淺談《高中地理》計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)與制作

《高中地理》是高中整個(gè)教材系統(tǒng)中、教學(xué)難度相對較大的科目。這不僅因?yàn)樗萘俗匀坏乩砜茖W(xué)中天文、地學(xué)、大氣等空間動(dòng)態(tài)性很強(qiáng)的、并富有探索性的理科類知識(shí)；更有社會(huì)科學(xué)即人文地理學(xué)中人口、資源、城市、工農(nóng)業(yè)布局、環(huán)境等較為抽象的理論化的文科內(nèi)容。同時(shí)，從地理學(xué)本身的特點(diǎn)來說，由于研究對象是建立在地球表層這一“巨系統(tǒng)”上。其綜合性和區(qū)域大跨度及復(fù)雜性的特點(diǎn)十分突出。這些僅僅依賴于傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法，顯然是很難達(dá)到教學(xué)目的和要求的。

為此，我們在高中地理的教學(xué)中，在應(yīng)用其他教學(xué)媒體的同時(shí)，不斷地應(yīng)用計(jì)算機(jī)這一現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)行輔助教學(xué)。通過多媒體教學(xué)軟件的制作和應(yīng)用，擴(kuò)大了學(xué)生的視野，突破教學(xué)中的重難點(diǎn)知識(shí)，提高課堂效率作出了積極地研究和探索。特別是在制作教學(xué)軟件，尋求一套符合課堂教學(xué)實(shí)際需要的模式和樣版及配套的系列教學(xué)軟件，進(jìn)行有益的嘗試。

一、制作計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)軟件，旨在突破教學(xué)的重難點(diǎn)知識(shí)

《高中地理》重難點(diǎn)知識(shí)，我們認(rèn)為主要指那些空間動(dòng)態(tài)的原理性的內(nèi)容：如地球的運(yùn)動(dòng)、大氣的運(yùn)動(dòng)、水的循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)等。這些內(nèi)容應(yīng)用常規(guī)的媒體，很難有效的表達(dá)。制作計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)軟件，特別是應(yīng)用畫面可控制的動(dòng)畫影片，以適時(shí)插入的方式來揭示重難點(diǎn)問題，能有效地突破并能收到好的教學(xué)效果。在這方面，應(yīng)用動(dòng)畫軟件“制作包”，完全可根據(jù)教學(xué)的需要，如繪制各種原理示意圖并在其中閃爍箭頭和畫塊，移動(dòng)相對位置；顯示碰撞式運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，用線段或顏色指示運(yùn)動(dòng)循環(huán)的方向、作畫面幀幅運(yùn)動(dòng)或圖與圖的轉(zhuǎn)換；顯示空間線段的位置及物體運(yùn)動(dòng)方向、相對位置等，這些以往需要專業(yè)設(shè)備、人員、較大投資，才有可能完成地教學(xué)動(dòng)畫影片。

如我們在制作“地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)”一節(jié)的教學(xué)軟件時(shí)，用三維動(dòng)畫再現(xiàn)地球運(yùn)動(dòng)的景況；用幾何畫法的方式可再現(xiàn)黃赤交角及“地軸傾斜”的空間意義；用太陽光束投向地球的角度變化（動(dòng)畫模擬圖可清晰的顯示出來）充分揭示了地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的地理意義。這樣，在培養(yǎng)學(xué)生立體空間觀念、特別是顯示地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，及在宇宙中的相對位置和空間形態(tài)，是以往任何教學(xué)手段都很難達(dá)到的教學(xué)效果。

二、制作計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)軟件，旨在發(fā)揮計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的“集合式”教學(xué)效果我們知道不同的教學(xué)媒體，有其不同的教學(xué)功能。如地圖對于展示地理空間分布，有著無法替代的作用；幻燈片在展現(xiàn)自然景觀，有其獨(dú)到之處；動(dòng)畫影片在揭示地理原理方面，可以說透徹而生動(dòng)；電視（影）片及音響效果不僅給人以如臨其境之感，音響更可烘托場景氛圍。正是因?yàn)橛辛擞?jì)算機(jī)著作編輯軟件系統(tǒng)，完全可按教學(xué)的實(shí)際需要，將不同的媒體有機(jī)的集中合成為一體，形成一幅幅疊加、整合、靜動(dòng)結(jié)合的畫面，應(yīng)用計(jì)算機(jī)超文本技術(shù)，加強(qiáng)對地理空間分布的動(dòng)態(tài)變化綜合表現(xiàn)能力，這是我們在設(shè)計(jì)和制作教學(xué)軟件時(shí)，應(yīng)該十分注意的問題。

如我們在制作第五章第四節(jié)自然帶一節(jié)的教學(xué)軟件時(shí)，將展示自然帶的緯度地帶性和經(jīng)度地帶性及垂直地帶性的動(dòng)畫影片（ＭＰＥＧ壓縮文件）設(shè)置在主畫面圖“理想大陸”及世界大陸自然帶主復(fù)合圖的功能鍵中，按動(dòng)功能鍵后，馬上在主畫面圖上顯示緯度方向、垂直方向的箭頭，并同時(shí)開啟一窗口用影片展現(xiàn)此方向的自然帶更替的實(shí)景情況。在此基礎(chǔ)上，再用反映海陸分布、地形起伏的地表實(shí)況圖，疊置在主畫面圖上，這樣進(jìn)一步證明“非地帶性因素疊加在地帶性因素之上構(gòu)成了極其復(fù)雜的地理環(huán)境”（見《高中地理》課本原文）這一較為抽象、很難理解的結(jié)論性知識(shí)。通過系列“集合式”原理圖組的設(shè)計(jì)和制作，使我們的教學(xué)軟件，對于突破教學(xué)重難點(diǎn)知識(shí)有著積極的作用。這就是計(jì)算機(jī)軟件制作平臺(tái)的功效所在，它能將以往基層單位無法制作的可視教學(xué)載體，變得相對容易。

