數(shù)字地球自然地理教學(xué)論文

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1數(shù)字地球對(duì)地理教育的意義

數(shù)字地球通過(guò)三維球體模型，采用并將本地搜索功能和衛(wèi)星圖像綜合管理起來(lái)。用戶可以調(diào)整視角、隨意地翻轉(zhuǎn)這個(gè)球體，通過(guò)放大、縮小、漫游操作，學(xué)生從任意角度去觀察地球?？梢允翘?0000多公里的高度，也可以身臨其境的三維街景圖，從山脈河流到街道建筑物，這種無(wú)極縮放，真正實(shí)現(xiàn)了從太空漫游到鄰家一瞥。通過(guò)“飛越”到地球上任意地點(diǎn)，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，把很多難以描述的自然現(xiàn)象展現(xiàn)在學(xué)生的面前，建立地理空間概念，樹(shù)立地理思維，可全面培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力，空間想象能力，觀察與分析能力，形成地理核心技能。這些是數(shù)字地球在地理教育過(guò)程的獨(dú)特而普世的價(jià)值。

2數(shù)字地球輔助構(gòu)建三維球體

跟地球球體有關(guān)的概念之所以抽象和難以理解，究其根本原因是學(xué)生心中沒(méi)有這個(gè)三維球體，也不明白到底如何運(yùn)動(dòng)。所以球體加運(yùn)動(dòng)，一看到就類似的知識(shí)點(diǎn)就覺(jué)得難，不可理解。因此，通過(guò)改進(jìn)地理教學(xué)，幫助學(xué)生構(gòu)建心中的地球模型是解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵。數(shù)字地球?yàn)槲覀冊(cè)诘乩斫虒W(xué)中提供了巨大的便利，幫助學(xué)生建立心中球體模型的重要途徑。啟動(dòng)GoogleEarth，添加經(jīng)緯網(wǎng)，回歸線，北極圈，子午線等三位球體上抽象而虛擬的格網(wǎng)，在三維數(shù)字球體上可以清楚地看到這些縱橫交錯(cuò)的弧線。轉(zhuǎn)動(dòng)球體，讓學(xué)生去觀察這些線條，并通過(guò)具體的案例進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，幫助每位學(xué)生構(gòu)建自己心中的三維地球體（意象地圖）。轉(zhuǎn)動(dòng)虛擬地球，讓學(xué)生自己去觀看其轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律。打開(kāi)GoogleEarth，將地球調(diào)整到合適的大小，并且將赤道置于中間位置，使GoogleEarth大致以地軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，用鍵盤上的方向鍵來(lái)控制轉(zhuǎn)動(dòng)，其中右方向鍵控制地球自西向東轉(zhuǎn)動(dòng)。引導(dǎo)學(xué)生觀察地球的自轉(zhuǎn)方向。對(duì)于經(jīng)常遇到的問(wèn)題俯視北極或者仰視南極地球的轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題，我們可以進(jìn)一步調(diào)整地球觀看角度，將數(shù)字地球的北極或者南極調(diào)整為中心，然后通過(guò)GoogleEarth的左右方向控制按鈕，演示地球從北極或者南極上空觀察的自轉(zhuǎn)狀況。這個(gè)效果遠(yuǎn)比去告訴學(xué)生，從北極看地球呈現(xiàn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從南極看地球呈現(xiàn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)效果好得多。

3應(yīng)用案例分析

經(jīng)常遇到的問(wèn)題是，一架飛機(jī)從A地飛往B地，航程是X小時(shí)，請(qǐng)問(wèn)到達(dá)B地的地方時(shí)間？很多學(xué)生難以理解。其實(shí)本質(zhì)上這就是一個(gè)地方時(shí)問(wèn)題。要徹底弄清楚這個(gè)問(wèn)題，必須將地球自轉(zhuǎn)，晨昏線和地方時(shí)一起聯(lián)系起來(lái)思考。虛擬地球（Googleearth）通過(guò)晨昏線的動(dòng)態(tài)模擬，恰到好處地為學(xué)生展示了這一抽象的自然現(xiàn)象。點(diǎn)擊工具欄中顯示陽(yáng)光在地面的移動(dòng)軌跡功能。通過(guò)設(shè)置時(shí)間滑塊，可以顯示不同日期內(nèi)不同時(shí)間點(diǎn)陽(yáng)光在地面的移動(dòng)軌跡，也就是可以看到晝半球、夜半球和晨昏線。拖動(dòng)地球使之自轉(zhuǎn)，則可以看到同一時(shí)刻地球不同地區(qū)的晝夜?fàn)顩r，增加學(xué)生對(duì)晝夜之分和晝夜交替的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，使用時(shí)間滑塊，設(shè)置向左自動(dòng)播放，可以看到晨昏線自東向西移動(dòng)(動(dòng)態(tài)模擬)。顯示了12月22日晨昏線在地面的移動(dòng)軌跡。圖3a為早晨北京時(shí)間6:52晨昏線的位置，圖3b北京時(shí)間7:52晨昏線的位置，圖3c北京時(shí)間8:52晨昏線的位置，圖3d北京時(shí)間9:52晨昏線的位置，圖3e北京時(shí)間10:52晨昏線的位置，圖3f北京時(shí)間11:52晨昏線的位置。通過(guò)這樣的一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程演示，學(xué)生對(duì)晨昏線必然有了更加清楚的認(rèn)識(shí)。有了對(duì)晨昏線的清楚認(rèn)識(shí)，理解地方時(shí)以及對(duì)地方時(shí)的推算，將有很大的幫助。地方時(shí)以太陽(yáng)作為參照物確定，某地的太陽(yáng)高度角達(dá)到一天中的最大值時(shí)，當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)為12點(diǎn)，與12點(diǎn)相對(duì)的地方時(shí)為0點(diǎn)。將連續(xù)兩個(gè)正午12時(shí)之間等分為24個(gè)小時(shí)，所成的時(shí)間系統(tǒng)，稱為地方時(shí)。這樣，同一條經(jīng)線上的地方時(shí)相同，不同經(jīng)線的地方時(shí)不同，越往東時(shí)刻越早，即東早西晚，每隔15度，相差1h。通過(guò)數(shù)字地球的光照系統(tǒng)，同樣可以將太陽(yáng)上中天情形展現(xiàn)出來(lái)，讓學(xué)生有著更為直觀的認(rèn)識(shí)。

4結(jié)論

實(shí)踐教學(xué)模式創(chuàng)新是教師提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要途徑。數(shù)字地球最大的特點(diǎn)是基于位置服務(wù)（LBS：LocatingBasedService），具有顯著的地理特色；它第一次將地球以三維球體形式真實(shí)地展現(xiàn)在用戶面前，帶給了人們對(duì)自己生活的地球空間更為感性的認(rèn)識(shí)，有利于學(xué)生建立地理空間概念，培養(yǎng)地理思維。并可以將一些抽象的地理理論知識(shí)表達(dá)并呈現(xiàn)出來(lái)，帶給學(xué)生更多的視覺(jué)感知，在地理教學(xué)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。文中僅僅以課堂教學(xué)中與球體相關(guān)的幾個(gè)抽象概念，在三維球體上的呈現(xiàn)與展示進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探索研究。隨著本身的進(jìn)一步完善，數(shù)字地球?qū)?lái)必將成為輔助自然地理教學(xué)的一件利器，需要我們教師不斷地改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)模式，挖掘其在地理教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值，整合地理教學(xué)，激發(fā)學(xué)生興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

作者：朱長(zhǎng)明 單位：江蘇師范大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院