信息技術下的地理綜合思維素養培養分析

摘要：隨著網絡科技的飛速發展，現代的信息技術能夠最大限度地使學生體驗到不同地域的地理現象，從而提高學生的整體地理思維能力。文章通過實例說明了地理教學媒介在新教材中的運用，希望能為教師在運用信息技術的基礎上，對提高學生的整體地理思維能力有一定的指導作用。就地理綜合思維能力的表現而言，不同學科的學習側重點不同，所以，在選擇教學媒介時，要著重于教學內容的相應表現和相應的教學軟件所具有的突出作用，使學生能夠更好地運用信息技術來提高學生的綜合思維能力，使教學效果達到最佳。

關鍵詞：信息技術;地理綜合思維素養;要素綜合;時空綜合;地方綜合

一、引言

隨著新課程標準的實施以及《教育信息化2.0行動計劃》的出臺，我國學者從理論到實踐，從淺到深的研究，對信息技術與地理教學的一體化問題進行了一系列的探討。但是兩份文件發布才三年，且大都是理論上的，很少有實踐上的研究。所以本文從地理綜合思維能力的培養入手，利用信息技術進行課堂教學，旨在為今后深入開展地理綜合思維能力的研究工作提供一定的借鑒。

二、信息技術與地理綜合思維能力的關系

（一）信息技術與要素整合的關系

在地理綜合思維能力的層次上，從單一因素到多因素，再到整體因素的綜合，環境也會越來越復雜。信息技術可以在相同的情境中重疊所需的元素，并模擬元素的增、減對環境的影響，讓同學們可以直觀地感覺到這些元素之間的關系，并體驗它們的組合。

（二）信息技術與時空整合的關系

隨著科技的進步，科學家們已經把地球的演變過程進行了大量的模擬，并將其應用到人們的日常生活中，從而有助于人們理解地球的起源和歸宿。把它運用于教學，能使學生充分體驗到我們所不能感覺到的、發展的歷程，并能使他們對空間和時間進行整合。

（三）信息技術與地方一體化的關系

不同規模的地域都有自己的特色，盡管無法親身體驗各個地域，但是利用現代信息技術，可以讓我們體會到不同地域的自然與人文地理特性的相似性，進而形成地域整合。

三、運用信息技術來提高學生的綜合思維能力

（一）采用分層疊加的信息技術促進要素的整合

要素合成主要是對地表各要素間的關系進行分析。很多地理教學軟件都能把不同層次的圖層進行重疊，以突出教學內容，并能利用分層或刪除的方式來體現地理環境的改變。氣象、地圖、海洋教學媒介的主要特點是層疊。就算是在信息化的教育中，地圖的教學也是不可或缺的。為此，本文選擇了圖新地球作為一種地圖軟件，探索了利用圖層疊加的方法在要素合成中的優勢。

1.圖新地球在新教科書中的運用

圖新地球是一款具有便捷的影像、高程、傾斜攝影數據的專業3D數字地球軟件。本文以人教版第一卷《植被》為實例，運用圖層疊加的方法，將各個元素進行整合，并對其在新教材中的運用進行了探討。

（1）教材的選擇

教材中有關這節課的主要內容有三個方面：植被和環境、森林、草原和沙漠。實際情景有利于學生更好地實施學生的綜合地理思維能力，本文選擇了福建省這個中國最大的地區作為《植被》的教學實例。

（2）圖新地球的應用

步驟1：下載、安裝、并打開“圖新地球”軟件。

步驟2：從最上方的菜單欄中選取“在線地圖”，將“福建行政區劃7-18級”中的“35-福建”作為“分省圖”。其次，在“地物分類”的“專題圖”中增加“森林”圖層。在“分省圖”中加入了福建標志7-18個級別的“35-福建”。通過對福建的“省級行政區”、“森林分布”的研究，對福建省不同地區的森林覆蓋率進行了深入的研究，并對其成因進行了深入的探討。

步驟3：在左邊“場景數據”欄目中，按層次序排列，從下往上是“福建標志性建筑7-18級. Ire”、“森林. Ire”、福建行政級別7-18級。為減小各個圖層間的相互影響，調整“森林”圖層的屬性，單擊該圖層右鍵，進入圖層屬性，設置不透明度70%。

