探索新技术条件下地理图像教学对学生空间思维能力的培养以必修一为例学士学位论文.docx
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探索新技术条件下地理图像教学对学生空间思维能力的培养以必修一为例学士学位论文
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闽江学院
本科毕业论文(设计)
探索新技术条件下地理图像教学对学生空间思维能力的培养
题目--以必修一为例
学生姓名
学号120060501038
系别地理科学系
年级
专业地理科学(师范)
指导教师
职称
完成日期2010年4月
E摘要
现代教育技术被广泛运用于当今教育领域,地理学科教育紧跟时代步伐,古老的地理学科注入了新的血液。
运用电脑、多媒体等现代教育技术将地理图像呈现在课堂中,使得地理课堂内容更加丰富,气氛更加活跃,为培养学生空间思维能力提供了更为有力的条件。
因此,讨论新技术条件下地理图像教学对学生空间思维能力的培养有重要的现实意义。
文章以此做为基点,分析、并提出运用现代教育技术进行地理图像教学培养学生空间思维能力的方式方法。
关键词:
现代教育技术;地理图像教学;空间思维能力;地理课堂
Abstract
Moderneducationaltechnologyiswidelyusedintoday'seducation,geographyeducation,keepingpacewiththetimes,theancientgeographyinjectednewblood.Theuseofcomputers,multimediaandothermoderneducationaltechnologytogeographicimagepresentedintheclassroom,makinggeographylessonricher,moredynamicatmosphereforstudentsspatialthinkingabilitytoprovideamoreeffectivecondition.Therefore,thediscussionofnewtechnologiestotheimageofteachinggeographytostudentsthinkingabilityinspacehasimportantpracticalsignificance.Articletousethisasthebasepoint,Analyzedandtheuseofmoderneducationaltechnologiesofteachinggeographyimagespatialthinkingabilityofstudentsways.
KeyWords:
Moderneducationaltechnology;Imagesofteachinggeography;Spatialthinking;GeographyClass
目录
一、引言1
二、空间思维能力…………………………………………………………………………..1
(一)空间思维的概念1
(二)中学生空间思维能力的特点:
……………………………………………………1
(三)培养中学生地理空间思维能力的目标2
三、地理图像教学的基本内容………………………………………………………....2
(一).地理图像教学应该遵循的原则:
…………………………………………2
1.注重规律………………………………………………………………………………...2
2.尊重实际………………………………………………………………………………...3
3.培养思想道德…………………………………………………………………………..3
(二)地理图像教学的方式………………………………………………………...4
1、图像与文字相互结合………………………………………………………………...4
2、以地理图像引入(结束)课文……………………………………………………...4
3、读图、填图、绘图训练4
(三)地理图像教学的作用5
四、加强地理图像教学培养学生空间思维能力5
(一)中学生地理学习中存在的问题5
1、学习节奏未调整………………………………………………………………………..5
2、学习态度不端正………………………………………………………………………..5
(二)基于培养学生空间思维能力的地理图像教学设计5
1、图像紧密联系教材…………………………………………………………………….6
2、图片组合传达出更完整的空间信息…………………………………………………..6
