发布时间：2023-09-27 15:05:50
绪论：一篇引人入胜的数字化地理教学，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
1.1利用DIS数字化实验化解实验操作难点
传统实验培养学生的动手能力，对实验仪器使用的规范，关注学生处理实验数据的能力和观察能力等，但学生在“观察水的沸腾”、“探究冰熔化和凝固”、“探究不同物质的吸热升温现象”等实验时，需要要求学生把铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯、温度计等器材按要求装配起来，还要在加热的同时进行搅拌，定时读出温度计示数，然后根据数据描点作图，通过图像分析得出结论，整个实验过程太复杂，对初中生而言难度太大，而且偶然因素多，实验误差大，得不到正确的图像，在一节课的有限时间里可操作性不强，往往会冲淡教学重点，达不到应有的教学目标.由于DIS数字化实验室采用了“传感器+数据采集器+计算机”的体系结构，使得其具备了“实时实验”的功能，即可以对实验的过程进行实时的跟踪与数据的采集，同时还完成了数据处理.这就将教师与学生从以前那种数据读取、记录、运算以及图线描绘等繁琐的劳动中解放出来，为学生的自主探究、小组协作与充分的体验提供了足够的时间和空间.
案例1DIS探究不同物质的吸热升温现象
利用温度传感器代替温度计进行测量，可以达到的效果：（1）实时直观的图像展示了水和沙子温度随时间变化的情况，通过投影屏幕展示，可视性强;（2）因为这节课的重点并不在于培养学生读数和描点作图的能力，使用传感器后可以大大省去学生读数的环节和描点作图的环节，缩短实验的时间，也能避免由于读数错误或描点错误造成的实验失误.
实验器材：温度传感器和数据采集器、数字化信息系统软件、200 g的水和煤油、电炉.
收集数据展示：利用TriE iLab V8.0数字化信息系统软件可以展示水和沙子的温度的实时数据，也能同步绘出水和煤油温度随时间变化的图像，如图1所示.
1.2利用DIS数字化实验增强实验可视性
使用DIS数字化实验室，计算机在采集、计算、分析实验数据后会按照实验者要求自动绘制函数图像，使得实验结果以图像方式直观地呈现出来，可以极大地扩展实验的可视性和可重复性.例如，利用声音传感器可以采集声音振动图像，从视觉上可以直观地比较振动频率和振幅;利用磁场传感器可以直接探测磁体周围磁场的强弱;利用力传感器可以描绘力随时间变化的图像，在比较一对相互作用力大小时，学生看到完全对称的两个力的图形时是多么激动，印象深刻.
案例2DIS探究影响滑动摩擦力的因素（图2）
用传统实验探究影响滑动摩擦力的因素时，学生在水平面上拉动木块时很难保证木块作匀速直线运动，而且在弹簧测力计运动过程中读数也很困难，可视性很差，当研究滑动摩擦力与物体运动速度是否有关时，需要用不同的速度匀速拉动木块，更给实验增加了难度，也难以得到正确的实验结论.而采用教师演示的方式，除了实验者能看到，其他学生的可视性也很差.而借助DIS数字化实验可以很好地解决这个问题：（1）用力传感器代替弹簧测力计，利用配套软件把力的大小变化实时在计算机中以图像的形式表现出来（图3）;（2）利用电动机代替人工拉动物体做匀速直线运动，使得实验过程更加严谨，避免人为造成的错误;（3）从图像中不仅可以分析出影响滑动摩擦力大小的因素，而且还可以反映出静摩擦力的大小变化，对学生深入理解摩擦力的知识起到了很好的辅助作用.
1.3利用DIS数字化实验拓展思维，激发探索热情
数字化实验室凭借传感器技术弥补了传统实验中的多个空白，解决了物理实验中精确采集数据的难题，同时系统辅以相对完善的软件系统，可以进行很多利用传统实验装置想做而又做不到的实验.例如，利用两个声音传感器可以在实验室里测出声速;利用位移传感器、光电门可以完美地展现出电动机拉动下的小车匀速直线运动的位移-时间图线和速度-时间图线;利用压强传感器可以研究一定质量的气体压强与体积的关系等;利用电流传感器和电压传感器可以展示定制电阻和小灯泡的伏安特性图线.这些课本上涉及到的，但传统实验器材无能为力的实验，数字化实验室的先进科技手段为学生打开了一扇窗，使他们看到了更加有趣、更加新奇、更加需要去探索的物理世界，同时也感受到科技进步所带来的震撼.
