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四川师范人学硕上学位论文 w o r l dw i n d 在中学地理教学中的应用研究 教育技术学专业 研究生李琼指导教师黄堂红 随着时代的发展，社会的进步与人口、资源、环境密切相关。地理课是 中学各学科中唯一以人类可持续发展、人类赖以生存发展的地理环境，以及人 类与环境关系为基本内容的学科。地理教育肩负着使受教育者形成正确的资源 观、人口观、环境观和可持续发展等观念的重任。地理教育必须响应信息时代 的号召，以新的思维、新的视野，进行改革创新。让学生学习对生活有用的地 理，学习对终身发展有用的地理，是信息时代地理课程改革的目标。改变地理 学习方式，构建基于现代信息技术的开放式地理课程是地理课程改革的主要手 段。根据改革的需要，选择先进的教学软件与现代教育理念相结合，构建符合 目前中学地理教学特点的学习方式，可以弥补传统地理教学方式中的不足。 w o r l dw i n d 软件是美国航天宇航局开发的地理科普软件，提供通过网络图形化 显示地球的服务。它强大的功能，不仅可以帮助学生拓展视野，培养良好的地 理能力和地理观念，还能提高课堂教学质量，及学生自主学习的能力，对教师 综合素质的提高也大有帮助。因此w o r l dw i n d 在中学地理中的应用实践研究对 提高教学效率、推动地理课程改革的进行有着非常重要的意义。 本文从运用现代教育模式与w o r l d w i n d 软件相结合，辅助中学地理教学的 角度出发，在大量阅读国内外文献和充分调研的基础上，对w o r l dw i n d 在中学 地理教学中的应用进行研究，提出了适合中学地理教学的教学设计方案，并且 根据中学地理教学的特点对w o r l dw i n d 软件进行二次开发，使之更加适合中学 教学的需要。并在成都市盐道街中学初2 0 0 8 级4 班和高2 0 0 8 级6 班实施这 教学方案，从理论与实践两个方面对w o r l dw i n d 在中学地理教学中的应用做了 有益探索。 论文的主要内容如下： 第一章首先介绍了本沦文的选题背景，并阐明了本文的选题意义、主要研 i i 凹川师范大学硕士学位论文 究内容以及研究的方法、手段、方案和主要成果。 第二章从教育理论、教学设计、和现代教学模式三个方面对w o r l dw i n d 在 中学地理教学中的应用进行了相关理论研究。 第三章从学习需要、学习目标、学习者、以及w o r l dw i n d 软件的特点四 个方面对中学地理教学进行分析，针对中学的实际情况，对w o r l dw i n d 在中学 地理教学中的应用进行教学策略和过程设计，以及教学评价设计。 第四章提出具体的w o r l dw i n d 在中学地理教学中的应用实践方案，在进行 相关行动研究的基础上，对研究的过程及结果进行反思总结，得出相关实践结 论。 第五章对本文所做的工作进行全面总结，并对下一步需要开展的相关研究 作了展望。 关键词：地理新课程改革教学设计w o r l dw i n d 1 1 1 四川师范人学硕= 匕学位论文 t h ea p p l i c a t i o na n dr e s e r c ho ft h ew o r l dw i n d i nt h em i d d l es c h o o le d u c a t i o n m g i o r ：e d u c a t i o nt e c h n o l o g y g r a d u a t es t u d e n t ：l iq i o n g s u p e r v i s o r ：h a n g t a n g h o n g w i t ht h ed e v e l o po ft h ee p o c h y , t h ep r o g r e s so ft h es o c i e t yh a v et h ec l o s e r e l a t i o n s h i pw i t ht h ep o p u l a t i o n ，r e s o u r c ea n de n t i r o n m e n t t h eg e o g r a p h yc o u r s ei s t h eo n l yc o u r s ei nm i d d l es c h o o lb a s eo i lt h ec o n 血u ed e v e l o p m e n t ，t h eg e o g r a p h y s u r r o n d i n gw h i c ht h eh u m a nd e p e n do of o rs u r v i v ea n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e h u m a na n dt h ee n v i r o n m e n t i th a st h er e s p o n s i b i l i t yt om a k et h es t u d e n t st of o r mt h e c o r r e c tc o n c e p to fr e s o u r c c ，p o p u