计算机辅助地理教学研究

 珠海北大附属实验学校中学部    康亚男

 摘要：在用计算机辅助地理教学（CAIG）课件进行地理教学的探索中，认识到CAIG为地理教学提供了许多优势：1、运用多媒体创设情境，诱发兴趣。2、运用多媒体化难为易，强化质量。3、运用多媒体增强感知，加深理解。4、运用多媒体强化技能，培养能力。5、运用多媒体网上旅游，扩大视野。四年的CAIG教学实践，优化了课堂教学，提高了时间的利用率，大大提高了教学效率和教学质量，CAIG辅助地理教学有广阔的发展前景。

关键词：地理  计算机辅助教学  应用研究

 引言

  珠海市唐家湾镇位于珠海市的北部，京珠高速公路、粤西沿海高速公路的起点处，由唐家、金鼎和淇澳三部分组成，面积130平方公里，设镇一级人民政权，下辖16个社区居民委员会，总人口约10万，其中户籍人口2.9万。我于2004年8月份到淇澳岛上的一所民办学校任教。我们这所学校由于建校时间短，很多方面都出在逐渐完善中，建校初期，很多电器配置不够齐全。这两年学校已拥有电脑室及上网设备设施，学生家用电脑日渐增多。在这种条件下，我开始考虑这样的问题：如何才能充分利用家用电脑资源和学校的设备设施，激发学生探究问题的好奇心，培养学生终身学习的兴趣和习惯、自主获取知识的能力，使学生掌握未来学习所需要的学习方法，特别是利用互联网上的信息进行学习的方法，同时在合作化学习中养成良好的合作精神呢？

一、计算机辅助地理教学课题提出的背景及其理论依据

（一）地理教学的现状

　　在中学地理教学中，地理教学存在着效率低下的现状。首先是在现行的升中考试中，地理不属于考试科目，学生对地理这门功课的重视程度不够。地理基础知识薄弱，基本知识、基本技能的运用能力低下，给地理教学带来了很大的影响；其次是班级人数过多，要进行个别辅导存在较大的因难；第三，地理教材资源贫乏。当前地理教材往往局限于课本、地图册和简单的教学挂图，而缺乏开展活动的教材，学生缺乏感性认识，在学习的量方面很难满足学生学习的需要。

　　 在中学地理教学过程中，我发现，很多学生在理解地理原理、地理事物运动、演变过程等方面存在困难，不能在头脑中形成正确的地理空间想象能力，并运用此能力来解决有关问题。学生对地理空间方向的想象局限于平面感性知识，因而学生只局限于一维或二维空间，从而导致到有关问题或难以理解或片面理解。学生还会把平面图象构成理想化的立方体图景的思维异。因而学生的地理空间想象是比较有限和肤浅的。

　　在传统的教学过程中，一般都是由教师决定的。从教学内容、教学策略、教学方法、教学步骤甚至学生做的练习都是由教师事先安排的，学生只能被动参与这个过程，即处于被灌输的状态。在这种状态下，学生的学习活动中最有趣、最富有意义的环节――选择和探究――被压缩甚至去掉了，学生失去了按照自己的兴趣来选择学习内容和学习模式的机会，学习主动性，积极性得不到最大发挥。

而互联网络的地理教学资源具有鲜活性、快捷性、海量性、免费性等优势，为地理教学提供了大量的资源，如果能够恰当地运用这些资源，将为地理教学带来良好的补充作用。

（二）新形势的需求

 《新课标》提倡要让学生走出课堂，走进大自然去验证自己的实际应用能力。然而，生活在小镇上的中学生，平时很少机会去接触大自然。教材中要求理解和掌握的一些地理知识，离学生的生活实际较近。因此，许多细小微妙的地理现象学生只能靠想象来达到“意解”。如何让学生更易于贴近、理解地理知识呢？我认为，合理运用CAIG地理教学是实现地理教学最优化的一种有效途径。

