计算机辅助地理教学的有效性研究.docx

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计算机辅助地理教学的有效性研究

计算机辅助地理教学的有效性研究

贵州省从江县洛香中学梁旭

地理学可分为自然地理学、人文地理学和地理信息系统三个分支。

自然地理学主要研究地貌、土壤等地球表层自然现象和自然灾害，土地利用与覆盖以及生态环境与地理之间的关系。

人文地理学包括历史地理学、文化与社会地理学、人口地理学、政治地理学、经济地理学（包括对农业、工业、贸易和运输的研究）和城市地理学。

地理信息系统则是计算机技术与现代地理学相结合的产物，采用计算机建模和模拟技术实现地理环境与过程的虚拟，以便于对地理现象直观科学的分析，并提供决策依据。

计算机全称：

电子计算机；别名：

电脑,英文：

Computer是20世纪最伟大的科学技术发明之一，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。

它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到目前社会的各个领域，已形成规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革。

计算机已遍及学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。

它是人类进入信息时代的重要标志。

计算机辅助教学（ComputerAidedInstruction，简称CAI）是在计算机辅助下进行的各种教学活动，以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术。

CAI为学生提供一个良好的个人化学习环境。

综合应用多媒体、超文本、人工智能、网络和知识库等计算机技术，克服了传统教学方式上单一、片面的缺点。

它的使用能有效地缩短学习时间、提高教学质量和教学效率，实现最优化的教学目标。

本文着重探讨CAI对地理教学的有效性，期望通过研究，紧跟CAI发展步伐，为新课程改革服务。

一、CAI的优越性

每个人的智能都各具有特色。

如在教比例尺的类型时，有些学生能用语言描述比例尺；有的能用笔画出比例尺；有的能通过计算得出比例尺的大小，说明学生在语言表达、动手能力、空间思维方面都有不同的发展，这充分证明学生是存在差异的。

所以，教师在课堂教学中要为不同的学生提供不同的展示自己的机会，选择适合每一个学生的起点、目标、节奏、内容乃至策略，并做出相应的评价。

CAI为实现这一目标提供了平台。

（1）有效优化了教学氛围

兴趣是最好的老师，有了兴趣，学生才能集中注意力，才能主动活跃思维，才能充分发挥学生在课堂中的主体作用并收到良好的教学效果。

CAI通过能够生动、形象、直观地展示地理信息，针对中学生形象思维为主的特点，利用多媒体优势，调动学生的非智力因素，营造教学情境，创设浓厚的教学氛围。

例如在讲述《澳大利亚》时，最先利用多媒体展示一段关于澳大利亚特有动物的电影文件，奔跑的袋鼠，奇异的鸭嘴兽要比课本中的图片形象生动，使学生对其有了一个立体动态的感知，激发了学生的兴趣，正当学生处于兴奋之时，及时抛出为什么在澳大利亚会保存很多古老动物这一问题，使学生对这一有趣现象的存在原因产生探索的欲望，非常有利于问题的解决。

再如我们在学习《长江》、《黄河》时，可以先展示一段《长江之歌》、《黄河大合唱》影音文件，使学生领略长江、黄河气势磅礴，雄浑壮美的大川形象，激发学生的学习兴趣，从而调动学习积极性，既陶冶了情操又可以增强爱国主义情感。

在美妙的音乐声中，教学氛围也更轻松，有利于教学效益的提高。

（2）有效优化了地理教学信息的传递方式

由于地理学研究的对象比较复杂，很多属于大尺度大范围的，许多地理事物是学生没有见过的，或者说不可能见到的。

运用CAI等现代手段表达和传递这类信息要比传统手段优越，起到传统手段无法替代的效果，其至少有这样几个优点：

①化繁为简。

CAI将众多图文、影视、声音信息，预先编辑好，所以调用起来比较方便，只需轻按鼠标众多信息一一展示，节省了时间增加了课堂信息量，通过CAI可以轻松的使图放大或缩小，文字从繁到简，提高了图的清晰度。

②化静为动、化动为静。

CAI可以将静态的图、物变成动态的过程，便于学生的形象感知，又能提高学生的学习兴趣。

相应的课件制作软件有：

Falsh、Authorware、3DMAX、Photoshop、Office中的powerpoint。

例如大陆漂移，可以把课本上四个地质年代的大陆分布图通过扫描，图像的美化，再用Authorware进行编辑变成动态的漂移图，使学生对大陆漂移有一个感性的认识；为了研究的方便，我们可以利用教学软件根据需要将运动变化着的地理事物截取其中的一瞬间定格，供学生仔细观察与探究。

③化抽象为形象。

在地理教学中，许多非常抽象的地理概念规律，超出学生的生活感知范围，用传统的手段，达不到理想的效果，比如讲道海拔时，可以在课堂打开一副海山具备的图解抽象地描述海拔立即形象地展现在学生眼前，并且印象深刻。