案例3DIS测量声波在空气中的传播速度（图4）
2DIS数字化实验教学的现状思考
DIS数字化实验是教育技术发展的最新成果，从根本上改变了以前几十年不变的实验教学模式，为教学改革的创新提供了舞台，促进常规教学的创新、传统的实验改进和科学探究的深入，也是时展的需要.但是，初中阶段的DIS数字化实验教学的开展还存在不少困难和局限.
2.1初中学生的认知层次和动手操作能力的局限性
数字化实验室采用了“传感器+数据采集器+计算机”的体系结构，在数字化实验室的软件系统中提供了曲线拟合功能.计算机在采集、计算、分析实验数据后会按照实验者的要求自动绘制函数图像，使得实验结果以图像方式直观地呈现出来.初中学生是初二刚接触物理学习，观察图像、分析图像及根据图像得出结论的认知水平还不具备，只有在 “观察水的沸腾”等实验时才对图像初步接触，然后随着学习知识的加深对图像的认知才逐步深入，所以数字化实验教学的开展是不能一蹴而就的，必须根据学生的认知水平发展进行展开.
同时，数字化实验室应配备相应的实验器材，有些实验器材的安装比较复杂，比如探究小车运动、探究滑动摩擦力的大小等，超出了初中生课堂动手能力的要求.
2.2受数字化实验室的软件系统的局限性
数字化实验室都有相配套的软件系统，开发公司会根据教学需要事先做成一部分常用实验模版供师生使用.但在实际教学中这些现成的实验模版往往不能满足教学需求，这就需要教师自己进行创建，而创建新模版要求教师具有较高的计算机操作能力、公式编辑能力、函数处理能力以及对配套软件的使用经验，这也给数字化实验教学的开展带来不便.
二、数字地图的主要特点及作用
（一）数字地图本身强大的功能
首先，数字地图既可以使注记和色彩闪动，对注记或区域进行立体化显示，重点内容还可以局部放大，加之现在教学中多利用电子白板使得人机交互方式良好，即数字地图表现手法也逐渐多样化。而且，数字地图融合于多媒体课件、电子白板等媒介日趋完善，这就使得数字地图对地理要素的表现力日益广泛，将其运用于地理教学中也就能充分提高教学效果。其次，数字地图可以采用层的概念，组织、管理地理要素与属性的关系。教师在地理教学过程中，可以通过叠加和组合各种不同地理要素的图层来表现出地理要素的属性信息，也可以通过输入某属性条件而学习相对应的地理要素，以达到人机图交互的体验式教学，给学生更直观的感受。再次，数字地图可克服传统教学地图的过时、死板、不连续等缺点，因此中学地理课堂引入数字地图可大大降低学生学习的难度，提高学生探索地理事物内部变化规律的能力。最后，数字地图具有良好的交互性、动态性、多维性、信息的丰富性、共享性等优点，这也是传统的教学地图所无法比拟的。
（二）通过数字地图可培养学生创新思维
培养学生思维能力的创新是目前中学地理教学的重要目标。因此，启发并着力培养学生的思维能力，应该是当前地理课堂教学的主题。在教学过程中，利用计算机技术和数字地图的融合，对引导学生参与教学、开拓学生思维具有十分重要的作用。数字地图与计算机多媒体技术、白板技术相结合，可生动形象地利用地图来调动学生的视觉，通过优美的背景音乐和解说等来调动学生的听觉，通过直观的人机图交互，让学生亲自参与地理课堂的教与学等各个环节，让学生动起脑子来，使课堂上的学生真正做到眼、耳、手、脑各个部位协同利用起来，促进了学生知识的内化及思维能力的发展。
（三）学会使用数字地图是适应数字化时代的需要
教学地图与地理CAI以及PPT、Flash等课件的结合，改变了传统教学地图的使用方式，提高了教师的教学效率，克服了传统的“黑板———教案———粉笔”的教学特点，利用数字地图与地理课件的完美整合，利用计算机和投影仪便可完成教学。教师在授课的过程中只须操作鼠标和运用语言去引导学生，使课堂组织更加严密，从而形成一个完美的教学系统，这主要是当前教师应当学会适应时代的一种基本技能。作为信息时代高速发展的学生，人类现已进入数字化生存的时代，电子地图、网络地图等数字地图已开始在人们的日常生活得到推广应用，把数字地图引入中学地理课堂，让学生学会看、分析、操作数字地图，这是数字化时代的需要，也是时代对现代化的高效地理教学的方向的引领。
