陸光明

摘要：本文原創(chuàng)性地提出中學(xué)地理計算機輔助教學(xué)系統(tǒng)（CAIS）的構(gòu)建思路，并在此基礎(chǔ)上明晰“地理微件”的概念，初步探究分析“地理微件”在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：CAIS；微件；課堂教學(xué)；應(yīng)用

一、中學(xué)地理計算機輔助教學(xué)系統(tǒng)

1.CAIS主體框架構(gòu)建

計算機輔助教學(xué)系統(tǒng)（Computer Aided Instruction System，簡稱CAIS）是一個系統(tǒng)性工程，它具有通用性、靈活性、整體性和可擴展性。同時，在完成不同教學(xué)目標時，它還具備教學(xué)過程的差異性和可選性，因而，CAIS不再是單一的課件，它的優(yōu)勢體現(xiàn)在突破教學(xué)的重難點知識、發(fā)揮計算機多媒體技術(shù)的“集合式”教學(xué)效用，對于強化學(xué)生訓(xùn)練，消除教學(xué)薄弱環(huán)節(jié)，有著難以替代的作用。

本系統(tǒng)的所有資源均通過以下各主要功能模塊調(diào)出（如圖1），均支持鼠標和快捷鍵操作。各功能模塊所匯集的資源具有優(yōu)質(zhì)、新穎的特點，同時也具有不斷更新和模塊拓展的功能。在整個教學(xué)過程中，無論需要使用哪個環(huán)節(jié)的教學(xué)資源，只需輕點鼠標或敲擊快捷鍵即可直達目標并且對主舞臺區(qū)的資源進行自由縮放，這也充分體現(xiàn)本系統(tǒng)在教學(xué)過程中的靈活性和易用性。

2.云策略的應(yīng)用模式

云計算概念先是由Google提出，當前由云計算概念延伸和發(fā)展出來的應(yīng)用非常多。云計算的應(yīng)用包含這樣一種思想：把分散的力量聯(lián)合起來，及時準確地響應(yīng)每一個成員的需求。云計算的核心思想是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計算資源進行統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個計算資源池向用戶提供按需服務(wù)。筆者據(jù)此提出中學(xué)地理CAIS的開發(fā)與應(yīng)用研究的云策略：以云盤平臺作為云端數(shù)據(jù)管理平臺，通過云盤平臺實現(xiàn)開發(fā)端與終端互動交流和資源共享，并且將之形成一種有效運行機制，激勵更多人員參與進來，不斷完善CAIS系統(tǒng)優(yōu)化與數(shù)據(jù)更新的云計算策略。其應(yīng)用模式如圖2所示。

二、部分“微件”教學(xué)應(yīng)用案例

地理微件是指在教學(xué)過程中需要運用的典型圖表、難點的動畫演示或者微視頻、微課程等短小精悍的各種地理教學(xué)資源。微件功能模塊是高中地理CAIS中的主要功能模塊，雖然它不是課堂的主角，但是適當?shù)卣{(diào)用可以點亮課堂教學(xué)。微件可以創(chuàng)設(shè)適宜的教學(xué)情景，強調(diào)以學(xué)生為主體，通過自主學(xué)習、生生互動和師生互動等環(huán)節(jié)共同完成課堂教學(xué)的“創(chuàng)作過程”。微件對提高學(xué)生獲取信息的能力和參與課堂學(xué)習的積極性有重要的引導(dǎo)意義；對教學(xué)難點的簡化演示有點睛的妙用；對學(xué)生的情感教育有著充分體現(xiàn)。微件不是課堂的主體，但它往往是構(gòu)成完整課堂不可或缺的組成部分。

微件的來源主要有兩方面：一是根據(jù)教學(xué)需求，自己制作；二是網(wǎng)絡(luò)搜集，但下載的資源不一定適合，它與教學(xué)定位可能有差距，這就需要進行改編，現(xiàn)例談部分微件在地理教學(xué)中的應(yīng)用。

微件一：地球公轉(zhuǎn)的地理意義

1.制作動因

在網(wǎng)絡(luò)上會發(fā)現(xiàn)很多關(guān)于地球公轉(zhuǎn)的動畫演示，但是多數(shù)情況要對其進行改編或重新制作才更加符合教學(xué)需求，或者取其素材，或者領(lǐng)悟其思維為己用。圖3是經(jīng)過改編后的地球公轉(zhuǎn)全景動畫演示影片截圖。主要有兩大改動：一是操控上的便捷性和精確性，如通過“播放”、“暫停”按鈕（快捷鍵為字母P）可以同時控制六個不同視角的地球公轉(zhuǎn)特征，單擊左邊按鈕可以單獨放大相應(yīng)的動畫演示，單擊右邊按鈕可以迅速控制動畫定位到對應(yīng)的節(jié)氣。二是全方位多視角的觀察地球公轉(zhuǎn)時的各種狀態(tài)，并且保持運動的同步性。如圖3A主要展示地球公轉(zhuǎn)軌道示意，圖3B立體透視地球公轉(zhuǎn)時太陽直射點移動，圖3C平面展示太陽直射點規(guī)律，圖3D側(cè)視角演示晝夜長短和正午太陽高度變化規(guī)律，圖3E立體透視跟隨太陽直射點移動地球晝夜長短變化規(guī)律，圖3F俯視角并列演示地球兩極的晨昏線變化。

