中学地理参赛论文信息技术与地理教学融合所带来的启示

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中学地理参赛论文信息技术与地理教学融合所带来的启示
李炯荣   浙江省余姚市陆埠镇第二小学
摘要：Google Earth(简称GE)软件具有强大的地图搜索功能，并能够利用强大的自然地理信息表现能力，将丰富庞杂的地理知识直观地表现出来。这种信息呈现方式符合中学生的智力水平，有利于学生了解和掌握地理知识。本文通过对GE软件的简略介绍，说明了它的主要功能，并在此基础上指出了将其灵活地运用于中学地理教学的途径，并阐述了可能遇到的困难和挑战，以及对信息技术和课程整合带来的启示。
关键词：基础地理教学； 信息技术； Google Earth； 教学应用研究;

引言
信息社会、知识经济和网络时代的到来，给现代地理学的发展增添了新的活力，地理知识的更新速度不断加快，地理综合性也大大加强，传统的地理教育制度无法适应地理信息不断更新和地理综合能力和地理实践能力的培养需求。《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》要求：“培养学生良好的信息素养，把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段，为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。”目前，中学在地理信息素养培养方面，仅局限在教师地理课件的展示以及网上提供一些地理资源素材，从信息技术的角度如何让学生自己注重地理信息的研究性学习非常缺乏。在地理教学中善于利用Google公司发布的地图搜索软件Google Earth来辅助教学、激发学生兴趣，可以较好地解决以上两个方面的问题。
Google Earth是基于宽带、采用3D地图定位技术实时将本地搜索功能和卫星图像结合起来的在线软件。其含有大量的地理信息，使用者可以根据自己的需要，通过图层管理的选择观察地区的地理特征：如地形、河流、城市、道路等。因此Google Earth在中学地理教学中具有非常特别的优点，为中学地理教学提供了新的教学手段和教学平台。
一、Google Earth概述
(一)Google Earth 简介
Google Earth（简称GE）是Google公司发布的一款免费地图应用软件。它采用了先进的3D地图定位技术, 通过合成三维卫星照片, 形成了一个极度真实且能够提供多项服务的地理信息搜索系统。该软件功能强大, 界面整洁且使用方便。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。同时, GE 还提供了大量的地理测绘工具, 如两地距离、海拔、经纬度、比例尺等等。通过使用相关工具,用户可以轻易地获取大量实用的地理信息。
（二）Google Earth的操作使用与功能介绍
Google Earth的功能非常丰富．例如，与地理教学相关的功能有：①强大的地点搜索功能，能够检索并在3D视窗中切换到要查询的位置；②显示三维地形．可以浏览许多重要山脉的3D模拟地形，如东非大峡谷、珠穆朗玛峰等：③可以显示全球的经纬网，从而使得经纬网的概念变得浅显易懂。有利于中学生掌握经纬网的本质与规律[1]；④可以用它观看昼夜交替、极昼极夜现象以及虚拟的日出日落现象；⑤提供了星际模式，可以浏览星空图，观看月相变化以及各个星座：⑥分层显示，地理信息被分为各个层次，如国界、河流、道路等与地理教学密切相关的内容，以及宾馆、学校、机场等与日常生活相关的信息．只要选中这一层，相关的信息便会呈现在显示区。

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二、Google Earth应用于我国基础地理教育的需求分析及可行性分析
社会、经济、教育、计算机技术的不断发展与进步，为多媒体辅助教学在中学地理课堂的实现提供了人力、财力、物资和技术上的保障，这也在一定程度上为Google Earth应用于地理教学带来了机遇。
  
