鄭守德

摘要：“墨卡托投影”將地球表面地理事物投影到圓柱面上，并將圓柱面展為平面。數(shù)字星球系統(tǒng)能將平面上的圖像按照與“墨卡托投影”相逆的方式，投影在球幕上。教師按照教學需要，可將全球尺度的平面地理圖像，通過數(shù)字星球系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成球面投影圖像。數(shù)字星球系統(tǒng)可以幫助學生建構地理空間模型；滿足學生個性化的學習需求；提高學生地理信息素養(yǎng)；讓學生擁有快樂、智慧的學習體驗。

關鍵詞：數(shù)字星球系統(tǒng)；建構；中學生；地理

中圖分類號：G632.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）39-0267-02

在中學地理教學過程中，地理事物的空間分布與發(fā)展變化是重要的組成部分。在中學地理學習過程中，地球運動、大氣運動、洋流、板塊運動等全球尺度的地理事物的變化和發(fā)展超出大多數(shù)學生能夠感知的時間和空間范圍，具有很強的抽象性，阻礙了學生的認知過程，形成地理學習上的障礙。以數(shù)字星球系統(tǒng)為教學平臺，教師認真制定教學策略，精心設計教學過程，創(chuàng)設出全新的學習環(huán)境；學生利用新穎的渠道接受地理信息，引發(fā)思考，探究問題。在實踐的過程中，本人體會到數(shù)字星球系統(tǒng)對學生的地理學習的促進主要包括以下幾個方面。

一、數(shù)字星球系統(tǒng)有助于學生地理空間模型的建構

建構主義認為，學生利用相應的學習資料，通過將新的信息刺激建構在原有的認知基礎上形成新的知識。對于大多數(shù)人來說，目前能到達的最大高度就是10000米左右的民航機巡航高度，還無法實現(xiàn)肉眼觀察整個地球。利用傳統(tǒng)的影音、圖像文件，雖然可以在一定程度上展示地球表面局部區(qū)域的地理事物分布，但是學生對于全球整體范圍地理事物分布的認識仍然停留在平面上。數(shù)字星球系統(tǒng)可以為學生展示完整、連貫的地球圖像，從二維上升到三維，有力地促進了學生在大腦中建構立體的地球模型。例如：在中學地理“晨昏線”的相關內(nèi)容學習中，教師在數(shù)字星球系統(tǒng)上顯示夏至日地球上晝夜更替的動態(tài)影像，引導學生總結關于地球晝夜分布的地理規(guī)律。學生通過觀察數(shù)字星球系統(tǒng)球幕投影，可發(fā)現(xiàn)：晝半球和夜半球平分了地球；晨線和昏線構成了晨昏圈；晨昏圈就是晝半球和夜半球的分界線。結合數(shù)字星球系統(tǒng)的自轉(zhuǎn)演示，學生還可發(fā)現(xiàn)：在晨線附近的地點，正從黑夜轉(zhuǎn)變到白天；在昏線附近的地點，正從白天轉(zhuǎn)變到黑夜；北極圈內(nèi)地區(qū)全天處于晝半球，南極圈內(nèi)地區(qū)全天處于夜半球；北半球各緯度晝弧長于夜弧，緯度越高，晝弧和夜弧的長度差異越大，而赤道總是晝夜平分……教師會驚喜地發(fā)現(xiàn)，學生答案的完善程度大大超過了教師的預期。因為學生在觀察數(shù)字星球系統(tǒng)球幕的過程中，把對地球碎片化的印象拼接成一個整體，建構了原先從未建構起來的動態(tài)地球空間模型。

再例如：在全球時區(qū)分布的相關學習中，相對于教材中被迫割裂成平面圖的“墨卡托投影”的時區(qū)分布圖，數(shù)字星球系統(tǒng)翔實地再現(xiàn)了地球上各理論時區(qū)的分布。教師可引導學生思考以下三個問題：①全球時區(qū)的分布規(guī)律；②時區(qū)分布和區(qū)時早晚的關系；③區(qū)時最早的時區(qū)是哪一個。學生環(huán)繞著數(shù)字星球系統(tǒng)球幕，能輕松地總結全球分為二十四個時區(qū)，中時區(qū)向東依次有東一區(qū)到東十二區(qū)，中時區(qū)向西依次有西一區(qū)到西十二區(qū)，東、西十二區(qū)合并為一個時區(qū)，180°經(jīng)線是它們公用的中央經(jīng)線。學生甚至發(fā)現(xiàn)了許多教材上沒有歸納出來的規(guī)律。由于在球幕上時區(qū)分布的連貫呈現(xiàn)，學生較容易發(fā)現(xiàn)越往東邊時間越早，并且一直向東方向是沒有止境的，人們在環(huán)球旅行時會引起日期的混亂，所以需要人為劃分日界線。

