基于GEOVIS Earth Studio的高中地理教學(xué)案例開(kāi)發(fā)*
——以“河流地貌”為例

陳奕文 呂紅梅 楊廣斌* 李亦秋

（1.貴州師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550025;2.福建省地質(zhì)測(cè)繪院,福建 福州 350011）

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱“課標(biāo)”）在基本理念和實(shí)施建議中均強(qiáng)調(diào)要充分借助地理信息技術(shù)，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供豐富多樣的數(shù)字化地圖資源，營(yíng)造實(shí)時(shí)、生動(dòng)的地理教學(xué)環(huán)境，幫助學(xué)生從宏觀角度建立空間概念。[1]在傳統(tǒng)地球虛擬技術(shù)類應(yīng)用軟件的三維衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，GEOVIS Earth Studio設(shè)計(jì)了專業(yè)視角動(dòng)畫(huà)、演示分享和場(chǎng)景制作功能，可從多維視角演繹地理場(chǎng)景，快速創(chuàng)作交互衛(wèi)星動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景，通過(guò)數(shù)字交互環(huán)境增強(qiáng)地理事物的可視化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣并促成深度認(rèn)知，為地理課程的實(shí)施提供便捷可行的平臺(tái)。

本文挖掘GEOVIS Earth Studio平臺(tái)在地理教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建該平臺(tái)支持下的地理教學(xué)模式，闡明其輔助教學(xué)的功能及操作步驟，開(kāi)發(fā)“河流地貌”地理教學(xué)案例，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)和地理信息技術(shù)輔助教學(xué)的智慧課堂。

一、GEOVIS Earth Studio平臺(tái)在地理教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

GEOVIS Earth Studio是一款基于數(shù)字地球的在線輕量化交互式場(chǎng)景制作平臺(tái)，該平臺(tái)提供獨(dú)特的地球畫(huà)布、交互場(chǎng)景演播、衛(wèi)星動(dòng)畫(huà)編輯、豐富的標(biāo)繪要素，幫助用戶自由進(jìn)行三維場(chǎng)景創(chuàng)建、動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)和地圖分析。GEOVIS Earth Studio在地理教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)如下。

1.支持簡(jiǎn)單操作的地理教學(xué)情境創(chuàng)作

GEOVIS Earth Studio主要由頂部工具欄、主功能區(qū)、場(chǎng)景畫(huà)布、動(dòng)畫(huà)編輯器和屬性窗口五大功能區(qū)組成（見(jiàn)圖1）。該平臺(tái)能夠極大地縮短制作時(shí)間，[2]教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容發(fā)揮自身的創(chuàng)造性將抽象的地理知識(shí)演繹為直觀的衛(wèi)星動(dòng)畫(huà)，幫助學(xué)生構(gòu)建地理空間思維。用戶可直接在瀏覽器登錄網(wǎng)頁(yè)端https://studiohome.geovisearth.com，無(wú)需下載。

圖1 GEOVIS Earth Studio操作界面

2.實(shí)現(xiàn)多維交互的地理課堂體驗(yàn)

GEOVIS Earth Studio作為交互式內(nèi)容創(chuàng)作平臺(tái)，支持文本、圖像、視頻、音頻等教學(xué)資源和三維地球的交互表達(dá)，可以從宏觀和微觀角度展示地理事象。在課堂教學(xué)前，教師可以在線存儲(chǔ)制作好的衛(wèi)星動(dòng)畫(huà)，在需要時(shí)可以直接調(diào)取；在講解過(guò)程中也可隨時(shí)進(jìn)行專題場(chǎng)景和數(shù)據(jù)的瀏覽、調(diào)整，添加新的教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生自主觀察；課后可通過(guò)鏈接進(jìn)行分享，其交互性貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程（見(jiàn)圖2）。

圖2 GEOVIS Earth Studio交互性應(yīng)用流程

3.提供多元直觀的地理素材資源

GEOVIS Earth Studio平臺(tái)擁有豐富的素材資源，在場(chǎng)景中可以通過(guò)添加點(diǎn)、線、面標(biāo)繪要素和圖標(biāo)、模型、音效等素材資源（見(jiàn)圖3）。通過(guò)動(dòng)畫(huà)、素材和三維視角，可以更加準(zhǔn)確地表達(dá)地形地貌、歷史變遷等跨時(shí)空尺度較大的地理現(xiàn)象，幫助學(xué)生形成地理空間觀念與區(qū)域認(rèn)知。