在《海陆的变迁》一节，可用电脑模拟大洋板块俯冲示意，学生可清楚地看到大洋板块俯冲到大陆板块之下，大陆板块受挤上拱，岩浆动态上升的情况。

此外，像洋流的运动，火山爆发和能量的积累等均可用CAI加以显示。

④化宏观为直观。

CAI可以超越时空展示、模拟、演示宏观世界。

例如：

地球的公转与自转这一节学生是没有条件看到的，这时教师可以下载3D地球仪软件安装在电脑即可实现。

再如《地球的公转》中太阳直射点的变化及其影响，是教学的重点、难点，而通过传统教学方法很难讲懂讲透，用3DMAX制作立体地球在宇宙空间的运动，再配之以静态的图结合几何知识，就可以把它讲得非常透彻。

（3）有效优化了综合能力的培养

地理教学的目的，不仅要使学生获得系统的知识，更要注重学生能力的培养，使学生获得较高的发展水平。

CAI能形象地展现事物的发生、发展过程，直观地揭示事物的本质和内在的联系，引导学生获得大量生动鲜活的感性认识，促进学生的手、眼、耳、口、脑多种器官同时启动进行观察、讨论、分析综合、创新，从而培养学生各方面的能力。

（4）有效优化了信息反馈

CAI可以充分发挥计算机的交互特性，及时提供高质量的反馈信息，使教师及时掌握学生的学习情况，及时制定教学策略，实现真正的因材施教。

一堂课学生学习的状况如何，无论是传统的方法，还是现代的手段，都要及时了解。

学生是否理解掌握了知识点，是否达到能力培养的目的，传统的方法是请同学到黑板上默写，或一个一个的提问，或一堂课结束时用小测验来反馈，而CAI可以把知识能力要点编辑成交互性很强的练习，可以穿插于课堂之中也可放于最后，这种练习不但可以提高学生兴趣，而且可以用来评判学生练习的成绩，其评判公平、快速，便于老师根据学生学习状况及时调整教学，达到教与学双向沟通的目的。

比如学习中国的行政区划，很重要的是要学生掌握各个省区的位置。

传统方法大多是看图死记，再发展一些是用模具拼图，但速度太慢，而用多媒体计算机，通过Authorware，把每个省级行政区域设置成一个热区，然后拖动其所代表的政区名称的文字到相应区域，如正确通过文字或声音给予肯定，如不正确，则文字又回到原来位置，这种方法增加了练习的速度，反馈快，效果好。

（5）有效优化了地理图像的制作、存贮

地理教学的一个主要任务就是培养学生的阅读、填绘、分析地图的能力。

传统的教学手段是运用教学挂图，课本附图，地图册等来讲授，或是用投影片来展示，这些教具的使用在一定程度上可以提高教学效率，但是由于教学挂图在使用上要占用一定的空间，有时一堂课还要换几幅挂图，给教师带来不便，倘若使用投影片教师在课前要花费大量的时间制作和维护投影片，而运用CAI则方便得多，很多的教学用图、图片在市场上有现成的光盘，我们可以从中获得，而且随着网络技术的发展，我们还可以从网上下载很多的图像资料，有的可以直接运用于教学，有的可以经Photoshop或画图等工具处理后加以应用。

由于这些图像是以数字信号保存于计算机中，因而不需占用如保存挂图、投影片那么多的现实空间，而且调用非常方便。

（6）有效优化了地理课堂组织形式

地理课堂引入CAI，地理课堂也出现了颠覆性地变革，除了传统的教学组织形式以外，地理课还可以直接开进多媒体教室，学生在老师启发和帮助下，学生可以人手一台计算机，也可以分小组，通过键盘自己掌握学习，可快可慢、可取可舍、想看几遍就几遍，从而取得最好的教学效果，这期间也并没有排斥教师的作用。

相反，教师借助计算机变得神通广大：

如Office中的powerpoint能创设比传统教学丰富生动的教学情境，可以根据需要让屏幕顷刻出现所要的图形，屏幕图文可以闪烁、变色，还可以平移、旋转、翻折，甚至可以让你“走进沙漠”、“进人太空”、“潜人海底”，让学生主动地探索，计算机也及时给出反馈的信息，无形中展现了地理思维过程，这是其它教学手段所无法代替的。

CAI在地理课堂的优越性显而易见，然而，于种种因素的制约，CAI作为一个新兴事务还存在很多问题和不足。

二、现阶段CAI的误区

目前大多数的教学软件是按教学设计的原理方法编制的，它是事先由教学设计确定的、有固定程序、固定情节、模式化的、整体的教学软件，一个教学软件的运行就相当于上了一堂完整的课，这就是我们常说的“课件”。

随着我们对“课件”更深一步的认识和多媒体计算机技术的广泛运用，不少地理教师却对地理课件和CAI产生了认识误区：

（1）一味追求精美，难以广泛使用

CAI对地理教师提出了很高的技术层面上的要求。

地理教师必须熟练掌握至少一到两种CAI开发软件才能使用计算机辅助教学。

于是，为了应付诸如公开课、示范课等，课件的制作多是在计算机老师的技术支持下制作完成的，往往是地理老师把一堂课的内容通过备课，根据教与学的需要，并根据所能搜集的素材，编写出脚本，然后交给计算机老师制作。