《地理新课标》明确指出地理课程的任务是：“激发和培养学生学习地理的兴趣，使学生树立自信心，养成良好的学习策略，发展自主学习的能力和合作精神，掌握一定的地理空间想象能力和思维能力等。”要达到新课程标准中要求，传统教学模式必须加以革新。CAIG辅助教学的应用为更好完成教学任务提供新的思路。

计算机辅助地理教学（CAIG），是指以计算机为主要媒介所进行的地理学科的教学活动。师生通过与计算机的交互活动，自主设计，自主学习地理。CAI对地理教育、教学内容、教学模式、教学过程等主面产生了革命性的变化。这使地理学习过程呈现出多样化、社会化和主体化趋势。而多媒体计算机技术为CAIG教学的发展提供了崭新的、强大的、技术的物质基础，为计算机辅助地理教学提供了一个全方位、多层次、多变化的立方体式的操作环境，解决了传统手段不能解决的诸多问题，显示出明显的正面效应，它突破了时间、空间的限制，让学生看到、听到了不易直接看到、听到的地理事物、现象和过程，使地理教学变得更加直观、形象、生动，增大了地理课堂教学信息的容量，弥补了传统地理教学手段“直观性、立体感、动态感”的不足。

（三）理论依据

1、实验心理学

多种感官的综合刺激，对于知识的获取和保持，都是非常重要的。实验心理学家赤瑞特拉(Treicher)做过两个著名的心理实验，一个是关于人类获取信息的来源，就是人类获取信息到底主要通过哪些途径。他通过大量的实验证实：人类获取信息83%来视觉，11%来自听觉，这两个加起来就有94%。还有3.5%来自嗅觉，1.5%来自触觉，1%来自味觉。这样通过多种感官的综合刺激获取的信息量，比单一地听老师讲课强得多，信息和知识是密切相关的，获取大量的信息就可以掌握大量的知识。他还做了另一个实验，是关于知识保持即记忆持久性的实验。结果是这样的：人们能记住自己阅读内容的10%，自己听到内容的20%，自己看到内容的30%，自己听到和看到内容的50%，在交流中自己所说内容的70%。这就是说，如果既能听到又能看到，再通过讨论、交流用自己的语言表达出来，知识的保持将大大优于传统教学的效果。这表明，要想提高知识学习的效率，开发多种形式的媒体信息源、与别人分享和交流信息是一种行之有效的办法。

2、建构主义学习观

建构性学习不是一种具体的学习方法，而是人探索、认识、发现世界的方式。建构主义认为，人都是依据个人的经验和图式建构自己看待世界的，教学是帮助学习者做好在不确定的情景中解决问题的准备。学习是学习者建构自己的知识的过程，这就意味着学习者不是被动地接受刺激，而是对外部信息进行主动的选择与加工，主动地建构信息的意义。这种意义是学习者通过新旧知识经验间反复、双向的相互作用过程而建构成的，每个学习者都会以自己的原有经验为基础对新信息进行编码，建构自己的理解。社会的发展对劳动者提出了越来越高的要求，教育的基点已经转移至学习。现代教育必须把人培养成具有探索精神，能根据需要随时学习新的知识和技能的人，也即是具有自主学习能力的人。在学习中，学习者必须对新信息进行精制并将其它信息关联起来，以便在保持简单信息的同时，理解复杂信息。学习能力主要体现在信息的获得、存贮、理解和加工能力上。因此，要培养学生的学习能力，必须着力培养学生的信息素养，特别是利用国际互联网进行学习和研究的技能。

在这种观念指导下，建构主义学习的倡导者们设计了一些学习模式，问题定向学习是其中较为典型的一种。其基本途径是：呈现问题的陈述；列出已知的知识；学生对已知知识的分析，展开某一问题的陈述；列出学生为填补知识的缺陷所必须发现的信息，以引导学生的探索与搜寻；列出学生可能采取的行动，可能提出的建议、解答或假设并进行尝试性检验；学生以口头或书面形式呈现、交流信息的发现、解答和建议。这种模式要求学习者在开发问题解决策略的同时，获得学科基础知识与技能。

