数字星球系统在中学地理教学中的应用

文戎 鑫

(戎鑫，硕士，一级教师，北京市第二中学通州分校，101117)

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》指出：信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视……应充分利用现代信息技术，丰富教学内容和形式促进课堂学习，为学生个性化学习和自主学习创造条件。

数字星球系统(全称“多媒体球幕投影演示仪”)是一种能够实现三维立体动态展示的先进的教学仪器，其通过球形投影技术和软件技术的结合，能够立体、动态、直观地显示各种地理、天文等学科知识，并能够模拟各种地理现象以及星体、天体的运动过程。

数字星球系统已被列入《中学地理专用教室装备规范》和全国教育科学“十一五”规划教育部重点课题，绝大多数省市教育装备部门也已经将它列入了当地装备标准和目录。我校现已配备了地理专业教室并引进数字星球系统，以下是笔者在中学地理教学中应用数字星球系统的几点体会。

一、数字星球系统立体动态呈现知识内容，有利于吸引学生注意力

数字星球系统是一个软硬件相结合的系统，由软件来控制硬件系统的呈现内容。Storyteller是数字星球系统中的核心软件控制平台，它是一个开放互动的平台，其主要功能是把静态图像或者动画立体展示在数字星球系统的球形屏幕上，教师可以利用Storyteller控制平台自主控制动画的播放速度，控制图像或动画围绕不同的经度和纬度以不同的速度进行旋转。

图1 Storyteller控制平台

数字星球系统能够快速地将不同目录下的资源呈现在球形屏幕(如图2所示)上，地理专业教室内置天文演示穹顶(如图3所示)，演示更灵活、内容更丰富、效果更逼真。既可以进行球形屏幕的教学，又可以摘下球形屏幕进行普通投影屏幕的教学。

图2 球形屏幕

图3 天文穹顶

教师只要设置好学生所在位置的经纬度，就可以让图像中的某一部位自动转向学生所在方向，也可以按照不同方向、不同速度进行图像旋转，方便学生看图。同时，这种数字化的地理教学方式与传统教具有机结合，将更加有效地烘托学习氛围、创设教学情景，更有利于教师教学活动的开展和学生学习效率的提高，从而达到最佳教学效果。

例如，在初中或高中地理开学第一课的教学中，可以用天文穹顶展示四季星空图、星座、宇宙环境等天文景观，浩瀚的宇宙，神秘的影像，配合上音效，一下子就把学生们的注意力吸引到课堂之中。对于一些男孩子来说，可以让他们对地理课的兴趣一直保持到这个学期的期末。

再如，在人教版高中地理必修一第五章第二节《自然地理环境的差异性》的教学中，以往都是用平面地图显示自然带，现在把数字星球系统引入课堂，陆地自然带是以球面的形式呈现在学生眼前，更加接近真实的世界。

在课堂中间的环节使用数字星球系统，可以集中学生的注意力，再次掀起课堂教学活动的小高潮。在人教版高中地理必修一第二章第四节《全球气候变化》的教学中，利用数字星球系统显示海平面上升淹没沿海低地的动态图，能够给学生很强的震撼感，在潜移默化中培养了学生的情感、态度和价值观，在他们心里播下人地协调的种子。

二、数字星球系统丰富了教学资源和手段，有利于突破教学难点

在教学中，教师可以将本地资源上传到数字星球系统中，将PPT资源与数字星球系统中的资源进行绑定，使教师的教学资源更加丰富，教学手段更加多样，教学方式更加灵活。教师可以根据教学需要，将各个知识点的球面图像和动画随意插入到PPT课件的任何位置，轻松开发自己的课程，并实现与数字星球系统的完全交互、融合。

例如，教师只要将自己教学所需要的资源与图文材料添加到目录C：Program FilesGlobal ImaginationStory中就可以了，很好地体现了数字星球系统的开放性。再打开任意PPT，会出现数字星球按钮区(如图4所示)。根据PPT知识点内容，在目录中选择相对应的球面动画，点击“设置动画”，则自动在备注栏生成一组命令，完成关联。