步驟4：刪除“森林”前的圖層，把“森林”圖層關掉。然后，將菜單“在線地圖”打開，在“專題圖”下面的“全球統計”中選擇全球地形，將該圖層移動到福建行政7-18 Ire級文件中，并設置“福建行政7-18級.Ire”圖層的不透明度為30%。

在課堂上，老師可以指導學生把所學的東西結合起來，進行探究。西山地區坡度大，耕地不方便，是發展林業的好地方。東岸平原地勢平坦，土壤肥力強，是發展農業的理想選擇。城市人口的分布主要集中在沿海、低洼、高城市化、耕地少的區域。與沿海平原地區的相比，西部山地的土壤保護效果好，生態效益顯著。福建西部有武夷山脈，從東北到西南方向，這些山脈的大部分海拔都在一千五百多米，太平洋上的水汽被高山阻隔，福建西部的年平均雨量比東海岸要多，對森林的生長也有很好的促進作用。綜合上述因素，福建西部地區的森林覆蓋率明顯高于其他地區。

2.利用圖新地球的圖層疊加功能培養要素綜合的優勢

《植被》一節課充分體現了要素綜合。在傳統的教學模式下，老師呈現多張地圖，學生不可能把各個元素聯系起來，而往往只注意到某一塊。運用圖新地球等地圖類軟件的分層疊加功能，對學生進行要素綜合訓練，具有以下五個方面的優點。（1）采用圖層疊加的方法，通過調整透明度和色彩等方式，使部分元素的特性得到突出，這是傳統的教學方法所不能達到的。（2）利用圖層疊加的作用，可以在任何時候增加、刪除或改變圖層，使得各元素的合成更加直觀，更有利于培養學生的整體地理思維能力。（3）圖新地球所提供的在線地圖能夠最大限度地還原現實的地理環境，使學生能夠從現實場景中了解到各個因素之間的互動關系，從而提高整體的地理綜合能力。（4）具有很強的可操作性。在教學過程中，老師會示范該系統的運行過程，并引導學生進行操作，這樣既能把所學知識轉移到其它領域，又能將知識與其他知識點相融合。（5）易于掌握、約束少、分析能力強。通過圖新地球軟件的圖層疊加和綜合分析功能，可以對學生進行要素綜合訓練，包括自然地理、人文、地區發展、資源、環境、國家安全等方面的知識。因此，充分運用圖新地球和其他現代信息技術所具有的分層疊加作用，可以使學生在要素的綜合訓練上具有較大的優越性。

（二）運用信息技術現實模擬功能，進行時空綜合訓練

時空綜合是指地理現象的發現、發展、演變的過程。實際上，某些地理現象的發生發展是非常緩慢的，我們很難對其進行觀測，所以，利用現代信息技術的現實模擬功能，可以將其演化過程還原出來。

在高中地理教學中，有關天文的知識比較抽象，本文通過星象類軟件 “Celestia”來探索，運用信息技術進行空間和時間綜合培養的優勢。

1.Celestia在新教科書中的運用

Celestia （星空遨游）是一種開放原始代碼的3D天文軟件，可以訪問 NASA圖像數據庫中的星球和星系目錄，并可以實時地進行三維立體顯示，進行空間模擬。

本文以《地球的宇宙環境》作為案例，結合實際模擬的方式，對 Celestia在新教材中的運用進行了研究。

（1）教材的選題

《地球的宇宙環境》是人教版高中教材的第一部。課程內容包括兩個方面：一是地球在宇宙中的定位，二是行星地球，并加入天文現象觀測活動網。本文選擇了太陽系中各個星體的位置和運動規律，對太陽系和地球之間的聯系進行了探討。

（2）Celestia在《地球的宇宙環境》一節中的應用

步驟1：下載，安裝，并將 Celestia軟件打開。

步驟2：了解太陽系。在我們研究八大行星的方位和運行規律之前，我們可以先了解一下八大行星的狀況。鍵盤上有“0”～“8”，0代表太陽，1～8代表八大行星，順序即為八大行星距太陽的遠近，選定一個數字后，在鍵盤上輸入“G”，即可迅速抵達目標。比如，要在木星上轉一圈，按“5”和“G”鍵，你就能直接飛向木星。