l a t i o n ，e n t i r o n m e n t t h eg e o g r a p h ye d u c a t i o nm u s t a n s w e rt h ei n f o r m a t i o n a g e sc a l la n dr e f o r m i nt h en e wt h i n k i n ga n dt h en e w v i s i o n t h es t u d e n t ss t u d yt h eu s e f u lg e o g r a p h yf o rt h e i rl i v i n ga n df o rt h e i re n t i r el i f e i st h et a r g e to ft h eg e o g r a p h yr e f o r m t h em a i nm e a s u r eo ft h eg e o g r a p h yr e f o r mi st o c o n s t r u c tt h eo p e ng e o g r a p h yc o u r s eb a s e do nt h em o d e mi n f o r m a t i o n t e c h e n i c a c c o r d i n gt h en e e d so fr e f o r m ，c h o o s et h ea d v a n c e de d u c a t e s o f t w a r ec o m b i n e t h em o d e me d u c a t ec o n c e p t , c o n s t r a c tt h es t u d ym o d et oa c c o r dw i t ht h em i d d l e s c h o o lg e o g r a p h yf e a t u r ec a nm a k eu pt h ed e f i c i e n c yo ft h et r a d i o n a lg e o g r a p h y t e c h i n gs t y l e t h ep o w e r f u lf u n c t i o no fw o r l d w i n dn o to n l y h e l pt h es t u d e n t st o e x p e n dt h e i rv i e w s ，f o r mt h ew e l lg e o g r a p h yc o m p e t e n e e sa n dt h eg e o g r a p h yc o n c e p t b u ta l s oi m p r o v et h eq u a l i t yo ft h ec l a s st e a c h i n g ，c u l t i v a t es t u d e n t s s e l fs t u d y a b i l i t y i t sa l s oh e l p f u lf u rt h et e a c h e r ss y n t h e s i sd i a t h e s i s s o , w o r l dw i n dh a st h ev e r y i m p o r t a n tm e a n i n go fi m p r o v et h et e a c h i n ge f f i c i e n c ya n dp r o m o t et h eg e o g r a p h y c o u r s er e f o r mt oa p p l yi ti nt h em i d d l es c h o o lg e o g r a p h yt e a c h i n gc o u r s e t h ea r t i c l ec o m b i n et h ew o r l dw i n ds o f t w a r ea n dt h em o d e mt e a c h i n gs t y l e ， s t a n dt h em i d d l es c h o o lg e o g r a p h yt e a c h i n g sp o i n to fv i e wa n db a s i so ft h e a b u n d a n c er e a d i n go ft h ei n t e r n a la n de x t e r n a l a r t i c l e s ，s u f f i c i e n c yr e s e a r c ha n d i n v e s t i g a t i o nt od ot h er e s e a r c ht h ea p p l i c a t i o no f t h ew o r l dw i n di nt h em i d d l es c h o o l 叫川师范= 学硕士学位论文 g e o r a p h ye d u c a t i o n ，b r i n g o u tt h et e a c h i n gd e s i