2.應(yīng)用策略

由于以上微件在制作時體現(xiàn)了多視角和便捷的操控性，所以教師在課堂教學(xué)中應(yīng)根據(jù)學(xué)情靈活調(diào)整教學(xué)方式，可以師生互動，針對難點充分演示，也可以讓學(xué)生上臺通過自主操作完成解惑等。同時，教師也可以通過QQ群提供微件下載與交流，以便學(xué)生更加靈活地學(xué)習。通過微件可以拉近師生距離，激發(fā)學(xué)生地理學(xué)習興趣，引導(dǎo)師生共同學(xué)習交流和互動合作。

微件二：氣壓帶風帶對氣候的影響

1.制作過程

（1）需求分析。制作這一微件的教學(xué)需求是讓學(xué)生能夠直接觀察到在全球氣候分布圖上再疊加氣壓帶、風帶移動的動態(tài)畫面，通過不同角度的動畫演示，學(xué)生很容易理解氣壓帶、風帶的移動會對哪些氣候產(chǎn)生較大影響，這樣在實際教學(xué)過程中便能輕松達到預(yù)期目標。

（2）微件設(shè)計。此微件流程設(shè)計主體為：一是全球氣候分布圖，在分布圖里有各種氣候帶分布的動畫顯示按鈕，可以獨立操作各種氣候的分布位置；二是全球氣壓帶、風帶的移動規(guī)律動態(tài)影片，充分展示出全球氣壓帶和風帶隨著太陽直射點的移動而做相應(yīng)的有規(guī)律的移動。

（3）搜集素材。包括各種圖片、文字或其它動畫演示片段等。

（4）初步制作。首先安排兩個主體影片的布局與層次關(guān)系，然后將氣壓帶、風帶移動規(guī)律影片放置在全球氣候分布影片上層，并設(shè)置影片Alpha的值為50%，還要注意各種顏色的搭配和層次感，調(diào)整各種影片的控制按鈕，并形成統(tǒng)一風格。根據(jù)設(shè)計要求不斷修改完善微件的功能模塊，最后完成影片測試并生成完整微件。

2.應(yīng)用策略

圖3和圖4是難點演示類的交互動畫微件，它們共同的特點是便捷交互性，可以直觀形象地演示地理學(xué)科的部分難點，起化繁為簡的妙用。應(yīng)用策略可以參照圖3的策略。

微件三：人類與環(huán)境關(guān)系演示圖

1.制作動因

在人類與環(huán)境關(guān)系的相關(guān)教學(xué)活動中，學(xué)生對環(huán)境問題產(chǎn)生的原因理解不夠透徹或不太全面，通過適當?shù)母行哉J識可引導(dǎo)學(xué)生更好地觀察和總結(jié)。

2.應(yīng)用策略

本教學(xué)活動可以分組進行，教師分段演示，同時根據(jù)各小組討論情況進行點撥提示等。先演示圖5A，通過背景切換和小圓左邊動畫箭頭啟發(fā)學(xué)生理解人類通過生產(chǎn)方式與環(huán)境產(chǎn)生的聯(lián)系；后演示圖5B，通過背景切換和小圓右邊動畫箭頭啟發(fā)學(xué)生理解人類通過消費方式與環(huán)境產(chǎn)生的聯(lián)系；再演示圖5C，通過背景切換和小圓上邊動畫箭頭啟發(fā)學(xué)生理解人類如何科學(xué)合理地處理好生產(chǎn)、消費與環(huán)境的關(guān)系（形成良性循環(huán)），從而達到可持續(xù)發(fā)展的目的；最后演示圖5D，通過背景切換和小圓下邊動畫箭頭啟發(fā)學(xué)生理解人類如果不能科學(xué)合理地處理好生產(chǎn)、消費與環(huán)境的關(guān)系（形成惡性循環(huán)），進而會導(dǎo)致各種環(huán)境問題的出現(xiàn)。

教師在演示各個教學(xué)環(huán)節(jié)中可以通過小組討論、師生互動、個別或集體提問等多種方式實施教學(xué)。