运用图新地球软件开展地理课堂教学设计与实践

【摘要】本文结合图新地球软件的功能和特点，以“地形对聚落及交通分布的影响”为例，论述在地理课堂教学中利用图新地球进行高中地理问题式课堂教学设计：课前让学生熟悉图新地球，明确学习目标和任务；课中导入新闻视频创设情境，让学生以小组合作形式提出问题，并利用图新地球合作解决问题；课后梳理总结，巩固所学知识，有助于落实学生地理学科核心素养的培养。

【关键词】问题式教学 图新地球 地形对聚落及交通线路分布的影响 教学设计

【中图分类号】G63 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2023）11-0137-04

随着信息技术的发展，图新地球软件在高中地理教学中的应用已较为广泛。相较于常见的地图软件，图新地球可以让学生产生身临其境之感，学生在真实的情境中通过模拟操作感受地形的变化，可以进行场景时间和空间的调节，并将立体地形转化成平面地图，激起地理学习的兴趣。《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）在教学实施建议中指出要重视问题式教学。随着高考改革的不断推进，新高考由单纯的考试评价向立德树人和素质教育转变，由传统的“知识立意”“能力立意”评价转变为“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”综合评价。在这一现实背景下，教师在地理教学中不能只是简单地灌输地理知识，而是建立起丰富的学习探究情境和生活实际情境，精心创设新颖的问题，以提升学生的地理学科核心素养。本文笔者结合图新地球的功能和特点，利用图新地球软件对“地形对聚落及交通分布的影响”这节课进行地理课堂教学设计与实践。

一、图新地球软件简介

图新地球（LocaSpaceViewer，简称LSV）是中科图新科技有限公司开发的一款三维数字地球软件。该软件具有较多的功能和特点，集成多种在线地图资源，包括地形图、地质图、海图、历史图、气象图、卫星图（如内置百度和高德地图等）、卫星影像（如天地图）等，可以用于辅助教师进行地理教学。

一是三维展示功能。图新地球软件把卫星照片、航空照相和0G IS布置在一个地球的三维模型上。因此，使用者可以查看卫星图像、地图、地形，甚至3D建筑物，探索全球数百个城市和地区，可以通过缩放功能进行全方位深入探索，还可以登上峡谷顶峰，潜入峡谷深渊，感受断块山的险峻，观察各种地貌的差异，实现足不出户游览整个地球的愿望。二是时间推移功能。使用者可以通过图新地球内置的影像时间轴，观察1984至2016年的地表变化，通过观察全球各地的历史影像，探索不断变化的海岸线形状，跟踪特大城市的发展情况，追踪森林砍伐现状，感受冰川的消融变化等。将图新地球软件运用于地理课堂教学，教师可以利用图新地球通过气象图（包括气温、气压、风向卫星云图等）进行实时天气监测，直观地观察地球的现状和未来发展，有利于开展地理教学，培养学生的人地协调观等地理学科核心素养。三是飞行游览功能。图新地球软件有着强大的飞行动画功能，使用者可以进行沿线飞行、视点飞行和绕中心点飞行等。飞行时，可以选择在任一地点进行起飞，飞行中的画面比较接近真实的开飞机场景，使用者在飞行过程中不仅可以调节速度，还可以调整海拔高度。学生利用图新地球软件的飞行游览功能，可以俯视地表的状况，观察各个地区的差异，有利于培养学生的地理实践力。四是记录功能。图新地球还有强大的记录功能，使用者可以在图新地球中标注一些关键地点，并在这些关键地点上添加照片和视频，或者直接在地图上绘制线条和形状，导入地形数据，增添丰富的背景信息；在打开游览功能时，可以按下录制按钮添加背景音乐。这些信息和数据都可以进行即时保存，便于教师开展地理课堂教学。

图新地球软件的运用可以让学生在操作过程中调动视觉和听觉器官，全身心投入情境中感受区域的变化，激发学习兴趣，促进教学深入开展。图新地球本身是地图软件，教师在高中地理教学中如果使用得当，可以让学生在与软件交互的过程中直接感受中国地形，说出中国地形对交通线路分布的影响，分析地形对聚落的影响，真正理解自然条件对人类活动的影响，落实地理学科核心素養的培养。

二、教材分析及教学目标

（一）教材分析

本节课教学内容选自湘教版高中地理必修一第四章《自然环境对人类活动的影响》第一节《地形对聚落及交通线路分布的影响》，教材分析了自然条件对人类活动的影响，地形是自然环境对人类影响最重要的因素等。本节内容主要分为两个部分，其一是地形对聚落分布的影响；其二是地形对交通线路分布的影响，主要是地形对交通线路的密度、布局、形态的影响。

（二）教学目标

《课程标准》提出本节课的课标要求为“举例说明地表形态对聚落及交通线路分布的影响”。因此，本节课采用案例教学法创设“一起去拉萨”的探究情境，引导学生通过合作学习、探究学习，构建地表形态对聚落和交通线路分布的影响，以激发学生的学习兴趣，让学生逐步掌握案例，剖析这种重要的地理学习方法，从而建立起自然环境对人类生产活动产生影响的观念。结合教材及学情，本节课教学目标为：

