“earth全球風力圖”在高中地理教學中的應用分析

何宇

摘 要：隨著現代信息技術的快速發展，將以地理信息技術為基礎開發的各類地理軟件和系統網站引入地理課堂教學，已成為現代教學的主流方向。本文主要以“earth全球風力圖”為教學工具，通過該系統展示風力、氣象、洋流等眾多動態地圖，探討其在高中地理教學中的實踐運用、分析其優勢和困境并提出相關建議。

關鍵詞：earth全球風力圖;地理教學;高中地理

一、“earth全球風力圖”簡介

earth全球風力圖由日本工程師卡梅倫·貝卡里奧開發制作，是一個顯示全球天氣狀況的視覺化超級計算機預報系統網站，其網址為https：//earth.nullschool.net/zh-cn/。網站通過NASA氣候模擬中心的在線數據接口，將多顆氣象衛星數據資料和海洋洋流運動地圖進行數據合成，展現動態的風力、氣象、洋流等地圖（圖1），該網站系統的大氣數據每3小時更新一次，海洋數據每5天更新一次。

通過對知網文獻的檢索發現，目前該網站系統在地理教師中的知曉率不高，在地理教學研究中尚處于空白階段。由于該網站系統對風力、氣象、洋流等動態展示非常精美、形象，因此筆者將該網站系統作為教學工具探討其應用方法，拋磚引玉，希望能夠給廣大地理教師提供一個新的教學呈現方式。

二、“earth全球風力圖”在高中地理教學中的應用示例

earth全球風力圖網站系統集合了大氣（風）、海洋（洋流）、SO2污染、PM2.5等多種動態演示地圖，與地理教學相融合的實踐領域較廣，因此，教師可借助該網站系統對風、氣旋與反氣旋、冬季風與夏季風以及洋流運動等方面進行教學實踐，本文將選取這?四個知識點作為案例來闡述earth全球風力圖與地理教學的融合。

1.動態展示大氣的水平運動—風

風作為大氣運動的主要形式，一直是高中必修學習內容的重點和難點。目前主流的教學方式是利用Flash動畫來展示風的形成，雖然Flash動畫能夠動態展示風的形成原理，但由于其動畫無法大范圍模擬全球風向變化以及不同海拔風力的大小程度，加之部分學生的空間思維能力不強，進而導致很多學生在本知識點的學習上深感困惑。

earth全球風力圖網站系統能夠展示2013年至今所有時刻的風力運動示意圖，用戶可以選取自定義時間來展示不同地點的近地面到高空的風力運動示意圖。筆者通過選取2020年1月27日20：00來展示東亞地區的風力運動示意圖（圖2）。

通過圖2展示可形象地表現出近地表（1 000hpa）陸地上的風力小于海面的風力，主要是由于海面的摩擦力遠遠小于陸地的摩擦力，因此，在圖2中近海及遠洋地區能夠清晰地看出其流線呈綠色且密度很大，而陸地上的流線箭頭幾乎看不見。另外，通過動態示意圖能夠清晰地看出箭頭運動方向是由陸地指向海洋，讓學生更加深刻形象地理解東亞地區的冬季風是由陸地吹向海洋，有的地區出現風向偏轉則是由于北半球的地轉偏向力所致。

通過圖3、圖4和圖5的動態展示，學生可以發現隨著氣壓的升高，氣流流線的速度和密度逐漸增大，由此表明風力強度隨海拔的升高而上升。這樣就可以讓學生從不同高度來形象生動地體會和了理解風力強度與高度之間的關系。

通過圖6的動態展示，學生可以從全球風力運動示意圖中觀測到南、北半球緯度40°附近有兩股較強的氣流流線由西向東快速移動，結合氣壓帶與風帶的知識可以得出，這兩股較強的氣流流線其實代表的是西風帶，也形象地展示出盛行西風帶風力的強勁程度，加深學生對西風的理解。

2.感性認識氣旋與反氣旋

低壓（氣旋）、高壓（反氣旋），分別是對同一天氣系統的不同描述。氣旋所在半球不一樣，產生的氣流的輻合方向也有著巨大差異。本知識點作為天氣系統的知識難點，給教師的教和學生的學帶來了困難。教師在教學時主要用板書、板圖結合動畫的方式進行講解，但由于知識抽象，在一定程度上給學生的深度理解設置了阻礙，難以讓學生獲得連續、動態的感性認識。通過選取以往臺風過境的時間，就可以借助earth全球風力圖巧妙突破這個知識難點。

圖7動態展示的是2019年8月8日臺風“利馬奇”和“羅莎”共舞的狀況，學生可以明顯地看到兩個逆時針輻合旋轉的動態氣流圖，形象地認識到北半球的臺風是一個逆時針輻合氣流。然后，教師可結合氣旋形成原理進行板畫講解，促使學生將理論和實踐結合，逐步培養和提升地理空間思維能力。

3.生動體現冬季風與夏季風

“季風環流”是高中地理教學的知識難點，綜合性較強，對學生的思維要求高，需要學生具備一定的空間想象能力、邏輯推理能力以及知識遷移能力，是學生的易混淆知識點。教師在對此知識的教學中，多采用教材中的配圖進行講解，致使“課上學生聽懂，課后學生遺忘”。

