信息技术模拟地理活动运用策略探讨

2014-01-14李晓宋健

地理教学 2014年23期

关键词：日食课标观测

李晓宋健

（华中师范大学城市与环境科学学院, 湖北武汉 430079）

信息技术模拟地理活动运用策略探讨

李晓宋健

（华中师范大学城市与环境科学学院, 湖北武汉 430079）

信息技术模拟地理活动是地理教学的重要方式之一，本文基于信息环境下模拟地理活动的实施现状，解读信息技术模拟地理活动的过程，并提出相关运用策略。

信息技术；模拟；地理活动；策略

信息技术以其信息多元性和沟通共享性在地理教学中的作用和潜能愈加明显。目前信息技术模拟地理活动，已成为当下课堂活动中辅助教学的有效方式，在教师预设和指导下应用信息技术模拟实际难以开展的活动有利于更有效地开展教学。应用信息技术模拟地理活动过程，有助于调动学生积极参与、增强学生动手解决问题的能力，还可以避免室外活动带来的活动可控性差等问题。

《普通高中地理课程标准（实验）》指出，倡导学生对地理问题的探究，鼓励学生在地理学习过程中开展各种类型的活动，自主学习、合作学习、探究学习，并强调信息技术在地理学习中的应用，重视网络化专用教室的建设。[1]目前在地理教学过程中应用信息技术模拟地理活动受到教师和学生的欢迎[2]。借助于常见的信息技术模拟实际难以操作和再现的地理过程，以多种动画和软件技术为支撑，运用虚拟的形式为学生创造地理事象的生成过程，创设学习情境，展现地理事物的发生发展过程，有利于让学生体验地理过程、形成地理知识。当前，各学校开展信息技术模拟地理活动时，硬件设施和成效存在着很大差距，需要在操作和评价方面进一步规范。为此需要对信息技术模拟地理活动的实践策略做一定的探讨分析。

一、信息技术模拟地理活动的基本流程

信息技术模拟地理活动的一般流程包括活动目标解析、活动设计、信息技术选择、活动实施、活动总结、活动评价反思等部分。信息技术是模拟活动的载体，选择恰当的信息技术是活动设计的重要内容，也是信息技术模拟地理活动的关键步骤（见图1）。

图1 信息技术模拟地理活动流程图

二、信息技术模拟地理活动的主要环节

1．教材活动内容的要求解析

地理教学过程中的活动是依据课标要求和教材内容设计的，在活动设计以前，首先对课标进行解读并分析教材内容，把握课标对活动的要求。在明了活动要求的基础上，对难以执行的课外活动或时空跨度较大的活动考虑应用信息技术模拟展示。以必修Ⅰ为例，课标在活动建议中对信息技术模拟活动提出了基本的要求（见表1）。

表1 课标中涉及的信息技术模拟活动（必修Ⅰ）

从活动建议可以看出，课标对信息技术模拟地理活动做了基本的要求，并对一些内容做了明确的指导。信息技术模拟地理活动应根据课标要求，以学生认知能力为基础，并结合教学内容设计。必修Ⅰ模块中，河流上中下游的观测可以通过Google Earth软件模拟；褶曲的形成以及断层的观察，可以借助Flash动画展示；地球的运动可以通过天空观测软件模拟观察。某一内容是否考虑使用信息技术模拟，需要综合考虑课标对这一内容的要求、教材相关案例以及具体的软硬件设施可应用性等因素。

2．信息技术模拟地理活动设计

这一环节是模拟活动的关键，依据前一环节对活动要求的解读与把握[3]，对模拟活动的整个过程做基本的设计。活动的设计遵循一般教学过程设计的原则，强调学生本位，符合学生的学习要求。以应用谷歌地球软件模拟观测长江流域为例，模拟活动应在教师指导下引导学生主动操作观测活动，指导学生在基本的图层中绘出长江的基本形态（见图2）。

图2 Google Earth 模拟长江上中下游观测活动

首先，体现活动目标。信息技术是模拟活动的辅助技术，在活动设计时不可为活动而活动，也不可为追求信息技术的新颖而忽略活动的目标。模拟活动的指向在于应用模拟技术达成课标要求，强调学习情境的创设，领悟地理知识，体验活动过程，并培养基本的信息素养。

其次，强调学生参与。信息技术模拟活动，更要注重学生的主体参与，较为理想的方式是师生共同完成操作活动。学生参与体现在活动预设的学生活动时间、活动行为和活动反馈等方面，教师在活动设计时需要对各个因素进行综合考虑。