1.区域认知：说出中国地形特征，概括北京和拉萨的地形特征；

2.综合思维：分析北京地形对其他要素的影响，进而导致其他要素也成为聚落分布的有利条件，使学生培养自然地理环境要素是相互作用、相互影响的综合思维；

3.地理实践力：通过对比分析北京和拉萨聚落的不同，增强学生的探究意识和科学精神；

4.人地协调观：通过案例分析，形成“自然环境是人类赖以生存和发展的基础”的地理观念，使学生初步形成人地协调观。

三、教学过程

（一）课前准备

由于图新地球软件包含地理信息多，为保证课堂教学效率，教师需要先根据本节课的内容设计好观察的地点，如北京、拉萨等，并添加相应的图片进行保存，方便学生在使用图新地球时快速找到相应的区域，完成相应的任务。接着，在图新地球上对中国地形进行标注和分层设色，以便学生在课堂上使用图新地球进行更直观的观察，快速找到中国地形并感受其特点。最后，借助global mapper制作等高线，导入图新地球并保存相应的数据，以便学生在真实的地形图和平面地形图进行图形转化。

教师在上课前将全班学生分成4人学习小组，各小组利用电脑下载图新地球软件。教师对学生进行简要的软件使用培训，针对不同的学生进行分层指导，让学生掌握解决问题的途径和方法，然后提出课上的学习要求，并把导学案发给学生，让学生明确本节课的学习目标和学习任务。

【设计意图】教师在课前对中国地形图进行分层设色，刺激学生的视觉感官，让学生迅速感知中国地形特点。教师以两个地形差异较大且学生较为熟知的典型区域，建立设问框架，提高课堂效率。学生通过操作图新地球软件进行大小空间尺度转换，利用直观影像及等高地形图对比分析地形对人类活动的影响，既促使学生使用软件挖掘更多有用的地理信息用于分析问题，提高学生的地理信息素养，又可以拓展学生的地理思维深度和广度。

（二）课中环节

1.导入新闻视频创设情境

本节内容主要分为两个部分：一是地形对聚落分布的影响，二是地形对交通线路分布的影响，主要是地形对交通线路密度、布局、形态的影响。教师采用案例问题教学为学生创设“一起去拉萨”的探究情境，让学生通过合作学习、探究学习构建地表形态对聚落和交通线路分布的影响。

为了调动学生的学习积极性、主动性，激发学生的学习探究兴趣，教师出示热点新闻视频《青藏线列车乘客下车擦窗：为了把美景看得更清楚》。视频材料提到青海西宁，青藏线列车由于沿途风景极美，不少乘客主动下车擦拭车窗，以便把美景看得更清楚。教师在课上给学生播放新闻视频，让学生通过视频观赏西藏的美丽景色，将学生带入西藏美景情境当中。这样设置教学情境，有利于激发学生去西藏游玩的兴趣，进而顺利进入本节课的学习中。

【设计意图】创设“一起去拉萨”的探究情境，既可以促使学生快速进入课堂，又可以让学生结合具体的时空情境进行分析，从中获取有效信息，掌握地理学习的方法，提升学生的地理学科核心素养。

2.结合情境提出问题

学生进入问题情境明确了本节课的学习任务，教师接着设计三个导学任务。

任务一：

学生利用图新地球软件观察中国地形，完成以下填空。

（1）我国地形类型多种多样，山区面积广大。地势西_______东_______，大致呈_______级阶梯。

（2）我国东部地形以______________为主，城市数量_______，铁路线_______。西部地形以_______为主，城市数量_______，铁路线 _______。

任务二：

学生利用图新地球软件沿途游览北京和拉萨两个城市的交通线路，分析不同地形对交通线路密度、形态、工程造价的影响（如表1所示）。

任务三：

本节课的教学难点是不同地形对聚落分布的影响，为了更好地开展教学，教师以北京和拉萨为例出示如下材料，设置有难度梯度的问题。

北京位于华北平原北部，背靠燕山，毗邻天津市和河北省。北京西部为西山属太行山脉，北部和东北部为军都山属燕山山脉。北京北部、西部因高山地形，导致城区布局在东部和南部比较平坦开阔的地带。北京的气候为温带季风气候，夏季吹东南风（来自海洋的暖湿气流），冬季吹西北风（来自陆地的干燥气流）。

西藏自治区首府拉萨市位于青藏高原中南部，是一座具有1 300多年历史的高原古城，有“世界屋脊”之称，是西南边陲的重镇，历来是西藏全区政治、经济、文化的中心和交通枢纽。拉萨市北依佩乌兹山和拉鲁湿地保护区，南临拉萨河，特殊的河谷地形塑造了东西狭长的城市形态，是典型的河谷型城市。