3、合作教育观

合作教育观认为，学习是满足个体内部需要的过程。教学是一种人际交往，是一种信息交流。教学不仅仅是教师与学生之间双边互动的过程，它还涉及诸如生生互动过程，是多种互动过程的统一体。在传统教学形式中，由于缺乏生生互动，使学生失去了许多互相交流、彼此争论、互教互学、共同提高的机会，使学生的人际交往技能的形成受到阻碍。但在小组合作学习中，每个人都有大量的机会发表自己的观点与看法，倾听他人的意见，使学生有机会形成良好的人际技能。当学生们在一起合作融洽、工作出色时，他们尝到的更多，学得也就更加愉快，从而实现从“学会”到“乐学、会学”的转变，实现认知、情感与技能教学目标的均衡达成。合作学习的模式一般由六个环节组成：“合作设计→目标呈现→集体讲授→小组合作活动→测验→反馈与补救。”这个模式体现了合作教学观所强调的师生互动和生生互动的师生观。

二、计算机辅助地理教学的实验研究

根据学生学习地理的现状分析情况，我就“计算机辅助地理教学的应用”进行了实验研究。

（一）选取实验对象

本实验的对象是我任教的北大附属实验学校初一(1)班的学生，对照班是本校的初一(2)班。北大附属实验学校是一所区属中学，生源是市区及附近的学生。

（二）实施实验过程及方法

1、运用CAIG教学创设情境，诱发兴趣

兴趣是最大的吸引力，是点燃智慧的火花，是知识爆炸的导火线。爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师。”有了兴趣，便能产生积极的情感和主动性，学习效率就高。有人说：兴趣是一种神奇的力量，它能让人从平淡中发现瑰丽，从困难中奋然而起，赋予人以热情和毅力，增加人的勇气和信心。孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”兴趣一旦和崇高的目的结合在一起，就会产生强大的力量，使他一往无前地在知识的海洋里探索和发现。所以，要使学生学好地理必须培养学生浓厚的学习兴趣，这样才能激发学生强烈的求知欲，把“要我学”叚为“我要学”，消除学生的心理压力，为学习地理打下基础。

CAIG教学具有独特的表现手法和强大的储存和处理文字、图象（图片、影视）、动作、声音的功能。可以具体形象地再现地理教学信息，创设学习不同的情境，诱发学生学习的兴趣，激发学习积极性和主动性。

如：我讲《多变的天气》一课时，用CAI播放了有关天气预报的录像片断，使前几天的天气情况活生生地再现在学生眼前。顿时，学生好奇探究的心理上来了，学习劲头加大了。为了加深学生对天气的认识，接着运用动画手段生动形象地演示了卫星云图的播放过程，学生学得兴趣盎然。这样的教学，克服了枯燥无味的单纯说教，使学生在轻松愉快的学习气氛中获取了知识。同时，CAI突破了时间、空间的限制，让学生看到、听到了不易直接看到、听到的地理事物、现象和过程，使地理教学变得直观、形象、生动、增大了地理教学信息的容量，弥补了传统地理教学手段“直观性、立体感、动态感”的不足。因此，CAIG教学可取得“感受新、印象深、效率高”的教学效果，也使学生对地理学习产生了浓厚的学习兴趣（见表1和图1）。

表1  学习地理的兴趣调查表

	很感兴趣	一般	不感兴趣
使用CAIG前	32%	48.5%	19.5%
使用CAIG后	59%	38.4%	2.6%

 

 

 

 

 

 

 