教師可展示東亞地區夏季風和冬季風風力運動示意圖（圖8、圖9），利用其風力流線運動圖進行詳細講解，有效地將本圖所需的空間思維轉化為形象思維，讓學生直觀地看到冬、夏季風的運動狀況。

在講解季風時，南亞季節風向的變化是學生最為頭疼的知識點，極其容易將南亞與東亞季風的風向混淆。教師在講解南亞冬季風的知識時，大多從海陸熱力性質差異進行闡述，讓學生利用東亞夏季風的知識進行遷移學習理解，但是對南亞夏季風也習慣性地運用海陸熱力性質差異進行理解，最終造成東亞和南亞季風知識點的混淆。教師在處理本知識點時，可以將圖10與圖11進行對比講解，特別是在講解南亞地區的夏季風時，可著重讓學生觀察氣流流線圖，結合氣壓帶和風帶的季節移動、地轉偏向力等知識深入形象地理解西南季風的形成原因，這樣有利于促進學生深刻理解。

4.形象處理洋流運動

洋流運動的課標要求是“運用地圖，歸納世界洋流分布規律，說明洋流對地理環境的影響”。通過對課標的研讀，可以看出本條“標準”的首要要點是“歸納世界洋流分布規律”，要求學習落實在地圖上，能夠對世界洋流的運動方向在腦海里有比較深刻的記憶。然而，洋流運動在師生的教與學中是個難點內容。

earth全球風力圖網站系統除了對全球風向、風力有著記錄和演示功能，另一強大的功能就是能夠展示洋流運動示意圖。教師可在選項卡中選擇“洋流”功能，將不同海域的洋流展示出來。通過展示圖12、圖13，教師可引導學生從宏觀角度觀察海洋中流線運動的方向，并利用顏色深淺來了解洋流力度的大小，有利于培養學生的綜合思維能力，同時該系統也可激發學生的好奇心、調動學生的學習興趣，讓學生自己去探索本系統的實踐作用，有效地培養地理實踐力。

三、“earth全球風力圖”在地理教學中應用的優勢與困境

1.earth全球風力圖與地理教學融合的優勢

（1）系統操作簡單，教學輕易上手[1]。earth全球風力圖網站系統不需要教師提前下載軟件安裝，只需要登錄其網址即可在線實時操作，有效地解決教師因計算機不同而產生的教學障礙。同時該網站系統支持多種語言，教師可直接選用中文界面，其界面文字說明清晰易懂，非常便于教師的實踐操作。

（2）數據存儲完善，案例選取便捷。earth全球風力圖網站系統收集存儲了2013年至今所有時刻的風力、洋流、空氣濕度、污染物等眾多數據資料，并且所有數據資料均來自NASA、GMAO、GEOS-5等權威機構，能夠保證數據的真實性;用戶可以通過該系統選取自定義時間內不同屬性的內容進行展示，較大地方便了教師利用該網站系統進行授課講解。

（3）動態展示明晰，激發學習興趣。earth全球風力圖網站系統最大的特性就是能夠動態展示風力、洋流、空氣濕度、污染物等眾多數據資料，該網站系統通過動態運動的流線形象直觀地展示其不同屬性，教師運用此系統可以吸引學生的注意力、激發學生的學習興趣，有效提高教師的教學效率，輕松突破相關教學重難點。

2.地理教學中earth全球風力圖應用的困境

（1）數據非實時更新，具有一定延遲性。earth全球風力圖網站系統的數據非實時更新，具有一定的延遲性，其大氣數據每3小時更新一次。海洋數據每5天更新一次。因此，在大氣運動、風力、云雨區等要素的展示使用中，要向學生闡述數據更新時間，避免利用此系統網站對將來的天氣狀況等要素進行絕對性的實時預測。

（2）網絡要求通暢，推廣范圍局限。earth全球風力圖網站系統對教學硬件要求是僅需連接外網的電腦即可。但由于經濟發展的差異性較大，目前可推廣該網站系統融合課堂教學的地區主要是較發達的縣級以上的學校，比較落后的山區或鄉鎮學校由于缺乏硬件或網絡等問題難以推廣應用。

（3）教學進度限制，教師使用畏難。earth全球風力圖網站系統目前在地理教學界只有少數教師了解，在其實際教學中并沒有得到使用和宣傳，因此，部分教師使用該網站系統可能存在畏難情緒。加之由于教學進度、教學成績、教學壓力以及教學時間等眾多壓力，教師可能不愿意花時間將該系統網站引入課堂進行實踐操作授課。

利用earth全球風力圖網站系統強大的動態演示功能，可以有效地幫助教師突破風、天氣、洋流等眾多重難點知識，但由于經濟發展的差異，在比較落后的山區存在網絡硬件和軟件設施不完善的問題，因此在推廣應用上存在一定阻力。筆者希望國家在教育基建資源的建設上，加強對落后地區網絡硬件和軟件的覆蓋建設，有利于教師將現代地理信息技術軟件引入中學地理新課程教學，激發學生的學習興趣、拓寬學生的知識視野，這既符合新課標理念的要求，也體現了中學地理教學改革的方向。

參考文獻：

[1] 黃淑梅.新課標理念下Google Earth與地理教學的融合[J].地理教育，2019（03）：8-10.