数字星球系统地理教学设计研究现状

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一、基于数字星球系统的地理教学设计研究主要成果

1.新课程理念。

第一，学习对生活有用的地理。在海陆变迁一节中，数字星球把真实世界的问题带入课堂，让教学贴近生活实际，便于学生将所学内容迁移到生活中去。第二，强调信息技术在地理学习中的应用。数字星球能够化抽象为具体，变静态为动态，变平面为立体，通过有效融合地理学科的教学过程，营造有利于学生形成地理信息意识和能力的新型教学环境。第三，强调对地理问题的探究。让学生分成小组，按照教师提出的探究问题要求，借助数字星球系统提供的图像资源，组内分析讨论，形成结论。笔者认为数字星球在体现以上三种理念上具有独特的优势。因为它能够在开展立体、抽象知识教学时，进行模拟演示，进而实现学生从具体思维到抽象思维的转换；能够提供给学生系统本身自带的资源包，也可以通过网络连接自动获取网络资源，还可以将自己制作的PPT课件与数字星球关联进行展示，并且在学生探索、自助使用的过程中体会到信息技术不断发展给我们的学习和生活带来的便利，产生学习的欲望。

2.建构了多样的教学模式。

教学模式可以定义为在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序。12篇文章主要涉及三种教学模式。第一种是探究模式。利用数字星球动态、立体展示教学内容、自带资源包及联网补充资料的优势，通过设计一系列有目的、分层次的问题，引导学生通过观看、分析数字星球，实现对地理问题的探究。但是，在教学思路、提问方式等方面，还存在一定的问题。第二种是双动两案教学模式。双动两案教学模式是徐宝芳教授在2003年提出的，“双动”指的是学生的学习活动过程与教师的教学活动过程。“两案”指的是学习方案（简称学案）与教学方案（简称教案）。目前在该模式的指导下完成了系列的基于数字星球系统的地理教案、学案、课件、story动画、球面动画。完成了基于数字星球系统地理微课程设计。第三种是支架式教学模式。支架原来是建筑行业的术语，又叫脚手架。其作用是在建筑房屋时起暂时支撑作用。该术语运用在教育领域，用来描述教师在学生学习过程中给该学生给予的有效支持（支架），当学生的能力得到增长以后，就可以撤去该支架。如在地球的自转运动一节，用数字星球演示地球自转运动和地转偏向力，并引导学生画出来，为学生学习建立“支架”。地理教学设计中教案是教师教学的抓手，指导教师有效、高效地开展教学活动，但教学的宗旨是提高学生地理学习能力、培养学生地理素养，这就需要建立学生学习的抓手———学案，用来指导学生自主学习和探究，配合教学方案实施，而目前基于数字星球系统的地理教学设计缺乏学案的设计。因此，笔者认为三种教学模式中双动两案教学模式具有独特的优越性，它具有完整的教学思想、设计环节，有教案和学案两大“抓手”支撑教学，目前在双动两案教学模式指导下的基于数字星球系统的地理教学设计已经开发出相应的案例且提出了在教案、学案、课件等制作中的注意事项。并在此基础上不断注入新的活力。以此为基础对开展基于数字星球系统的地理教学大有裨益。

3.多种媒体配合使用。

每种教学媒体都有它的优势和不足，因此需要多种教学媒体的配合使用，数字星球也不例外。12篇文章中有10篇文章将数字星球系统和其他的教学媒体结合使用。第一，与PPT结合。由于我国班级学生的容量比较大，小小的数字星球照顾不到所有的学生，如何扩大数字星球系统的传播面需要深入研究。在教学中可以将数字星球系统与PPT等结合使用，发挥数字星球的优势，利用PPT来弥补其不足。第二，与实物媒体相结合。如，在讲述大陆漂移一节时用带文字的硬纸板制成非洲和南美洲轮廓，演示大陆凹凸吻合现象，再用系统平台引导学生寻找大陆漂移化石证据、冰川擦痕证据。第三，与录播系统相结合。利用数字星球系统呈现仿真模式的功能制作微课，对适合用数字星球系统演示的专题内容进行长约5分钟的教学设计，并录制微视频，最终开发一系列“数字星球系统技术与地理专题内容整合”的地理微课程资源［11］。辅助教师课中教学，也有利于学生课前和课后的自主学习。但是在各个媒体的配合使用中，我们也要注意到，一个媒体可以解决的问题，就不要运用其他媒体进行演示，否则会造成学生的注意力不集中，起到事倍功半的效果。

4.充分发挥数字星球系统的多种功能。

根据使用主体的不同可分为教具和学具功能；根据呈现特点不同可分为演示功能和探究功能；根据使用目的不同可分为讲授知识、科学普及、情感态度价值观等功能。12篇文章均体现了数字星球的讲授功能、教具功能和演示功能，只有3篇文章运用了学具功能，3篇运用了探究功能，1篇科普功能，1篇情感态度价值观熏陶功能。因此数字星球的教具功能和演示功能体现较为充分，但学具功能、探究功能、科普功能、情感态度价值观的熏陶功能还有待进一步开发。我们还可以自行设计一些教学方案，用以普及地理相关知识。如数字星球自带的关于黑洞等的视频，可以用于拓展学生的地理知识，培养地理学习兴趣。再者我们应看到数字星球系统在培养学生的情感态度价值观上起到的重要作用。如利用数字星球系统演示大陆漂移的过程、各大洲的代表性动植物。讲解魏格纳论证大陆漂移学说的过程，对学生进行科学史教育及科学兴趣、科学方法及探究精神的培养［5］。