最后，注重活动评价。模拟活动设计包括完整的设计要素，活动评价是活动成效达成的最终监测，在活动设计时要符合常规设计的要求，对评价做基本预设。

3．信息技术模拟地理活动实施

模拟活动的实施可以分为教师的展示活动和师生共同操作活动。活动根据预设的活动设计进行，展示活动以教师的展示引导为主，教师在展示过程中要关注学生反馈，加强与学生之间的言语互动，展示活动在活动开展前已经对活动做好了设计，活动主题过程中教师的把握性要好，如在利用Flash软件演示太阳直射点移动过程时，设计停止按钮（见图3），以利于过程中师生的操作。

图3 Flash动画演示太阳直射点的移动

师生共同操作的模拟地理活动在实施过程中，强调教师的有效引导。如利用虚拟星象仪观察日月食现象时，教师根据前期设计，引导学生设置相应的观测时空位置并进行搜索，即可共同观测（见图4）。师生模拟活动要全面体现学生的参与，在活动的开展过程中教师主要是对活动中的操作做指导，学生在教师引导的基础上，体验过程，生成对相关地理过程的理解。师生共同操作模拟还可以借助于学生的小组合作和探究学习完成，在基本操作熟悉的基础上，教师提出任务，以任务为驱动，根据内容选择小组合作或自主探究的形式完成模拟地理活动。如教师可引导学生应用天文观测软件，通过时间流逝速度的调整，观测流星雨现象。

图4 Stellarium软件演示日食过程

在活动开展以前，教师除对活动设计外，还需要引导学生搜集相关数据资料，做好课前准备。相关观测和实验的模拟活动应做好记录表格，在模拟活动过程中指导学生做好记录，为活动后期数据分析和结论总结做准备。

4．信息技术模拟地理活动总结

活动结束后的师生总结，形式多样，目的是对学生在活动中的反馈做总结性评价。信息技术模拟地理活动的活动总结包括教师的总结和学生的总结两个部分，在模拟活动中涉及观测记录的要做好实验报告和实验结果的总结。

实验报告建立在模拟活动过程中数据记录与分析的基础上，是学生模拟活动学习结果的呈现。模拟活动由于是在预设的信息技术环境下实现的，因此关于使用过程中的图像获取更加直观，可以通过屏幕截取完成，也可以暂停操作绘制简易示意图。报告结果展示可以多样化，如图文报告、幻灯片、视频、录像等。

三、信息技术模拟地理活动设计案例

本案例基于信息技术模拟地理活动的基本流程和主要环节，以《普通高中地理课程标准（2003）》为依据，“观察某种天文现象，并查阅有关资料，说出自己的观察结果及其体验”，选择日食现象为代表，应用虚拟星象仪模拟日食活动，指导学生共同操作，完成信息技术模拟下的虚拟日食观测活动。

案例：日食观测活动设计

一、观测目的

1．学生通过虚拟星象仪观测日食发生的整个过程；

2．学生在教师指导下能够绘出日食过程的简图；

3．能结合观测活动的过程及教师的引导，解释日食形成的原理；

4．在小组合作观测和教师指导观测过程中，培养现代信息素养和天文爱好意识。

二、观测内容

日食观测活动的内容主要是借助于虚拟星象仪观测从日偏食到日全食再到日偏食的整个过程。

三、观测工具

1．观测方法：虚拟星象仪软件模拟

2．观测工具：计算机、虚拟星象仪软件、观测记录表

附：日食现象记录表（见表1）

四、注意事项

1．观测前在网上搜索发生过的典型日食现象的时间和地点，在软件菜单界面时空设置中做相应调整；

2．观测过程中注意地平线等干扰的设置，将太阳置中，并作大小的调整；

3．观测过程中根据学习需要加快或减慢时间流逝速度，或暂停时间流逝，以保证观测到初亏、食既、发光、复原四个关键过程；

4．观测过程中注意观测记录的完整性，可以采取截屏方式保存图像，以便于数据的后期整理分析。

五、观测报告

1．观测前的准备工作

（1）理论准备：月球的直径远小于地球，因此，月影在任何时候只能笼罩地面的很小一部分。在这一小块地区看起来，太阳光被全部遮蔽，形成日全食。

日食的过程，就是月球在天球上向东赶超太阳、从而遮蔽太阳的过程。因此，日食过程总是在日轮西缘开始，于东缘结束。同理，月食的过程，就是月球在天球上向东赶超地球本影，从而遭遮蔽的过程。因此，月食总是在月轮东缘开始，于西缘结束。在月球赶超太阳和地影截面的过程中，两个圆面要发生二次外切和内切，分别为上述四种食相。对于日全食来说，这四种食相的含义是：

初亏——月轮东缘同日轮西缘相外切，日偏食开始。

食既——月轮东缘同日轮东缘相内切，日全食开始。

生光——月轮西缘同日轮西缘相内切，日全食终了。

复圆——月轮西缘同日轮东缘相外切，日偏食终了。