谷歌地球環(huán)境下利用圖像覆蓋化解地理學(xué)習(xí)難點(diǎn)

■朱志剛

1 基于地理課程標(biāo)準(zhǔn)的教與學(xué)

地理課程標(biāo)準(zhǔn)[1]是地理教師教育教學(xué)的行動(dòng)指南和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。筆者認(rèn)為，課程標(biāo)準(zhǔn)可以用于課程研發(fā)、課題研究、地理教學(xué)相關(guān)活動(dòng)、教學(xué)評(píng)價(jià)和總結(jié)反思等教育教學(xué)環(huán)節(jié)（見(jiàn)圖1）。本教學(xué)實(shí)例基于課標(biāo)并處處緊扣課標(biāo)。

1）課程性質(zhì)中關(guān)于地域性的表述：地理學(xué)不僅研究地理事物的空間分布和空間結(jié)構(gòu)，而且闡明地理事物的空間差異和空間聯(lián)系，并致力于揭示地理事物的空間運(yùn)動(dòng)、空間變化的規(guī)律。

2）基本理念中強(qiáng)調(diào)“構(gòu)建基于現(xiàn)代信息技術(shù)的地理課程”“構(gòu)建開(kāi)放式的地理課程”“培養(yǎng)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式”“學(xué)習(xí)對(duì)生活和終身發(fā)展有用的地理”。

3）課程標(biāo)準(zhǔn)三維目標(biāo)：“知識(shí)與技能方面”強(qiáng)調(diào)“掌握地球的基本知識(shí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用地球儀的基本技能”；“過(guò)程與方法”強(qiáng)調(diào)“嘗試運(yùn)用已獲得的地理概念、地理基本原理，對(duì)地理事物進(jìn)行分析，做出判斷”和“運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒ê褪侄危磉_(dá)自己學(xué)習(xí)的體會(huì)、看法和成果，并與別人交流”；“情感、態(tài)度和價(jià)值觀”強(qiáng)調(diào)“初步形成對(duì)地理的好奇心和學(xué)習(xí)地理的興趣，初步養(yǎng)成求真、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和地理審美情趣”。

4）具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：運(yùn)用地球儀，說(shuō)出經(jīng)線與緯線、經(jīng)度與緯度的劃分；用經(jīng)緯網(wǎng)確定任意地點(diǎn)的位置；知道電子地圖、遙感圖像等在生產(chǎn)、生活中的用途；運(yùn)用地圖說(shuō)明某一大洲的緯度位置、海陸位置。

本教學(xué)實(shí)例的核心問(wèn)題是區(qū)域位置的識(shí)別、表達(dá)與交流——大多數(shù)中學(xué)教師公認(rèn)的地理學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。難度的形成在于概念的抽象性。即使有豐富經(jīng)驗(yàn)和較好邏輯思維能力的成年人，也完全有可能對(duì)地球表面的區(qū)域位置（諸如地球五帶的實(shí)際位置、東西經(jīng)和東西半球、某國(guó)家經(jīng)緯度范圍等抽象概念）不甚了了，更何況初中生或者高中生。

傳統(tǒng)教具（地理掛圖、地球儀或者經(jīng)緯儀）由于本身?xiàng)l件的限制，無(wú)法有效地將上述抽象概念具體化，更無(wú)法有效滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)的需要。此時(shí)借助于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境和谷歌地球軟件（Google Earth，下文簡(jiǎn)寫(xiě)為GE，指的是GE免費(fèi)版，軟件來(lái)源于http://earth.google.com，特此說(shuō)明）就是比較明智的選擇。

2 GE環(huán)境中利用空白圖像化解區(qū)域位置學(xué)習(xí)難點(diǎn)

信息化地理學(xué)習(xí)（本文將此概念定義為“主要運(yùn)用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的地理學(xué)習(xí)”）的過(guò)程中，電子化地圖、圖像是主要工具和資源；GE為此學(xué)習(xí)過(guò)程提供海量的、各式各樣的圖像資源，并幫助學(xué)生利用GE進(jìn)行地理思維，促進(jìn)學(xué)生對(duì)地理知識(shí)的理解和運(yùn)用。

2.1 本教學(xué)實(shí)例主要運(yùn)用的GE工具——Add Image Overlay

Add Image Overlay（GE免費(fèi)版支持多種語(yǔ)言，包括繁體中文，但繁體中文界面翻譯比較生硬。實(shí)際教學(xué)中，考慮“遵循地理學(xué)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)”和“綜合學(xué)習(xí)”這兩方面因素，依舊使用缺省狀態(tài)的英文界面），添加覆蓋圖像，后面簡(jiǎn)寫(xiě)為AIO。AIO是GE中常用工具，通常有3種方式來(lái)啟用此工具，比較快捷的是點(diǎn)擊AIO快捷按鈕（圖2）。運(yùn)用AIO可以輕松地在GE任何地點(diǎn)插入圖片（圖3）。