g ns c h e m es i u tt ot h em i d d l e s c h 0 0 1 a n dt h et e a c h i n gs c h e m eh a sa p p l yi nt h ey a n d o n gr o a dm i d d l es c h o o li n c h e n g d u f r o mb o t ht h et h e o r ya n dp r a c t i c ea s p e c t s t h e s e a r t i c l ed ot h e u s e f u l e x p l o r e o f t h e w o r l d w i n d i n t h e m i d d l e s c h o o l t e a c h i n g t h em a i nc o n t e n t so f t h ea r t i c l e ： c h a p t e ro n e ：i n t r o d u c et h eb a c k g r o u n do f t h ea r t i c l ea n dc l a n f yt h em e a n i n go f t h ea r t i c l e ，t h em a i nr e s e a r c hc o n t e n ta n dt h er e s e a r c hm e a s u r e ，s c h e m ea n dt h em a i n t h em a i np r o d u c t i o n c h a p t e rt w o ：f r o mt h et e c h i n gt h e o r y , t e c h i n gd e s i g na n dm o d e mt e c h i n gm o d e l s a s p e c t s ，t h e s ea r t i c l ed ot h et h e o r yr e s e a r c ho ft h ew o r l dw i n di nt h em i d d l es c h o o l g e o g r a p h yt e h c h i n g c h a p t e rt h r e e ：t h ea r t i c l ed ot h et e c h i n gd e s i g no ft h ew o r l dw i n di nt h em i d g e s c h o o lt e c h i n ga p p l i c a t i o nf r o mt h es t u d yn e e d sa n a l y s i s ，l e a r n e ra n a l y s i s , w o r l dw i n d s o f t w a r ef e a t u r ea n a l y s i s ，w o r l dw i n ds o f t w a r ef u n c t i o ni n t r o d u c ea s p c t s c h a p t e rf o u r ：t h ea r t i c l eb r i n go u tt h ec l e a ra p p l i c a t i o ns c h e m eo f t h ew o r l dw i n d i nt h em i d d l es c h o o lt e a c h i n g ，b a s i so ft h ec o r r e l a t i o na c t i o nr e s e a r c h ，s u m m a r i z et h e r e s e a r c hp r o c e s sa n dt h er e s u l t st h ed r a wt h ec o n c l u s i o n c h a p t e rf i v e ：f u l l ys u m m a r i z et h ea r t i c l ea n dg i v et h ef u t u r ep r o s p e c to ft h en e x t c o r r e l a t i o nr e s e a r c h k e yw o r d s ：g e o g r a p h yn e w c o u p er e f o r m t c e h i n gd e s i g n w o r l dw i n d 四川师藏大学坝士学位论文 i j q 川师范大学学位论文独创性及使用授权声明 本人声明：所墨交学位论文，是本人在导师董堂红摆导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明弓 蠲的内容外，本论文不含任何其健 个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人承诺：已提交的学位论文电子舨与论文纸本的内容一致。如因不符而 引起的学术声誉上的损失由本人自负。 