三、数字地图在中学地理教学的运用
（一）利用数字地图进行地理要素分析
地理学的综合性、区域性决定了地理教学中必然要用到大量的地理信息，运用地图结合这些地理信息进行地理分析是学生应当掌握的基本地理技能之一。当然，这也是地理教学中的重难点。利用Suffer、GIS等软件作为平台，以数字地图为基础进行地理教学分析，突破教学难点。例如，在中国和世界地理的学习中，将世界上不同尺度的区域分别建立不同的图层达到地理知识图像化，形成世界自然地理概况数据库，在学习地理事物的分布、成因时，就不必照本宣科，灵活运用数字地图的图层就有助于阐明地球表面各种地理事物和现象的分布、成因以及相互作用的规律性，这样就可有效地突破重难点，帮助学生充分认识地理要素之间的逻辑性。再如在学等高线时中可以利用GIS和Suffer制作的局部地区的模型图和等高线图。
（二）利用数字地图对热点区域进行分析
教师要让学生从中感受能应用到生活中的知识，所学的知识是有用的，也可更好地让学生化抽象性为具体性，达到化繁为简，突出重点,提高学生学习的兴趣,加大了课堂容量，不仅可提高教学效果,还可培养学生的创新思维能力。如在高三进行热点分析的时候，教师可以利用MapInfo和arcgis等软件合成索契的气温曲线降水柱状图，让学生熟悉重点的热点的区域。
（三）利用数字地图进行自主学习能力的培养
随着网络技术的发展，出现一大批网络地图，在教学中，教师可以引导学生充分利用GoogleEarth进行学习，如通过GoogleEarth来实现鸟瞰世界，通过拼接无数的航空图片和卫星图片，来学习清晰的地表地貌，加上精确的经纬网，指导学生获取某地区的地理知识，同时进行地理问题研究，从而进行自主学习的培养。例如，教师可引导学生制作世界和中国的各种地理要素的专题地图及世界发达地区和主要建筑景观的街景图。
中学地理教学内容包罗万象，单就地图而言就包含了静态地图、景观图、示意图等多种，一般地图需要教师根据图例指导学生阅读、分析；景观图需要学生如同身临其境；示意图最好是动态显示……这在教室难以做到或难以做得尽善尽美的内容，利用计算机则可以轻而易举地做到。计算机可以不受时间和空间、宏观和微观的限制，可以无限延伸学生的多种感官和思维，通过图像、声音、色彩、动画将地理教学所涉及到的地理事物、形象、过程、分布、联系等直接展示出来，使学生一目了然，且身临其境，形象、直观地感知和认识地理事物，从而掌握地理知识。这是传统的挂图、投影等电教手段所无法比拟的。可以说，同别的学科相比较，地理学科更适合于计算机辅助教学。
二、多媒体教学适应了不同学习类型的学生需要
研究证明，学生的学习类型包括听觉式／语言型、视觉式／文字型、运动式／实际操作型和组合型。传统教学形式下，听、视觉型学生的才智得以充分发挥，往往成为优秀生，而运动型学生却常常被视为学习的“低能儿”、“后进生”。试想，一只听觉敏锐到可以清晰听到20公里以外的声音的狐狸，能够因为他不能飞翔而被称为智力残障吗?在具体教育管理中我们常发现：许多“后进生”都擅长一项或两项与文化知识无关的运动技能；许多学校“后进生”进入技术学校学习后能成为技术尖兵……这说明他们不是智商差，而是我们的教育没有提供给他们适当的学习方式。计算机辅助教学较好地解决了这个问题。它将最大限度地刺激学生的视，听觉器官和动手操作的机会，使不同学习类型的学生都能在这里找到适合自己的学习方式。
三、多媒体教学有助于学生高效获取信息和高效保存信息
实验心理学家赤瑞特拉曾经作过两个著名的心理实验。一个是关于人类获取信息的感觉器官的，即人类获取信息主要通过哪些感觉器官。他通过大量的实验证实；人类获取的信息83％来自视觉，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。多媒体技术既能看得见，又能听得见，还能用手操作。这样通过多种感官的刺激所获取的信息量，比单一地听老师讲课强得多。他还作了关于记忆持久性的实验。结果证明：人们一般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％，在交流过程中自己所说内容的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。这说明多媒体计算机教学不仅非常有利于知识的获取，而且非常有利于知识的保持。