借助图新地球软件，结合图文材料信息，回答下列问题：

（1）对比北京和拉萨的地形特点。（提示：北京和拉萨分别位于我国哪个地形区？地势状况如何？）

（2）分析北京地形对气候、河流流向的影响，并探讨这些因素对聚落分布的影响。

（3）概括拉萨所处地形区最突出的气候特点，指出聚落分布的特點，并说明其原因。

（4）对比北京市城区和拉萨市城区城市空间形态的差异，并说明形成原因。

【设计意图】教师设计三个导学任务，先分析中国地形特点，再对比分析北京和拉萨地形，空间尺度由大到小，有利于培养学生的区域认知。导学任务由看图填空到开放性问题，问题由浅入深且贯穿整个地理情境，既能激发学生的学习兴趣，又可以培养学生的地理思维能力。

3.小组合作解决问题

解决任务一：在地理课堂教学中，一些重点知识较为抽象，往往是学生知识理解过程中过不去的“坎儿”，教师虽然用不同手段从不同角度进行讲解，但学生还是很难理解。在本节课“地形对交通线路分布的影响”教学中，如果教师只是单纯地讲解，学生很难结合立体空间想象交通线路的形态和变化。这时若充分利用信息技术的模拟性、直观性特点，学生带着任务借助图新地球软件观察我国地形图，既能降低理解难度，又能增强教学的趣味性，达到事半功倍的教学效果。

解决任务二：学生沿途“游览”北京和拉萨两个城市的交通线路，分析不同地形对交通线路密度、形态、工程造价的影响。学生通过观察讨论得出结论，可以激发学习积极性，提高思辨能力。

解决任务三：教师在图新地球上叠加等高线地形图，让学生感受其差异。学生可以利用教师搭建的开放式教学平台，利用图新地球观察北京和拉萨的位置、地形，分析自然条件特别是地形对聚落分布的影响，再根据两座城市的空间形态分析来巩固这个知识点。

【设计意图】学生以小组合作的方式使用图新地球软件，可以培养他们获取信息和分析材料的能力。学生利用图新地球软件感知北京和拉萨所处大尺度的环境特征，找出聚落分布的特点和原因，再和小组成员讨论、剖析和归纳，进一步认识地形对气候、河流、农业的影响，形成地理整体性思维。最后，自然而然地认识人类活动总是选择生产生活便利的地区，理解地形在聚落的形成和发展中的突出作用。学生的综合思维、区域认知、人地协调观等地理学科核心素养得到有效培养。同时，学生在活动探究中体验到成功的喜悦，进而培养质疑、合作探究的精神，充分发挥主体作用。

（三）课后梳理总结

教師利用课后几分钟时间创设更为真实的情境，与本节课的活动主题相呼应，让学生运用图新地球软件在线上自主参观和游览布达拉宫，从中感受布达拉宫的雄伟气势。学生拿着答案卡出示自己所选择的答案，教师可以检验学生所学知识程度，并进行评价，及时反馈，提醒学生更加重视练习，提高课堂参与度。教师在教学本节课的知识内容后，引导学生进行课堂练习，借助plickers对学生课堂作业的答题卡扫一扫，就可以及时掌握学生的答题情况（如图1所示），发现学生进行练习巩固过程中存在的问题，并根据答题情况进行有针对性的讲解，以便查缺补漏。

【设计意图】课堂小结环节强调自然环境是人类赖以生存和发展的基础，学生明白人类社会想要更好地发展必须尊重自然规律，协调好人类活动与自然环境之间的关系，让学生初步形成人地协调观。

四、反思与建议

结合本次课例设计可知，教师在利用图新地球软件进行教学时，应当提前熟悉操作该软件，对图新地球软件中的地理信息进行加工设计。但在使用该软件的过程中，如何把中国地形勾勒出来并进行分层设色，如何做出某个区域的等高线地形数据等，这些都需要教师通过不断学习来解决。教师在课堂上使用图新地球等软件时，还可能出现硬件设施不完善或网络问题，使得课堂出现卡顿的现象，为了让信息技术与地理学科教学完美融合，教师需要有较高的信息能力和教学能力，不断更新与地理相关的信息技术和学科知识。

对学生来说，刚开始接触和学习使用图新地球软件时，纷纷感觉陌生、难以操作，无法从中获取有效信息。对此，教师需要在课前对学生进行培训，让学生学会使用图新地球软件。另外，由于是新鲜事物，图新地球软件的运用可以激发学生的兴趣和好奇心，如采用飞行模式可以观察拉萨的地形等，学生纷纷感叹软件功能强大，实现良好的课堂教学效果。而学生在熟练使用软件后，可能会沉迷操作而偏离课堂学习，导致课堂任务完成效果不佳。因此，在使用该软件前，教师要告诉学生学习目标和任务要求，避免出现沉迷操作软件、偏离课堂学习而影响学习的情况。

总之，图新地球软件有着丰富的在线地图资源、三维展示功能、时间推移功能和飞行浏览功能等，可以在高中地理教学中进行广泛应用。运用图新地球软件较好地解决了高中地理教学简单灌输地理知识的问题，提高了学生解决问题的能力和巩固知识的思维能力，有效培养了学生的地理学科核心素养。

注：本文系广西教育科学规划2021年度课题“核心素养导向下信息技术与高中地理教学深度融合的实践研究”（2021C490）的研究成果。

作者简介：农玉珍（1992— ），广西崇左人，研究生（在读），一级教师，主要研究方向为高中地理教学。

（责编 杨 春）