（一）Google Earth与我国基础地理教育中的软硬件设施基本相匹配
取得合适的硬件配置也是一直以来制约GIS（地理信息系统）软件应用的一个重要障碍。虽然GE需要网络的支持，但是对计算机的硬件要求较低，现有的设备可以满足要求，且利用GE不受环境的限制，在课堂内外都可以运用。并且随着技术的进步，IT硬件设备的价格不断下降，我国地理辅助教学设备正在经历着从过去的沙盘、幻灯机、自制教具和录像机等向多媒体计算机、投影仪和影碟机等转变的时期。我国现在应用于地理教学的设备，呈现出现代化、高效化、专业化的特点。这为Google earth这款依托国际互联网和计算机使用的软件提供了发挥作用的机会。
    另外我国互联网使用性价比不断提高。互联网接入带宽不断增大而价格却持续下降，二者呈现出反比例关系。带宽的逐渐增大，保证了Google Earth应用于地理教学时获取数据的速度不断加大，同时，也提高了访问Google Earth提供的国外相关网站的速度。我国互联网接入费用的不断降低，为学校普及网络、节省办学经费打开了方便之门，这为在地理课堂上方便快捷地使用Google Earth提供了保障。
（二）Google Earth具有传统地图所不可比拟的开放性、交互性、动态性和直观性
Google Earth具有开放性．其提供的Google Earth API适用于不同水平的开发者，基本上不需要专业的地图知识与计算机软件技术，采用的标准是已公布的GIS标准。既可直接在影像上加载点位注记与影像标记等，也可以读档的方式加载这些数据。因而，可自行编写或修改文件，把自定义的数据加载到Google Earth中，与卫星影像叠加进行三维数据展示。
GE具有传统地图所不可比拟的交互性、动态性。地图是地理学的第二语言，地理学科的空间性需要运用地图帮助学生建立空间概念，培育空间思维[6]。全球范围内正在进行着学习方式的变革，探究式、合作式、自主式等学习方式是较受推崇的学习方式，在地理学科中这些学习方式的运用离不开地图。例如，进行探究学习时，若地图能够根据使用目的进行缩放，就易于使用者获得所需要的信息，培养学习者搜集资料的技能，还会使探究者把更多的时间运用于分析资料、形成解释、检验、评价和交流上，而非在寻找自己需要的地图上耗费时间与精力。由此看来，地图如果具有交互性将会推动地理学习方式的改变。同时，具有交互性的地图还具有动态的呈现过程，例如，在全球的视野下通过由大到小的尺度展现区域的地图和影像，可使学习者在充满趣味的体验过程中逐渐形成空间观念与意识。

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（三）在教学过程中应用地理信息技术符合中学地理新课程标准的要求
课程改革的浪潮席卷全国。地理新课程改革，倡导“合作学习、自主学习、探究学习”，强调“信息技术在地理学习中的应用”。Google Earth为地理教师教学和学生学习地理知识和技能提供了一个良好的平台。
地理信息技术在新的高、初中新课程标准中均有一定的要求,新的地理课程标准正是以长远和发展的眼光看到了地理信息技术在中学地理教育的重要性,所以才在标准中提出了对地理信息技术的教学要求。
1.必修课程(高中新课程标准中第三部分,内容标准,地理Ⅲ)[2]
地理信息技术的应用:结合实例,了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。举例说出全球定位系统在定位导航中的应用。运用有关资料,了解地理信息系统在城市管理中的功能。用电子地图(网络或光盘形式)查询交通、旅游等信息。
2.选修课程(地理信息技术应用)
地理信息系统;地图与遥感;全球定位系统。
在中学地理教学中运用GE基于真实情境,解决真实问题。在真实情境中接受真实任务,解决真实问题,培养多角度综合思维能力和意识,培养多学科综合技能,这是传统教学模式无法企及的,符合新课程改革的最新理念与发展方向。

三、Google Earth应用于基础地理教学的优势
自从有了多媒体教学以后,就有许许多多的专家、教师提出了地理信息技术与地理课程的整合,并不断的在教育教学活动中摸索、应用。信息技术与地理学科课程的整合,丰富了教师的课程设计手段,拓宽了课程设计的范围;充实了学生的学习资源,有助于充分体现学生的主体作用,帮助其迅速掌握信息时代的学习方式。而且能够将知识信息内容进行重组和创新,在营造理想教学环境中提高学生的信息素养和创新能力,使之成为了教师的教学工具、学生的认知工具、重要的教材形态、主要的教学媒体。之所以出现这样大好的局面,根本的原因就在于地理信息技术的应用在中学地理教学中有着先天的优势。