本人间意所撰麓学位论文的使用授权遵照学校的管理规定： 学校作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在大学拥 有学位沧文的部分使用权，即：1 ) 已获学位的研究生必须按学校规定提交印刷 叛i 韵电子版学位论文，可以将学位论文的全邦或部分内容编入有关数据瘁进行 检索；2 ) 为教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文 作为资料在图书馆、资料室等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 论文储答名：参赢 加6 荤f 日a j 日 四川师范大学硕上学位论文 第1 章绪论 知识经济时代，我们面临日益激烈的国际竞争和新技术革命的挑战，这种 竞争和挑战，归根到底是教育的竞争。教育是培养人才的事业，它关系到我国 经济振兴、社会发展和现代化建设的成败。但随着时代的发展，社会的进步与 人口，资源，环境等因素密切相关，而这些因素全都和地理学有关。地理课是 中学各学科中唯一以人类可持续发展、人类赖以生存发展的地理环境，以及人 类与环境关系为基本内容的学科。并肩负着使受教育者形成正确的资源观、人 口观、环境观和可持续发展等观念的重任1 1 j 。目前，地理信息更加趋向多样化， 地理科学的发展、地理知识的更新异常迅速，地理教育的主要目标不再是掌握 和占有地理知识，而是培养地理观念和能力，培养地理信息的收集和筛选能力， 自主创新学习、终身学习的能力等。传统的以教师为中心，学生被动接受知识 的教学方式已经不能满足信息时代地理教育的需要。因此，转变地理学习方式， 进行地理课程改革势在必行。 基于“科教兴国”的战略，国务院作出关于基础教育改革与发展的决定， 认为地理新课程的改革是一项系统工程，其中学习方式的转变是其核心内容和 关键。要求转换课程的功能，改变单纯注重知识传授的倾向，倡导积极主动的 学习态度，在获得知识和技能的过程中，学会学习，学会生存，树立正确的价 值观。强调确定现代学习方式，与现代信息技术密切结合，培养学生自主学习 的能力，拓展视野，养成良好的地理能力和地理观念。 现代信息技术与地理学科的整合对地理课程改革具有非凡的意义。结合我 国中学地理的实际情况，运用现代的教育模式与先进的信息技术相结合，创建 适合地理课程学习的认知环境，在教师的引导下：1 、以多媒体和网络为基础的 信息化环境中实施地理教学活动。2 、对课堂教学内容进行信息化处理后成为学 习者的学习资源。3 、利用信息加工工具让学生知识重构口j 。使中学地理教学逐 渐从传统的教学模式中走出来，循序渐进地推动地理课程改革深入进行。 目前，在我国许多有条件的中学也开始运用先进的教学软件辅助教学，如 m a p i n f o 、a v c v i e w 等。结合先进的教学理念，开展一系列联系实际的地理活动， 转变传统的学习方式，让学生在实践活动中自主的学习知识，并取了得一定的 成绩。本文根据四川地区中学的特点，选择了w o r dw i n d 软件辅助地理教学， 叫川师范大学硕f 。学位论文 并对其应用实践效果进行研究。 w o r l d w i n d 是美国国家航空暨太空总署( n a s a ) 创办的开源项目。通过这套 程序的3 d 引擎和地球资源卫星的图像，以及s r t m ( 航天飞机雷达地形图数据 库) 的数据，提供了通过网络图形化显示地球的服务。把这套软件运用到中学 地理教学中，教师可以很方便地查找需要的资料，还可以直接向学生演示3 d 引擎虚拟的场景，培养学生的空间概念，解决了地理教学抽象，不直观的问题。 学生也可通过软件选择自己感兴趣的知识，主动地学习，满足个性化学习的需 要。 把w o r l dw i n d 用于中学地理教学是一个大胆的设想。本文从运用现代教育 模式与w o r l dw i n d 软件相结合，辅助中学地理教学的角度出发，在大量阅读国 内外文献和充分调研的基础上，对w o r l dw i n d 在中学地理教学中的应用进行研 究，提出了适合中学地理教学的教学设计方案。并且根据中学生的自身特点对 w o r l dw i n d 软件进行二次开发，使之更加适合中学教学的需要。这一教学方案 于2 0 0 5 年9 月到1 2 月，在成都市盐道街中学初2 0 0 8 级4 班和高2 0 0 8 级6 班 实施，从理论与实践两个方面对w o r l d w i n d 在中学地理教学中的应用做了有益 探索。 1 1 选题背景 1 1 1 地理新课程改革 当今世界，各国为了应对新世纪更加激烈的国际竞争，面对日益严峻的人 口、资源、环境、自然灾害等全球性问题的挑战，都大力提升地理在基础教育 中的地位，推行国家规模的地理课程改革。改变传统的地理学习方式，培养学 生的地理学习能力，给地理课程改革提出了挑战和有待探索的新课题。关注全 球性问题和我困新世纪所面临的发展问题，建设符合时代要求的地理课程是当 前的迫切任务。信息技术的迅猛发展，全球定位系统、对地观测系统、地理信 息系统的广泛应用，数字地球概念的建立，都为地理课程革新注入了活力。 全面推进素质教育，要求地理课程改革必须转变“学科本位”、“知识中 心”的教育观念，着眼于学生的全面发展和终身发展，结合地理学科的特点， 创设有助于学生自主学习、主动探究地理问题的学习情境叽国务院关于基 四川i 师范人学颂上学位论文 础教育改革与发展的决定中指出，地理课程的改革是一项系统工程，其中学 习方式的转变是其核心内容和关键，并对学习方式重新进行了界定。 