信息技術(shù)在地理教學(xué)實驗中的應(yīng)用

摘要：信息技術(shù)在地理教學(xué)實驗中主要有三種應(yīng)用方式：與地理空間事象的整合、與地理時間事象的整合、與地理游戲的整合。這些方式既可以有效地指導(dǎo)地理教學(xué)實踐，又可以豐富信息技術(shù)與地理教學(xué)整合的理論體系，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式與學(xué)習(xí)方法，提高地理教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；地理；教學(xué)實驗

地理學(xué)是一門研究地球表層自然要素與人文要素關(guān)系的科學(xué)，它是在人類實踐活動的基礎(chǔ)上產(chǎn)生發(fā)展的，具有很強的實踐性。地理學(xué)的特點要求教師在教學(xué)實踐中要特別注重地理實驗的教學(xué)。然而，由于實驗經(jīng)費、實驗設(shè)備、實驗性質(zhì)等因素的制約，目前在教學(xué)實踐中開展的地理教學(xué)實驗尚不能完全滿足教學(xué)實踐的需要。因此，教師要充分運用多媒體計算機、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教育技術(shù)手段提高地理教學(xué)的課堂效果。

一、信息技術(shù)與地理空間事象的整合

地理是一門跨文理兩科的、綜合性很強的學(xué)科，而且其內(nèi)部各要素間也有著很強的綜合性。自然地理向?qū)W生展現(xiàn)宇宙、地質(zhì)、地貌、大氣、陸地和海洋等地理環(huán)境，由于這些事物很多是學(xué)生不能親眼觀察到的，因此學(xué)生理解起來十分困難。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師只能通過語言描述、圖畫等來幫助學(xué)生理解，但難以幫助學(xué)生建立立體的空間概念。采用信息技術(shù)、利用電腦的三維立體動畫，則可以幫助學(xué)生直觀地觀察到三維立體的地理事物，從而使學(xué)生在頭腦中更清晰地形成正確的地理空間概念。

比如說天體運行模擬實驗。在這個模擬實驗中，學(xué)生可以根據(jù)模擬軟件提供的用戶界面來操縱某些變量，如輸入地球上的某一具體時間、選定太陽為模擬天體運動的中心、選擇觀察天體運行的視角等，根據(jù)變量的改變來觀察天體運行的不同狀況，如某一天體的運行軌跡、與其他天體之間的相對位置等，就可以形象直觀地了解宇宙中各主要天體運行的大概情況，特別是太陽系中八大行星的運行情況。

地理教學(xué)實驗中適合用模擬的方式來進(jìn)行教學(xué)的內(nèi)容是比較多的，歸納起來有以下幾個方面。

1.一些比較抽象的、在平常無法用肉眼直接觀測的地理事象，通過模擬實驗可以直觀地表現(xiàn)相關(guān)地理事象的本質(zhì)屬性，如大氣環(huán)流、水循環(huán)等。

2.在空間上無法再現(xiàn)的地理事象的原貌或演化過程，運用模擬實驗可以重現(xiàn)，如古地理環(huán)境變遷與古生物的演化、某一地區(qū)的古氣候狀況等。

3.在實驗室中無法實現(xiàn)的地理事象的特征、變化等，運用模擬實驗可以通過改變相應(yīng)的參數(shù)變量等來觀察，如天體的運行、地震的形成過程、臺風(fēng)的形成及移動等。

4.一些費用較高或十分危險的地理實驗，如研究城市熱島效應(yīng)時就需要對某一城市的氣溫、大氣穩(wěn)定度、風(fēng)速等進(jìn)行長時間的連續(xù)監(jiān)測，需要投入大量的資金；又如模擬海岸變遷的實驗需要多方專家相互配合才能完成，而運用模擬實驗則可以較方便地完成。

二、信息技術(shù)與地理時間事象的整合

地理教學(xué)中有些地理過程和地理現(xiàn)象要經(jīng)歷漫長的歷史年代和復(fù)雜的地理變化，演變過程在時間尺度上過大或過小而不易觀察，運用信息技術(shù)就可以人為地放大或縮小時間尺度，從而使地理事象的整個演變過程更好地展現(xiàn)在學(xué)習(xí)者的眼前。比如，地殼運動、海陸的變遷、生物的進(jìn)化、銀河系的形成、礦產(chǎn)資源的形成等，都要經(jīng)歷幾萬年、幾十萬年甚至幾十億年的漫長歲月，這些地理事象是學(xué)生不可能全部親身經(jīng)歷、直接觀察的。另外，有些地理事象轉(zhuǎn)瞬即逝，如火山噴發(fā)、斷層的形成、滑坡、流星、隕星撞擊地球等都是在很短的時間內(nèi)發(fā)生的，是學(xué)生無法在有準(zhǔn)備的情況下觀察到的，但它們對人類的影響巨大，需要學(xué)生認(rèn)識和了解。

信息技術(shù)可以將漫長的地理過程濃縮在幾分鐘的時間里演示出來，可以使稍縱即逝的地理現(xiàn)象速度放慢，進(jìn)行狀態(tài)分解，使學(xué)生看清每一個環(huán)節(jié)。在教師的控制下，地理知識內(nèi)容可以有效地展示給學(xué)生，使學(xué)生看到地理事物的歷史發(fā)展全過程，形成完整、清晰、深刻的認(rèn)識，并了解到真正的地理現(xiàn)象和地理過程。