步驟3：觀測八大行星的方位和運行規律。首先，在鍵盤上按“0”，然后按“G”，朝太陽方向移動，把它放在中間。其次，在“渲染”菜單欄中單擊“顯示選項”，在“軌跡/標簽”中單擊“恒星”、“行星”，在窗口的右上方打上“標記”、“軌道”，即可獲得一個側面的太陽系圖像。這時，用鼠標在屏幕上點擊右鍵，就可以看到太陽系的八顆行星。

步驟4：在“時間”菜單中單擊“加快10倍”（現在的速度的基礎上加快10倍，也就是之前100倍的速度），通過快速的時間和鼠標的轉動，可以實時地觀察到太陽系中的物體的移動情況，從而模擬出一些我們無法看到的現象。

2.運用 Celestia的現實模擬功能，進行空間和時間綜合的發展

這堂課反映了動態的特征，它的時空位置和它的時間變動，都是我們很難直接觀察到的。在傳統的教學中，單純依賴課本上的圖片、文字和教師的解釋，很難讓學生了解到宇宙的變化，也很難了解這種現象為何會出現在這里，又是如何發展的。相對于傳統的教學，運用 Celestia等星象類軟件進行實際模擬訓練，具有以下四個方面的優點。（1）Celestia形象直觀，具有較強的交互性，能很好地表現時空的變化特征。舉例來說，2020年6月21日，舉國關注的金環日食，并非每個地方都能看到日環食的全貌。我們則可以通過 Celestia來模擬整個日食，從而觀察到各個區域的日食。（2）易于操作，方便老師講解，學生容易操作，將抽象的知識具體化。比如，老師和學生可以在任何時候觀察到星月食發生的全過程。（3）具有很強的功能，可以涵蓋幾乎所有的高中地理中的天文知識。Celestia是一種即時更新的電子星圖，通過 Celestia的可觀測星象來幫助你選擇一門“天文入門”。另外， Celestia還提供了“視窗分割”的能力，用于學習諸如晨昏線之類的抽象知識。（4）Celestia還是天然的教學素材。一些材料，包括大范圍的時間和空間演化，我們很難獲得，但 Celestia的“捕捉圖像”和“捕捉影像”可以為我們提供良好的教學素材。因此，充分運用 Celestia等現代信息技術的實際模擬功能，使其在空間和時間上的綜合訓練具有明顯的優越性，具有許多傳統教學所不能取代的特點。

（三）運用信息技術的地域反差作用促進地方一體化

地方整合是對各地區的地理、環境因素和時間的變遷進行研究，以求對人地關系的地域性解釋。每一個地區都有自己的特點，盡管我們不能走遍全球，但通過地理位置的對比，可以分析出不同地區之間的差別和聯系。本文在氣象應用軟件MeteoEarth的幫助下，探索了運用信息技術的區域對比功能在地方綜合能力中的優勢。

1.Meteo在人教版新教材中的運用

Meteo Earth（全球天氣）是美國研發的一款專門的氣象服務軟件，該軟件可以為世界上大部分國家和地區提供實時的氣象數據，其中Meteo Earth的一些功能，比如3D地球、夜間燈光模式、氣候模式等，我們通過動態、立體等可視化角度，可以觀察到全球或某一地方的氣象變化過程，還可以通過要素疊加和時空變化的角度反映區域的差異與聯系，契合地方綜合的內涵。

本文以《常見天氣系統》選修課一的個案“臺風的形成與消亡”為例，以地區比較的方法來探討臺風的產生和消解及其對氣候的影響，并將 Meteo Earth運用于新教材中，以培養學生的地理學綜合能力。

（1）教材的選題

選擇性必修課1需要學生的地理基礎知識達到3-4的程度，而且需要更加了解真實和復雜的環境。為此，文章選取廈門市作為一個典型的例子，對2020年6號臺風“米克拉”的產生和產生的影響進行了研究。