f 1 改变地理学习方式 全日制义务教育地理课程标准( 实验稿) 指出：“要根据学生的心理发展 规律，联系实际安排教学内容，引导学生从现实生活的经历与体验出发，激发 学生对地理问题的兴趣，培养地理学习能力，鼓励积极探究，使学生了解地理 知识的功能与价值，形成主动学习的态度。”因此，地理教学应注重对地理问题 的探究，倡导自主学习、合作学习和探究学习，开展地理观测、考察、实验、 调查和地理专题研究等实践活动，激发学生地理学习的积极眭，培养科学精神， 养成科学态度、形成终身学习、独立工作、探索创新的能力和人生规划的能力。 ( 二1 构建开放式的学习方式 全日制义务教育地理课程标准提出：“地理课程要充分重视校外课程资 源的开发利用，形成学校与社会、家庭密切联系，教育资源共享的开放性课程， 从而拓宽学习空间，满足多样化的学习需求。”地理课程的开放性，包括课程内 容的开放性，课程目标的开放性，课程形态的开放性和地理学习的开放性。构 建开放式的地理学习方式，不仅可以拓展学生的地理知识视野，培养学生的创 新意识、探究能力和动手实践、解决实际问题的能力，而且还能促进学生的个 性发展。 仁：) 构建基于现代信息技术的学习方式 全日制义务教育地理课程标准指出：“充分考虑现代信息技术的影响， 为发展学生自主学习意识和能力创造适宜的环境”、“丌发基于现代信息技术的 地理教学信息平台和地理模拟平台，为培养学生自主学习意识和创新能力营造 良好的教学环境。”地理课程标准的这理念，包含了两方面的内容：一方面， 地理教学内容不能及时反映现代信息技术在地理学巾的应用，特别是“3 s ”技 术( 全球定位系统g p s 、遥感技术r s 、地理信息系统g i s ) 在地 理学科领域的融合；另一方面，提倡加强现代信息技术与地理教学的整合，使 教学信息化，教材多媒化，资源全球化，以及隋境虚拟化、学习个】生化、学习 自主化，并使这些优势在地理学习过程中得到充分发挥i 4 j 。 新的学习方式更注重培养学生自主学爿的能力，强调的是与信息技术的紧 四川师范大学硕上学位论文 密结合。因此，运用现代的学习模式，结合适合地理教学的软件及各种地理资 源进行教学，是今后地理教育发展的方向。 1 1 2w o r l dw i n d 软件介绍 地理教学辅助软件的选择，需要满足：资源丰富、准确、查找方便，不仅 能满足教师备课的需要，还能用于学生自主学习等条件。w o r l d w i n d 正是符合 这些条件的一个开源软件。w o r l dw i n d ，又名世界胍，是n a s a ( 美国航天宇 航局) 发布的一个开放源代码的地理科普软件，由n a s a r e s e a r c h 开发，n a s a l e a r n i n g t e c h n o l o g i e s 将其发展。w o r l dw i n d 是一个可视化地球仪，把n a s a 、 u s g s 以及其它w m s 服务商提供的卫星图像通过一个三维的地球模型展现， 近期发布的新版本中还包含了月球和火星的数据。它不仅能查看世界各地天气 实时变化的情况，还能看到各地自然灾害的发生，以及丰富的卫星图片资料和 相关的科学、人文、地理数据等。功能如此强大的免费地理软件，把它结合先 进的教学理论用于中学地理教学中，将对地理教学改革将起到促进作用。下面 就对w o r l dw i n d 软件的主要功能进行详细的介绍： 1 、图象信息浏览器( 1 v m s l 。w m s 又名地图服务器，允许w o r l dw i n d 在线访 问，下载任何w m s 服务器中的资源。由于卫星资源是实时更新的，所以 通过w o r l dw i n d 软件获取的数据不仅全面、丰富、而且非常精确； 2 、3 de n g i n e 虚拟图像功能。卫星图片资料通过w o r l dw i n d 的3 de n g i n e 模拟成三维图像，使景物显得直观、立体，方便用户从各个不同的角度 观察事物； 3 、经纬度( l a t l 加gl i l l e ) 功能。在虚拟的地球模型中动态地显示经纬度， 并能通过经纬度查询地点，有利解决于学生理解经纬度难的问题； 4 、科学图像工作室( s v s ) 。s v s 功能可以在地球模型的局部，模拟气象效 果动画，帮助学生学习各地气候； 5 、快速灾难警 = e ( r a p i df i r em o d i s ) 。可以实时显示世界各地的灾害隋况， 并模拟图像，使学生对灾害有直观的认识； 6 、边界线查看( c o u n t r y s t a t eb o r d e r s ) 。显示全球的行政区； 7 、地名查看( p l a c en a m e s ) 。能够通过地名查看世界各地的城市，美国本 四川师范人学硕：上学位论文 土资料最为全面，中国的要少一些，不过村一级的地名一般都有。每个 地名都有链接，点击链接可查看到关于这一地区的详细资料( 目前只有 英文数据1 ； 8 、人文景点向导仃0 b i o l o g ”。可显示各地区具有代表性的景观； 9 、显示国旗( f l a g s ) 。可显示全球各国的国旗。 1 2 选题意义 把w o r l dw i n d 用于中学地理教学，对于信息时代地理课程改革有如下意 义：1 、有利于提高地理教学效率，引入新的教学理念。