運(yùn)用CAI優(yōu)化地理教學(xué)初探 關(guān)鍵字： CAI 超級(jí)鏈接 建構(gòu)主義理論 站在21世紀(jì)的門(mén)檻上，傳統(tǒng)的地理教學(xué)已不能適應(yīng)素質(zhì)教育的要求。素質(zhì)教育，就是要全面提高學(xué)生的各種能力，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，發(fā)展學(xué)生的個(gè)性。聯(lián)合國(guó)“國(guó)紀(jì)21世紀(jì)教育委員會(huì)”提出“四大支柱教育”（即學(xué)會(huì)認(rèn)知，學(xué)會(huì)做事，學(xué)會(huì)合作，學(xué)會(huì)生存）以及創(chuàng)造新能力要求的提出，呼喚著地理教學(xué)改革，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，強(qiáng)化學(xué)生的主體地位，發(fā)展教師的主導(dǎo)地位。創(chuàng)建新的課堂模式已迫在眉睫。中科院院士、復(fù)旦大學(xué)教授楊福家說(shuō)：“頭腦不是一個(gè)要被填滿(mǎn)的容器，而是一把需要被點(diǎn)燃的火把。
”優(yōu)秀的教學(xué)必須營(yíng)造一個(gè)有利于創(chuàng)新思維發(fā)展的環(huán)境，使“火把”在良好的環(huán)境中星火燎原。而CAI在教學(xué)中能有效的促進(jìn)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展。創(chuàng)設(shè)一個(gè)良好的環(huán)境。 《高中地理》是整個(gè)高中教材系統(tǒng)中教學(xué)難度相對(duì)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(lèi)知識(shí)；更有社會(huì)科學(xué)知識(shí)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類(lèi)知識(shí)。
同時(shí)，從地理學(xué)本身的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，由于研究對(duì)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(lài)于傳統(tǒng)的的教學(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?cè)诟咧械乩淼慕虒W(xué)中，在應(yīng)用其他教學(xué)媒體的同時(shí)，應(yīng)不斷的應(yīng)用計(jì)算機(jī)這一現(xiàn)代化手段進(jìn)行輔助教學(xué)。特別是在尋求制作一套符合課堂教學(xué)實(shí)際需要的模式和樣板及配套的教學(xué)軟件方面進(jìn)行了有益的嘗試，以擴(kuò)大學(xué)生的視野，突破教學(xué)中的重難點(diǎn)，提高課堂效率。 以下是以高中地理（2000版）第二章大氣環(huán)境第五節(jié)“常見(jiàn)的天氣系統(tǒng)”為例，通過(guò)自制的CAI軟件論述其在地理教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)。
一、動(dòng)態(tài)模擬，突破知識(shí)難點(diǎn) 在地理教學(xué)過(guò)程中，一些地理現(xiàn)象的形成和發(fā)生，反映的是空間現(xiàn)象的基本原理，用傳統(tǒng)的方法和平面靜止圖像進(jìn)行教學(xué)，將給學(xué)生的理解帶來(lái)一定的難度，根據(jù)學(xué)生對(duì)地理信息的感知方式，感知的直觀性，由語(yǔ)言的感知到實(shí)地感知，直觀性在不斷加強(qiáng)（如圖1） 實(shí)地感知 圖像模具的感知 語(yǔ)言的感知 （圖1） 如果學(xué)生聽(tīng)了別人的介紹，看了有關(guān)的錄相，直止親自游覽，其感知程度會(huì)得到步步深化，有利于新知識(shí)的建構(gòu)，突破知識(shí)的難點(diǎn)。而CAI則能跨越時(shí)空的限制，將眾多學(xué)習(xí)資料再現(xiàn)于課堂，圖文聲并茂，既有語(yǔ)言，又有圖像，還有虛擬實(shí)地情景。感知的直觀性逐步深入，有利于學(xué)生知識(shí)的深化和重難點(diǎn)的突破。 例如，在講授鋒面、氣旋反氣旋的形成及其它們所造成天氣時(shí)，學(xué)生往往難以充分感知和展開(kāi)思維，教學(xué)效果欠佳。為了突破這一難點(diǎn)，我制作了相應(yīng)的CAI教學(xué)軟件。