四、地理教与学方式的现状
尽管随着素质教育的推进与深化，地理学习的现状有了一定的改变，但是，目前我校学生地理学习方式的主流仍然是以教师讲授为主、以机械记忆为主、以书本内容为主。这种陈旧的学习方式，大致分为：(1)被动接受型。地理教师、始终是地理讲台的“主宰”，课堂活动的90％时间是教师讲解，而学生处于“你讲我记”的境地，地理学习偏重于结论的掌握忽视复杂的思维活动过程与结论获得的认知策略实施过程，偏重于知识的积累而忽视能力、精神、方法、态度的培养。(2)模仿再现型。这种地理学习类型的主要任务是把学过的地理知识、技能再现和模仿，而不强调知识的迁移与灵活运用，严重束缚了学生的想象力与创造力。(3)封闭读书型。画地为牢，不敢越雷池一步，过分拘泥于课本知识，甚至对过时的事实材料有疑义的地理结论也“照单全收”，另外注重理论知识的学习而忽略操作性、实践性知识的学习。
地理学习方式与地理课程改革的关系十分紧密。地理课程与教材直接影响学生的一理学习方式，如呈现学生的是以“干巴巴的知识点”堆砌起来的地理教材，那么学生就很容易走上“死记硬背”的老路。而相反，学生地理学习的方式也会制约地理课程的改革进展，如果学生旧的地理学习方式的“惯性”仍在起作用的话，那么再富有创意的教材还会被作为“背记”的课本来对待。为此，针对地理学习的这种现状，决意实行新的教学方法，那就是把现代教育技术运用到地理教学中来。
五、信息技术在地理教学中应用的构思
要真正实施地理教学与现代信息技术教育整合，首先要从根本上改革现有的教学结构，创造新型教学结构。既要强调教师的主导作用，也要充分发挥学生的主动性和创造性，使学生在学习过程中真正成为信息加工的主体和知识意义的主动建构者，教师则成为课堂教学的组织者。指导者，成为学生建构意义的帮助者。那么，如何真正地做到地理教学与现代信息技术教育整合呢，对于这个问题，我认为：
5.1 数字化学习是实现地理教学与现代信息技术教育整合的核心。数字化学习是指学习者在数字化的学习环境中。利用数字化的学习资源，以数字化方式进行学习的过程。它包括三个基本要素：
5.1.1 数字化学习环境。信息技术教学应用环境的基础是多媒体计算机和网络化环境，其最基础的是数字化的信息处理。这种学习环境经过数字化信息处理后具有信息显示的媒体化、信息传输网络化、信息处理智能化和学习环境虚拟化的特征。
5.1.2 数字化学习资源。数字化学习资源是数字化学习的关键，它包括数字视频、数字音频、多媒体软件、CD―ROM、网站、电子邮件、在线学习管理系统、计算机模拟、在线讨论、数据文件数据库等等。
5.1.3 数字化学习方式。在数字化学习环境中，学习者的学习不再是一味依赖于教师的讲授与课本的学习，而是利用数字化平台和数字化的资源，师生之间开展协商讨论、合作学习，并通过对资源的收集利用、探究知识、发现知识、创造知识、展示知识的方式进行学习。其数字化学习的三个要素中，数字化学习环境、数字化学习资源是数字化学习的基础，而数字化的学习方式是数字化的学习的关键。
5.2 利用信息化的学习环境和学习资源为学生创设地理情景，培养学生的观察、独立思考的能力，形成个性化的知识结构，是实现地理教学与现代信息技术教育整合的关键。
5.2.1 设计多样化的学习情境。运用多媒体技术和网络技术创设的学习情境，包括真实性情境、问题性情境和虚拟性情境。多样的学习情境可充分发挥学生的学习积极性、主
动性和兴趣。从学习情境中，让学生发现与总结出探究性的学习问题，成为学习任务完成的关键。
5.2.2 提供立体化的学习资源。网络教室学习环境必须有丰富的学习资源支持，也就是日前所指的立体化教材，它除了教材提供的文本、图像以外，教师设计一些与学习主题有关的媒体资源和相关网站学习资料。