由于w o r l dw i n d 信息 丰富、准确，在线搜索资料的形式方便、快捷，不仅可以大大提高教师备课的 效率和质量，而且计算机和网络的使用，使一些先进的教学模式有了实现的可 能，促进了地理教学改革的发展。2 、有利于提高教师自身素质，激发创新意识。 把w o r l dw i n d 用于中学地理教学，首先要求教师对网络知识，计算机知识和 w o r l dw i n d 的使用有一定了解。也就是说，新时代的地理教师不仅要有扎实的 教育理论知识，还得了解先进的教育技术，并能把理论与技术很好结合起来， 设计出适合现阶段中学地理教学的教学方案。这对于地理教师是一个巨大的挑 战，但也是提高教师自身素质，培养创新精神的一个绝好途径。3 、有利于激发 学生学习兴趣，提高学生综合素质。通过w o r l dw i n d ，学生可以看到清晰的卫 星图片，包括地球、月球、火星，加上其3 de n g i n e 虚拟的图像，让学生在课 堂上就可以身临其境的感受到沙漠，绿洲，城市，太空，风暴，火灾等景像。 这将极大地提高学生对学习地理课程的兴趣，迫切想了解大自然的愿望将使他 们更加认真的学习，对天文、地理、网络、计算机知识都会有不小的收获，这 对于提高学生的综合素质有很大帮助。4 、充分利用信息技术，实现学生自主学 习。运用w o r dw i n d 和网络，学生可以选择自己感兴趣的知识进行学习，如 果对学习上有什么不了解的，也可以通过w o r l dw i n d 或网络查找资料，自己 解决。培养了学生积极思考，发现问题并主动解决问题的能力，实现了学生在 信息技术的支持下自主学习【5 j 。 四川师范大学硕上学位论文 1 3 研究的主要内容 基于信息时代背景下的地理课程改革，本文从信息技术与课程整合的角度 出发，选择了对w o r l dw i n d 这样一个开源、免费软件在中学地理教学中的应用 进行研究。在大量阅读教育理论、教学设计等理论知识和充分调研的基础上， 针对中学地理教学的特点，设计出了把w o r l dw i n d 用于中学地理教学的相关教 学设计方案，并用于成都市盐道街中学初中一年级和高中年级学生的地理教 学，从理论与实践两个方面对w o r l dw jn d 在中学地理教学中的应用进行探索。 具体研究内容如下： 1 对现代学习方式进行相关理论研究 2 对w o r l dw i n d 软件的功能进行完善 3 设计与w o r l dw i n d 相结合，适合中学地理教学的教案 4 把教案用于中学教学实践研究 5 采取调查问卷的方式，对实践效果进行分析 1 4 研究的方法、手段及方案 1 研究方法及手段 本文以w o r l dw i n d 软件在中学地理教学中应用为基础，在实践中归纳总 结经验和方法，主要采用文献法、问卷调查法、观察法、实验法、行动研究法、 访谈法、归纳法和演绎法等相结合的研究方法和手段。 2 研究方案 对w o r l dw i n d 在中学地理教学中的应用实践进行教学设计( 包括学习需 要分析，学习者分析，学习目标分析，w o r l dw i n d 软件特点分析，w o r l dw i n d 软件功能介绍，教学策略和过程设计，学习评价设计等) ，提出实施方案( 联系 中学，与地理教师沟通，请教师听课，录制课掌实况，做问卷调查等) ，然后实 施，收集数据，分析实施情况，并总结相关规律。 1 5 研究的主要成果 1 与w o r l dw i n d 软件相结合的中学地理教学设计方案 2 二次开发的w o r dw jn d 软件 四川i 师范大学硕卜学位论文 3 w o r l dw i n d 软件应用于地理教学中的研究成果 7 四川师范大学硕上学位论文 第2 章w o d dw i n d 用于教学的理论研究 2 1 概述 知识经济时代，科学技术日新月异，要适应社会的发展，强调的是创新精 神和实践能力。就中学地理课程而言，传统的接受性学习模式以及侧重于接受 学习的课程体系已经不能满足日益发展的社会对地理学科的要求，信息时代背 景下的地理课程改革势在必行。地理新课程改革标准中提出需构建基于现代信 息技术的学习方式，培养学生自主学习意识和创新能力。把w o r l dw i n d 软件运 用于中学地理教学中，正是基于这一宗旨的大胆尝试。运用w o r l dw i n d 软件的 优势，结合现代教学模式，让学生初步学会获取信息、处理信息、运用信息， 学会探索和求知，学会与人交流、合作和分享。 本章将从信息技术与学科整合的理论基础，教学设计理论，现代教学模式 三个方面对w o r l dw i n d 在中学地理教学中的应用进行相关的理论研究。 2 2 信息技术与学科整合的理论基础 把w o r l dw i n d 用于中学地理教学，是现代信息技术与基础学科的整合的一 种模式。信息技术与课程整合是我国教育改革的方向，关于信息技术与课程整 合概念的表述也有很多种形式，但各种表述都强调：信息技术与课程整合的本 质与内涵是要求在先进的教育思想、理论的指导下，把以计算机及网络为核心 的信息技术作为促进学生自主学习的认知工具与情感激励工具、丰富的教学环 境的创设工具，并将这些工具全面应用到各学科的教学过程中，使各种教学资 源，各个教学要素和教学环节，经过整合、组合、相互融合，在整体优化的基 础上产生聚集效应，从而促进传统教学方式的根本变革，达到培养学生创新精 神与实践能力的目标 6 1 。