虚拟地球逐次添加图层法在高校地理教学中的应用

韩炜 曹玲

摘    要： 地理专业的学生要注重培养实践和应用能力，移植“珠心算虚拟算盘”原理于高校地理教学，采取虚拟地球逐次添加图层法即可以快速提高学生的注意力、观察力、想象力、思维力和创造能力，培养出地理学方面的专家。

关键词： 珠心算    虚拟地球    添加图层    地理教学

在新课程思想的指导下，高校地理教学中要积极体现以学生为中心的导向，且注意培养学生的自主学习、合作学习和探究学习，由此催化了各种教学方法的出现。本文利用珠心算的虚拟算盘原理，转植于高校地理教学中，在实际中实践“虚拟地球添加图层法”，以尽快培养学生空间思维能力，最终提高学生的创造力，造就较专业的地理学者。

一、珠心算的原理及人的全脑认知机制

珠心算又称珠算式心算，是运用珠算原理进行心算的一种方法。它是以珠算为基础，先期通过实际拨珠训练，形成具有“本能特性”的珠算技术，中期在大脑中虚拟形成算盘，后期进行模拟拨珠，在大脑中利用珠像运动进行直观计算的一种计算技能[1]，具有珠算的直观的特点，兼有心算的快速特点。所以，自珠心算自20世纪80年代初诞生以来，已经在国内许多地区得到推广，并且也推广到其他一些国家。

有研究表明，人的全脑认知机制多为图像图形操作法[2]。珠心算教学时，听心算、看心算都是左脑先把看到的数字及时传输到右脑，右脑迅速把数字转化成脑像，按照珠心算的拨珠要领进行心算，再将结果传输给左脑，转化为数字。珠心算的运算过程需要左右脑相互协作。有研究表明，人体的右脑的主要功能即在于图像的记忆和运算[3]。只有左右脑有效开发、积极配合、相互作用，学生的形象思维能力才会成倍地提高，学习效率才能提高，促使左右脑均衡发展[4]。

二、高校地理教学的特点

地理学的要义之一即描述各种地理要素在时空上的分布特征。地理实践能力在地理学习过程中非常重要，属于地理技能和地理能力范畴，这体现在各国的地理学教学设计中[5]。而与之相关的各个进程，如地理观察、动手绘制地理图表、操作使用地理仪器测试，进行地理实地观测、野外考察、环境调查、社会访问，地理信息的搜集与诠释，地理環境条件分因子的分析与预测，在地理实践活动中获取地理知识，进行地理科学研究，运用所学地理知识分析问题、解决实际问题等，要做到“心中有图，胸有成竹”，均可以通过虚拟地球的方法加以实现。

三、虚拟地球添加图层法在高校地理教学上的应用

以上二者具有明显的联系，在理论上可以用这种虚拟地球+图层的不断叠加，逐渐丰富地理学知识和结构。首先在大脑中形成银河系的行星模型，其次在大脑中形成地球，建立虚拟地球，叠加经纬度图层，叠加气候带图层、大洲大洋图层，建立土壤地理学分布图层，建立植物区划图层……通过不断叠加更加细致的图层，实现立体的、动态的地球，经年累月地叠加各个图层，学生的地理素养会逐年提高，最终成为地理学专家。

1.虚拟地球添加图层法能够提高学生的注意力。注意力是所有智力的起点，没有注意力，记忆力、观察力、思维力、想象力、创造力等多种智力因素都无法体现，因此，注意力是一切的开始。在学生的头脑中建立虚拟地球，并不断加以叠加新的图层，从静止的地球上升到动态的气候、地理地球，能化静为动、突破难点，更能吸引学生的有意注意，可以大大提高学生的注意力。

