制的游览路线：从“庐山三叠泉”地区的谷底开始，顺着山坡，抬高视角的海拔高度，将整个断崖面陡峭、险峻的特点真实地呈现在学生面前，造成强烈的视觉冲击。此时，请学生描述“庐山三叠泉”与“川东平行岭谷”地区的褶皱山在地貌景观上的差异。

点击照片叠加层“断层示意图”，并结合Google Earth中庐山地区的高空俯视图，请学生完成三项任务：①分析断层构造的形成过程；②断层构造可能形成的地貌类型；③在庐山和华山等断块山（地垒）附近寻找对应的断陷盆地（地堑）。

通过“游览路线”的设计，不仅可以清晰地展现断块山的地貌特征，而且对学生形成了强烈的视觉冲击，可以提高学生在野外区分褶皱山与断块山的实践能力。另外，寻找“断陷盆地”的设计，可以引导学生建立正确的地理空间概念，培养科学的地理思维。

3.火山构造

(1)技术手段

在联网的情况下，加载Google Earth提供的“图层-图片库-火山”和“图层-图片库-地震”图层（图2），并创建“日本富士山”的地标文件。

图2 加载“火山”和“地震”图层

(2)教学过程

点击侧边栏的“图层—图片库—火山”和“图层—图片库—地震”图层，Google Earth会自动加载全球各地的火山及地震分布情况。将虚拟地球的视场调至合适的大小，可以清晰地看到环太平洋、地中海—喜马拉雅山一带有较多的火山分布和地震历史记录。在侧边栏中点击“日本富士山”，查看富士山山体的外部形态。

请学生完成三项任务：①归纳火山、地震带的分布规律；②分析火山、地震带的成因及其与板块构造之间的关系；③描述火山与褶皱山、断块山等在地貌景观上的差异。

Google Earth提供了丰富的“图层”，如气象实况及预报、海洋探索、城市夜景等，教师应该充分运用这些丰富的网络资源，调用与课堂教学相关的资源库，实现大尺度及远距离地理事物的探索。

三、观察比较，分析差异

1.技术手段

使用Google Earth创建“巫峡—巫峡村”“北京门头沟—黄草梁风景区”等地标文件，加载“背斜成山、向斜成谷”的视频资料，并可嵌入“交互型练习”在课堂上进行训练。

2.教学过程

先后点击“巫峡—巫峡村”“北京门头沟—黄草梁风景区”等地标文件，呈现两地上空的俯视图及相关文字资料，接着点击“背斜成山、向斜成谷”视频资料。请学生分小组探讨：①两地的岩层走向及其与地形之间的对应关系；②背斜山、向斜谷，背斜谷、向斜山的形成过程，之后完成下表。

表1 地质作用及其对地形的影响

插入视频，可以通过地理事物的动态变化，引导学生建立正确的逻辑顺序，理清背斜山与向斜山，背斜谷与向斜谷在形成过程中的先后顺序和因果联系。交互型练习的设计，不仅达成了传统课堂练习及时巩固的目的，还显著提高了答题的趣味性，有助于教学目标的实现和教学重难点的突破。

四、联系实际，寻找规律

1.褶皱构造与资源分布

(1)技术手段

在联网的情况下，加载Google Earth提供的“图层-全球意识-阿巴拉契亚山山顶煤矿”图层，加载“褶皱与油气资源分布示意图”“褶曲示意图”等外部图片。

(2)教学过程

点击加载“阿巴拉契亚山山顶煤矿”图层，同时点击加载“褶皱与油气资源分布示意图”“褶曲示意图”等外部图片，并补充一些必要的介绍性材料，如阿巴拉契亚山为褶皱山，煤炭和油气资源丰富等。

请学生分小组探讨：①背斜与向斜哪个是良好的储水构造；②哪个是良好的储油气的构造；③背斜与向斜构造中，中心与两侧的岩层新老关系分别如何；④为何产煤量较多的二叠纪、三叠纪等地质年代的古老岩层会出露，而成为可供开采的煤矿？

在这里，我们不仅探讨了传统课堂中都会提及的储油、储水构造、岩层新老关系的问题，还借助于Google Earth提供的“阿巴拉契亚山山顶煤矿”的图层资料，进一步探讨了在地壳抬升，外力侵蚀作用的综合影响之下，隆起地区的上覆岩层剥落，背斜中心部位的二叠纪、三叠纪煤层出露，成为重要煤矿的问题。这个案例的补充使得我们在对褶皱构造与资源分布问题的分析上更为完整。

2.火山的危害与利用

(1)技术手段

使用Google Earth的“街景视图”功能实地探访庞贝古城。

(2)教学过程

使用加载地标文件的方式或者直接在“搜索”框内检索坐标或地名的方式，将虚拟地球的视场调整到“庞贝古城”地区，将Google Earth主界面右上方的“橙色小人”拖动至想要查看的街区，松开鼠标后，将自动进行“街景模式”。我们可以跟随游客的脚步参观庞贝古城遗址（图3），在参观的过程中，可以请知情的学生向全班同学介绍有关公元79年维苏威火山爆发与庞贝城被火山灰整体掩埋的历史灾难。

图3 庞贝古城遗址街景模式

通过加载“无锡阳山-火山”地标文件，请学生就火山灰与阳山水蜜桃种植和营销进行开放性讨论和发言。

可视化的历史事件与乡土案例的运用，都能有效地激发和维持学生的学习兴趣，这对于那些从科学角度上看较为浅显易懂而容易在教学过程中被弱化的，但在情感态度价值观上（对火山的认识与态度）却有重大意义内容的教学，是十分必要的一种教学设计。

3.交通线路的布局与形态

(1)技术手段

使用Google Earth的“获取路线”功能，走一走山区的公路。

(2)教学过程

在侧边栏的左上方，点击“获取路线”，在“A”框内输入路线的起始点——台北，在“B”框内输入终点——屏东。请学生探讨：①为何这条公路线绕行沿海地区，而不是走直线穿行山区。

再在“A”框内输入路线的起始点——昆明，在“B”框内输入终点——瑞丽。带领学生沿着昆瑞公路（滇缅公路）行驶一段距离，让学生根据切身感受分析：②昆瑞公路多修建在山区的什么地形区？③为什么修在这些地形区？

途经“晴隆二十四道拐”地区（图4）时，可以结合抗战历史介绍滇缅公路对于支撑中国抗日战场战备物资及大后方经济供应所起的巨大作用，并请学生分析：④山区公路的形态特征及原因。

图4 晴隆二十四道拐

五、梳理总结，反思感悟

Google Earth作为一种基于大量地理信息和数据制作完成的“数字地球”产品，不仅提供了丰富的地理课程资源，其便捷、多样化的功能还使得直观地、动态地呈现地理事物成为可能。更重要的是，其开放性的特质使得我们可以将许多外部资源与它进行整合，这进一步拓宽了该软件的应用领域。可以说，Google Earth在海陆分布、山地、河流、自然带等大尺度的自然地理问题，以及城市、交通、资源开发与生态保护等社会经济问题的教学与研究上，都将发挥重要的作用。

“可视化教学”相关的软件除Google Earth外，还有Stellarium、ArcGIS、Inspiration、Imindmap等许多，它们各有所长，如能合理运用将对教学的“可视化”起到巨大推动作用。如Stellarium可用于讲解星空、天体运动、时间与历法的问题，Inspiration可用于制作概念图，对特定主题的知识结构进行连接与视觉化表征。