首先，模擬氣團(tuán)的移動(dòng)，使學(xué)生從動(dòng)畫(huà)中感知冷暖氣團(tuán)的定義，其次給學(xué)生一張鋒面的圖片，將抽象的定義轉(zhuǎn)化為色彩對(duì)比明顯的圖片再現(xiàn)，一方面幫助了學(xué)生理解，另一方面為后面的講解打下了基礎(chǔ)，然后模擬冷暖氣團(tuán)的移動(dòng)，讓學(xué)生從動(dòng)畫(huà)中感知并理解冷暖鋒的定義。最后，分階段演示冷、暖鋒過(guò)境前，過(guò)境時(shí)，過(guò)境后的天氣狀況，創(chuàng)造冷暖鋒天氣的情境，虛擬天氣現(xiàn)象，加深感知的直觀性，加深學(xué)生對(duì)冷鋒暖鋒天氣的認(rèn)識(shí)。 氣旋 反氣旋 同樣，在講授氣旋反氣旋的形成及其所造成天氣時(shí)，課本上是一個(gè)靜止平面（如圖2），無(wú)法真實(shí)再現(xiàn)氣旋反氣旋的形成和其所造成的天氣。在突破這一難點(diǎn)時(shí)我首先給學(xué)生放了一段錄相（氣旋的形成）讓學(xué)生從整體上感知這一知識(shí)點(diǎn)。然后利用Authorware 制作模擬動(dòng)畫(huà)（水平方向和垂直方向），水平方向上，真實(shí)再現(xiàn)水平氣壓梯度力的形成以及在水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和近地面磨察力共同作用下風(fēng)的形成，在垂直方向上模擬其氣流運(yùn)動(dòng)，并引導(dǎo)學(xué)生深刻理解氣旋反氣旋各自形成怎樣的天氣。
這樣將學(xué)生無(wú)法直接感知的知識(shí)再現(xiàn)給他們，使他們?cè)谝环N身臨其境的輕松的氛圍中掌握這些知識(shí)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)本節(jié)課難點(diǎn)的圖破。從表
1、表2可給于說(shuō)明 你認(rèn)為本節(jié)課容易理解嗎 很容易理解 能理解 一些能理解 難理解 35% 52% 13% 2% 表
（2） 此表是對(duì)我校高
一、五個(gè)班學(xué)生調(diào)查得出的 您認(rèn)為本節(jié)課的難點(diǎn)重點(diǎn)突破了嗎？ 同意一般不同意 86%8%6% 表
（2） 此表是對(duì)聽(tīng)課老師調(diào)查問(wèn)卷得出的
二、形象顯示，巧設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生的興趣與好奇心，促進(jìn) 地理教學(xué)優(yōu)化 高中地理（2000年版）中的圖片、地圖、文字等都是彩印，講授著豐富的地理事物知識(shí)，但這些掛圖信息量大，要素繁多，而且能見(jiàn)度低，板書(shū)和板畫(huà)也很難展示豐富的內(nèi)容，而且耗時(shí)，不能表現(xiàn)發(fā)展變化，反映地理事物有限，并且地理內(nèi)容廣泛，有許多事象存在于遙遠(yuǎn)的地方和廣闊的空間，發(fā)生于遙遠(yuǎn)的年代或經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的時(shí)間，人們不可能親身經(jīng)歷和直接觀察。這大量的地理事物如果僅靠教師單一講授、說(shuō)教不僅無(wú)益于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生情感因素，相反還容易使學(xué)生產(chǎn)生心理疲勞和逆反情緒，但如果我們運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助手段，制作出這些靜態(tài)的事物“活化”的CAI教學(xué)軟件，使之比教學(xué)掛圖更清晰，比課本附圖更靈活、易讀，比復(fù)合投影片更準(zhǔn)確、規(guī)范。