在网络环境下提升中学地理教学过程的有效性

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在网络环境下提升中学地理教学过程的有效性
【摘要】伴随着新课改的春风，地理信息技术辅助教学的发展日新月异，尤其是Google earth强大的动态生成性，为地理教学拨开了一片绚烂的天空；首先介绍了Google Earth以及其辅助中学地理教学的优势；然后阐述Google Earth技术实现其优化教学过程的功能；最后探析了其提升教学过程有效性的策略。
【关键词】Google earth ； 提升；地理教学过程；有效性
引言
中学地理课程的一门具有综合性很强的学科，它涉及到政治、经济、社会、文化、地球环境等各个方面，既有对静态的地理事物名称、地理分布的描述，又对动态的地理过程、地理趋势的分析。在新课程理念的要求下，如果还是采用传统教学手段，要想实现探究性教学方法比较困难。要解决这一课程难点，必须采用新的教学手段。随着现代科学技术的不断发展，地理教学的手段和技术也得到了相应得发展和改变。特别是作为地理学的第三代语言的地理信息系统的出现，以及Google Earth软件应用于地理教学，必将给地理课堂教学带来一场新的革命。
在国外，Google Earth在地理教学上已有很好的运用，这对我国把Google Earth融入到地理课程新标准的实施过程并构建基于信息技术的地理课程教学提供了很好的范例。在《Google Earth 在美国地理教育中的应用及启示》一文中，阐述了Google Earth作为新兴信息技术软件在美国基础地理教育中作用；重点分析了Google Earth在五项地理核心技能目标达成、为学生营造地理科学研究过程等应用领域及其成效[1]。教师应通过各种途径感知身边的地理事物，运用适当的方法和手段，如Google Earth多媒体平台，搜集地理信息并对搜集到的地理信息进行整理、分析、发现地理问题并结合以Google Earth为主的平台来解决地理问题。因此研究Google Earth辅助中学地理教学及教学设计，对新的教学手段的发展有着重要的实践意义。
1. Google earth简介
Google earth是google公司2005年推出的一款整合Google本地搜索以及通过访问Keyhole 的航天和卫星图片数据库，来实现鸟瞰世界的桌面搜索软件。通过调整分辨率可以看到国家、地形区、山脉、河流、城镇、道路、机场, 也可以看街道、建筑、甚至汽车、行人。用户可以进行查询,并在3D 地图上迅速定位, 还可以进行各种放大、缩小、漫游等操作。                 
Google earth采用KML语言。KML 是 Keyhole 标记语言（Keyhole Markup Language）的缩写，是一种采用XML语法与格式的语言，用于描述和保存地理信息（如点、线、图像、多边形和模型等），可以被Google Earth和Google Maps识别并显示。可以使用 KML 与其他Google Earth或Google Maps用户分享地标与信息，也可以从Google Earth 社区等相关网站获得相关有趣的KML文件。Google Earth和Google Maps处理 KML文件的方式与网页浏览器处理HTML和XML文件的方式类似。与HTML一样，KML使用包含名称、属性的标签（tag）来确定显示方式。因此，编写KML语言的教师需要了解一些简单的计算机语言。
而KMZ文件是压缩过的KML文件，因此，它不仅能包含KML文本，也能包含其他类型的文件。如果地标描述中链接了本地图片等其他文件，在保存地标时，保存类型选 KMZ 而不选 KML，Google Earth 会把链接的图片等文件复制一份夹 KMZ 压缩包中，其中包含丰富信息的地标文件使用于课堂上，或在社区分享。
Google earth的界面设计简洁，非常容易使用，且有相应的网络社区以便各用户之间的讨论和交流。通过使用该软件, 用户足不出户便可以在瞬间置身于世界的任一角落, 而且是在极为真实的环境之中。用户既可以从高空鸟瞰某地的地形地貌, 亦可以从近地观察地面的细节。

