[軟件簡介]
GoogleEarth（免費(fèi)版）軟件從http://earth.google.com上自由獲取，安裝所需硬盤空間很?。?5M左右），數(shù)據(jù)主要通過internet網(wǎng)絡(luò)即時(shí)下載至計(jì)算機(jī)中。前所未有的卓越品質(zhì)，使得GoogleEarth（下文簡稱為“GE”）可以恰如其分地應(yīng)用于地理教育教學(xué)的絕大多數(shù)領(lǐng)域，從而成為教師和學(xué)生地理學(xué)習(xí)的有力工具[1]。本案例僅僅涉及它的兩個(gè)基本功能——距離測量與經(jīng)緯網(wǎng)體系。
[教學(xué)課題]
《地圖的要素》
[教學(xué)內(nèi)容]
人民教育出版社七年級(jí)上冊第一章第三節(jié)《地圖》
（本節(jié)內(nèi)容擬用三至四課時(shí)完成，本案例主要針對(duì)第一課時(shí)）
[課程標(biāo)準(zhǔn)]
1.課程性質(zhì)：地理學(xué)是研究地理環(huán)境以及人類活動(dòng)與地理環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)。地理課程是義務(wù)教育階段學(xué)生認(rèn)識(shí)地理環(huán)境、形成地理技能和可持續(xù)發(fā)展觀念的一門必修課程，兼有社會(huì)學(xué)科和自然學(xué)科的性質(zhì)。
2.基本理念
（1）學(xué)習(xí)對(duì)生活有用的地理；（2）學(xué)習(xí)對(duì)終身發(fā)展有用的地理；（3）改變地理學(xué)習(xí)方式；（4）構(gòu)建開放式地理課程；（5）構(gòu)建基于現(xiàn)代信息技術(shù)的地理課程；（6）建立學(xué)習(xí)結(jié)果與學(xué)習(xí)過程并重的評(píng)價(jià)機(jī)制。
3．三維目標(biāo)（與地圖教學(xué)相關(guān)的總體性目標(biāo)）
（1）知識(shí)與技能——掌握閱讀和使用地圖和地理圖表的基本技能；（2）過程與方法——嘗試運(yùn)用已獲得的地理概念、地理基本原理，對(duì)地理事物進(jìn)行分析，做出判斷，嘗試從學(xué)習(xí)和生活中發(fā)現(xiàn)地理問題，提出探究思路，搜集相關(guān)信息，運(yùn)用有關(guān)知識(shí)和方法，提出看法或解決問題的設(shè)想；（3）情感、態(tài)度和價(jià)值觀——初步形成對(duì)地理的好奇心和學(xué)習(xí)地理的興趣，初步養(yǎng)成求真、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和地理審美情趣。
4．內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)（關(guān)于地圖要素學(xué)習(xí)的具體要求）：運(yùn)用地圖辨別方向、量算距離
5．內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)解析
將“運(yùn)用地圖辨別方向、量算距離”一句話，分解為幾個(gè)關(guān)鍵性詞匯：“運(yùn)用”“地圖”“辨別方向”“量算距離”。
（1）“運(yùn)用”，怎樣的形式算是運(yùn)用？課堂上誰運(yùn)用？如何評(píng)價(jià)？
（2）“地圖”，根據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的兩個(gè)具體任務(wù)去選擇兩大類別的地圖。
（3）“辨別方向”，需要一種貫徹始終的思想方法，更需要有效的工具。傳統(tǒng)教學(xué)手段在化解本課難點(diǎn)之一的“經(jīng)緯網(wǎng)地圖上的方向判別”上，顯得有點(diǎn)“力不從心”，而GE軟件則可以直觀而輕松的彌補(bǔ)此缺憾。
更值得一提的是，在網(wǎng)絡(luò)教室里（同時(shí)裝備數(shù)字投影儀與大銀幕），教師將多媒體教學(xué)（直接教學(xué)）與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)（間接教學(xué)）有機(jī)結(jié)合起來，能夠更加充分的發(fā)揮GE軟件的功效，讓學(xué)生既學(xué)得扎實(shí)有效又生動(dòng)有趣。