并且可直觀形象地再現(xiàn)地理事物的現(xiàn)象，它的新穎性、多樣性、生動(dòng)性、趣味性是吸引學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和提高積極性的重要條件。建構(gòu)主義理論提倡在教師的指導(dǎo)下，以學(xué)生為中心，通過(guò)一定的情境，借助他人（包括教師和學(xué)生）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過(guò)意義的建構(gòu)的方式獲得知識(shí)。而利用Authorware 軟件所具有的載入及播放影片，控制視頻的功能，制作出創(chuàng)設(shè)教學(xué)所需情境的相關(guān)課件，使學(xué)生有身臨其境之感，激發(fā)學(xué)生的興趣、欲望和情感。
在講常見(jiàn)天氣系統(tǒng)的內(nèi)容時(shí)，我先給學(xué)生放了一段天氣預(yù)報(bào)，讓學(xué)生回答天氣預(yù)報(bào)中都有哪些天氣現(xiàn)象，學(xué)生都搶著回答有下雨、下雪、大風(fēng)等，并進(jìn)一步提問(wèn)這些天氣是怎樣形成的，這樣由學(xué)生熟悉的現(xiàn)象入手，引起了他們學(xué)習(xí)的興趣，而且通過(guò)提問(wèn)激起他們求知的欲望。 在講鋒面時(shí)，我不僅給了學(xué)生一張鋒面的圖片，在鋒面上以不同的顏色表示冷暖氣團(tuán)，用數(shù)字和文字表示鋒面兩側(cè)不同氣團(tuán)的性質(zhì)，還給學(xué)生制作了大量的動(dòng)畫(huà)，如講冷鋒暖鋒時(shí)通過(guò)模擬冷氣團(tuán)或暖氣團(tuán)的主動(dòng)移動(dòng)。在講氣旋反氣旋時(shí)用動(dòng)畫(huà)模擬其在水平方向的氣壓梯度力的形成，模擬在水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力，和近地面摩擦力的共同作用下氣流的形成。模擬氣旋反氣旋垂直方向氣流的運(yùn)動(dòng)和它們各自所形成的天氣。將課本上靜止的知識(shí)變成活的動(dòng)態(tài)的畫(huà)面，使之形象化激發(fā)了學(xué)生的興趣。
。在講鋒面氣旋時(shí)為了幫助學(xué)充分了解鋒面氣旋所形成的天氣，我給學(xué)生放了一段錄像（錄像中有暴雨、大風(fēng)、雷電等）。使學(xué)生有身臨其境之感，充分激發(fā)了學(xué)生的興趣。（從表3可說(shuō)明） 表3 你喜歡哪種教學(xué)方法？你還想不想用這種方式教學(xué)？ 現(xiàn)在過(guò)去很想想一般不想 9193752 此表是對(duì)郊區(qū)高級(jí)中學(xué)高
一、五個(gè)班調(diào)查得出 由此我們可以看出，發(fā)揮CAI創(chuàng)設(shè)情景的優(yōu)勢(shì)，能有效的豐富課堂教學(xué)內(nèi)容將教師點(diǎn)單的說(shuō)教變?yōu)榇偈箤W(xué)生主動(dòng)的認(rèn)識(shí)和思考，達(dá)到素質(zhì)教育的目的。
三、人機(jī)交互，增強(qiáng)參與意識(shí)， 在地理的課堂教學(xué)中，每完成一部分教學(xué)內(nèi)容后教師往往會(huì)及時(shí)安排學(xué)生進(jìn)行形成性練習(xí)，幫助學(xué)生鞏固和加強(qiáng)基本技能，并檢測(cè)教學(xué)效果。其中讀圖、填圖或繪圖是常用的練習(xí)方式。但是如果利用AUTHOWARE將其制成簡(jiǎn)單的游戲型CAI教學(xué)軟件，利用它的人機(jī)交互性讓學(xué)生自己參與軟件的操作來(lái)進(jìn)行游戲式填繪圖練習(xí)并使電腦對(duì)練習(xí)正確與否即時(shí)進(jìn)行判斷和反應(yīng)，就能為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)參與性和競(jìng)爭(zhēng)性的學(xué)習(xí)環(huán)境，強(qiáng)化學(xué)生的參與意識(shí)，“寓教于樂(lè)”，在開(kāi)發(fā)學(xué)生智力的同時(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的非智力因素，發(fā)展他們的創(chuàng)造力，從而使學(xué)生更有效的了解和掌握各種地理事物的表現(xiàn)、分布，提高課堂效率。 