其中，信息加工学习理论，认知结构学习理论，人本 主义学习理论，建构主义学习理论等先进的教学理论对信息技术与学科整合的 指导意义不容忽视。 2 2 1信息加工学习理论 许爹认知心理学家把认知过程看作是对信息加工的过程，并将人的信息加 工过程分成三个彼此不同但又相互联系的阶段。三个阶段分别代表三种不同形 四川师范人学硕十学位论文 式与不同性质的记忆，即感官记忆、短时记忆和长时记忆。其中，感官记忆是 指个体凭视、听、嗅、味等感觉器官感应到外界刺激时所引起的短暂( 3 秒钟以 n 记忆。感官记忆的特点是时间极其短暂，且外界刺激在记忆中仍然保持其本 身的形式。如果个体决定对这一刺激进一步处理，就对其加以注意，并予以编 码，将其转换成另一种形式，否则，就予以放弃，形成遗忘。而短时记忆则是 指感官收录后再经注意并且在时间上延续到2 0 秒以内的记忆。短时记忆是思维 的基础。外来信息要想被习得，必须由感觉登记进入短时记忆，如果个体对输 入短时记忆的信息不再进一步处理，所记信息随即流失，形成遗忘。如果个体 认为所处理的信息是重要的，就采用复习的方式，使之保持较长的时间，然后 输入长时记j 乙。长时记忆能够保持信息长期不忘 7 1 。 学习的过程是学习者通过自己对来自外界的刺激的信息进行内在的认知 加工而获得能力的过程。教师在讲课过程中，希望讲授的知识点都能转化成为 学生的长时记忆。这就需要教师借助现代教育技术的力量，运用高科技术的手 段，突出知识点，加强对学生的感官刺激，吸引他们对信息进一步加工，直到 成为长时记忆。把w o r l dw i n d 软件用于中学地理教学，就是希望能通过软件特 有的功能，把地理学中一些抽象的，学生难以理解的知识点用直观的方式展现 出来，加深对学生的感官刺激，并结合教师的讲授，反复强调，最终使知识点 成为学生长期不忘的长时记忆。 2 - 2 2 认知结构学习理论 布鲁纳f j s b r u n e r ) 是认知结构学习理论的代表人物。他强调学生的主动探 索，认为从事物和现象的变化中去发现原理，才是构成学习的主要条件。因而 他的学习理沦被称为发现学习论( d i s c o v e r yl e a r n i n gt h e o r y ) 。发现学习理论认为 人是通过认知表征的过程来获得知识、实现学习的。所谓认知表征，就是指通 过知觉而将外在事物转换为个体内在心理事实的过程，而其认知表征方式则会 随个体年龄而发展，表现为三个阶段：动作表征( e n a c t i v er e p r e s e n t a t i o n l 一儿 童靠动作米认知世界、获得知识；映象表征( i c o n i cr e p r e s e n t a t i o n _ 卜l 竞用头 脑中的表象去表现世界、获得失u 识；符号表征( s y m b a l i cr e p r e s e n t a t i o n 卜儿童 运用符号、文字再现世界、获得知识_ 。也就是蜕，人的认识过程是主动地对 川川师范大学坝上学位论文 感知对象进行选择、转换、储存和应用的过程，是主动地学习环境、适应环境 和改造环境的过程。 布鲁纳认为，学生不是被动的知识接受者，而是积极的信息加工者。学生 的学习过程包括三个几乎同时发生的过程，即学得新信息、转换、评价。其中 转换是将所获得的知识进行分析和概括，使之与新任务相一致，是学习的中心 环节。转换实质上就是知识的重新组织，通过形成推论或增补知识来获得更多 的知识。这样，在转换之后，学习者就会有新的领悟，这就是发现。发现学习 论有许多优点：能不断发展学生的认知能力，开发其潜能；能增进学习的兴趣， 强化学习者的内部动机；有助于学到科学的认知方法，养成学习技巧：有助于 保持记忆【9 】o 把w o r l d w i n d 用于中学地理教学，由教师引导学生进行自主学习， 就是秉承发现学习论的主旨，让学生主动成为信息加工者，并从中获得有用的 知识。 2 2 3人本主义学习理论 人本主义心理学是2 0 世纪五六十年代在美国兴起的一个心理学学派。人 本主义的基本观点是强调人的价值，强调人都有发展的潜能，而月部有发挥潜 能的内在倾向，即自我实现。人本主义理论有这样几个特点：一、是自主性。 即学习是个人主动发起的( 不是被动地等待刺激) ，学习者内在的思维和情感活 动极为重要。二、是全面性。即个人对学习的整体投入不仅涉及认知方面，还 涉及隋感，行为，个性等方面。三、是渗透性。即学习不单是对认知领域产生 影响，而且对行为，态度，情感等多方面发生作用。其代表人物罗杰斯就教学 问题提出：在教学目标上，应强调个性与创造 生的发展；在课堂内容上，应强 调学生的直接经验：在教学方法上，应主张以学生为中心，放手让学生自我选 择，自我发现。同时，罗杰斯还将人本主义心理学思想运用于教学研究与实验， 确立了“情意教学论”和“以学生为中心的教学模式论”。在教学过程中发展学 生的个眭，充分调动学生学习的内在动机，并要求创造和谐融洽的教学人际关 系。它改变了传统教学中面对面的教学结构，教师不再直接控制教学，教学过 程转变为学习过程。这使得教学生如何学习尤为重要。