圖3 GEOVIS Earth Studio素材（部分）

二、GEOVIS Earth Studio輔助高中地理教學(xué)的應(yīng)用思路

1.應(yīng)用模式構(gòu)建

基于GEOVIS Earth Studio平臺(tái)，遵循“課前準(zhǔn)備—課堂應(yīng)用—課后鞏固”的思路，本文構(gòu)建了基于GEOVIS Earth Studio的高中地理教學(xué)模式（見(jiàn)圖4）。

圖4 基于GEOVIS Earth Studio的高中地理教學(xué)模式

2.GEOVIS Earth Studio 輔助地理教學(xué)的功能及操作步驟——以“河流地貌”為例

“河流地貌”是人教版必修《地理1》的內(nèi)容，課標(biāo)對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求是通過(guò)野外觀察或運(yùn)用視頻、圖像，識(shí)別3～4種地貌，描述其景觀的主要特點(diǎn)。教師運(yùn)用GEOVIS Earth Studio，進(jìn)行河流地貌教學(xué)。

(1)衛(wèi)星動(dòng)畫(huà)回顧長(zhǎng)江概況

教師借助GEOVIS Earth Studio三維場(chǎng)景和智能動(dòng)畫(huà)技術(shù)制作長(zhǎng)江概況動(dòng)畫(huà)，直觀展示長(zhǎng)江的自然地理特征。

①長(zhǎng)江數(shù)據(jù)導(dǎo)入

點(diǎn)擊“主要功能區(qū)—導(dǎo)入—KML”，加載KML格式的長(zhǎng)江干流圖層和長(zhǎng)江流經(jīng)省份圖層（見(jiàn)圖5）。

圖5 GEOVIS Earth Studio中導(dǎo)入長(zhǎng)江數(shù)據(jù)

②智能動(dòng)畫(huà)編輯

導(dǎo)入數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)編輯（見(jiàn)表1）。

表1 長(zhǎng)江智能動(dòng)畫(huà)編輯操作步驟

(2)時(shí)序影像功能探索河流地貌之變

教師可通過(guò)崇明島的歷史變遷展示長(zhǎng)江下游河段河流堆積地貌的形成過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)崇明島面積的變化，分析崇明島形成的原因（見(jiàn)圖9、圖10）。

圖9 GEOVIS Earth Studio時(shí)序影像變化具體制作方法

圖10 崇明島時(shí)序影像動(dòng)畫(huà)完成效果

(3)素材標(biāo)繪功能了解河流地貌之奇

教師添加圖片和文字等，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)“河流地貌觀察—景觀描述—河流地貌概念認(rèn)知—河流地貌判斷”的過(guò)程，加深對(duì)河流地貌的認(rèn)知。利用平臺(tái)提供的三維顯示功能，學(xué)生可以通過(guò)縮放、移動(dòng)畫(huà)面瀏覽河流地貌景觀，直觀感受河谷形態(tài)。此外，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生使用GEOVIS Earth Studio的測(cè)量功能，測(cè)量不同河段干流河床寬度和高度，加深學(xué)生對(duì)河流地貌特征的理解（見(jiàn)圖11、圖12）。

圖11 GEOVIS Earth Studio素材標(biāo)繪功能使用的具體方法

圖12 GEOVIS Earth Studio中添加素材標(biāo)繪效果圖

三、GEOVIS Earth Studio輔助“河流地貌”教學(xué)設(shè)計(jì)案例

本文選擇人教版必修《地理1》“河流地貌”作為課例，按照上述模式，將平臺(tái)的應(yīng)用思路與“河流地貌”教學(xué)內(nèi)容結(jié)合，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)（見(jiàn)表2）。

表2 “河流地貌”教學(xué)案例設(shè)計(jì)

四、結(jié)語(yǔ)

本文開(kāi)發(fā)、整合GEOVIS Earth Studio的主要功能和教學(xué)資源，構(gòu)建基于平臺(tái)的地理教學(xué)模式，從智能動(dòng)畫(huà)編輯、時(shí)序影像變化、素材標(biāo)繪功能三個(gè)方面探究基于GEOVIS Earth Studio平臺(tái)的“河流地貌”案例設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程，創(chuàng)設(shè)具有探究性、交互性和趣味性的地理智慧課堂，使學(xué)生在充滿趣味性的教學(xué)情境中提高空間感知能力，發(fā)展地理認(rèn)知和地理思維。

教師在實(shí)踐中可以不斷探索該平臺(tái)的其他功能，并靈活運(yùn)用于地理教學(xué)中，促進(jìn)研討交流，加快中學(xué)地理教學(xué)的信息化進(jìn)程。