Celestia软件与中学地理教学融合的应用反思

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  • 更新时间2021-03-23
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  摘要:现代信息技术在中学地理教学中广泛运用,丰富了课堂教学形式。其中,Celestia软件以操作简单、实用性强的特点服务于中学地理教学,提升了地理课堂教学效率。为探究现代信息技术在中学地理教学中的运用,以“地球的运动”为例,分析Celestia软件在中学地理教学中的优势、存在的问题及其解决措施。


  关键词:Celestia软件;中学地理;运用反思


  中图分类号:G633.55文献标识码:A文章编号:1006-3315(2021)3-033-002


  地理信息技术的发展和应用是地理教学改革的助推器,对学生学习方式和教师教学方式的改变具有重要作用[1]。2019年,《国务院办公厅关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》指出,要强化综合素质培养,改进科学文化教育,统筹课堂学习和课外实践,强化实验操作,培养学生的创新思维和实践能力,提升人文素养和科学素养[2]。地理信息技术的发展为在课堂上培养学生的创新思维和实践能力提供了条件,通过地理信息技术采用模拟实验的方式培养学生地理实践力,拓展地理教学途径。


  Celestia软件是一款教育类天文软件,该软件存取了NASA影像资料库中星球与星系目录,可以流畅地显示高解析度的影像,带领学生体验鸟瞰地球、遨游星空的乐趣[3]。其以操作简单、实用性强、生动形象的特点被运用于中学地理教学中,运用Celestia软件模拟地球运动的相关内容,将抽象的宇宙空间具体化、形象化,有利于学生深刻理解相关教学内容,化解知识难点,增强地理学习兴趣;同时,通过引导学生进行实践操作,增强学生对相关知识的理解,培养地理实践能力。根据教学软件的特点以及具体的地理教学内容,本文以高中地理《地球的运动》一章为例,探究Celestia教学软件在地理课堂上的融合运用,以及存在的问题及解决措施,为在地理课堂上探究地理信息技术的融合提供借鉴意义[1]。


  一、Celestia与中学地理教学融合的优势


  1.提升学习兴趣,降低学习难度


  自然地理具有较强的综合性,难度大,尤其是第一章《地球的运动》需要学生从初中的理解现象过渡到探究原因,如理解导致昼夜更替现象的原因、产生时差的原因、太阳日和恒星日的区别以及正午太阳高度的变化规律等,这些需要学生具有宏观视野、抽象的想象能力,才能较好地理解本部分地知识,为进一步学习大气地运动等自然地理知识奠定基础。而Celestia软件将本章相关知识浓缩到一个软件中,通过设置则可以模拟地球的自转、公转等地理现象,帮助学生理解地球运动产生的自然现象,使学生更容易理解相关知识,降低学习难度。同时Celestia软件模拟地球运动,丰富了课堂教学形式,为学生学习知识提供了简单的学习工具,提升学生学习兴趣,为探索自然地理的奥妙打开了大门。


  2.培养地理实践力,提升课堂参与度


  《2017年普通高中地理课程标准》要求培养现代公民必备的地理核心素养,即人地协调观念、综合思维、区域认知和地理实践力,其中开展实践活动是践行地理核心素养的重要途径。然而,开展户外考察、社会调查等实践活动需要耗费大量人力、物力和财力,学生安全问题也得不到充分的保障,因此在大部分学校培养地理实践力流于形式。在地理课堂上借助Celestia软件将学生分小组进行模拟、操作地球的运动,在操作过程中让学生根据现象理解现象产生的原因,在模拟实验过程中学生不仅掌握了地理知识,也培养了地理实践能力。采用小组合作的形式,弥补了以教师讲授为主导致的课堂参与度不高的缺点,激发了学生的学习积极性,使学生在实践过程中参与到课堂上,提升了课堂参与度、学习主动性。


  3.转变教学观念,促进师生共同发展


  在《地球的运动》章节中,传統的教学方式是以简易的教具通过人为转动地球仪模拟地球的运动,对于较难知识的理解还需要依靠学生的想象能力,学生往往认为本章内容不易理解,丧失学习兴趣。教师需要探索学生更易理解的教学形式,Celestia软件用于《地球的运动》章节内容的教学中,丰富了课堂教学形式,也将课堂交于学生,让学生主动学习知识、发现问题,真正实现“以学生为主,教师为辅”的教学理念,转变教学观念。在实践学习过程中学生发现问题,教师及时进行解答,也锻炼了教师的随机应变的能力,促进师生共同发展。


  二、Celestia软件在地理教学中存在的问题


  Celestia软件在中学地理教学中主要运用于《地球的运动》章节内容,笔者以《地球公转的地理意义》为例,模拟实验,简化教学内容。为了使学生充分理解地球公转的地理意义,利用Celestia软件将虚拟地球通过下列设置:右击虚拟地球——参考向量——显示太阳方向、显示经纬网格、显示明暗边界线,将时间适当加速,则可以看到地球在公转过程中正午太阳高度、昼夜长短发生着变化。除此之外,还可以运用Celestia软件模拟地球自转的地理意义,如昼夜交替现象,让学生通过虚拟地球自转理解昼夜交替产生的原因及现象;地转偏向力是高中地理相对较难理解的概念之一,通过运用软件使学生真正理解地转偏向力,为后续学习奠定基础。