圖2 AIO快捷按鈕（粗線條圈出）

圖3 AIO的一般用法

2.2 空白圖像在GE軟件中的運(yùn)用——AIO的特殊用法

本教學(xué)實(shí)例中利用的“空白圖像”指的是一幅只有背景色的空白圖像（圖片格式不限，通常選擇jpg格式）。除了互動(dòng)式電子白板這種特殊情境外，空白圖像在一般的信息化地理學(xué)習(xí)過(guò)程中意義不大。但是在GE環(huán)境中，利用AIO來(lái)處理空白圖像，可以把原來(lái)平面矩形演變?yōu)椴煌螤畹那蛎娑噙呅危员碚鞑煌卣鞯牡乩韰^(qū)域。這些不同區(qū)域的顯性化、個(gè)性化表征，利于學(xué)生對(duì)該區(qū)域地理位置、地理要素（自然、人文）的了解和理解，有利于學(xué)生在GE背景下（相對(duì)真實(shí)的情境下）進(jìn)行思維地圖的繪制。

通過(guò)參數(shù)的設(shè)定來(lái)實(shí)現(xiàn)空白圖像的變形，將抽象的地理概念和特定區(qū)域真實(shí)地呈現(xiàn)出來(lái)。以北溫帶參數(shù)設(shè)定為例，“View”和“Refresh”略。

1）名稱（Name）：中英文皆可。

2）鏈接（Link）：將事先準(zhǔn)備好的黃色背景的空白圖像選定。

3）透明度（Transparency）：很實(shí)用的屬性；通常調(diào)試至居中（透明和不透明之間）某位置，以便于既看清GE上面國(guó)界線和海陸輪廓的底圖，又清晰呈現(xiàn)重點(diǎn)表達(dá)對(duì)象（例如“北溫帶”）的位置。

4）描述（Description）：根據(jù)實(shí)際情況對(duì)表達(dá)對(duì)象的情況進(jìn)行描述，必要時(shí)可設(shè)計(jì)為問(wèn)題情境。

5）高程（Altitude）：可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，本文中所有的高程都設(shè)置為0（即地面）。

6）定位（Location）：關(guān)鍵步驟，將對(duì)象的經(jīng)緯度位置轉(zhuǎn)化為空白圖像的四向邊界。

國(guó)內(nèi)通行的北溫帶的界線是北緯23°26′～北緯66°34′，但GE取值為北緯23°27′～北緯66°33′（圖4），所以此處緯度設(shè)定中依照GE的實(shí)際情況，特此說(shuō)明。另外，圖4中緯度設(shè)定時(shí)，出現(xiàn)了32分60秒和26分60秒的尷尬情況，可視之為GE程序中有待改進(jìn)的bug。

圖4 以“北溫帶”為例的參數(shù)設(shè)定

至此得到北溫帶實(shí)際效果圖，見(jiàn)圖5。

圖5 北溫帶（黃色）實(shí)際效果

用上述方法制作出地球五帶、半球和具體區(qū)域的圖像。這些“地點(diǎn)”選取與組合，提供真實(shí)直觀的地理表象，幫助學(xué)生理解抽象概念，化解難點(diǎn)，思考不同區(qū)域之間的聯(lián)系（圖6）。其他的一些效果見(jiàn)圖7～圖9。這些內(nèi)容的選取與組合本身，也反映出教師對(duì)地理課標(biāo)的理解與應(yīng)用，以及反映出教師的教學(xué)思想。限于篇幅，本文不就此展開(kāi)。

圖6 地點(diǎn)的選擇與組合

3 引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用此技巧進(jìn)行地理自主學(xué)習(xí)

GE軟件的利用，AIO處理空白圖像的特殊用法，激發(fā)了學(xué)生的好奇心和自主創(chuàng)作欲望（以上判斷基于現(xiàn)場(chǎng)學(xué)生言語(yǔ)肢體反應(yīng)、課后持續(xù)的表現(xiàn)以及筆者的觀察感受）。

在隨后的課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中，讓學(xué)生在模仿教師的基礎(chǔ)上熟悉這些軟件操作技巧，進(jìn)而創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，讓學(xué)生來(lái)完成新的任務(wù)。

圖7 地球五帶示意圖

圖8 東西半球與東西經(jīng)教學(xué)示意圖

圖9 框定中國(guó)經(jīng)緯度范圍的“球面四邊形”

新的任務(wù)：1）每個(gè)學(xué)習(xí)小組選擇3個(gè)不同類型的區(qū)域（大洲或大洋、國(guó)家、自選區(qū)域）進(jìn)行區(qū)域位置的判定、表達(dá)與交流；2）在第一項(xiàng)任務(wù)的基礎(chǔ)上，從自然地理要素和人文地理要素兩大方面進(jìn)行區(qū)域比較（GE依舊是基礎(chǔ)工具與平臺(tái)）。

在對(duì)定位的精確定義與修改的過(guò)程中，在對(duì)抽象概念的顯性化、個(gè)性化表達(dá)的過(guò)程中，學(xué)生對(duì)這些抽象概念的理解達(dá)到新的高度，可以說(shuō)超越內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和教材的要求。