地理教學過程中，提供給學生的學習資料越豐富、越恰當，學生就能提取出越多的信息，總結出越多的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)越多的問題，引發(fā)越多的思考，建構越完整的地理事物空間模型。數(shù)字星球系統(tǒng)以其獨特的三維立體展示的方式，使得平時學生難以完整想象、建構的地球動態(tài)空間模型真實地呈現(xiàn)在眼前，為進一步的知識建構奠定了基礎。

二、數(shù)字星球系統(tǒng)能滿足學生個性化的學習需求

“滿足學生不同的地理學習需要”是中學地理課程的基本理念。數(shù)字星球系統(tǒng)豐富的課程資源不僅能滿足地理課堂教學的需求，也為學生開展研究性學習、校本課程、興趣小組活動提供支持。在課余時間，地理教室可定時向?qū)W生開放，學生可以自行操作數(shù)字星球系統(tǒng)、大屏幕學生平板電腦、語音立體地形圖等設備，滿足學生探索自然奧秘、認識社會生活環(huán)境、掌握現(xiàn)代地理科學技術方法等不同學習需求。學生在學習與天文相關的地理知識時，亦可移去球幕，此時就從內(nèi)投影模式切換到外投影模式，通過數(shù)字星球系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，將星空圖像投影到教室中間的穹頂上，并設定相應的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度，逼真的模擬了浩瀚星空。利用數(shù)字星球系統(tǒng)呈現(xiàn)星空圖像，在多樣性和易操作性上，都大大優(yōu)于傳統(tǒng)的星空儀，深受中學生天文愛好者的歡迎。

三、數(shù)字星球系統(tǒng)能提高學生地理信息素養(yǎng)

教育和教學不能“以昨天的技術去迎接明天的挑戰(zhàn)”。現(xiàn)在的學生是在信息時代成長起來的一代，是信息時代的原住民，他們的認知方法和行為模式已經(jīng)大大不同于十年前、甚至五年前的學生。高中地理課程標準強調(diào)信息技術在地理學習中的應用，課程內(nèi)容中也包含地理信息技術的應用。教師可以將全球的遙感圖片，通過數(shù)字星球系統(tǒng)的三維立體轉(zhuǎn)化技術，轉(zhuǎn)化為球面圖像，讓學生真切地感受到地理信息技術的發(fā)展對人類認識世界帶來的巨大幫助。學生登陸數(shù)字星球系統(tǒng)的資源中心（http：//lndlkcds.chinaedustar.com/），可以針對自己的學習需求下載相應的球面資源素材，也可對平面圖片按照一定規(guī)范進行加工后轉(zhuǎn)化成球面資源上傳到資源中心，實現(xiàn)交互式的信息交流。在進行地理學科學習的同時，也與現(xiàn)代先進信息技術的發(fā)展接軌，提高了學生的地理信息意識和能力。

四、數(shù)字星球系統(tǒng)讓學生擁有快樂、智慧的學習體驗

蘋果公司在過去幾年內(nèi)取得巨大成功的原因有著重要一點：將用戶的體驗擺在至高無上的地位。學生在學習過程中的情緒體驗，將會對學生的學習結果產(chǎn)生重大的影響。數(shù)字星球系統(tǒng)通過將具有地理特色的信息技術有效地融合于地理的教學過程中，營造出一種學生能感知、能體驗的富有樂趣和享受感覺的信息化地理教學環(huán)境，激發(fā)學生內(nèi)在的學習興趣與動機。數(shù)字星球系統(tǒng)的操作軟件“storyteller”功能模塊結構清晰、開放性強、易于操作。學生在使用過程中輕點鼠標就可控制球幕投影內(nèi)容沿著經(jīng)線方向或緯線方向轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動的速度和方向，還可以讓動畫重新播放和暫停播放。與蘋果數(shù)碼產(chǎn)品一樣，數(shù)字星球系統(tǒng)的日常使用不需要閱讀說明書，學生直接操作體驗一會兒就能熟練運用。體驗一種新的電子產(chǎn)品，對于處于青春期的學生有著很強的誘惑力，在數(shù)字星球系統(tǒng)平臺上學習，增強了學生學習地理的興趣，對改善學生的學習有著明顯的幫助。

五、反思和感悟

教師的教學方式和過程決定了教學設備和技術的選擇。反之，教學設備和技術的不斷發(fā)展改變了學生的認知方式，教師需要不斷調(diào)整教學策略和方法，以適應學生不斷發(fā)展的學習需求。中學地理教師在教學實踐過程中，應積極學習、接納先進的信息技術手段。在消化吸收先進信息技術的基礎上，充分發(fā)揮先進信息技術的優(yōu)勢，在自己的教學主張的指引下，不斷探索信息技術與中學地理課程的深度整合，致力于改進學生的地理認知方式，提高地理教學的效益，為學生的地理學習減負提質(zhì)，并努力實現(xiàn)幸福課堂、實現(xiàn)幸福教育。