（2）Meteo Earth在《常見天氣系統》一節中的運用

步驟1：下載、安裝和打開Meteo Earth軟件。

步驟2：在左上方單擊“城市”，選擇“Favourites”，在“+”按鈕上輸入“廈門市”，在常用城市中增加廈門。

步驟：3：關掉“橫屏鎖定”功能，改成橫屏。點擊右邊的“熱帶氣旋”，在右邊的第五個按鈕，在右下方的屏幕上按一下。在這個時候，我們可以看到目前的熱帶氣旋和它的運動軌跡。

對于北半球來說，2020年8月10日是夏秋季節，這是一個多有熱帶氣旋的季節。在這一天，全球一共產生了4個熱帶氣旋，西北太平洋3個。在必修課中，沒有說明為什么“西北太平洋是全球最頻繁的臺風區域”。《選擇性必修課》一書中寫道：西北太平洋地區的海水溫度偏高，對我國的臺風有很大的影響。實踐證明了這一點，通過MeteoEarth，我們可以從MeteoEarth中找出，為何太平洋是全球最頻繁的臺風區域。

步驟4：退出全屏幕，在左邊的工具欄中，單擊左邊的“氣候視圖”，開啟天氣模式。下面的時間線也改為“年”，而刻度則是代表月份。

步驟5：打開“海水溫度”，在左邊的“測量標記”鍵上選擇第六個，然后在地圖上顯示出一個具體的溫度，然后將其拉到指定的位置，然后播放下面的時間線，就能看到某個地方的水溫。

通常情況下，1-2月份是北半球的最低溫度，在一月份，太平洋地區的平均水溫為26.9℃，夏季和秋季的水溫都超過了28℃，可以用相同的方式來比較全球其他地區的水溫。由于海水溫度升高，導致大氣升溫，氣流膨脹，再加上太平洋遼闊的海洋，以及持續的水汽，這些都是熱帶氣旋發展的溫床，所以，太平洋是最容易出現臺風的區域。以上個案運用因素綜合及時間演化等方法，對臺風的發生狀況進行了討論，反映了地區特征，并對其進行了地域整合。

2.運用Meteo Earth的地域反差能力，培養時間和空間上的綜合優勢

“臺風”是一種十分罕見的現象，它在我國有許多學生并沒有見過。通過MeteoEarth等氣象軟件的地域對比功能，較傳統的地理綜合訓練，具有四個方面的優點。（1）實時更新資料，以實際情況為基礎，培養學生的地理基礎能力，方便我們觀察各國、區域的實時天氣資料，為“大氣”、“海洋”等抽象知識提供了便利。（2）從地域地理因素的視角來分析各地區之間的差別和關系，這是地域綜合能力的具體體現。例如， MeteoEarth的氣壓圖能夠幫助我們觀測到地球大氣在各個時間點的分布情況，從而預測它對氣候的作用。傳統的地圖圖片不能得到各時段的大氣壓力分布，所提供的環境是靜止的，很難進行區域對比。（3）從時間和空間上的變動角度，對一個地區或地區的地理因素進行分析，是地域一體化的另一種具體體現。如以“米克拉”為例，對廈門市、龍巖市的氣候變化進行了分析。（4）區域對比功能可以從平面圖、3D地球模式、夜間燈光圖等不同視角進行分析，可以更全面地觀察、分析和認識各個地區的地理環境特點。因此，充分發揮 MeteoEarth等現代信息技術的地域差異性，具有較傳統教學更顯著的優勢。

四、結束語

基于對地理綜合思維能力的研究，本研究采用了人教版的選擇性必修課程《區域整體性和關聯性》，并利用圖新地球、多媒體課件等對案例進行了設計和思考。本文結合地理綜合思維能力和信息技術，結合具體實例，說明了應用信息技術對學生進行綜合地理綜合思維能力的培養是切實可行和有效的，從某種意義上解決了教師在課程內容、教學媒介等方面存在的困難，填補了新教材教學案例的空缺。

作者單位：楊宗斌" " 山東省棗莊市第八中學

參" 考" 文" 獻

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