在天氣系統(tǒng)一節(jié)內(nèi)容講完后，我安排了一個(gè)讓學(xué)生學(xué)作天氣預(yù)報(bào)員的練習(xí)，給了學(xué)生兩張?zhí)鞖鈭D，讓學(xué)生做填空練習(xí)，學(xué)生在讀完圖后填出以下內(nèi)容：判斷指定點(diǎn)的氣壓高低狀況，冷暖氣團(tuán)和冷暖鋒的位置及其移方向，在它們的影響下指定地區(qū)未來(lái)兩三天內(nèi)天氣將如何變化。如果答對(duì)了就會(huì)有一個(gè)卡通小人物蹦蹦跳跳拍著手說(shuō)“GOOD，GO ON”，如果答錯(cuò)了卡通人就會(huì)很惋惜的說(shuō)“SORRY ， TRY AGAIN”，并給出適當(dāng)?shù)膯⑹?，比如如果學(xué)生把冷鋒答成了暖鋒，卡通人就會(huì)啟示說(shuō)請(qǐng)注意該地區(qū)天氣系統(tǒng)的表示符號(hào)，引導(dǎo)學(xué)生做出正確答案。
通過(guò)這樣的方法，加深了學(xué)生對(duì)天氣系統(tǒng)影響所形成的天氣現(xiàn)象的理解，教師也能及時(shí)獲得教學(xué)的反饋信息。 再如，再講完高壓（反氣旋）、低壓（氣旋）系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)我講完后，我放手讓學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手擊，使氣旋反氣旋水平方向和垂方向動(dòng)態(tài)模擬多次再現(xiàn)，這樣一方面提高了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性，另一方面也充分加深了學(xué)生對(duì)該知識(shí)的理解。
四、充分發(fā)揮學(xué)生的想象，實(shí)現(xiàn)超級(jí)鏈接 在我的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，我深深地感到學(xué)生對(duì)各科知識(shí)的理解是斷片的。如在地理和歷史中都有“啟東”這一地名，但學(xué)生都將這同一地名分開(kāi)，認(rèn)為歷史中的“啟東”和地理中的“啟東”不是同一地點(diǎn)。面對(duì)3+X 綜合考試，這種各科斷片的理解已不能適應(yīng)當(dāng)前的需要，更不能適應(yīng)素質(zhì)教育的要求。例如在96年（3+X）高考模擬題“英國(guó)倫敦的光化學(xué)污染造成許多人死亡，請(qǐng)配平以下方程式，并說(shuō)明其原因?！蓖ㄟ^(guò)對(duì)高考試卷抽樣分析統(tǒng)計(jì)，其中從化學(xué)的角度答題的占80%多，只有少數(shù)的學(xué)生能從化學(xué)、地理兩個(gè)方面回答。
加之現(xiàn)在的教材是按學(xué)科編寫(xiě)的，要查閱相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)需翻閱其它學(xué)科的課本，這無(wú)形中加重了學(xué)生的負(fù)擔(dān)，也給課堂優(yōu)化帶來(lái)了一定的困難。而CAI中的超級(jí)鏈接卻可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)信息的靈活獲取以及教學(xué)過(guò)程和教學(xué)結(jié)構(gòu)的重新組織，以適應(yīng)不同層次學(xué)生的需要，有利于因材施教，由于各種需要的上位知識(shí)都可以建立超級(jí)鏈接，可以是跨章節(jié)，甚止可以跨學(xué)科（如地理中的生態(tài)系統(tǒng)，可以鏈接止生物；化學(xué)中的反應(yīng)可以鏈接上.