基于情境類比的遙感技術特征地理教學分析

江蘇省南京市寧海中學（210024） 俞飛虹

基于情境類比的遙感技術特征地理教學分析

江蘇省南京市寧海中學（210024） 俞飛虹

本文以遙感特征教學為案例進行情境類比地理教學實踐。通過視覺形成與遙感技術特征的情境類比，給出了情境類比教學法的流程示范，使學生在對視覺形成這一原有經驗進行改造和重組中，逐步完成對遙感概念的理解和發展。最后反思了情境類比教學法在地理教學實踐應用中的注意事項，指出在情境類比教學過程中應重視關注學生已有經驗，加強合作學習、教學引導以及學科間的交叉。

情境類比；地理教學；視覺形成；遙感特征

一、問題的提出

建構主義學習理論認為，世界是客觀存在的，但是對于世界的理解和賦予意義卻是以我們自己的經驗為基礎來建構的。所以，學習不是由教師把知識簡單地傳遞給學生，而是通過交流互動方式，使學生自己建構知識的過程。[1,2]然而，現有中學教學過程中仍注重以教師為中心，學生被動接受知識，這一方面無法讓教學內容生動有趣地傳達給學生；另一方面，由于單方面的溝通在很大程度上無法調動學生的學習積極性，從而極大降低了教學的效率。情境類比法是學生通過已有的直覺經驗，與所要進行傳授的知識、原理相結合，以類比的方式接受新知識，在教學中可以比較有效地解決目前課堂中教師單一傳授知識的問題。因此本文擬通過情境類比，使學習者通過新舊知識經驗間反復的、雙向的相互作用過程，達成知識的建構，[3-7]進而有效達到教學的目的。

本文以高中地理人教版必修三第一章第二節——“地理信息技術在區域地理環境研究中的應用”為案例，通過創設教學情景，以學生熟悉的視覺形成為類比對象，設定情境以喚起學生視覺形成的有關知識，通過解析視覺形成與遙感特征之間的相似性，建立視覺形成與遙感特征間的關聯。進而構造類比教學情境，引導學生比較人的視覺形成過程與遙感的工作過程，指導學生自主探究和討論，深刻理解遙感技術的特征。最后給出情境設定和類比教學的大體流程，并對情境類比教學法的地理教學應用進行了反思。

二、情境類比法的教學流程與理論支撐

1. 情境類比教學流程

情景類比法的教學過程主要包括四個部分（圖1）。第一部分 “引入新課，提出問題”。主要通過視頻與精彩圖片展示，在進行新知識學習前，引入課程要點，在實際教學過程中，一般先以具體的案例為引導，給學生以直觀的了解，進而通過創設問題情境，引發學生的積極思考。第二部分 “構建情境，建立類比”。學生已在日常生活中積累了大量的直覺經驗，通過構建適當的情境可以有效調動學生的先驗知識與學習積極性，情境構建必須緊扣教學對象的特點與學生的認知特點，然后從兩者的共同點出發，進行知識點關聯，并根據相似點建立類比，實現情境的構造。第三部分 “通過類比，分析問題”。在已構建的教學情境中，將待學習知識點與構造情境有效融合，從學生較為熟悉的認知對象入手，通過類比方式循序漸進的引入待講授知識點，并不斷觸發學生的主動思考，嘗試為學生提供知識構建的平臺與環境，進而引導學生分析問題，實現課堂教學互動。其中第二與第三部分具有內在的聯系，是本方法實施成效的關鍵。第四部分“總結內容，提起思考”。這是教學過程后期，應對相關內容進行系統的梳理與總結，強化學生對相關知識的學習與理解。

圖1 操作方法流程圖

2. 理論基礎

（1）基于信息加工理論的建構

學習意義的獲得，是每個學生以自己原有的知識經驗為基礎，對新信息重新認識和編碼，建構自己的知識，這是一個對知識加工吸收的過程。在這一過程中，學生原有的知識經驗因為新知識經驗的進入而發生調整和改變。所以，教師必須關注學生已有的知識和經驗。