3、综合图形题目巩固地理知识…………………………………………………………..7
(三)以现代教育技术为手段,改进地理图像教学.7
1、利用网络图片辅助教学………………………………………………………………..7
2、空间图像的对比效果…………………………………………………………………..8
3、注重图像的直观性…………………………………………………………………..…9
五、总结11
参考文献……................................................................................................................................12
致谢………………………………………………………………………………………………...12
探索新技术条件下地理图像教学对学生空间思维能力的培养
--以必修一为例
一、引言
随着社会向信息化时代稳步发展,科学技术快速提高,教育技术不断更新,以现代教育技术为代表的新技术不断进入教育领域,单一的传统教学模式已经不适合现代教育的发展了。
在新技术条件下,教育逐渐深入和加强,特别是学生素质明显提高,教材也在进行不断修正、更新。
运用现代教育技术等新技术提高教学效果、提高学生的素质,已经成为教育教学的潮流。
地理学科吸收了电脑、多媒体等现代教育技术。
其中地理图像教学是地理教学最基本、最有效也是最悠久的教学方式之一,开拓了学生的知识面,培养了学生间思维能力,提高了教育教学的效果。
现代教育技术为我们地理教学提供了非常有利的教学条件,地理图像教学中如何运用现代教育技术提高学生的空间思维能力受到广泛关注。
二、空间思维能力
(一)空间思维的概念
空间思维能力是人类与生俱来的一种思维能力。
空间思维能力是想象能力的一种形式,它是人借助想象把某种在自己头脑中虚拟的空间方位和范围上进行定位的一种高级思维能力。
空间思维由三大要素构成:
空间概念、呈现工具以及推理过程。
把地理现象进行空间知觉和想象,在头脑中创造性地形成并阐明地理事物的空间分布、空间结构、空间差异和空间联系,并揭示地理事物的空间运动、空间演变的规律。
地理空间思维是对地理事物进行空间位置判定,确定空间分布状态并进行排列、组合,分析它们在空间上进行的物质、能量、信息的传递与交换,比较它们的异同,及对它们的空间属性进行多个维度思考的心理过程。
因此,地理空间思维能力主要由地理空间综合能力、地理空间分析能力、地理空间知觉和想象能力、地理空间比较能力和地理空间定位能力组成。
空间思维能力能够通过学习知识得到提高,地理教学中应该加强学生空间思维能力的培养。
而现代教育技术为培养、提高学生空间思维能力提供了更加有利的条件。
(二)中学生空间思维能力的特点
中学阶段是学生形成、发展和提高空间思维能力的重要过程。
空间思维能力既受先天禀赋的制约,也受后天培养的影响,通过长期的训练和培养才能取得较好的效果。
中学生还处于学习、提高空间思维能力的初步阶段,学生空间思维水平有限。
但是中学生思维非常加活跃,反应灵敏,好奇心强,可塑性强对学习中的各种图形有着浓厚的兴趣,与此同时,只要老师稍加点拨与指导,学生能够迅速掌握知识。
因此,中学地理教学中教育教学的方法对学生的空间思维能力起着关键性的做用。
(三)培养中学生地理空间思维能力的目标
部分同学缺乏空间思维的意识,在地理学习中,遇到许多问题与阻力,特别是学习自然地理,没有掌握方法,学习效果不理想,失去信心。
空间思维能力在当今的信息技术进步中发挥着越来越重要的作用。
培养学生的空间思维能力是地理教学的重要环节。
高中地理教学培养学生空间思维能力主要目标有:
培养学生形成空间思维的思维习惯;提高学生熟练运用空间思维的能力;培养学生利用空间图像所表达的信息及其准确性;对空间图像进行分析、判断和归纳,能够回答问题和解决实际问题,提出、表达自己的推理和观点。
三、地理图像教学的基本内容
地理图像的形式多种多样、内容丰富多彩。
传统的地理图像包括:
教学插图、地图册、填充图册、幻灯片、投影和录像等,以及地理模型和地理教学仪器等。
随着教材和教学设施地不断进步和更新,出现了以多媒体、电脑为代表的现代教育技术,PPT、CAD、FLASH等众多的软件加入到地理的教学当中。
运用现代教育技术辅助地理教学、培养学生地理技能是地理教师应该积极思考和探索的问题。
地理图像教学是我们地理教学最重要的方法和最突出的特点。
地理图像教学对地理图像比一般把图像作为直观教具有更高的要求。
不仅考虑到图像的直观作用,也考虑到图像的启发作用;它不仅考虑到单一的图像设计,还考虑到图像的组合。