  Celestia软件为教学带来了便利,使学生能够建立空间概念,培养空间思维能力,同时化解知识重难点,培养学生地理学习兴趣。但现在信息技术运用于中学地理教学中,虽有传统教学所不能比拟的优势,但也存在一些问题,如过度强调软件的使用,忽略了教学内容,主次颠倒;软件运用不熟练,影响教学效率;过度追求酷炫的表现形式,忽视学生对知识点的注意力等问题。Celestia软件在使用中同样存在问题,主要问题如下:


  1.学生操作不熟练,降低教学效率


  Celestia软件以操作简单、实用性强的特点被运用于地理课堂上,学生通过操作步骤模拟实验,开展学习。然而对于初次接触Celestia软件的学生,需要在实践中探索该软件的操作程序、如何采用软件操作模拟地球运动的相关地理现象以及如何与教学内容结合起来辅助课堂内外的学习。大班教学人数多,若每个同学都在课堂上摸索软件的操作步骤,不仅不能按时完成教学目标,反而会影响学习进度,使课堂杂乱无序,影响教学效率。


  2.过度依赖软件,弱化分析归纳能力


  教学软件丰富了课堂教学形式,为学生理解重难点知识提供了工具。但课堂教学不能完全依靠学生简单的操作软件、将课堂完全交于学生。本章教学内容虽然可以通过软件操作模拟相关地理现象,但由于学生不能及时地将地理现象进行归纳、形成规律,如在Celestia软件中只能看到地球公转过程中,二分二至日太阳直射地球的纬线不同,但无法通过操作软件理解太阳直射点不同,所呈现的自然规律也不同等一系列规律。学生不能透过现象看到事物的本质则会降低教学效率,使实践活动形式化,弱化其应发挥的作用。


  3.课堂教学方式单一、形式化


  在地理课堂中适当地使用现代信息技术辅助课堂教学,可以增加地理课堂的趣味性、实践性。改善枯燥的课堂教学方式,丰富学生对地理知识学习的方式。然而,现代信息技术虽然能够丰富课堂教学形式,使教学内容形象具体,但不能全然依靠现代信息技术,发挥各种教学方式的优势,结合教学内容,采用合适的教学方式。


  三、促进地理教学软件与课堂融合的解决措施


  1.开展专题训练,培养地理实践力


  在地理课堂中采用实验教学法增强学生对知识点的理解程度,在实验过程中培养学生的地理实践能力是必不可少的教学环节。针对学生在课堂上操作不熟练的问题,教师需要提前进行软件操作技能训练,将本学期可利用的教学软件进行分类,以软件技能专题训练为主题开展课余兴趣小组实践活动,让每一名同学都积极参与其中,增强各教学软件的熟练程度。通过实验模拟地理现象,增强学生对地理学习的兴趣。地理课堂内外教学相结合,将学生不易理解的地理知识通过多样的形式进行分解、呈现,突破教学难点,提升学生地理学习能力。学生在操作过程中,不断训练地理思维、通过小组合作探究的方式解决地理现实问题,在地理课堂上培养学生地理实践能力。


  2.依托软件,发挥教师引导作用


  《地球的运动》相关知识可以通过模拟实验,将天体的运动直观、立体地呈现出来,但不能过度依赖软件。教师需要在学生模拟某一地球运动的相关现象后进行归纳总结,在现象的基础上总结规律。如由于黄赤交角的存在,地球在公转过程中引起正午太阳高度的变化,正午太阳高度在不同半球不同时间段有不同的变化规律,教师在学生模拟实验后,就要引导学生及时总结二分二至日及不同时段的正午太阳高度变化规律,并将其运用于生活中,解释地理现象,学以致用。在地理课堂中,以学生自主学习为主,但不可忽视教师的作用,教师是地理课堂的引导者,帮助学生共同完成课堂教学任务,提升地理学习能力。


  3.结合教学内容,丰富课堂教学形式


  教育类教学软件为教师丰富课堂教学提供了教学工具,教师需要综合利用教学软件,秉承多样化观念,发挥教育类教学软件的优势并结合适当的教学方式,如问题式教学、项目式教学以及探究式教学等教学方式,把教学软件作为课堂教学的工具,提升课堂教学效率。地理源于生活,生活在北方的同学发现冬夏季节太阳遮阳板的高度不同,夏季遮阳板角度小于冬季遮阳板的角度,那么产生这种现象的原因是什么呢?教师可以根据生活中的地理现象,创设贴近学生生活的教学情境,综合利用Celestia软件,帮助学生解决问题,实现教学目标。教育类教学软件多种多样,可综合各软件的优势,组织教学,如Celestia软件在模拟八大行星共面性时只能平面观察,不利于学生对共面性的理解,则可以结合SolarWalkLite软件形成立体的太阳系,综合利用各种教学软件、教学方式促进对知识的理解。


  綜上,Celestia软件是辅助教学《地球的运动》的良好的教学工具,其有自身的优势,但不可避免存在不足,教师在利用该教育教学软件时需根据教学目标、学生学情等,选择恰当的教学工具,扬长避短,发挥该软件的长处,辅助教学。同时也要紧跟时代潮流,学习探索其他教育类教学软件,丰富课堂教学方式。