2.虚拟地球添加图层法能够提高学生的观察力。观察力是人类智力结构的重要基础，是聪明大脑的“眼睛”，观察力的强弱决定学生学习的成败，这在地理学这门来源于观察、成长于总结的学科来说，体现得尤为突出。要想形成动态的地球，学生必须学会主动去看、去听、去摸，便会由观察地理要素产生兴趣，在兴趣中思索，在思索中学习，在学习中成长。苏霍姆林斯基曾说：从观察中可以汲取知识，在观察中活跃知识。如果说复习是学习之母的话，那么观察就是思考和识记知识之母。经虚拟地球添加图层法长期训练的学生就可以拥有“一双善于观察的眼睛”。

3.虚拟地球添加图层法能够提高学生的想象力。地理学的要义之一就在于各种地理要素的空间分布。经过不断地添加图层，就会把教师的抽象讲解，通过建—叠—动，在其脑中便出现了一个有着各种空间要素的动态的地球，丰富了学生的想象力。虚拟地球添加图层的过程就是在大脑里面“建立动态的有各种地理要素的活动的地球”，长期训练、刺激，可以使学生的空间想象能力得到增强。

4.虚拟地球添加图层法能够提高学生的思维力。思维能力是人的智力的核心，思维水平的高低，反映一个人的智力活动水平的高低。观察力、注意力、记忆力、想象力都离不开思维力，反过来它们也促进思维力的发展。虚拟地球添加图层法是形象直观与抽象思维相结合的运算方式，它有利于脑映像的形成，并能促进抽象能力的发展。学生在不断叠加图层的训练中，手、脑、眼、耳和口同时运用，促使思维得到有效锻炼，从而增强思维的灵活性、深刻性、敏捷性，促使智力水平得到提高。在叠加各个自然地理要素的图层中，学生始终处于积极思维状态，无论是做大范围的图层叠加，如气候带的定位，还是做更细微环境要素的细致叠加，学生均多角度、多尺度地思考同一问题，形成“一颗善于思考的心”，这样就能够促进学生空间能力的发展，最终使得思维多样化。

5.虚拟地球添加图层法能够提高学生的创造能力。虚拟地球形成的脑图像，能够挖掘学生的创造力。如在教学“地球植被的分区分布”时，如果讲解教师不注意组织自己的语言和逻辑，其杂乱的描述就难以让学生理解，如果利用在头脑中形成的已经具有经纬度的虚拟地球，配合添加的土壤地理学、自然地理学等图层，就会清晰、直观，既降低了难度，又提高了学习效率。这非常有助于调动学生地理学习的积极性，培养学生的创新能力。目前高校地理教学中存在的一个不可忽视的问题是学生学习的积极性不高，而采用不断往在头脑中形成的虚拟地球的添加图层的方法，可以有效调动学生学习的积极性，开发学生的心智潜能，进而养成良好的科研习惯。

四、展望

我国调整后的教育理念，应体现为从小培养地理学家，使读万卷书，行万里路，成万张图[6]。如有可能，应组织相应的学者，采取“虚拟地球添加图层法”巡回于小学、初中、高中及大学、乃至硕士博士研究生的地理启蒙课堂，以期尽早选育出对地理感兴趣的各阶段人才，在各个层面促成“炼成地理学家的环境”。

参考文献：

[1]许晓华，司继伟，汪飞.珠心算的认知机制及其与认知能力的关系[J].西南师范大学学报（自然科学版），2010（3）：119-123.

[2]李永欣.珠心算训练对儿童大脑可塑性的影响以及大脑结构随训练时间的变化[D].浙江大学，博士，2013.

[3]田宝茹.珠算式心算与小学生智力开发[C].中国珠算协会学术研究专业委员会2004年年会暨理论研讨会，2004.

[4]赵宽余，杨岚.开展珠心算教学促进儿童全脑均衡发展[J].珠算与珠心算，2010（3）：11-15.

[5]褚劲风，徐皎，日本高校地理学科的课程设置与地理教学[J].世界地理研究，2000（1）：100-104+112.

[6]范锦丽.欲成名师，先成明师——谈地理教师专业成长[J].开封教育学院学报，2014（11）：227-228.

基金：新疆师范大学本科教学质量工程建设教学研究与改革项目（SDJGY2013-27）

通讯作者：曹玲