地理图像要为教学的目标服务,为学生思考和解答问题着想,提高学生的思维能力。
图像教学始终贯穿在每个教学环节之中,从而发挥出更好的作用。
(一)地理图像教学应该遵循的原则:
1.注重规律
学生刚刚接触地理事物及其有关知识,还没有较强的分析能力,图像教学须从简单的、感性的、形象的具体事物出发,以学生已有知识作铺垫,引导学生思考和分析图像,通过教师讲图、讲解规律,学生通过阅读、思考、分析、归纳、理解、判断等思维活动,完成从直观到抽象、从感性到理性这一认识过程,获取、吸收新的知识,提高思维能力。
例如,学习《气压带和风带对气候的影响》,教材内容不多,可是教材要求却比较高,如果学生只读课文,或只凭教师讲述,不进行全面分析和思考,是很难理解和形成气压带和风带对气候形成和分布的概念。
只有在理解了气压带和风带如何移动、太阳辐射、海陆分布、地形、海拔等因素对气候形成的影响的规律,学生对全球各个气候类型及其分布和特征(降水、气温)才会留下深刻的印象。
这也是人教版高一地理的教学重点之一。
2.尊重实际
地理图像教学中要尽量结合学生社会和知识水平的实际,考虑学生的思维和接受能力,积极引导学生思考,若是起点太高,学生听得一头雾水,会适得其反。
例如讲大气的受热过程,教材中的图形比较抽象,学生难以理解大气的削弱作用和大气逆辐射的保温作用。
鉴于学生的生活常识,教学时,我们可以给学生举例子,如夏天太阳火热的时候,撑阳伞挡住阳光的照射;天气凉了,穿衣服、盖被子保暖。
让学生从生活中实际的知识理解课本中的内容,而不能按照自然地理学的要求去讲大气的受热过程。
3.培养思想道德:
地理教学的另一个重要目的就是培养学生的情感态度和价值观。
教材中包涵着丰富的思想教育内涵,对学生进行辩证唯物主义、爱国主义、思想道德教育的好材料。
这一特点从图像上得以充分显教学中要强化图像的德育功能,引导学生树立正确的人生观、世界观、价值观。
培养学生以正确的认知方式认识世界,把握未来,认识祖国。
培养学生学习地理的兴趣,热爱地理这门科学,引导学生正确认识地理。
培养学生实事求是的科学态度、建设现代化祖国的壮志雄心。
帮助学生建立社会责任感。
例如,世界水储量和淡水资源的社会问题,人教版必修一教材中选用示意图《水圈的构成》来加以说明。
示意图中世界储水量设为100%,并且标出其他各种形式的水体以及储量,其中淡水资源仅为3.47%,标明能被人利用的淡水资源仅为世界储水量的0.03%。
深刻地揭示了呼吁全球节约用水,保护淡水资源的寓意。
培养学生节约用水的意识。
只要老师在课堂上稍加引导、点拨,学生就能受到生动的思想教育。
(二)地理图像教学的方式
图像教学是地理教育的重要组成部分,教师首先要对教学中的图像、图形等要进行认真研究、分析图像的特点,明白这些图像是如何帮助学生理解知识的,以便在地理教学过程中采取更好的方式进行图像教学。
地理图像教学中常采取以下的方式:
1、图像与文字相互结合
地图图像与文字是相辅相成的。
两者相互结合完整地表达地理知识。
掌握了图像知识能更好地理解图像的文字内容,理解了文字内容我们也能更容易地掌握图像表达的信息。
在地理教学中,尽可能地将二者结合起来。
如教学《热力环流的形成》这节课,学生结合课本的图2.3仔细阅读文字,一步一步地理解热力环流的形成过程,高低压之间的联系,气流的方向等。
图文结合便于学生理解、记忆,建立空间概念,收到事半功倍之效。
2、以地理图像引入(结束)课文
教材在每一章内容开始时,会有一些图像和一段文字,对课文有着提纲挈领的作用,揭示文章的重难点。
学生仔细阅读这些文字和图像,能够从宏观的角度把握内容。
而在每节内容结束时,教材都安排了活动课,用一些图像引导、激励学生对旧的内容进行复习和提高,为新课的学习作好铺垫。
地理教师要充分利用课本中的各种地理图像,巧妙地引导学生积极思考,培养学生的思维能力,提高教学效果。
3、读图、填图、绘图训练
图像训练是建立空间概念的重要步骤。
要将图像训练贯穿于图像教学的整个过程,长期坚持,逐步提高。
在教学过程中加强学生读图、填图、绘图的训练,应该由浅入深,循序渐进。
对学生进行图像训练有助于学生地理知识的巩固和地理技能的培养。
(三)地理图像教学的作用
将图像教学应用于地理教学的过程中。
培养学生读图和利用地理图像的能力;以扩大自己的知识面;提高学生从地理图像中分析、归纳地理知识的能力,提高综合应用能力。
运用地理知识的能力。
即运用已获得的地理知识分析、综合、比较地理事象、解决地理问题的能力。
四、加强地理图像教学培养学生空间思维能力
(一)中学生地理学习中存在的问题
1、学习节奏未调整
高一学生刚刚从初中生活跨越到高中,高一上半年是学生进入高中生活的适应期和调整期,好的开始是成功的一半,此时可以为以后的学习做好规划、制定目标。