4 反思與感悟

4.1 基于課標(biāo)而尋求超越

課標(biāo)是考慮全國(guó)平均水平的。長(zhǎng)三角地區(qū)的教師應(yīng)該考慮因地制宜，基于全國(guó)平均水平而尋求超越。本實(shí)例不僅考慮課標(biāo)中的“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”，而且依據(jù)“課程性質(zhì)”“基本理念”和“三維目標(biāo)”當(dāng)中蘊(yùn)含的“新思維”和“增長(zhǎng)點(diǎn)”，尋求對(duì)“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”的超越。

1）技術(shù)手段的超越。不僅運(yùn)用普通地圖和地球儀，還會(huì)運(yùn)用電子地圖、模擬真實(shí)的“地圖、遙感圖片、地球儀、GPS、GIS的綜合體”（即GE）。當(dāng)然，筆者認(rèn)為技術(shù)手段不僅是工具，還是思維方式和生存方式，畢竟學(xué)生面對(duì)的是嶄新的瞬息巨變的信息時(shí)代，教師理所當(dāng)然地要為他們的未來(lái)生活考慮。

2）學(xué)習(xí)水平的超越。不僅達(dá)到“知道”“了解”“說(shuō)出”的層面，而且是在“理解”的基礎(chǔ)上“表達(dá)”“比較”“評(píng)價(jià)”和“創(chuàng)造”。大多數(shù)學(xué)生很可能達(dá)到更高層級(jí)的學(xué)習(xí)水平，而這些高層級(jí)的學(xué)習(xí)水平的達(dá)成，反過(guò)來(lái)證明信息技術(shù)之于地理學(xué)習(xí)的不可或缺。

4.2 技術(shù)不是核心，但技術(shù)是前提和關(guān)鍵

信息技術(shù)與課程整合的實(shí)踐中，單純強(qiáng)調(diào)技術(shù)會(huì)遠(yuǎn)離教育教學(xué)的本質(zhì)和核心；而教師不去深入理解某些技術(shù)，不去熟練掌握某些技術(shù)，就很可能無(wú)法掌握跨入信息技術(shù)與課程整合之門的前提與關(guān)鍵。

4.3 關(guān)于信息化地理學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)

1）接受學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)的融合。信息化地理學(xué)習(xí)過(guò)程應(yīng)該是接受學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)的融合。只不過(guò)，接受學(xué)習(xí)僅僅是基礎(chǔ)和前提，課程的目標(biāo)應(yīng)該更多地指向自主、合作的探究學(xué)習(xí)。

2）教師是信息化學(xué)習(xí)的核心因素。強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，但是很少有學(xué)生明確知道自己應(yīng)該如何學(xué)習(xí)。如果沒(méi)有教師的整體籌劃和幫助，沒(méi)有恰如其分的教育干預(yù)，大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)往往會(huì)采取低效甚至無(wú)效的學(xué)習(xí)策略[2]。所以，信息化地理學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師是學(xué)生整體學(xué)習(xí)的核心因素，是學(xué)生學(xué)習(xí)是否高效的關(guān)鍵。

4.4 綜合學(xué)習(xí)蘊(yùn)含其中

事實(shí)上，英語(yǔ)、信息技術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的學(xué)習(xí)蘊(yùn)含在本教學(xué)實(shí)例的實(shí)際過(guò)程中。教師可以將它們視為信息化地理學(xué)習(xí)的背景（隱性課程），也可以在條件允許的情況下將它們從背景中“提取”出來(lái)（顯性化），從而視為綜合學(xué)習(xí)的有機(jī)組成部分。

4.5 困惑

1）任何教學(xué)過(guò)程都是一種冒險(xiǎn)。基于課標(biāo)而尋求超越，與國(guó)家課程的課時(shí)計(jì)劃有所沖突，化解沖突的方法就是調(diào)整課時(shí)安排。而如何調(diào)整課時(shí)安排，就不僅是技術(shù)問(wèn)題，還涉及課程問(wèn)題、評(píng)價(jià)問(wèn)題，甚至教育倫理問(wèn)題。

2）學(xué)生個(gè)體差異明顯，處理此種差異頗費(fèi)思量。一些學(xué)生可以掌握基本技巧，會(huì)模仿著用GE繪制出這些圖像，但是并沒(méi)有真正理解這些概念，無(wú)法解決具體問(wèn)題，更談不上遷移應(yīng)用能力。分析此種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，是十分麻煩的事情，也似乎是筆者無(wú)法勝任的事情。另外由于時(shí)間不足，往往來(lái)不及觀察和思考具體某學(xué)生的思維差異問(wèn)題，就不得不將更多精力和注意放在整體進(jìn)程中去。所以個(gè)性化地理學(xué)習(xí)僅僅處于初級(jí)階段，也就是形式的階段和可能存在的階段，如何深入就很需要讀者的幫助和建議了。■

[1]教育部.全日制義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2001

[2]Ormrod J E.教育心理學(xué)[M].4版.彭運(yùn)石,彭舜,等,譯.西安:陜西師范大學(xué)出版社,2006:3