现代教学己不是简单零 碎地教给学生知识，而是帮助学生建立完整的学科知识结构，使学生学会自由 p qj i l 师范人学顾： 学位论文 学习。教会学生学习是现代信息化社会对教学的基本要求，是学生自我实现的 前提条件。人本主义学习理论强调人在学习中的自主地位，强调学习中的情感 因素，并试图将情感和认知因素在学习中结合起来。罗杰斯认为，教师必需要 以真诚的态度对待学生，要坦诚相待，表露自己的真情实感，取掉一切伪装的 “假面具”；给学生以充分的信任，对学生作为具有自身价值独立体的任何思想 与感情，都应予以认可，相信他们能够充分发展自己的潜能：尊重和理解学生 的内心世界。只有这样，才能使学生具有安全感和自信心，获得真实的自我意 识，去充分地实现“自我”。【1 0 j 人本主义学习理论主张的是以人为本，自主学 习，与地理新课程改革中构建基于现代信息技术的学习方式精神一致，为现代 信息技术与学科整合奠定了坚实的理论基础。 2 2 4 建构主义学习理论 建构主义( c o n s t r u c t i v i s m ) 也称为结构主义，它是由瑞士学者让皮亚杰 ( j p i a g e t ) 最早提出来的。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是 学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人( 包括教师和学习伙伴) 的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式来获得。由于学习是在一 定的情境即社会文化背景下，借助其他人的帮助即通过人际问的协作活动而实 现的意义建构过程，因此建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和 “意义建构”是学习环境中的四大要素或四大属性。“情境”：学习环境中的情 境必须有利于学生对所学内容的意义建构。这就对教学设计提出了新的要求， 也就是说，在建构主义学习环境下，教学设计不仅要考虑教学目标分析，还要 考虑有利于学生建构意义的情境的创设问题，并把情境创没看作是教学设计的 最重要内容之一一。“协作”：协作发生在学习过程的始终。协作对学习资料的搜 集与分析、假设的提出与验证、学习成果的评价直至意义的最终建构均有重要 作用。“会话”：会话是协作过程中的不可缺少环节。学习小组成员之问必须通 过会话商讨如何完成规定的学习任务的计划；此外，协作学习过程也是会话过 程，在此过程中，每个学习者的思维成果( 智慧) 为整个学习群体所共享，因 此会话是达到意义建构的重要手段之一。“意义建构”：这是整个学习过程的最 终目标。所要建构的意义是指：事物的性质、规律以及事物之问的内在联系。 四) j i n 范人学硕寸j 学位论文 在学习过程中帮助学生建构意义就是要帮助学生对当前学习内容所反映的事物 的性质、规律以及该事物与其它事物之间的内在联系达到较深刻的理解。这种 理解在大脑中的长期存储形式就是前面提到的“图式”，也就是关于当前所学内 容的认知结构。由以上所述的“学习”的含义可知，学习的质量是学习者建构 意义能力的函数，而不是学习者重现教师思维过程能力的函数。换句话说，获 得知识的多少取决于学习者根据自身经验去建构有关知识的意义的能力，而不 取决于学习者记忆和背诵教师讲授内容的能力【1 1 】。 随着科学技术的发展，多媒体计算机和网络通信技术可以作为建构主义学 习环境下的理想认知工具，有效地促进学生的认知发展，使得建构主义学习理 论在西方逐步流行，并在世界范围内f i 益扩大其影响。把w o r l d w i n d 软件用于 中学地理教学，就是以建构主义学习理论为指导思想，利用w o r l dw i n d 软件创 建适于学生学习的“隋境”，并在教师的引导下主动地获取知识。 2 3 教学设计理论 把现代信息技术很好的用于教学，教学设计显得尤为重要。在我国的高等 师范教育中，由乌美娜教授主编的教学设计二书将教学设计定义为：“教学 设计是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标，建立解决教学问题的策略 方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。它以优化教学 效果为目的，以学习理论、教学理论和传播学为理论基础。”1 1 日其中，行为主 义教学设计，认知主义教学设计，建构主义教学设计对现代信息技术辅助学科 教学的教案设计影响深远。 2 3 1行为主义教学设计 二十世纪五、六十年代，行为主义教学设计理论在西方世界盛兴。行为主 义教学设计理沦试图把行为主义心理学与教学技术整合起来，把教学设计建立 在行为主义学刊理论和先进技术的基础之上。行为主义教学设计理论的摧本思 路是开发一种教学程序系统以准确分析学习者的行为表现、确定要达到的行为 目标、设计教学以达到预先确定的具体学习结果。这种理论还吸收了自动控制 四川师范人学硕= 卜学位论立 理论和系统论的因素，把教学视为各构成因素、流程和信息控制彼此之间相互 联系的复杂系统1 1 3 1 。因此基于行为主义的教学设计，在教育目标上，强调以外 部的学生反应进行描述和检测；在教学方法上，强调以学习内容和已形成的反 射结构来展开教学，并以小步子进行，强调及时强化，强调有效性。基于行为 主义的教学设计在许多技能性训练和操