有些学生在高中的开始阶段,能够及时调整好学习与生活的节奏,学习方法得当,自觉性强,学习效果较好。
而有些同学,进入高中后,没有把自己的学习心态、方法调整好,成绩的暂时落后,学习成绩不理想,而影响学习主动性、对学习失去信心,荒废学业。
2、学习态度不端正
在地理学科方面,有些同学地理基础较差,甚至不具备一些地理常识,更不用说养成地理思维和方法。
在思想上,对地理学习不重视,把地理当作副科。
高一地理必修一的重点在于自然地理的教学,学习必修一的内容,对于刚上高中的学生,比较抽象,需要学生较为广阔的知识面和较强的思维能力。
比如行星地球这章,作为高中地理的重难点之一,地球的自转和公转的性质、基本概念和特征,时差,以及太阳高度角,国际日期变更线等,对于学生来说比较难以理解,学生在学习的时候如果不注意方法,忽略知识点,知识掌握不好,产生畏难情绪,就容易对地理学习失去信心。
因此,教师在学生接触地理学科的初期就应该注重教学的方法,在教学中渗透空间思维的学习观念,加强引导学生思考,由浅入深,培养自信,使学生对地理学科产生浓厚的兴趣,为以后学习地理打好坚实的基础。
(二)基于培养学生空间思维能力的地理图像教学设计
教材运用了大量的插图,图像形式多样,有景观图、漫画、示意图、实物照片等丰富了教材内容。
在帮助学生学习、理解记忆地理知识,提高学生学习效果,开拓学生空间思维能力上发挥重要的作用。
1、图像紧密联系教材
教材配备了大量的插图,能够紧密地联系教材,解释教材的内容,使学生更直观地理解知识点。
教材中甚至用一幅图来说明一个问题。
例如,在讲地球公转轨道的时候,地球公转轨道是个近似正圆的椭圆形轨道,太阳位于椭圆的一个焦点上,近日点和远日点、以及公转速度变化的内容。
这对于高一学生来讲知识面不广,难以理解,教材给出了一副地球公转轨道的示意图(4-1),直接、明了地解释了地球公转的轨道、焦点、近日点、远日点以及公转速度的变化等问题。
在教学过程中,教师如果能运用PPT,FLASH制作空间立体的动态演示图,更能给学生一个直观的感觉,使学生容易接受地理知识。
2、图片组合传达出更完整的空间信息
教学过程中,一幅图难以表达出完整的地理信息,学生对地理知识认识不深刻。
教材通过两幅或者多幅图片组合共同解释地理知识,能让学生能更加深刻的理解知识点。
比如,在讲解地球内部圈层结构划分时,结合文字给出了一组组合的图像(图4-2):
地震波的传播速度与地球内部圈层的划分图,由坐标图我们可以知道随着深度的变化横、纵波速度的变化趋势。
根据横、纵波速度的性质:
横波(S)只能在固体中传播,纵波(P)能在固体、液体、气体中传播;波在不同介质中传播速度的不同。
我们就可以推测出波所经过的地区的物质可能的变化情况,特别是在深度为33KM附近和2900KM附近时,地震波波速突然变化,我们推测出两个不连续面:
莫霍界面和古登堡界面。
从而推测出地球内部圈层的基本划分:
以莫霍界面和古登堡界面为界,分为地壳、地幔和地核三个圈层。
利用组合图形让学生接触更多的地理知识,给学生更广阔的想象空间,培养学生的空间思维能力。
3、综合图形题目巩固地理知识
学生的空间思维能力形成之初还不太稳定,需要不断地利用现代教育技术立体化、形象化、完整性等优势,结合立体图像,动态图像等加强学生的读图能力,也可以利用各种空间思维能力的题目加强训练。
学习并准确掌握牢固的地理基本原理、基本概念和基础知识是形成、提高地理空间思维能力的基础。
如图4-3:
判断下图A-E五个点的气压大小关系。
该种题型主要以考查学生的空间定位能力和空间联系能力,首先要知道等压面的定义,以及等压面弯曲、海拔,近地面气温与气压高低的关系及特征。
等压面上各点气压相当,因此B=C=D,而同一垂直方向上海拔高的地方气压比低的地方的气压低,因此BB=C=D>E。
所以,提高地理空间思维能力是以牢固的地理知识、地理理论为基础的。
(三)以现代教育技术为手段,改进地理图像教学
利用现代教学技术,如CAD、PPT、FLASH等软件,通过其表现能力,把抽象、复杂的地理事物和现象形象地、立体地展示给学生。
比如可以利用Googleearth软件,向学生展现出地球全貌,比传统的地球仪、地图更显真实性、趣味性和立体感。
学生能形象地、具体地认识事物。
利用现代教育技术是一种使学生认
识地理事物、形成空间思维能力和建立空间概念行之有效的方式。
1、利用网络图片辅助教学
教学地球内部圈层这部分内容,是从地球立体性的概念入手,教材中的图片都是只从平面的角度进行概括和分析,在教学过程中,可以使用一些网络中的立体图像,让学生体验地球内部的圈层构造,增强教学的立体感,提高教学效果。