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2. Google Earth辅助中学地理教学的优势
2.1 激发学生的学习兴趣，建立学生空间地理概念
Google Earth最大的特点是基于位置服务（LBS即Locating Based Service）的平台,具有显著的地理特色。在Google Earth 中，市级以上的城市及部分乡村地区的地貌都十分清晰。学生可以很容易地从空中鸟瞰自己熟悉的城市及村落，甚至自己居住的房屋及周围环境。借助Google Earth，学生很容易找到相关位置，通过清晰的、立体的城市卫星图片，展示学生熟悉的地理环境教学，可以促使学生积极主动地参与教学，提高教学效果。
地理教师可以用Google Earth的简单空间操作分析工具，为学生提供空间可视化的分析结果，能揭示地理事物的空间关系和空间分布模式，帮助学生理解地理学科的特征，建立地理空间概念，培养地理思维。
2.2 丰富地理教学资源库，增强地理教学的开放性
地理教学需要大量图像资料, 而素材的缺乏将导致课堂教学的苍白。很多老师为了使课堂丰富多彩, 课外耗费了大量的时间和精力寻找相关的图片。Google Earth 目前提供的图像资料大部分是地表的高清晰卫星照片, 通过它, 我们可以看到全世界任何角落的三维地图，极大地丰富了地理教学资源库。
Google Earth在课堂中的引入, 成为了培养学生的自主探究能力以及协作学习能力的良好平台，在Google Earth平台上设计开放性讨论、有关地理主题的论坛、具有交互性的练习题等都有利于培养学生的创新能力、创新思维以及实践能力，也增强了课堂的开放性。
2.3 辅助学生自学，培养学生“探究式”学习能力
地理知识作为人们日常生活中不可或缺的内容, 单凭曾经学到的知识已不能满足生活的需要, 这就要求学生要学会自主学习。
就地理学习来说, Google Earth软件就是很好的资料来源。其最为显著的特点就是基于位置服务（LBS即Locating Based Service），直观形象、操作简单容易上手并且有着丰富的地理信息, 足以满足大多数人的需要。学生在利用Google Earth自学时, 可以根据个人的兴趣爱好, 如同环游世界一样在旅途中了解地理知识, 既提高了学习兴趣, 也有利于培养学生“探究式”学习能力。
2.4 契合新课改理念，促进学生的全面发展
表1 google earth技术在培养学生能力方面与新课程要求的契合
新课程的要求        Google earth功能中提供的技术支持方式
1、培养学生的学习兴趣        精美的3D显示，良好的互动性：学生可以随意转动其中俯瞰面板的地球仪，强大的地理信息库使全球地理基本信息尽在掌握。
2、加强学生学习和现代生活、科技发展的联系性        Google earth中的地理信息能提供最近的地理信息，并且能够观察其中地理变化的历史。
3、培养学生主动参加、乐于探究要求        提供搜索（fly to）功能：可以在课后，课堂上对老师讲解的内容进行复习，也可以进行扩展。
4、培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力        强大的图层面板选择，其实是显示所需要的内容，可以提供很多地理相关信息：比如维度、经度、地震历史和太阳光照情况等等，如何利用该软件找到并把信息储存、转化、发表到社区或者作为作业发给老师，将很好地锻炼学生获取、处理信息的能力。
5、培养交流与合作的能力        提供社区讨论功能：学生可以把自己获取的信息经过处理后发表到社区，和社区其他用户进行交流

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6、让学生形成正确的人生观和价值观        在最新的google earth中，已经开始提供所搜索地理位置的世界文化遗产、地震历史等信息。可以让学生从地理学习中把握更多的人文知识，树立环保意识。
7、课程内容要适合不同地区的学生，体现课程的选择性和科学性        以往由于统一的教材，老师要把课程和自己本土的地理情况结合起来讲解比较困难。Google earth强大的地理信息库，可以随时（fly to）自己所在的当地，进行当地的地理数据分析，有利于结合本土情况理解地理课程中的知识。
8、注重学生学习过程的评价，注重于学习档案等学生学习记录的评价        Google earth提供了学习旅行的记录功能，教室可以根据对学生学习旅行记录的了解来更好地了解学生的学习情况，作出客观的评价。
3. Google Earth辅助中学地理教学的主要功能
3.1 地图浏览与位置搜索
    在Google Earth面板上，可以通过输入具体地址，中文英文皆可，或者直接输入该地点的经纬度，Google Earth软件便会在网络环境下自动呈现该地的综合地理信息。通过地图模式的转换，也可以迅速实现该地点的遥感图像与地图图像的转换，使学生能够在直观的地理遥感景观的展示下，应激的融会地图模式信息，培养学生的地理空间观念。

图1  Google Earth搜索与位置浏览界面
3.2 编辑地标
（1）在“我的位置”文件夹处右击选择新增地标，将地标命名为“华中师范大学南湖8号楼” 。
（2）新建一个Word文档，把南湖校区研究生宿舍简介的文字和图片输入进去，编辑好后保存为网页格式（html） 。
（3）打开该网页文件，点击“文件”—“另存为”，在弹出的对话框中，将“编码”一栏选择“Unicode（UTF-8）”，点击“保存”替代原文件。
（4）用记事本打开该网页文件，复制代码到步骤（1）中的“说明”框中 。
（5）点击制作好的图标，查看效果。