計算機模擬實驗也可以把一些原來需要較長時間等待的地理實驗中的重要演變階段集中抽取，用動畫的形式重點呈現(xiàn)，這樣既可以保證整個實驗過程的完整可信，又可以突出重點地觀察和講解實驗。

比如說水的流速對水生植物的影響這一實驗。這個實驗首先要在水缸中種植兩株水生植物，并改變水的流速參數(shù)，要求學(xué)生在兩三周內(nèi)觀察水生植物的生長狀況。這就可以利用計算機選擇不同水流條件下兩株對照植物不同時段的照片作為計算機動畫制作的關(guān)鍵點，關(guān)鍵點之間為形狀自然過渡，并按照比例同步標(biāo)明實驗時間，就可以將原先跨時幾周的實驗濃縮在幾分鐘內(nèi)演示，還可以按需要重復(fù)實驗的特定步驟。

再比如說，滑坡的形成往往發(fā)生在山區(qū)或山區(qū)與平原的交界處，它的形成與地理環(huán)境的關(guān)系非常密切，一方面要有較陡的山坡，另一方面還要有暴雨、松散的巖石碎屑等。傳統(tǒng)的教學(xué)方式通過講解也可以使學(xué)生了解滑坡的形成過程，但印象不深刻，對滑坡所需要的條件分析不全面，學(xué)生往往只記住其中的一個或幾個條件，而無法全面掌握。但通過動畫演示就可以向?qū)W生再現(xiàn)滑坡的形成過程，學(xué)生也就可以全面掌握滑坡形成的各個條件了。

三、信息技術(shù)與地理游戲的整合

用游戲的方式來呈現(xiàn)地理教學(xué)內(nèi)容可以有效地激發(fā)學(xué)習(xí)者參與學(xué)習(xí)的過程，以實現(xiàn)某一教學(xué)目標(biāo)。這一方式比較適合與人文地理結(jié)合緊密的地理實驗教學(xué)，如世界人口遷移、城市規(guī)劃、旅游風(fēng)景區(qū)的規(guī)劃設(shè)計等。地理游戲課件有以下幾個特點。

角色扮演。在地理游戲中，學(xué)生往往要充當(dāng)某個角色，在某種特定條件下對問題作出決策。這一特點使地理學(xué)習(xí)帶有更強烈的真實性，學(xué)生仿佛在真實的環(huán)境中應(yīng)用或邊學(xué)習(xí)邊應(yīng)用與地理相關(guān)的知識。通過這種方式，地理原理更容易被學(xué)生理解和記憶，學(xué)習(xí)的過程也因此變得更為有趣。

富有競爭性。學(xué)生參與游戲的目的之一，就是在與對手的競爭中獲勝，地理游戲也因此帶上了濃厚的競爭色彩。競爭不僅使學(xué)習(xí)過程更有吸引力，而且能為學(xué)生提供更多參與學(xué)習(xí)的機會。

內(nèi)容充實具體。地理游戲課件的內(nèi)容必須詳細(xì)、具體，其中的事物要有名稱，還要有大量的數(shù)據(jù)和事實資料。這一點會使地理游戲課件所包含的知識內(nèi)容及學(xué)習(xí)時間超出課本的范圍，因此需要教師合理安排學(xué)習(xí)時間。

裁定迅速。在課堂上做地理游戲，游戲的中間過程和最終結(jié)果裁定較慢，而課件則可以在游戲結(jié)束后立即在屏幕上顯示出結(jié)果。因此，地理游戲課件能夠提高地理學(xué)習(xí)的連貫性和趣味性。

比如說旅游風(fēng)景區(qū)的規(guī)劃管理教學(xué)實驗。游戲的基本過程如下：游戲開始后，玩家首先根據(jù)自己的興趣、相關(guān)知識背景等選擇想要管理的旅游風(fēng)景區(qū)的類型（如自然風(fēng)景、人文景觀、購物旅游等），游戲軟件則給出相應(yīng)的資源條件（如風(fēng)景區(qū)所在的區(qū)位條件、建設(shè)景區(qū)所需的各種工具等）和相應(yīng)的建設(shè)、經(jīng)營期限。然后，玩家根據(jù)給定的條件進(jìn)行風(fēng)景區(qū)的設(shè)計、規(guī)劃和建設(shè)，建成后即投入運營。在運營過程中，玩家可以根據(jù)游客對景點需求的情況及時調(diào)整景點。最后，玩家通過有效的管理來提高風(fēng)景區(qū)的經(jīng)濟效益。可以看出，利用計算機模擬既安全又經(jīng)濟，而且還讓學(xué)生有一種親身經(jīng)歷的感覺。

在設(shè)計游戲?qū)嶒灂r要特別注意以下三點：1.游戲要具有娛樂性。要充分利用計算機在色彩、聲音、動畫和圖像等方面的優(yōu)勢，創(chuàng)設(shè)出良好的游戲情境，以激發(fā)學(xué)生的興趣。2.游戲要具有挑戰(zhàn)性。在設(shè)計實驗內(nèi)容時要考慮實驗的難度，做到難易適中。3.游戲要具有懸念性。這樣可以激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步了解的欲望。

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責(zé)編：一木