地理的城市污染等，即所謂的“一點(diǎn)通”） 例如，在講常見(jiàn)的天氣系統(tǒng)一節(jié)時(shí)，我是這樣調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性并實(shí)現(xiàn)超級(jí)鏈接的。在將鋒面雨時(shí)，為了使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)長(zhǎng)江中下游準(zhǔn)靜止鋒引起的梅雨天氣的成因，我以一副中國(guó)地圖為底圖，動(dòng)態(tài)演示當(dāng)鋒面向西南方向移動(dòng)時(shí)，前方受高壓的阻礙，鋒面在長(zhǎng)江中下游地區(qū)移動(dòng)緩慢，甚至徘徊不前。這時(shí)我就會(huì)適時(shí)提出當(dāng)鋒面移動(dòng)緩慢或徘徊不前時(shí)會(huì)引起怎樣的天氣，學(xué)生回根據(jù)前面所學(xué)想到是陰雨天氣，并進(jìn)一步提出這樣的天氣會(huì)引起什么樣的災(zāi)害，學(xué)生會(huì)自然而然的想到洪澇災(zāi)害。這就和后面的氣象災(zāi)害聯(lián)系起來(lái)了。
進(jìn)一步給學(xué)生聯(lián)系實(shí)際舉例，如1998年由于西太平洋高壓較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定在20N-----25N之間，使鋒面雨長(zhǎng)時(shí)間停留在長(zhǎng)江流域，造成長(zhǎng)江流域降水時(shí)間長(zhǎng)、雨量大，從而引發(fā)全流域的洪澇災(zāi)害。實(shí)現(xiàn)了各節(jié)內(nèi)容的鏈接。再例如講到氣旋形成的天氣時(shí)，為了講清楚為什么上升氣流易產(chǎn)生降雨，就引導(dǎo)學(xué)生分析：對(duì)流層大氣上升時(shí)氣溫會(huì)怎樣變化，學(xué)生會(huì)依據(jù)前面所學(xué)想到氣溫下降，再提問(wèn)當(dāng)氣溫下降時(shí)空氣中的水汽會(huì)怎樣變化，學(xué)生會(huì)根據(jù)初中化學(xué)所學(xué)想到水汽凝結(jié)。（引入了化學(xué)知識(shí)）。水汽凝結(jié)就一定會(huì)產(chǎn)生下雨嗎，不是的。
只有當(dāng)水滴越來(lái)越大，大到水滴所受到的重力大于浮力（即F重力>F?。r(shí)才會(huì)下雨（引入了物理中的力學(xué)知識(shí)）。實(shí)現(xiàn)了不同學(xué)科之間的鏈接。這樣的鏈接一方面有利于各章節(jié)、各學(xué)科之間的知識(shí)遷移，另一方面也有利于興趣的“移植”。如有許多學(xué)生的興趣發(fā)生在語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、物理、音樂(lè)等等的其它方面，通過(guò)這種超級(jí)鏈接建立的知識(shí)聯(lián)系，把原有的與地理無(wú)關(guān)的興趣與目前的地理知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，使幾種興趣有機(jī)結(jié)合、交互作用，如圖3所示，它們的重合的陰影面積越大、興趣效應(yīng)就越大。布魯納認(rèn)為：“最好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)莫過(guò)于學(xué)生對(duì)所學(xué)材料本身具有的內(nèi)在興趣”（《教與學(xué)的心理》）。
圖3 總之，無(wú)論是從素質(zhì)教育的要求看，還是從3+X綜合考試的的角度看，或者是從教育改革的主流看，傳統(tǒng)教學(xué)方法的局限性都已暴漏無(wú)遺，在這種情況下將CAI運(yùn)用在地理教學(xué)中已是事在必行，我相信CAI在地理教學(xué)中無(wú)與倫比的優(yōu)越性將會(huì)得到越來(lái)越多的同行的認(rèn)可，它在地理教學(xué)中的運(yùn)用也會(huì)越來(lái)越廣越來(lái)越深。
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