（一）Google Earth可以激发学生学习地理知识的兴趣，培养学生自主探究学习的能力
美国心理学家布鲁纳指出：“学习的最好的动力是对学习材料的兴趣。”地理教学中教师通常的做法是利用地图或挂图等辅助手段来实现，但单凭几幅地图，要使学生理解复杂、抽象的事物及地理现象无疑存在着巨大的困难，效果并不很理想。原因在于，地图或挂图虽然在一定程度上降低了学生的理解难度，但是仍然有相当高的抽象性，不符合学生的智力水平。利用Google Earth，上述状况可以得到很好的解决。Google Earth是真实的地球卫星图片通过3D技术合成得到的，具有高度的真实性和立体感。从某种程度上说，Google Earth就是真实地球按一定的比例的缩小。因此，Google Earth能让学生如同置身于现实的地理环境之中，在真实的环境中学习，极大地提高学生的学习兴趣。

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GE最大的魅力，莫过于利用其组织学生开展各类自主探究活动。比如组织一次“谁在污染我们的环境？”为主题的探究活动，我们可以让学生通过高清晰度的卫星图片找到工厂排出的烟雾、清晰的看到排入河流的污水，去寻找长江、黄河的发源地“三江源”，去大洋彼岸的纽约市逛大街，或者寻找世界各地的火山，把我们自己拍摄的当地的风光、名胜古迹照片添加到GE的地标库中让全世界的GE爱好者共享等等，这些活动一定会激发学生学习地理知识的浓厚兴趣。
GE应用于中学地理教学基于真实情境,解决真实问题。在真实情境中接受真实任务,解决真实问题,培养多角度综合思维能力和意识,培养多学科综合技能,这是传统教学模式无法企及的,符合新课程改革的最新理念与发展方向。实践证明,学生的学习兴趣得到很好的激发,跨学科的综合思维方式与意识在潜移默化中形成并良性发展。

（二）Google Earth在学生地理空间素养的培养方面具有独特作用
Google Earth最大的特点在于它是基于位置服务的平台，具有显著的地理特色利于学生建立地理空间概念，培养地理思维。
Google Earth对现实世界的空间关系的模拟，可以使学生对空间各种事物的状态有非常直观的感受。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，建立地理学科的知识结构，提高地理课堂效益。如地理教学中的难点——世界陆地自然带的分布及其成因，体现了地理科学的整体性和区域性特征，Google Earth能展示一幅可以无级缩放和进行信息查询的地图，也能展现一个三维的地形模型，可以用无级缩放的世界地图，通过鼠标点击，不断变换比例尺的大小，展现出来的空间信息也会不断更新，这样让学生始终能直观地感受和理解世界陆地自然带分布特征及其成因特征。

（三）GE是网络地理教学的好平台
互联网的出现为网络教学的兴起提供了平台，Google Earth软件的发布为地理的网络教学提供了更加广阔的平台，网络教学在地域性、灵活性和交互性上有很大的优势，学生可以通过学校的计算机房的计算机登录到教师提前设置的教学课堂学习，学生在学习过程中可以通过网络与其他学习者和教师进行交流、发表见解、提出问题和获得解答[3]。教师亦可随时监控学生的学习过程，并向学生提出指导和建议。学生回到家自行学习的时候，可以通过家中的计算机登录网络Google Earth复习白天所学知识。
Google Earth的“社区讨论”支持网络教学，使地理教学能产生交互性。学生可以通过多台计算机登录到老师提前设置的教学课堂学习，与其他学生和教师进行交流。老师还可监控学生的学习过程，并向学生提出指导和建议。
Google Earth软件的运用符合新课程的理念，教学的资源广泛了，教学的方式多样化了，学生的学习方式发生了革命性的转变，不再局限于课本、课堂，不再是被动的接受，可以广泛的参与，学习生活化的地理，学习身边的地理，可以真正利用网络进行探究性学习了。