（4）“量算距離”，真實(shí)地球的球面轉(zhuǎn)化為地圖的平面，必須運(yùn)用不同方式的投影規(guī)則，因而將“量算距離”變成一件十分復(fù)雜的事情，考慮到學(xué)生的年齡特征，不可能講授得太深太復(fù)雜，但是至少要讓學(xué)生明白一個(gè)基本道理：計(jì)算公式“實(shí)地距離=圖上距離/比例尺”是有很大的局限性的，它僅僅適用于大比例尺的地圖和平面圖，如果運(yùn)用于中、小比例尺地圖，就會(huì)存在嚴(yán)重的科學(xué)性錯(cuò)誤。這是一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑精神和批判性思維的大好契機(jī)。
然而傳統(tǒng)教學(xué)中很難解決這個(gè)問題，教師和學(xué)生不可能隨意而直觀地獲得地球儀或者地圖上的相對(duì)精確的實(shí)地距離。此時(shí)，GE可以十分輕松地完成此項(xiàng)任務(wù)。由學(xué)生自己來完成，則效果更佳。
總體而言，在不同形式不同內(nèi)容的地圖上“辨別方向”“量算距離”，是要求學(xué)生在掌握地圖要素基本概念的基礎(chǔ)上，熟練掌握“辨別”與“量算”的基本技能，形成一定的能力和觀點(diǎn)。所以，變式訓(xùn)練是必需的。用GE進(jìn)行變式訓(xùn)練是模擬真實(shí)的、靈活有效的。事實(shí)上，在前第一節(jié)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生已經(jīng)在教師的引導(dǎo)和幫助下運(yùn)用GE來學(xué)習(xí)了，對(duì)它產(chǎn)生了濃厚的興趣，操作方面也打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)（不少有條件的同學(xué)在家里的電腦上安裝了GE，校內(nèi)校外都可以上去遨游一番）。
[教學(xué)流程]
（我用Authorware制作課件，同時(shí)打開Acdsee和GoogleEarth兩個(gè)軟件待用。沒有將圖片直接做進(jìn)課件里而用Acdsee播放，是考慮現(xiàn)場授課的靈活性。Authorware軟件沒有打包，同樣是出于靈活性的考慮——預(yù)設(shè)與生成，可以被看作課堂教學(xué)的基本問題，所以要辯證地看待兩者的關(guān)系，同時(shí)巧妙地處理。此外，地球儀、經(jīng)緯儀、掛圖等傳統(tǒng)直觀設(shè)備也帶入了網(wǎng)絡(luò)教室；無論傳統(tǒng)還是現(xiàn)代教育技術(shù)，目的只有一個(gè)就是為了學(xué)生有效的地理學(xué)習(xí)；所以，在需要的時(shí)候，選用最適當(dāng)?shù)慕逃夹g(shù)或手段，是我永恒不變的信念。）
師：我給大家布置了一個(gè)作業(yè)，繪制“家→?！本€路圖，誰愿意在此展示一下自己的作品？（部分學(xué)生躍躍欲試）
生：請(qǐng)一位學(xué)生上臺(tái)來展示（用實(shí)物投影儀展示，或者用掃描好的圖展示），說明制作過程，講解如何從家到校。
師：（Acdsee軟件，將18張學(xué)生作品的掃描圖展示一遍）我感到很高興，因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)地圖就在每一個(gè)同學(xué)的心中：為了在有限的平面上繪制，你們將實(shí)際大小的地理事物按照某個(gè)比例縮小了，這就是地圖的第一個(gè)要素——比例尺；為了合理有序地組織這些地理事物，為了將它們相對(duì)位置表達(dá)正確，你們運(yùn)用了地圖的第二個(gè)要素——方向；為了讓他人更加清晰地從你的地圖中獲取信息，你們完成了地圖的第三個(gè)要素——圖例和注記。（每說出一個(gè)要素，教師操作一下鼠標(biāo)，課件展示）
其實(shí)，地圖學(xué)家繪制地圖的核心思想，已經(jīng)被你們掌握了，我心里那個(gè)樂啊~（體態(tài)表情）。那么，我們來嘗試一下，將同學(xué)們具備地圖專家核心思想的地圖（出示一幅地圖，）用于實(shí)踐。