图4

数字星球系统更加接近真实的地球，实现了从平面到立体、由静态变为动态的跨越，有利于突破地理教学中的难点，加强学生对地理知识的理解和掌握。

对于地理教学中的一些难点，比如地球运动部分，由于一些学生的空间感较差，不能在脑海中正确形成地球运动的场景。而数字星球系统就可以准确地呈现地球运动过程，直观地反映地理现象，使教学难点得到了突破，同时培养了学生的空间感，这对今后数学立体几何，尤其是球体的教学也有很好的帮助。教师只需要在Storyteller控制窗口中选择“地球自转”“冬至日昼夜分布” “春分日昼夜分布”等数字星球资源，同时配合利用快捷操作工具条(如图5所示)中的命令，如播放动画、停止动画、顺时针旋转、逆时针旋转、加速旋转、减速旋转、停止旋转、转向北极、转向南极、复原，尤其是转向北极和转向南极的命令，在观察极昼和极夜现象时非常直观。

图5

再如，学习《地球自转的地理意义》中的晨昏线与时区时，运用数字星球系统可以让学生观察到地球上任意地点的昼夜状况与时区(如图6所示)，结合教材中的平面图，更好地体会与领悟平面图与立体图之间的联系。

图6

在人教版高中地理必修一第二章第二节《气压带和风带》的教学中，在Storyteller控制窗口中选择“气压带风带的分布”“气候带随太阳移动”等数字星球资源，配合课本中的平面图或挂图，很好地体现了平面与立体的转换、静态与动态的转换。

在第三章第二节《大规模的海水运动》的教学中，在Storyteller控制窗口中选择“洋流运动”等数字星球资源，全球和任意海区的洋流分布及运动状况都可以呈现在学生眼前。

在人教版初中地理七年级上册第二章《板块运动》的教学中，在Storyteller控制窗口中选择“板块分布”“地震带”“活火山”“板块运动”等数字星球资源，可以用数字星球系统动态、立体地呈现相关知识，实现了现代技术与中学地理课堂的充分融合。

图7

三、数字星球系统激发学生的学习兴趣，有利于开展第二课堂

数字星球系统能够在教学中突破传统教学模式，使教学形成更加丰富与生动，在保证完成国家课程实验的基础上，兼顾校本课程的需求。有人形象地说，数字星球系统是一个可以移动的地理专用教室，是一座包罗万象的天文和地理科技馆，还是一个学校开展素质教育、拓展教育和科普教育的综合教育基地。数字星球系统有利于开展地理学科的第二课堂，激发学生学习兴趣。

在课堂教学之外，教师可以组织形式多样的课外兴趣活动小组，利用数字星球系统积极开展生动有趣的课外活动，为爱好天文的学生提供学习条件。数字星球系统引入地理课堂之后，我校学生对于天文地理的兴趣得到了极大的激发，越来越多的学生开始关注宇宙星空。数字星球系统使枯燥、难懂的知识立体、鲜活起来，给学生带来直观、震撼的感受，学生在愉快的氛围中学到了知识，不仅提高了学习效率，同时激发了他们的地理学习热情。数字星球系统不仅可以作为地球的模型，同时可以作为恒星太阳、地球的天然卫星—月球以及金星等其他八大行星的模型，实现一球融多球，使教学资源最大化。

图8

另外，数字星球系统还为教师提供了一系列与中小学教材相配套的课程资源，包括：对应小学科学、初中地理、高中地理三个学段与新课标相配套的课程资源、专题资源以及课外拓展资源，很好地体现了小、初、高的知识衔接问题。

四、结束语

数字星球系统更适应数字化教学要求，实现了信息技术与中学地理教学的充分整合，能再现地理现象和地理过程，凸显地理规律和地理原理。从平面到立体多角度转换，整合各种信息媒体传播设备和资源，配合声音、图像、动画、视频等多媒体信息，具有强烈的视觉冲击力和感染力，营造学科氛围，形成良好的育人环境，能够充分激发学生的学习兴趣，对于提高学生学习能力、提高教师教学实效性很有帮助。数字星球系统创设体验科学探究过程、培养创新能力的教学环境，更符合新课标的要求，更加适应未来教学的需要。