基于CAIS下的嵌入式“微件”在中学地理教学中的应用探究

陆光明

摘要：本文原创性地提出中学地理计算机辅助教学系统（CAIS）的构建思路，并在此基础上明晰“地理微件”的概念，初步探究分析“地理微件”在课堂教学中的应用。

关键词：CAIS；微件；课堂教学；应用

一、中学地理计算机辅助教学系统

1.CAIS主体框架构建

计算机辅助教学系统（Computer Aided Instruction System，简称CAIS）是一个系统性工程，它具有通用性、灵活性、整体性和可扩展性。同时，在完成不同教学目标时，它还具备教学过程的差异性和可选性，因而，CAIS不再是单一的课件，它的优势体现在突破教学的重难点知识、发挥计算机多媒体技术的“集合式”教学效用，对于强化学生训练，消除教学薄弱环节，有着难以替代的作用。

本系统的所有资源均通过以下各主要功能模块调出（如图1），均支持鼠标和快捷键操作。各功能模块所汇集的资源具有优质、新颖的特点，同时也具有不断更新和模块拓展的功能。在整个教学过程中，无论需要使用哪个环节的教学资源，只需轻点鼠标或敲击快捷键即可直达目标并且对主舞台区的资源进行自由缩放，这也充分体现本系统在教学过程中的灵活性和易用性。

2.云策略的应用模式

云计算概念先是由Google提出，当前由云计算概念延伸和发展出来的应用非常多。云计算的应用包含这样一种思想：把分散的力量联合起来，及时准确地响应每一个成员的需求。云计算的核心思想是将大量用网络连接的计算资源进行统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户提供按需服务。笔者据此提出中学地理CAIS的开发与应用研究的云策略：以云盘平台作为云端数据管理平台，通过云盘平台实现开发端与终端互动交流和资源共享，并且将之形成一种有效运行机制，激励更多人员参与进来，不断完善CAIS系统优化与数据更新的云计算策略。其应用模式如图2所示。

二、部分“微件”教学应用案例

地理微件是指在教学过程中需要运用的典型图表、难点的动画演示或者微视频、微课程等短小精悍的各种地理教学资源。微件功能模块是高中地理CAIS中的主要功能模块，虽然它不是课堂的主角，但是适当地调用可以点亮课堂教学。微件可以创设适宜的教学情景，强调以学生为主体，通过自主学习、生生互动和师生互动等环节共同完成课堂教学的“创作过程”。微件对提高学生获取信息的能力和参与课堂学习的积极性有重要的引导意义；对教学难点的简化演示有点睛的妙用；对学生的情感教育有着充分体现。微件不是课堂的主体，但它往往是构成完整课堂不可或缺的组成部分。

微件的来源主要有两方面：一是根据教学需求，自己制作；二是网络搜集，但下载的资源不一定适合，它与教学定位可能有差距，这就需要进行改编，现例谈部分微件在地理教学中的应用。

微件一：地球公转的地理意义

1.制作动因

在网络上会发现很多关于地球公转的动画演示，但是多数情况要对其进行改编或重新制作才更加符合教学需求，或者取其素材，或者领悟其思维为己用。图3是经过改编后的地球公转全景动画演示影片截图。主要有两大改动：一是操控上的便捷性和精确性，如通过“播放”、“暂停”按钮（快捷键为字母P）可以同时控制六个不同视角的地球公转特征，单击左边按钮可以单独放大相应的动画演示，单击右边按钮可以迅速控制动画定位到对应的节气。二是全方位多视角的观察地球公转时的各种状态，并且保持运动的同步性。如图3A主要展示地球公转轨道示意，图3B立体透视地球公转时太阳直射点移动，图3C平面展示太阳直射点规律，图3D侧视角演示昼夜长短和正午太阳高度变化规律，图3E立体透视跟随太阳直射点移动地球昼夜长短变化规律，图3F俯视角并列演示地球两极的晨昏线变化。

2.应用策略

由于以上微件在制作时体现了多視角和便捷的操控性，所以教师在课堂教学中应根据学情灵活调整教学方式，可以师生互动，针对难点充分演示，也可以让学生上台通过自主操作完成解惑等。同时，教师也可以通过QQ群提供微件下载与交流，以便学生更加灵活地学习。通过微件可以拉近师生距离，激发学生地理学习兴趣，引导师生共同学习交流和互动合作。

微件二：气压带风带对气候的影响

1.制作过程

（1）需求分析。制作这一微件的教学需求是让学生能够直接观察到在全球气候分布图上再叠加气压带、风带移动的动态画面，通过不同角度的动画演示，学生很容易理解气压带、风带的移动会对哪些气候产生较大影响，这样在实际教学过程中便能轻松达到预期目标。

（2）微件设计。此微件流程设计主体为：一是全球气候分布图，在分布图里有各种气候带分布的动画显示按钮，可以独立操作各种气候的分布位置；二是全球气压带、风带的移动规律动态影片，充分展示出全球气压带和风带随着太阳直射点的移动而做相应的有规律的移动。

（3）搜集素材。包括各种图片、文字或其它动画演示片段等。

（4）初步制作。首先安排两个主体影片的布局与层次关系，然后将气压带、风带移动规律影片放置在全球气候分布影片上层，并设置影片Alpha的值为50%，还要注意各种颜色的搭配和层次感，调整各种影片的控制按钮，并形成统一风格。根据设计要求不断修改完善微件的功能模块，最后完成影片测试并生成完整微件。

2.应用策略

图3和图4是难点演示类的交互动画微件，它们共同的特点是便捷交互性，可以直观形象地演示地理学科的部分难点，起化繁为简的妙用。应用策略可以参照图3的策略。

微件三：人类与环境关系演示图

1.制作动因

在人类与环境关系的相关教学活动中，学生对环境问题产生的原因理解不够透彻或不太全面，通过适当的感性认识可引导学生更好地观察和总结。

2.应用策略

本教学活动可以分组进行，教师分段演示，同时根据各小组讨论情况进行点拨提示等。先演示图5A，通过背景切换和小圆左边动画箭头启发学生理解人类通过生产方式与环境产生的联系；后演示图5B，通过背景切换和小圆右边动画箭头启发学生理解人类通过消费方式与环境产生的联系；再演示图5C，通过背景切换和小圆上边动画箭头启发学生理解人类如何科学合理地处理好生产、消费与环境的关系（形成良性循环），从而达到可持续发展的目的；最后演示图5D，通过背景切换和小圆下边动画箭头启发学生理解人类如果不能科学合理地处理好生产、消费与环境的关系（形成恶性循环），进而会导致各种环境问题的出现。

教师在演示各个教学环节中可以通过小组讨论、师生互动、个别或集体提问等多种方式实施教学。