師：請(qǐng)A學(xué)生來說出B學(xué)生所繪制地圖中的從家到學(xué)校的距離——比例尺不確定，所以無法量算；再請(qǐng)C同學(xué)（因?yàn)樗L制的地圖出現(xiàn)了方向上的差錯(cuò)，可以作為典型例子來促進(jìn)其他同學(xué)的學(xué)習(xí)）說說怎樣從家到學(xué)校的，為什么不直接從“××路”過去呢？——方向出現(xiàn)了偏差，學(xué)校的位置畫錯(cuò)了。
師：（小結(jié)）沒有統(tǒng)一、規(guī)范、科學(xué)的地圖語言，既不能正確表達(dá)地理信息，別人也無法清晰有效地獲取地理信息。
所以，讓我們一起來認(rèn)真學(xué)習(xí)地圖的基本要素。
[板書]地圖三要素
一、比例尺
師：比例尺表示將實(shí)際事物縮小的程度，所以比例尺有時(shí)候也叫做“縮尺”。
[板書]（在“比例尺”后面添加）（縮尺）
師：比例尺的計(jì)算公式是怎樣的呢？
[板書]1.定義：比例尺=圖上距離／實(shí)地距離
師：此公式稍作轉(zhuǎn)換，可以得到：
圖上距離=實(shí)地距離*比例尺實(shí)地距離=圖上距離/比例尺
生：小練習(xí)——（學(xué)生上臺(tái)在黑板上演示）（下面三題在課件里展示）
1．已知圖上距離為2cm，實(shí)地距離為500m，求比例尺。1：25000
2．已知實(shí)地距離為2km，比例尺為1：10000，求圖上距離。20cm
3．已知圖上距離為5cm，比例尺為1：5000，求實(shí)地距離。250m
師：這些運(yùn)算基本上都是小學(xué)數(shù)學(xué)課上完成過的，下面我們要在真實(shí)地圖上進(jìn)行操作。
生：（在教師引導(dǎo)下活動(dòng)）課本后面的“世界政治地圖”，比例尺是1：1億。
1．計(jì)算赤道穿越非洲大陸的東西距離。（2.9cm,2900km；但是運(yùn)用googleearth軟件測量出來大約是3700km，屬于縮小的例子）
2．再計(jì)算北極圈的長度（圖上北極圈是弧線，怎樣測量它的圖上距離；分段測量得到圖上距離為1.9、1.9、2、2.1、2.1、2.2、2.2、2.2、2.1、2、1.9、1.9cm，相加為25.5cm，由于比例尺為1：1億，所以實(shí)地距離應(yīng)該是2550萬km。利用googleearth測算，取跨越5度經(jīng)度的北極圈距離為大約218km，結(jié)果北極圈長度大約是218×72=15696km。所以這是一個(gè)擴(kuò)大的例子。）
運(yùn)用GE解決“小比例尺地圖上實(shí)地距離不可測量”的細(xì)節(jié)，重點(diǎn)參看下圖（圖1至圖4）和附帶的文字說明。
圖1 GE（免費(fèi)版）普通操作界面
GE可以有多種語言的操作界面，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生選用的就是英語，其它語言（法語、俄語、德語等）我們也都不懂。好在我們對(duì)視窗操作系統(tǒng)的熟識(shí)、對(duì)圖形化“語言”的默會(huì)，使得即使是學(xué)生也能夠很快學(xué)會(huì)操作，并且還附帶著學(xué)會(huì)了好幾個(gè)地理學(xué)科的英語單詞，這也算是地理學(xué)習(xí)的有益副產(chǎn)品之一了吧（另外一個(gè)重要的有益副產(chǎn)品是學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的深刻認(rèn)知）。剛剛打開GE，調(diào)整到此位置，非洲及國家的輪廓一目了然，只是還需要添加經(jīng)緯網(wǎng)。
圖2 添加經(jīng)緯網(wǎng)選項(xiàng)以后的界面
此時(shí)，對(duì)于教師提出的第一個(gè)測量任務(wù)，學(xué)生就可以得到驗(yàn)證了：選用測量工具，單位調(diào)整到km，然后簡單地操作鼠標(biāo)，完成“實(shí)地距離的測量”。這是過去任何手段都無法實(shí)現(xiàn)的。
（學(xué)生已經(jīng)注意到界面上的經(jīng)緯度標(biāo)注與通行的標(biāo)準(zhǔn)不同，看習(xí)慣就可以了）
圖3 運(yùn)用ruler測量工具粗略測量赤道橫穿非洲大陸的距離
學(xué)生經(jīng)過對(duì)比，課本中的地圖上，赤道穿過非洲大陸的距離明顯是縮小了很多的（學(xué)生測量的結(jié)果比較一致，都是2900km）。