图1  学习兴趣分析图

2、运用CAIG教学化难为易，强化质量

运用CAIG教学的极强的模拟功能。它形象逼真地表现动态、宏观、微观的教学内容，从而突出教学重点，突破难点，有利于提高学习效率。

运用CAIG教学，能把许多宏观和微观的，瞬间和漫长的，简单和复杂的事物展现在学生面前，揭示事物现象的本质和发展变化的规律，促进学生的认识活动从感性向理性飞跃。在地理课堂教学中，有许多课文内容由于受到条件的限制，课堂是无法用实现操作的形式展现给学生观察的。如：学习地壳运动、海陆变迁、地表形态的变化，生物进化的适应、矿产资源的生成等经过漫长岁月变化的地理现象、地理事物，或者在学习地震的发生、火山的爆发、泥石流、山崩、雪崩、滑坡等短时间内发生的地理现象，运用CAI课件进行模拟演示可将其发展过程进行浓缩，将其变化速度放慢，进行状态分解，使学生看清每一个环节，帮助学生全面地掌握和理解，同时充分调节学生的视觉、听觉，激发学生的多种感官的有机结合，从而使知识能打破时间、空间的限制，多层次、多角度、直观形象地展示于学生眼前，最大限度调节学生的积极性，活跃课堂气氛，大大强化了教学质量。

3、运用CAIG教学增强感知，加深理解

传统的地理教学主要靠粉笔、黑板或借助教学挂图、模型和老师的讲解来传授知识，许多时候老师讲得口干舌燥，学生也不一定能理解所学的知识，学习总处于被动的状态。采用CAIG教学，可以使教学内容化静为动、将声、光、色、形融为一体，生动地再现地理生活中的某些情景，调动学生各种感官，帮助学生增加感性认识，理解抽象的地理概念，加深理解。如：正午太阳高度和昼夜长短的变化、四季的形成、经纬度的度量、地球的运动、温室效应、季风、极地地区等。这些难以理解的抽象的知识点，通过CAIG教学的模拟演示，可以变成形象直观、生动活泼的视觉信息，使抽象思维具有形象的外部支撑点，使不停运动的地理现象瞬间静止化，使学生思维活动得以顺利进行。这样既调动了学生学习的积极性，激发了学习兴趣，也使学生从表象上获得感知，对地理事物、地理现象形成了具体的概念，且加深理解。为了增强感知，还可以展示几组相关的图片，使学生迅速吸收教学信息。这样不仅突出了重点，突破了难点，而且还使学生在轻松愉快中学到了知识。

4、运用CAIG教学强化技能，培养能力

教师在授完一个新的知识点时，应把知识点融于巩固练习中去，使学生在练习中掌握知识点。而一节课的时间是有限的，若用传统的板书，则占用了不少的时间。为节省板书的时间，教师可利用计算机大容量的存储处理信息的功能，分析课堂教学过程，建立题库，编制练习题等，在讲授某段教学内容后，利用题库或自编练习题，让学生对所学内容进行复习与练习，以巩固所学知识，形成技能。这样做到充分、有效地利用课堂教学空间，加快教学节奏，增大教学容量，拓宽学生视野，提高教学效益。但在编制课堂练习注意能力培养。

在编写地理课堂练习时，要求做到“四不可”和“两注意”。“四不可”是：一是不可偏多，偏多则课堂时间不够；二是不可偏难，偏难做不出来，易使学生丧失信心；三不可重复，重复多了等于浪费时间；四不可陈旧，陈旧不利于培养学生的创新意识。“两注意”是：一是注意联系社会热点、焦点；二是注意各章节内容的综合。因而我从以下几方面入手。