（2）基于合作學習的建構

建構主義學習理論同時強調學習的主動性、社會性和情境性。教學要增進學生之間的合作，使學生看到那些與他不同的觀點。每一位學生以自己的方式建構對于事物的理解，從而不同的人看到的是事物的不同方面，不存在唯一的標準，從而在教學中通過學生的討論等合作學習可以使理解更加豐富和全面。因此，合作學習應當受到必要的重視。教學應當把學生原有的知識經驗作為新知識的生長點，引導學習者從原有的知識經驗中生長出新的知識經驗。

（3）基于問題解決思維的建構

教師應重視學生對各種現象的理解，以問題為驅動，培養解決問題的邏輯思維，積極調動學生的興趣與好奇心，傾聽并思考他們的看法及緣由，進而引導學生豐富或調整自己的解釋。學生是學習信息加工的主體，是意義建構的主動者。教師的作用從傳統的知識傳遞權威轉變為學生學習的輔導者和合作者，轉變為意義建構的幫助者和促進者。這種關系下，教師不但要關注學生已有的知識和經驗，做好教學預案，更需要根據課堂進程和解決問題的邏輯思維方式來調整調控教學過程，做好情境、進程的實時生成工作。在此過程中一定要靈活、機動，以利于學生問題解決思維的建構。

三、情境類比法的實施案例和實效檢驗

1. 遙感技術的實施案例

【引入新課，提出問題】

教師：緬甸北部的“金三角”地區是世界著名的毒品源地，其主要的毒品源植物是罌粟，中國科學院遙感研究所和公安部緝毒司聯合攻關，應用遙感技術有效地對該地進行了罌粟種植情況的調查，從而為緝毒工作提供了有效的支持，請看報導！（播放視頻）

學生：真是太神奇了！遙感技術真的能讓我們不出門而知天下事！

教師：通過這個報導，請大家相互討論一下，說一說遙感技術有哪些優勢。

學生：探測范圍大，獲取資料快，受地面限制小，獲取信息量大……

【構建情境，建立類比】

教師：遙感技術其實并不神秘，利用人體器官就能進行遙感探測，大家想想，是依靠哪種感官？

學生：視覺、眼睛。

教師：是的，通過人眼觀察時，我們與被探測物體并不接觸，就能感知其特征，這就是遙感，即遙遠的感知。請大家回顧一下視覺是怎樣形成的（展示眼睛的結構和視覺形成，圖2），它又與遙感原理有何相似之處呢？

圖2 眼睛結構及成像原理

學生：視覺形成是通過光的反射，進行事物信息的收集，并將所收集到的信息傳回大腦視覺神經然后辨別事物的過程。遙感技術的成像過程應該和此類似，不同在于它所觀測到的地物范圍更廣，收集到的信息更豐富，才有了我們剛才視頻所看到的那些。

【通過類比，分析問題】

教師：人的視覺這種“遙感”技能實質上是對物體反射或發射的可見光的成像和判讀。請大家讀圖3遙感的工作過程，說一說遙感技術有哪些部分組成，各組成部分有哪些功能，遙感的工作過程與人視覺的形成過程有什么異同點。（傾聽并參與分析討論）

學生：遙感技術主要包括傳感器、遙感平臺和地面接收站，它們分別實現信息的獲取、傳輸及接受和處理。傳感器相當于人眼，獲取地物信息并成像；遙感平臺類似于人的頭和視神經，主要支撐傳感器并傳輸已經成像的地物信息；而地面接收站的功能就相當于大腦皮層中的視覺中樞了。

教師：分析相當到位，那么請大家想想，為什么遙感的探測范圍比人眼大得多？

學生：“欲窮千里目，更上一層樓?！边b感平臺一般由衛星、飛機等構成，離地面的距離遠遠大于人的身高，同時受地面條件的限制也少。

教師：回答得很好！哪位同學知道遙感為什么獲取資料速度快？

學生：一是因為獲取信息的渠道是通過光速傳播；二是因為遙感衛星可與地球自轉同步，所以可快速獲取相關地表地物的信息。

教師：我們人眼獲取信息也是光速，且距離很短，視神經傳播信息為光速，距離極短，綜合起來看，恐怕這并不比遙感慢多少呀?。ㄕ故久绹懙匦l星和法國Spot衛星的主要參數表，并展示其運動動畫，指出其為極軌衛星。）