5.基于数字星球系统的地理教学设计反思不断增多。

在12篇教学设计中有3篇文章对教学设计反思进行了专门的论述。而且这3篇文章都是近两年来发表的，从而可以看出，人们正在探索如何设计出更好的基于数字星球系统的地理教学设计。2篇文章中提到了在双动两案教学模式指导下如何开展基于数字星球系统的地理教学设计及基于数字星球系统的地理教学设计存在的问题。如“基于数字星球系统的很多地理教学设计案例存在环节不完整，地理教学目标表述不准确，教材分析、学情分析、教学设计思路、策略与模式较为轻视，教学方法不全面等问题。”但是这些反思大多停留在教学设计本身，没有深究问题产生的原因和解决措施。

二、基于数字星球系统的地理教学设计的几个问题

1.对教学设计理论认识不够

教学设计一般包括教学目标、教学内容分析、教学重难点、教学方法、教学过程、设计意图、课后总结、板书设计、习题设计几个方面。且每个环节的设计都有一定的标准。一个完整的地理教学设计方案应该在形式上包括教学设计的各个环节，在内容上遵循每个环节的设计标准。笔者通过研读12篇文章发现，多篇文章存在赘述和缺失教学环节、教材分析不到位、教学目标表述不具体、教学目标和学习目标混淆、教学资源和教学媒体混用、教学重难点分析不到位等问题。而这些问题都是由于教师没有按照教学理论的要求进行教学设计，对教学设计的理论认识不够。

2.学生使用不充分

义务教育地理课程标准（2011版）和普通高中地理课程标准（实验）都强调信息技术在地理学中的应用以及学生应用信息技术的能力。因此基于数字星球系统的地理课堂教师和学生都应该作为使用的主体。12篇教学设计中，只有3篇文章设计了学生使用了数字星球的环节。而其他教学设计数字星球只是作为教师的一种教具存在。学生没能锻炼利用现代信息技术搜集资料、探究知识等方面的能力。

3.缺乏技术指导

和传统的教学媒体相比，数字星球作为一种新兴的教学媒体，在如何选择资源、如何设计课件、如何流畅使用数字星球等方面都存在一定的问题，因此在基于数字星球系统的教学设计中针对有难度的部分加入相应的技术指导是有必要的。而在12篇教学设计中只有2篇文章提到了如何制作数字星球系统的课件。如“story及其附件设计”，需要说明的是目前由于数字星球系统课件制作方法的更新，现在的制作方法和以前已经发生了很大的变化，因此需要及时更新我们的技术。

4.研究意识薄弱

自2008年引入数字星球系统以来，目前除去宁夏、贵州外的其他省份都已经建立了基于数字星球系统的地理实验室。到目前公开发表的基于数字星球系统的地理教学设计只有12篇，由一线教师独立发表的只有两篇。虽然近两年来研究数量有上升的趋势，但总量还是不足。

5.设计规范不完善

在基于数字星球系统的地理教学设计中，如何明确数字星球在本节课教学中具有其他教学媒体不具备的优势。12篇教学设计中提及基于数字星球系统的地理教学在内容选择和课堂组织上的注意事项，总结了基于数字星球系统的地理教学设计的几点反思并提出通过记录数字星球的使用主体、次数、频率来考量其发挥的作用。在规范和评价基于数字星球的地理教学设计上起到了引导作用，但是其定性和定量的指标都不完整，有待进一步开发。

三、关于加强基于数字星球系统教学设计研究的建议

1.加强教学设计理论学习。

多篇文章存在的教学环节缺失、教学设计内容表述不清晰、重点不突出的现象，其根本原因就是教学设计理论基础掌握不扎实。因此笔者认为，我们应加强教学设计的理论学习，将教学设计理论与教学实践相结合，设计出集科学与新意于一体的基于数字星球系统的地理教学设计。

2.强调学生对数字星球系统的运用。

新课程理念强调对地理问题的探究，重视信息技术在地理教学中的应用，培养公民必备的地理素养。这些都需要教师在使用的方法、探究的程序上指导学生，并且指导学生如何更加认真细致地观察、描述数字星球。

3.完善技术指导。

数字星球作为球幕投影在制作课件上和平面的PPT有着较大的差异，如何在球幕上插入文字、图片，如何在球幕上制作动画效果以及如何实现数字星球的图像、动画、视频和PPT的链接等，我们都有必要将自己的小技巧加入到我们的教学设计中。

4.提高基于数字星球系统的地理教学设计研究意识。

一线教师和学者应提高对数字星球的研究意识，从挖掘适合数字星球系统的教学内容到开发基于数字星球系统的教学设计及如何有效、充分、多样地利用数字星球系统进行教学设计等方面开展研究。

5.构建基于数字星球系统的地理教学设计评价指标体系。

笔者认为在前人研究的基础上加入定性、定量指标，建立基于数字星球系统的地理教学设计评价指标体系是必要的，它能够规范、指引和评价教学设计，保证基于数字星球系统的地理教学设计在各个环节的设计上做到科学准确且充分和有效地发挥数字星球系统的作用。

四、总结

综上所述，我们提高自身的研究意识，在课程标准、教学设计理论等的引导下进行基于数字星球系统的地理教学设计，对我们提高课堂教学效果，促进师生的共同进步都是必要的。

作者：郭丽芝 单位：内蒙古师范大学数字星球系统实验室