（1）以地理新闻为背景进行分析、评述

在地理课堂上每天都发布地理新闻，然后用一两分钟联系已学过的地理知识加以评述。如：2004年3月，广东省开始支援西部大开发的新闻，设计了几个题目，让学生思考回答：

①塔玛拉玛干沙漠位于＿＿盆地中，是世界第＿＿大沙漠。

②塔玛拉玛干沙漠中的绿洲属自然带的＿＿性分布规律，其中我国最北的内流河是＿。

③塔里木盆地中最富有前景的矿产资源是＿＿，被誉为我国的工业中的“希望之海”。

（2）以史料和地理信息为背景，培养学生分析、解决问题的能力

（3）利用地理信息来培养学生分析、解决问题的能力

例如，本世纪初，澳门总面积仅11.6平方千米；从1983年开始，澳门在澳门半岛新口岸填海造地27万平方米，作为商业、旅游、住宅和绿化用地，澳门政权交接仪式场地及葡方告别仪式场地都在这一片填海区。目前，澳门正在进行新的填海岸造地工程。结合此材料，我设计了几个题目：

①澳门于＿＿年＿＿日回到祖国怀抱，成为我国第＿＿个特别行政区。

②澳门属＿＿气候，冬季盛行＿＿风，夏季盛行＿＿风。

③在东亚有一个填海造地成绩卓越的国家是＿＿。按土地利用类型分，造出来的陆地作为＿＿。

（4）以家乡地理概况和身边的事为背景，培养学生联系实际分析解决问题的能力

例如：讲土地利用类型时，要求学生作个调查，所在乡镇按土地利用来分，有哪些主要类型，各类型所占的比重各是多少？讲气候类型时，要引导学生分析珠海市的气候特点和所属的气候类型。

（5）重视地理图表读、析、填、绘的训练

①在练习中要培养学生良好的读图习惯，引导学生按地理事物的一定顺序读图，如：一读图名；二读坐标；三读单位；四读具体内容。在读具体内容时，可以培养学生按空间顺序、时间顺序、逻辑顺序来读图，引导学生按这样的顺序读图，图上内容就不易被遗漏。

②要培养学生对同类图表进行比较归纳的能力。要把热点问题及时落实到图上。如：台湾发生地震的具体位置，巴尔干半岛、海湾地区及克什米尔地区局势，这些热点问题都要求学生落实到图。

③要进行填图绘图训练，包括图文转换，图形取舍或组合，图形叠置，借图想图，无图考图等形式。教师在课室上常用图，并要善于利用板图教学，有意识地对课本插图一个不漏，由浅入深地分析，进一步引导学生挖掘图中的潜在内容。

通过利用题库型的课件教学，使学生及时地复习、巩固所学的知识，形成技能，为培养学生分析问题和解决实际问题的能力打下了坚实的基础。

5、运用CAIG进行网上旅游，扩大视野

利用CAI强大的人机交互、检索的功能。师生可以通过操作计算机随时将所需要的信息调出，选择学习内容，活动方式，确定进度，可重复某一段教学，这利于实施因材施教，利于学生全体作用的发挥，有利于规模化教育和实现教学资源、信息资源共享。

利用CAI的优势，我在教完某单元或总复习时，制作游戏型的CAIG教学课件，先为学生给出始发点和目的地，让学生选择最佳线路，并能选中沿途各地自然景观，人文特色才能顺利走完旅程，相应获得”“特产馈赠”。通过上“旅游”游戏，增强学生学习的兴趣和参与竞争的意识。

（三）调查问卷分析

一年的实验研究后，我向实验班学生发放问卷调查表，共发放问卷54份，回收54份，有效率100%，调查结果表明，运用CAIG教学为学生提供了许多学习机会，有效地提高了课堂时间的利用率；在CAIG教学里，让学生走出课堂，走进大自然去验证自己的实际应用能力，使学生更易掌握地理现象，地理知识，使学生克服时间空间的限制，最在限度在调节学生的积极性，活跃课堂气氛，大大强化教学质量。

（四）考试后测成绩分析

CAIG教学手段的应用，促进学生学习方式的改革，从而达到新课程标准提出：“主动参与，乐于探究，交流与合作”的学习方式，打破了课堂时空的限制。通过CAIG教学，大大调动了学生的积极性，提高了学习效率，扩大了知识视野，完成了学习任务。在运用CAIG教学过程中，学生的自主性得到了充分的体现，体现了学生是学习的主人。通过一个学年的教学实践，学生的学习成绩得到极大的提高，成绩显著（见表2和图2）。