三、制作具有“智能型”的教學(xué)軟件，是我們不斷努力的目標(biāo)

應(yīng)該說“智能型”的教學(xué)軟件，它首先必須符合心理學(xué)和教育學(xué)的基本原理，在知識(shí)內(nèi)容的設(shè)置上，充分利用超文本技術(shù)，能夠適應(yīng)不同類型的學(xué)生、不同教法的教師的需要。整個(gè)課程的編排程序能適應(yīng)各種課型如新課、復(fù)習(xí)課、練習(xí)課的需要。為此，我們近期設(shè)計(jì)、制作的教學(xué)軟件完全是按教學(xué)大綱的知識(shí)點(diǎn)來進(jìn)行編排的，知識(shí)內(nèi)容和素材也大大豐富了。一個(gè)問題從概念到原理，我們都采用了多角度、多側(cè)面、剖析的方式，設(shè)計(jì)制作成一個(gè)個(gè)相對獨(dú)立又互為因果的多媒體教學(xué)模塊，供教師在教學(xué)中選擇使用，在一些細(xì)節(jié)的問題上，我們也作了更動(dòng)。如我們將原來的同步講解配音，分離開來，設(shè)一開關(guān)鍵供教師根據(jù)不同的課型選擇使用。其次，我們理解教學(xué)軟件要向“智能化”方向發(fā)展，就要遵循課堂教學(xué)以學(xué)生為主體的原則，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，在教學(xué)軟件中編存一些相關(guān)知識(shí)的疑難解答及學(xué)習(xí)方法的輔導(dǎo)內(nèi)容，使這些軟件在應(yīng)用時(shí)，不再僅僅是課本內(nèi)容的翻版，而是源于教材、基于技能培養(yǎng)、開拓學(xué)生潛能的“教學(xué)專家系統(tǒng)”和知識(shí)學(xué)習(xí)的輔助工具。另外，在設(shè)計(jì)制作計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)軟件時(shí)，考慮到“智能化”的問題，更要充分應(yīng)用計(jì)算機(jī)本身具有的數(shù)據(jù)處理的“智能潛力”。如我們制作的“不同緯度地區(qū)太陽高度角的換算系統(tǒng) ”；“世界時(shí)區(qū)和區(qū)時(shí)的實(shí)時(shí)換算顯示系統(tǒng)”；“地球的公轉(zhuǎn)及不同節(jié)氣太陽高度角計(jì)算系統(tǒng)”這樣一些教學(xué)軟件。其共同特點(diǎn)是可在課堂上“隨問即答”，不僅能及時(shí)反饋正確答案，更有引導(dǎo)學(xué)生掌握解題技巧的能力。在教學(xué)的實(shí)際應(yīng)用中取得了理想的教學(xué)效果。

四、制作計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)練習(xí)軟件，對于強(qiáng)化學(xué)生的練習(xí)，消除教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，有著難于替代的作用

對于高中地理教學(xué)來說，由于課時(shí)所限定及會(huì)考的要求，從整個(gè)教學(xué)過程來看，練習(xí)和輔導(dǎo)始終是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，為了解決這一問題，我們在借助于計(jì)算機(jī)信息儲(chǔ)量大的特點(diǎn)，建立了高中地理題庫，按單元測試、期中考試、期末復(fù)習(xí)考試、階段測試、會(huì)考模擬試題幾個(gè)部分，精選錄入了相應(yīng)的試題。這樣，可以隨時(shí)根據(jù)教學(xué)進(jìn)度安排，選擇調(diào)用這些復(fù)習(xí)考試資料為學(xué)生所用。為了更有針對性地配合各教學(xué)階段的練習(xí)要求，我們還專門設(shè)計(jì)了一套“智能編排”軟件，今后調(diào)用這些試卷還可根據(jù)測試題的難度、覆蓋率和試題的題量要求，自動(dòng)選擇編排相應(yīng)的練習(xí)題或測試套題，供師生應(yīng)用。這樣，不僅能大大提高練習(xí)效率，減輕老師的負(fù)擔(dān)，為提高高中地理的教學(xué)質(zhì)量，發(fā)揮了其應(yīng)有的價(jià)值和作用。

誠然，我們知道目前世界上對智能教學(xué)系統(tǒng)的研究，已經(jīng)步入了一個(gè)嶄新的階段，但它的起步始于１９７０年美國ＢＢＮ公司研制的“南美地理智能化教學(xué)軟件”。對于我國來說，教學(xué)軟件的智能化研究剛剛起步，我們更希望立足地理學(xué)科，不斷努力探索，邁出我國教學(xué)軟件“智能化”研究的第一步。