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（四）Google Earth改进了中学地理的学习方式，增强了地理教学的开放性
建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得的。GE的大小、远近、方向都能随意变化，提供的图像资料大部分是地表的高清晰卫星照片，地理学习所需要的任何关于地球表面的图片都可以通过Google Earth得到，使用者还可以随意添加地名注释。它可以及时更新数据的特点，又能带给学生最新的时代讯息、最流行的时代精神。这样一来，不同的学生可以有不同的学法，主动探究、合作探究的内驱力很容易就被调动出来，无论是课内还是课外，学生都是真正地主动获取地理信息，解决地理问题[7]。
在利用Google Earth进行地理教学中，可以把探究式、启发式、讨论式等方式，或者利用多种教学方法合理配合、综合运用，实现师生之间、学生与媒体之间的多向互动的立体教学模式，给学生提供多样化的刺激。同时，也体现了教师为主导、学生为主体的教学原则，充分尊重和积极发展学生的主体地位和作用，调动学生积极参与教学过程，激发学生的积极性、自主性和创造性，特别是应将创新能力的培养，贯穿于整个教学过程的始终，增强了地理教学的开放性。

（五）Google Earth有助于发挥学生的认知主体作用，可以使学生学习到对生活有切实帮助的地理知识
地理教师可以把地理教学内容融入Google Earth实践操作过程之中，能大大增加课堂信息量，发挥学生的认知主体作用，在操作中学习理解教学知识点，提高教学效率。例如相对于地图、地球仪，Google Earth的优势是显而易见的，通过它，我们可以旋转一个虚拟的地球来观察大洲、大洋、地形、地貌，甚至可以清晰地看到海底的大陆架，同时，在潜移默化中加深对于地球、地球仪、经纬网和地图要素等难点内容的理解。在指导学生认识我国的地形时，三维图像让平原、高原、山地、丘陵、盆地一览无遗。
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，表达自己学习的体会、看法和成果是新课程对学生活动展开的一些建议。如果各种地理活动的建议只停留在纸制地图、文字资料使用的层面上，或者是涉及信息技术的应用仅停留在模拟地理现象等抽象的层面上，这在一定程度上割裂了知识学习与生活实践之间的联系。如果能够在课堂上运用GE，教会学生运用GE搜集真实的地理信息并对搜集到的地理信息进行整理、分析，从实际中发现问题，并结合GE去解决问题，将会使学生在真实的地理情境中理解地理知识对于生活的价值。例如，利用GE的高分辨率遥感影像，给学生布置相应的探究任务(铁路或公路的选线、商业网点的布局等)，使其在真实的地理情境中实现新课程要求的学生发展目标，使学生学习到对生活有切实帮助的地理知识。

四、Google Earth在基础地理教学中的应用
教学实践中，学生对地图掌握好坏对地理学习尤其重要。因为“无题不图”，所有的题目都基于中国地图或世界地图。如果学生经过训练，在头脑中形成清晰的地图—“脑地图”，对他们解题是非常有益的。利用普通地图册要经过很多次的刺激强化才能达到预期效果，而利用具有强大视觉冲击力和三维动画效果的Google Earth软件来训练，可以节省学生许多时间而达到理想的效果。Google Earth最大的吸引力在于它的直观性，它可以让同学突破时间和空间的界限去了解许多地理事物。