然后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入下一個(gè)測量。北極圈的地圖上測量，需要小的技巧，學(xué)生在小學(xué)階段已經(jīng)接觸到，就是分段測量，所以不算是難點(diǎn)。
圖4 運(yùn)用ruler粗略測量跨越5個(gè)經(jīng)度的北極圈長度
經(jīng)過計(jì)算，學(xué)生發(fā)現(xiàn)課本地圖上的北極圈大約是2550萬km，而通過GE“實(shí)地測量”，發(fā)現(xiàn)北極圈每跨5個(gè)經(jīng)度的距離是大約218km，72×218km=15696km，所以這是一個(gè)將實(shí)地距離擴(kuò)大的例子。
經(jīng)過上面兩個(gè)對(duì)比，請(qǐng)學(xué)生談感受，教師小結(jié)：“地圖會(huì)說謊，比例尺越小，說謊可能就更加離譜?！?/p>
教師幫助學(xué)生繼續(xù)理解：球面轉(zhuǎn)化為平面運(yùn)用了特定的投影，使得圖上距離與實(shí)地距離之間出現(xiàn)了或擴(kuò)大或縮小的情況，從而使得地圖實(shí)際的比例尺并不與它標(biāo)注的比例尺一致（或大或?。?，所以，比例尺往往不能夠運(yùn)用到實(shí)地距離的測量上去。比例尺越小，此種誤差就越大——所以計(jì)算公式（實(shí)地距離=圖上距離/比例尺）最好運(yùn)用在平面圖和很大比例尺的地圖上才會(huì)比較可信。
拓展：課堂時(shí)間有限，僅僅用一幅地圖和兩個(gè)例子來闡述此理。課外，如果學(xué)生感興趣的話，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生，運(yùn)用GE和圖上測量相結(jié)合的方式，在更多種類的地圖上進(jìn)行大量的多種嘗試，對(duì)地圖和GE有更加深刻的認(rèn)知。
[板書]2.比例尺的基本形式：
（1）數(shù)字式
（2）線段式
（3）文字式
由于比例的基本形式與本題不合，所以本文不詳細(xì)闡述。
[板書]3.比例尺的大小
關(guān)于比例尺大小的比較，在講解基本概念以后，將事先準(zhǔn)備好的大小兩個(gè)平面政區(qū)地球儀（一個(gè)是1：1億，一個(gè)是1：4千萬）舉起來，讓學(xué)生進(jìn)行比例尺大小的判斷。
然后操作GE右上角的放大或縮小的圖標(biāo)（﹢和﹣），學(xué)生定性地很準(zhǔn)確地說出了比例尺的大小變化規(guī)律。具體操作可以參見下圖（圖5至圖9）和相關(guān)文字說明：
圖5 本軟件“觀察”地球的最遠(yuǎn)距離
圖6 不斷放大的效果（圖中間是我國的四川盆地）
繼續(xù)放大，就是繼續(xù)擴(kuò)大比例尺，看到的范圍就越小，而相應(yīng)得景觀就越詳細(xì)，此規(guī)律恰巧和課本中關(guān)于“比例尺大小的性質(zhì)”的學(xué)習(xí)內(nèi)容相呼應(yīng)，所以更加直觀有效的促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)。不斷放大，看到各種自然與人文景觀（尤其是山體，通過調(diào)節(jié)視角可以從360度全方位地看立體真實(shí)效果），
圖7 立體效果的體
在有矩形輪廓框的地區(qū)可以看到很多的景觀細(xì)節(jié)，10米*10米的地表景觀可以清晰而辨。學(xué)生學(xué)習(xí)地理的興趣自然就更濃了。
圖8 某水電站之一 圖9 某水電站之二
[板書]二、方向
在三種不同地圖（普通地圖、指向標(biāo)地圖和經(jīng)緯網(wǎng)地圖）上辨別方向，是本課的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。教師讓學(xué)生自由選擇從哪一種地圖開始。由于篇幅有限，與GE使用不相關(guān)的細(xì)節(jié)省略
[板書]1.普通地圖（既無指向標(biāo)，也無經(jīng)緯網(wǎng)的地圖）——“上北下南，左西右東”
2.指向標(biāo)地圖——指向標(biāo)確定方向
3.經(jīng)緯網(wǎng)地圖——經(jīng)線指示南北方向，緯線指示東西方向
經(jīng)緯網(wǎng)地圖上辨別方向的依據(jù)是：“經(jīng)線指示南北方向，緯線指示東西方向”。傳統(tǒng)方式多是運(yùn)用小黑板繪圖，或者制作多媒體課件時(shí)插入繪制好的圖片，但是GE提供了很多的直觀便利與清晰靈活。（圖10至）