表2  实验班与对比班成绩分析表

	教学方式	人数	平均分	合格人数	合格率	优秀人数	优秀率
实验班	运用CAI	54	72.6	51	94.44%	21	38.89%
对比班	传统传授	52	58.6	45	86.54%	18	34.62%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图2  实验班与对比班成绩分析图

（五）实验结论

CAIG在地理课堂教学中的应用，拓展了学习和运用地理的渠道，丰富了教学手段，开发地理的教学资源，开阔学生学习的视野，改进学生学习方式。从而使地理教学和计算机技术的优化整合。运用CAIG进行教学的方法，优化了课堂教学，提高了教学效率。与此同时，也向地理教师提出了更高的要求，除了要有扎实的地理专业知识外，地理教师还要有过硬的电脑技能，不断创新，才能改造生机勃勃的地理教与学的最优化。

随着计算机辅助地理教学的开展和深入，给地理教育思想、教学内容、教学模式、教学过程等方面带来了深刻的变革，使地理学习过程呈现出多样化、社会化和文体化趋势。而多媒体计算机技术为计算机辅助地理教学的发展提供了崭新的、强大的、技术的物质基础，极大地扩大了计算机辅助地理教学的应用范围，使计算机辅助地理教学的面目为之一新。这也为地理教学提供了一个全方位、多层次、多变化的立体式的操作环境，解决了传统手段不能解决、不易解决的诸多问题，显示出明显的正面效应，它突破了时间、空间的限制，让学生看到了不易直接看到、听到的地理事物、现象、和过程，使地理教学变得更加直观、形象、生动、增大了地理课堂教学信息容量，弥补了传统地理教学手段“直观感、立方感、动态感”的不足。因此，CAIG可以取得“感受新、印象深、效率高”的教学效果。但是，地理教师掌握的电脑技能未能适应现代科学技术的发展，教师的综合素质有待提高，学生也需要加强电脑知识技能的学习培训，这样才能更好地发挥CAIG教学优越性，并取得较好的教学效果。

三、教学反思及前景预测

现代认识学习理论关于机能的研究认为：人类的学习是外部刺激与认识内部心理过程相互作用的结果。内部心理过程包括学习者的态度需要、兴趣，学生学习过程实际上就是学生利用过去的知识经验对当前的学习内容作出主动性有选择的信息加工过程，这告诉我们，在地理教学中，要考虑学习者原有的认识结构，认识水平和非智力因素，合理地选择并有效的使用各种媒体来组织表达教学信息，激发学习动机，吸引学生的注意，增强学生对学习的有用性，使学生身心获得全面的发展。

总之，我们应对CAI地理教学有更清醒、深刻的认识，用计算机辅助教学不仅是一种现代化的教学手段和教学方式，而且是体现和代表了一种新的教育思想和教学观，这是在中学开展CAIG的前提和关键。利用CAI进行地理教学必须注意发挥其优势，才能达到提高地理教学效率和质量的目的。这是在中学使用CAIG进行地理辅助教学的基本原则。社会的发展使计算机深入人们生活的各个领域，随着教育改革的不断深入，教育经费的不断增加，计算机软硬件的日趋完善，教师运用信息技术水平的不断提高，中学CAI教学有广阔的发展前景。

 

参考文献

1、刘晓明、管延华，现代学习论与学习指导［M］，东北师范大学出版社，1999•8•

2、毕超等•计算机辅助地理教学［M］•北京教育学院、人民教育电子音像出版•2001•7•

3、安保生等•中小学教师信息技术培训光盘教材［M］•北京师范大学出版社•2001•10•

4、梅桃源•地理课程标准教师读本［M］•华南师范大学出版社•2003•6•第45－70页

5、余文森、吴刚平•新课程深化与反思［M］•首都师范大学出版社•2004•5•第57－70页