5.2.3 合理选择与利用学习资源。我们知道，网络资源有共享特性，学习资源丰富多彩。由于学生存在着对学习资源和知识信息的选取、加工、处理能力较差，加上Internet网站上新鲜的、多样化的资源对学生吸引力很大，在网络学习环境中，教师和学生对媒体学习资源、网络学习资源的合理选择与利用至关重要。同时，教师指导学生利用网站的检索功能进行学习资源的索取与收集，成为学习任务完成和学习目标实现的关键之处。
5.2.4 巧用信息技术，变抽象为具体。运用多媒体的直观性，可使教学内容由虚变实、化静为动、化复杂为简明。
5.3 充分体现双主，教学模式的优势是实现地理教学与现代信息技术教育整合的根本。多媒体和网络技术由于能提供良好的界面、形象直观的交互式学习环境，有利于激发学生的学习兴趣和进行协商会话、协作学习，能提供图文声像并茂的多种感官综合刺激，有利于情景创设和大量知识的获取与保持，还能按超文本、超链接方式组织管理学科知识和各种教学信息，这不仅有利于学生的主动发现、主动探索，还有利于发展联想思维和建立新旧知识之间的联系，对学生认知结构的形成和发展，及促进学生关于当前所学知识的意义建构是非常有利的。这种教学模式由于强调学生是认知过程的主体，是知识意义的主动建构者，因而，有利于学生的主动探索、主动发现。有利于创造性人才的培养，这就是其突出的优点。但是这种教学模式由于强调学生的“学”，往往易忽视教师主导作用的发挥，忽视师生之间的情感交流和情感因素在学习过程中的重要作用；当学生自主学习的自由度过大时，还容易偏离教学目标的要求。
依据建构主义学习理论观点，教师是教学过程的组织者、指导者，意义建构的帮助者和促进者。教师既要做到发挥教师的主导作用，又要充分体现学生认知主体的作用，既注重教师的教，又注重学生的学。把教师和学生两方面的主动性，积极性都调动起来、即“双主”教学模式：“主导――主体”教学模式。
六、信息技术在传统课堂教学中的应用研究的开展
教学内容的呈现方式，从传统的观点来看，基本上是依靠两种媒体，一个就是教师的语言，一个就是教科书，我们讲传承知识，任何教学都不可能离开传承知识或者知识的掌握这么一个基础。传统的教学方式比较单一，主要依靠讲授，老师的语言是传播信息的一个主要途径，另外就是依靠教科书，教科书在文本当中主要的形式是文字和静止的图象。如果没有信息技术，教学内容的呈现只能局限在这里。信息技术出来以后，就从这两种媒体扩大到超文本和网络环境声、像、图文综合的动态资料的集成，而恰恰因为他有超文本的特点，学生可以随时从不同的角度，不同的起点加以学习。教科书是一种线性结构，但是在信息技术条件下，教学内容的集成不是线性结构，你可以从任何的角度切入，这个就使得教学内容的呈现方式发生了很大的变革。
在信息技术课程整合中，信息技术作为认知工具，教学的总体能力目标是一致的，即培养学生的“信息素养”和实践能力。对于不同课程内容，信息技术的作用是不一样的，因此在地理课的学习中不同的任务有不同的使用方法。
6.1 分析地理教材，哪些章节适合利用信息技术，以及用怎样的信息技术去表现它，才能更好地完成教学目标，并挑选典型节次进行实验研究。
6.2 分工协作，课题组老师分别设计、制作课件、试讲，集体评课后修改、再试讲，并在学校举行公开课，取得良好的效果。
通过以上实验、研究，我们发现很多学生看不清、听不见、摸不着，感知不深、想象不到、理解不透的事物和现象，利用信息技术的多媒体组合，能通过多种渠道、多种方式，刺激学生的多种感官，使学生能利用多种感官分析器进行学习。例如，课件中将遥远的天体、星系如火星、哈雷彗星拉近到学生的眼前；将课本上静态的地理事物动态地表现出来，如太阳系、银河系等；过去发生的事件，如宇宙大爆炸等通过计算机多媒体技术模拟、再现。在教学中，利用多媒体组合，能真正实现视听的完美结合，有效地提高学生的注意力、记忆力，从而提高教学效率。利用信息技术，可以加大课堂容量，增加信息量，使学生有时间去自主分析各种信息，得出自己的结论。