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（一）在地理课堂教学中的使用
中学地理课堂教学经常面对的困境就是知识丰富多样但难以直观教学，如果一味地抽象教学而忽略了形象展示，则很难提高学生的学习兴趣。GE最擅长展示直观地理信息，利用GE，教师就仿佛带着一群学生在世界各地观光考察，沿途“指导”学生思考地理问题，而学生就在虚拟观察中理解相关的地理知识。考虑到教室的硬件条件地区差异可能较大(如网络和多媒体)，建议GE在课堂教学中的使用以直观演示为主。
GE本身作为一种地理信息技术的成果，对于学生学习和理解地理信息技术有着先天的优势。学生可以了解GE的核心架构是网络地理信息系统，各类遥感影像是其基本的图像数据源，而在GE专业版中可导人GPS数据也使得GE已成为“3S”系统的集成。透过GE，我们可以看到数字地球发展的未来。通过课堂教学对GE等相关地理信息技术软件的引人和学习，也会激发一些学生对地理信息技术深人学习的兴趣，以满足不同层次学生对地理学习的需求。
（二）是地理教学的资料素材库
地理教学需要大量图像资料，否则将导致课堂教学的苍白。很多老师为此在课外耗费大量的时间和精力去寻找相关的图片。Google Earth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，甚至能清晰地看到路上行驶的汽车。教学所需要的任何关于地球表面的图片，都可以通过Google Earth得到，这为老师获取素材提供了一条捷径。
（三）使用GE过程中构建基于现代信息技术信息技术的地理课程形式
新课程注重对学生信息技术能力的培养，并且强调信息技术和学科课程的整合。正如《全日制义务教育地理课程标准(实验稿)》所述，“目前信息技术的迅猛发展，全球定位系统、对地观测系统、地理信息系统的广泛应用，数字地球概念的建立，都为地理课程革新注人了活力，要构建开放性的地理课程和基于现代信息技术的地理课程”。
在中学中可以使用GE构建开放式地理课程，构建基于现代信息技术的地理课程，如使用Google Earth，可以让学生非常容易获得本地区有关的乡土地理知识[4]。特别是地表的地形地貌、河流湖泊、山地平原、森林草地、城市农村、交通道路、学校机关、商业网点等具体的地理事物都可以直观地展现出来，为学生不离开学校，结合实地考察，探索乡土地理知识，构建了基于现代信息技术的开放式地理课程，提供了研究性学习的平台。

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（四）GE在学生自学方面的应用
在信息社会中，知识的老化速度比以往任何时代都要快，一个人掌握了多少知识并不能保证其永远都立于不败之地。在这样的情况下，自学能力就显得极为重要，只有学会认知(Leanr toKnow)才能在风云变幻的当代社会中生存并进步。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。
自主学习不是一句空话，它必须要有相应的学习资源来支撑。就地理的学习来说，GE软件就是很好的资料来源。GE最为显著的特点就是直观形象、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。也正是因为这些特点，GE才会有很多的爱好者。学生利用GE自学，不但能够获得大量的地理知识，还能够提高学生的自学能力，这对于学生将来的生存与发展都是大有裨益的。学生在利用GE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，也有利于培养学生的地理信息素养。
五、Google Earth应用于基础地理教学过程中所遇到的挑战和困难
Google Earth作为地理教学的有利工具，在地理教学中发挥的作用逐渐显现，但不可否认，人为、技术、学校经济情况、政策法规等因素均对Google Earth应用于地理教学提出了挑战和困难。
（一）部分地理教师教学观念转变滞后，教育信息技术水平不高
教育教学观念转变滞后为Google Earth应用于地理教学带来一定困难。由于受传统的教学观念的影响,那些习惯于“讲授式”为主的教师仍未改变“满堂灌”的教学方式,只不过改过去的“人灌”为现在的“机灌”。过去的板书、板画、挂图等经过信息技术处理就可通过Powerpoint来展示。
部分地理教师教学观念转变滞后，地理课程改革实施以来，地理教师根据自身的特点和能力进行着教学改革，但仍有部分老师固步自封，依然采用不利于学生发展的方法进行教学。将Google Earth引人地理课堂教学势必要求教师打破陈旧的教育教学观念的束缚，进行必要的改革，提高教师自身的教育信息技术水平。
（二）教育信息化建设的投入受当地经济社会发展的制约
众所周知,课堂教学引入信息技术的投资比买粉笔、挂黑板的代价要大的多。我们高高在上的教育管理者、课程设计者都一直在振振有词的强调教学方法的改革,课程理念的改革,信息技术的使用等,但他们是否想过信息技术使用的硬件设施应该来自何处呢?如果说我们有的贫困山区没钱买粉笔的话,那么,“信息技术进入课堂”的处境就是:我们绝大多数学校还没有“粉笔”。
我国国土辽阔，教育资源的分配存在东部地区和西部地区之间的差异、城市和乡村之间的差异。尽管现阶段国家对教育事业的投入逐年提高，但仍存在教学技术发展水平与学校教学设备更新之间的矛盾，尤其在经济欠发达地区更为突出，这在很大程度上阻碍了Google Earth应用于地理教学。