例如,教学中使用地球内部圈层示意图(4-4),通过这幅图,我们能够一目了然地看出地球内部分为三层,即:
地壳、地幔和地核。
学生能从立体空间的角度更加直观地认识地球内部物质的结构状态和地球内部圈层的划分。
在学生学习地理知识的同时灌输空间思维的思想,潜移默化地培养学生的空间思维能力。
2、空间图像的对比效果
在讲《大气的水平运动》这部分内容时,我们能注意到,这部分内容,教材中文字不多,却是学生学习的难点:
大气水平运动的产生与发展过程,受到了水平气压梯度力,地转偏向力和摩擦力(进地面)的共同作用。
教材以北半球高空与进地面的风向为例,其中水平气压梯度力决定了风的形成(方向和速度),风向垂直于等压线并指向低压区。
地转偏向力始终与风的方向垂直,使风向不断的向右偏转,摩擦力的方向与风向相反,使风速减慢,三力作用使得进地面的风向最终与等压线呈一定的夹角。
而在高空,不受地面摩擦力作用,在水平气压梯度力和地转偏向力的作用下,风向最终与等压线平行。
教材中使用了平面图像(图4-5,4-6)来表示北半球高空与进地面的风向。
但是,这两幅图容易使学生对知识的理解进入误区,部分学生经常把水平面与垂直面互相混淆,把这些图理解成垂直方向上的气流图形,误解成气流从地面吹响高空,并不断发生偏转,各个作用力的性质和作用也互相混淆,使得学生在理解和运用这部分知识的时候觉得吃力。
根本原因在于这两幅图没有把立体空间的形象表达出来,让学生理解起来似是而非,模棱两可。
图:
4-7北半球近地面和高空风向示意图
通过CAD软件制作了这幅北半球进地面和高空风向示意图(图4-7),在教学中使用这类空间图像,把进地面和高空的风的发展与变化的过程在同一个立体坐标系中,从立体空间的角度把北半球风向变化表示出来,具有很强的立体感和对比性:
同一垂直高度上高空的气压比进地面的气压低,同一水平面上气流从高压区吹向低压区,气流方向发生偏转是在水平面发生,而不是在垂直面上进行的,能够避免学生理解进入误区,把各个作用力的作用因素,风的形成和发展过程表示清楚。
3、注重图像的直观性
《气压带和风带的形成》也是高一地理一个重点和难点,教材中有大量的文字详细地描述气压带和风带形成的各个过程和变化。
并且插入一幅全球气压带和风带的分布图(图4-8),完整地把全球六个风带和七个气压带表示出来,但是这幅图在解释风带和气压带的形成上存在不足:
没能形象、具体地说明风带和气压带形成过程以及过程中各处风向偏转和变化的情况,气压带形成的原因等问题。
有些学生在理解这张图的时候,气流方向往往弄错,高、低气压带也经常混淆。
在记忆全球风带和气压带的过程中不注意方法,死记硬背,学习效率不高。
因此,教材中应该尽可能使用形象、具体的图像,给予学生想象的空间,让学生能够通过阅读图像进行思考,分析地理事物的本质,帮助学生理解、记忆知识点。
例如图4-9:
我们可以清晰地看出北半球三圈环流的形成原因和发展变化的过程,更具有立体感,并且能够与前面的知识点相互联系、相互照应。
赤道地区太阳辐射强烈,空气膨胀上升,进地面形成低压(赤道低气压带),高空形成高压;极地地区太阳辐射弱,气温低,空气冷却下沉,进地面形成高压(极地高气压带),而高空形成低压。
在高空,气流从赤道流向极地(南风),在地转偏向力的作用下向右偏转(西南风),高空不受摩擦力作用,最终,在30°N上空附近偏转成与西风,气流不断堆积,无法北上,形成西风带。
堆积到达一定程度,气流下沉,在30°N进地面形成高压(副热带高气压带),气流在进地面形成两支:
一支向南,吹向赤道低压,在地转偏向力的影响下,向右偏转(东北信风带),回到赤道,形成低纬环流圈;一支向北,向右偏转(盛行西风带),温暖湿润。
极地高压吹来的气流(南风),受地转偏向力的影响,向右偏转(极低东风带),寒冷干燥。
在60°N附近,南面温暖湿润的西南风与北面寒冷干燥的东北风相遇,空气被抬升,形成锋面(极锋),于是在60°N进地面形成低气压带(副极地低气压带),在上空气流一支向南,流向30°N上空;一支向北,流向极地上空。
图:
4-9北半球的风带与气压带
赤道低气压带和极地高气压带是因受热程度不同,冷热不均引起的,我们称之为热力原因。
副热带高气压带和副极地低气压带是因空气之间相互作用而形成的,我们称之为动力原因。
在教学过程中,教师应该积极引导学生认真思考,结合教材中的文字描述、解释,详细分析这张立体空间图像,特别是风带、气压带的名称和位置,以及各个风带的方向等知识点要表述清楚。
这张图更具有立体感,让学生在学习地理知识的过程中
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