學生：哦，原來極軌衛星用不了幾天就能巡查全球一遍！

教師：（展示風云二號衛星的主要參數和運行動畫，指出其為同步軌道衛星）這是氣象衛星，其獲取信息有什么不一般之處呢？

學生：這種衛星能長期不間斷地對地表某一處地點進行跟蹤監測，可以用在氣象觀測和災害監測中。

教師：誰能幫老師解答遙感獲取信息量大的疑問？（再一次展示美國陸地衛星、法國Spot衛星、我國風云二號衛星的相關參數）

學生：遙感不但能像人眼那樣感知可見光信息，還能感受人眼看不到的其他波段信息，還可進行雷達探測，因而其可承載的信息量高于人眼。

【總結內容，提起思考】

教師：的確，遙感的工作過程與人視覺的形成類似，從獲取范圍、獲取方式和信息量等多個方面有效的拓寬了人眼的可視區域，并能有效“看清”地面的事物，所以遙感是人眼的延伸。

圖3 遙感工作原理與工作過程

2. 實效檢驗

（1）重視已有經驗，靈活構造情境，實現知識教授

在本案例教學中，通過將遙感技術這一較為抽象的概念與學生熟知的視覺的形成進行有效關聯，利用學生對視覺這一簡單、具體而又形象的先驗經驗，實現對抽象地理知識的直觀認識。通過在教學過程中靈活的構造情境活動，不僅可以加深學生對相關知識點的理解，更能激發學生的學習興趣與知識的自我構建能力。情境構造的形象性及其與學生先驗經驗的貼合程度是提高情境教學法效果的前提。

（2）強調合作學習，加強師生互動，形成知識網絡

在本案例中，遙感特征的教學需要教師與學生通過教學問答的形式進行互動學習。通過將抽象的知識要點形象化，實現與學生已有知識點的關聯，從而形成學生認知與學習的網絡。這不僅有助于學生對相關知識要點的把握，也更容易實現學生從死記硬背向靈活運用的轉變。

（3）加強教學引導，增進教學合作，強化構建能力

本案例中，教師通過循序漸進的引導和問答互動的課堂交流，并要求學生幫助自己解答疑問，激發了學生探究的欲望，從而在很大程度上使得整個課堂的氣氛更加活躍，也使得師生的“教與學”這個過程成為雙方共贏的合作關系，從而極大促進了學生進行知識的吸收與體系的建構，強化了學生知識構建能力。

（4）弱化學科界限，突出學科交叉，豐富情境教學

教學應盡力使學習在與現實情境相類似的情境中發生。教師并不提前將已準備好的內容教給學生，而是在課堂上展示出與現實中專家解決問題相類似的探索過程，提供解決問題的原型，并指導學生探索。如本案例中，將生物學、物理學和地理學相關知識要點進行關聯，將視覺的形成過程、特征與遙感特征相結合，不斷引導學生依據兩者間的關聯性進行主動思考和主動學習。在實際教學過程中，一方面要提供建構理解所需的基礎，同時又要留給學生廣闊的建構空間，讓他們針對具體情境采用適當的策略。

四、結論

激發學生的學習欲望，與學生進行有效的交流互動，讓學生能夠將已有的先驗經驗遷移到課堂教學中，從而達到教學事半功倍的效果是課堂的最主要目的。針對現有課堂教學存在的教師單一傳授知識的效率低問題，本文通過以遙感技術的應用為案例，在課堂中設置情境類比進行互動教學，并通過對應的教學反思，進行了“情境類比法”在教學中較為有效的探索。

[1]余翔．促進科學概念轉變的類比教學策略探析[J]．教學與管理,2011(36):153-154．

[2]楊瀟,王軍民．運用類比教學培養學生能力[J]．黑龍江科技信息,2010(29):201．

[3]楊麥秀．進行類比教學培養創新思維[J]．太原師范學院學報(自然科學版),2003(2):35-37．

[4]鄧琪．基于建構主義理論的大學英語第二課堂建設實踐[J]．重慶大學學報(社會科學版),2007(6):135-140．

[5]牟英梅,段繼校．現代教育技術、構建主義與主導主體作用[J]．黑龍江教育學院學報,2002(6):64-65．

[6]黃志成．構建主義學習理論在現代教育技術課程教學中的應用[J]．河北職業技術學院學報,2007(1):18-20．

[7]胡曉光,王建華．建構主義的學習理論在電子技術教學中的應用[J]．華北航天工業學院學報,2006(S1):32-34．

（責任編校：周維國）