专业人士的参与使得课件越来越精美，越来越富于表演性，于是公开课、示范课某种程度上成了课件的展览会，造成了不好的导向，一些地理老师开始追求课件制作的精美，所以制作一堂课的地理课件需要花很长时间，这就限制了它的广泛使用。

（2）对CAI的崇拜，导致教学手段的单一和盲从

其实，先进的教学方法和手段是为教学服务的，达到教学目标是最重要的。

有些可以用传统的手段解决的问题，就不必要为用而用，这样反而有喧宾夺主，哗众取宠之嫌。

况且在运用CAI过程中，传统的手段亦非常重要，比如板书，用一手优美的粉笔字在讲课过程中把板书写在黑板上，要比一闪而过的计算机板书更方便学生记录。

在很多的CAI课堂都存在这样的不足，一堂课下来黑板上一片空白，学生的笔记一片空白，这为今后的复习带来了极大的不便。

（3）忽视老师的主导，学生的主体作用

一些多媒体课件缺乏灵活性，老师只是充当一个放映员，有的课件不适合常规课堂教学，特别是一些现成的软件。

有些软件在制作过程中调控性能不强，教师无法根据课堂情况及时调控，从而限制了教师的主观能动性。

不少课件仍沿用的老的思路，重点放在教上，在学生如何学上调控不够，尤其是目前网络上的大多数课件，仍是单机课件，只适用于教不太适用于学，而许多地理教师秉承“拿来主义”思想，拿来就用，不加任何修改，教学目标很难达成。

这些误区大大降低了CAI的有效性，挫伤了一些地理教师积极探索CAI的锐气，许多地理教师甚至对CAI的有效性产生了质疑！

三、有效利用CAI的措施

积件是由教师和学生根据教学需要自己组合运用多媒体教学信息资源的教学软件系统。

该系统不是在技术上把教学资源素材库和多媒体著作平台简单叠加，而是积件库与积件组合平台的有机结合，其中积件库中的多媒体资料库、微教学单元库、资料呈现方式库、教与学策略库、网上环境积件资源库，为师生利用积件组合平台制作教学软件提供了充足的素材来源和多种有效途径；灵活易用的积件组合平台则是充分发挥师生创造性的有力工具。

（1）积件使CAI具有更强的共享性

积件在总结“课件”的经验与不足中发展起来，它对多媒体教学信息资源和教学过程进行了准备、检索、设计、组合、使用、管理、评价理论与实践的高度概括。

积件中的每个积件基元就是一个基本知识点，它不局限于任何特定的教育思想、教学方法，也不局限于课程体系和教材版本，附加约束条件少，可以适应不同风格的教师和不同班级的学生，这使得CAI课堂和CAI教学软件都具备更强的共享性。

（2）积件使CAI凸显素质教育

　　素质教育强调的是学生的自主学习和个性发展，强调的是学生在教育前与教育过程中实现“无律→他律→自律”的过程。

用积件形式编订得教学软件以情境、协同、会话、意义建构为基础，教师和学生可以根据自己对教学和学习的需要，任意利用积件基元进行组合，安排自己的教学活动，使教与学有了更大的灵活性，从很大意义上实现了向自律的转化。

（3）积件可以促进CAI的最优化

　　教学过程的实质是概念的传授和掌握、智力的培养和发展、道德品质的养成和世界观的形成过程。

教学过程最优化的标准在于看效果，看效率，即在一定条件下，能够取得最大可能的教学，师生双方又花费最少的必要时间，这样能达到教学的高质量。

积件只向教师和学生提供代表每一个微小的知识单元的积件基元，而不是一个完整的教学课件。

教师（或学生）可以根据自己对学生（或对自己）的认识进行教学（或学习）设计，进而利用自己的教学（或学习）设计，采用积件库中的积件基元进行组合，从而构成一个适合自己需求的教学课件，从而实现课堂教学的“最优化”。

　　积件是一种新兴的教学软件，它代表了CAI的发展方向，它的制作简易，只要将课程标准中的知识点作为一个个基本单元制作成教学软件，就可以任意拼接、提取，最大限度地做到共享，实现“拿来即用”；它的构成是复杂的，地理积件不仅仅是一种教学软件，它是在人本主义学习理论和素质教育理论影响下产生的一种新的思路，是一种全新的教育思想，是CAI发展过程中的一次进化，这种思想符合系统科学的要求，是建构主义学习观在教育技术领域的重要体现。

在CAI中融入积件思想，可以使计算机辅助地理教学的有效性得到进一步提高，如果在校园网或因特网上建立积件库，以积件资源库为依托，将为计算机辅助地理教学的有效性提高提供有力的保障。