在GE上顯示經(jīng)緯網(wǎng)，在經(jīng)緯網(wǎng)上可以精確地確定地點(diǎn)的經(jīng)度與緯度。
圖10 任意給出的三個(gè)地點(diǎn)，很難判斷方向關(guān)系，
如果簡單地從“上北下南左西右東”來進(jìn)行判斷則完全錯(cuò)了。
上圖中的三個(gè)地點(diǎn)，如果要說出彼此的相對(duì)位置關(guān)系，似乎很是困難，至少不夠準(zhǔn)確，然而加入經(jīng)緯網(wǎng)，同時(shí)知道了每一個(gè)點(diǎn)具體的經(jīng)度和緯度（這些經(jīng)度和緯度是教師事先加入的，這就是GE的一個(gè)優(yōu)勢——個(gè)性化的地點(diǎn)確定）以后，A、B和C的位置關(guān)系就一目了然了。
圖11 利用經(jīng)緯度精確地確定地理位置，自由選擇地點(diǎn)的基本屬性與外顯內(nèi)容
教師有意將AB兩點(diǎn)的經(jīng)度都確定為西經(jīng)170度，而BC兩點(diǎn)的緯度都確定為北緯40度。這樣，就可以讓學(xué)生對(duì)經(jīng)緯網(wǎng)地圖有了更加清晰的認(rèn)識(shí)。
變式訓(xùn)練，簡單而靈活。
圖12 北極附近，用經(jīng)緯網(wǎng)確定地點(diǎn)D、E、F之間的相對(duì)位置
當(dāng)然，地點(diǎn)的選擇未必都在海洋上，可以在地球任何一個(gè)角落，點(diǎn)與點(diǎn)的位置關(guān)系也未必都是正北或者正東，可以出現(xiàn)很多的變化。
不少學(xué)生對(duì)普通地圖中的“上北下南，左西右東”印象過于深刻，以至于經(jīng)緯網(wǎng)地圖中的方向判斷會(huì)受到它的影響。過去需要通過反復(fù)強(qiáng)調(diào)“經(jīng)線指示南北，緯線指示東西”來加以糾正，現(xiàn)在有了GE，則可以通過直觀操作，來讓學(xué)生明白，看上去A點(diǎn)位于B點(diǎn)的左上方，實(shí)際上只要換個(gè)角度，就可以發(fā)現(xiàn)，A和B位于同一條經(jīng)線上，A與B的位置關(guān)系只可能是南與北的關(guān)系。（如下圖）
圖13 A點(diǎn)看上去在B點(diǎn)的左上方 |
圖14 調(diào)整角度，看出A點(diǎn)位于B點(diǎn)“正上方”——正北方向 |
教師還根據(jù)課時(shí)的具體情況，在網(wǎng)絡(luò)教室里，安排每一個(gè)學(xué)生用GE給大家出題目，讓教師和其他同學(xué)來回答他的關(guān)于經(jīng)緯網(wǎng)上辨別方向的問題。學(xué)生地理學(xué)習(xí)的自主、合作與創(chuàng)新就自然而然的強(qiáng)烈的體現(xiàn)出來了。
總之，Google Earth的運(yùn)用，使得本課重點(diǎn)有效地突出、難點(diǎn)有效地化解、預(yù)設(shè)完全達(dá)成，而且動(dòng)態(tài)生成很多的可以繼續(xù)利用的課程資源。傳統(tǒng)教具（地球儀、板書、教科書等）與現(xiàn)代科技（多媒體展示、網(wǎng)絡(luò)教室、瑞博網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、Google Earth等軟件）的有機(jī)結(jié)合，教師細(xì)致分層講解和學(xué)生自主合作學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，使得三維目標(biāo)有效達(dá)成，使得學(xué)生地理學(xué)習(xí)成為創(chuàng)新的“沃土”，從而更好地促進(jìn)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。
[1]本人在國家級(jí)核心期刊《地理教學(xué)》2006年第6期上發(fā)表的《Google Earth在經(jīng)緯網(wǎng)教學(xué)中的運(yùn)用》一文中，對(duì)該軟件的基本功能及與教學(xué)的緊密聯(lián)系有了一個(gè)相對(duì)完整的闡述。此處不再贅述。
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