图2   建立地标及设置
3.3 绘制路径与多边形
（1）在3D 视窗中找到你想创建图形的位置
（2）选择菜单“添加”—“路径”或者“添加”—“多边形”,也可以使用快捷键（Ctrl + Shift + T 或Ctrl + Shift + G），或直接点击工具栏里的相应图标。
（3）完成此操作后，创建曲线或多边形的对话框便会出现，同时鼠标指针会变成一个白色的十字方框。这时可拖动鼠标在地球上画出你想要的图形，画完图形后，再在编辑框中填入适当的属性。

图3    绘制路径与多边形
3.4 添加图片
    为了方便讲解专题地理知识，我们可以在Google Earth上通过添加图像叠加层，通过拖曳鼠标可调节被添加图片的规格。

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图4   添加叠加层图片及相关设置
3.5通过网络添加kml文件资源
案例1----观看海平面上升直观效果
（1）打开Google Earth ，点击“位置”面板的“新增内容”,输入“sea level”进行搜索，并下载由Google Earth官方社区网友Zoltán Büki 制作的以“Rising Sea Level Animation”命名的kml文件。
（2）点击“文件”菜单下的“打开”，找到你所下载的kml文件，打开。
（3）在位置面板的“暂存位置”文件夹下双击的“Rising Sea Level Animation”文件夹下的“New York”地标，并勾选图层面板中的“3D建筑”图层，调节视角显示纽约的三维建筑。
（4）勾选“Date 1-100m”文件夹，把每个深度图层都选中，点击视窗右上方时间轴的播放按钮，即可观看水面上升的动画。

图5  通过网络添加kml文件资源
另外Google Earth还有制作游览与加载多媒体、测量距离与面积、观看天空与使用飞行模拟器等多种功能，在信息化环境下，基于Google Earth技术开发的各种应用的空间在不断展宽和深化，我们深信，未来的Google Earth技术在地理教学设计及课堂的运用会更加绚丽多姿。
4.利用google earth优化的地理教学过程
4.1 Google Earth多媒体资源集成思路

制作一个关于某个主题的基于Google Earth的地理多媒体教学平台，实际上就是开发一个关于这个主题的大型的KML文件，把各种地理多媒体资源合理有序地组织在一起，并通过Google Earth基于空间位置的3D的显示界面展示出来

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4.2 课前：
地理教师对教学目标进行分析，然后进行教学素材的整理和收集，在这个过程中可以利用Google earth的强大地理信息库，在教学方法设计中，也要考虑到Google earth的使用；
4.3 课中：
首先进行上次课堂内容回顾 ：根据学生作业情况进行，用Google earth进行必要解释 ；然后是本堂内容导入：利用Google earth要讲解地理知识的实例展示，激发学生学习兴趣。在课堂内容呈现上，结合需要讲解的知识点和技能点，利用个Google earth强大的3D地理功能，给学生最直观的讲解，以帮助学生实现知识的良好建构；也可以在师生课堂互动用Google earth回答学生当堂遇到的问题、学生现场演示，教室协助进行，分组联系等等方式，构建良好的课堂气氛；在作业布置环节上，给学生布置用Google earth进行当堂课知识点和技能点相关练习，以及相关知识点的自主探索，鼓励学生在社区中进行自主学习。并要求学生利用Google earth中的历史记录功能记录下自己的学习路径，以便于老师给出学习过程的评价。
4.4 课后：
利用学生的作业和历史记录进行学生的学习评价，以便对下次课的教学方法、资源设计、课堂导入做准备使反馈能够尽量反应学生的学习情况。  
鼓励有条件的学生自主学习，做好课外的兴趣开发，激起疑问，让学生带着问题在实践中求索，带着问题在课堂中兴奋。增强课堂的互动性、参与性，培养学生的发现、分析、解决问题的意识和能力。
我们可以按照以下模式对google earth进行利用，以便教学的直观性和互操作性和在在线社区中学生进行知识扩展和问题的提出与解决。
表3  google earth技术优化地理教学设计后的应用过程示意图

5.结语
Google earth自发行以来，功能不断地完善，在教学中的应用也越来越受到大家的重视，如何在地理教学中更好地使用Google earth，这是一个长期的，动态的过程，需要大家共同努力。总之，关于Google earth在教学中的应用研究还处于起步阶段，还需要更多深入的探究。