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      1. 對(duì)中學(xué)地理CAI軟件之設(shè)計(jì)和應(yīng)用的思考論文

        時(shí)間:2020-08-05 14:27:58 地理畢業(yè)論文 我要投稿

        對(duì)中學(xué)地理CAI軟件之設(shè)計(jì)和應(yīng)用的思考論文

          一、問(wèn)題的提出

        對(duì)中學(xué)地理CAI軟件之設(shè)計(jì)和應(yīng)用的思考論文

          目前,中國(guó)的中學(xué)地理教學(xué)正面臨著幾方面的嚴(yán)峻問(wèn)題,這些問(wèn)題的存在使整個(gè)中學(xué)地理教育處于危機(jī)之 中。地理教學(xué)中存在著如下幾個(gè)問(wèn)題:

         。、教材內(nèi)容問(wèn)題

          主要的問(wèn)題是:現(xiàn)行地理教材內(nèi)容過(guò)于濃縮,流于從概念到概念,沒(méi)有大量的事實(shí)作基礎(chǔ);自然地理和人 文地理的結(jié)合不夠,理論和實(shí)踐的聯(lián)系不夠;現(xiàn)行教材結(jié)論過(guò)多,啟疑太少;封閉式問(wèn)題多,開(kāi)放式問(wèn)題少; 代替學(xué)生思維的現(xiàn)象嚴(yán)重;缺乏學(xué)生實(shí)際操作的內(nèi)容,基本技能的訓(xùn)練也很不充分。

         。病⒔虒W(xué)手段問(wèn)題

          對(duì)于地理教學(xué)來(lái)說(shuō),教學(xué)手段的主要問(wèn)題在于表現(xiàn)地理內(nèi)容時(shí)無(wú)力。

          地理教學(xué)內(nèi)容有直觀性強(qiáng),綜合性強(qiáng),信息量大,信息源種類繁多,研究尺度范圍變化大等特點(diǎn),這就要 求教學(xué)手段的表達(dá)力強(qiáng),運(yùn)用靈活。而現(xiàn)有的電化教學(xué)手段有的有聲無(wú)影,有的有影無(wú)聲,有的畫面靜止,無(wú) 法進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示。即使如錄像、電影這樣有聲有影能動(dòng)的教學(xué)手段,由于只能顯示某一特定的過(guò)程,畫面不能 實(shí)現(xiàn)分段、選擇、修改、縮放、分割,而且一般不能做多次的重復(fù),速度也是固定的,所以在表現(xiàn)地理教學(xué)內(nèi) 容時(shí)表達(dá)力和靈活性還是較差,顯得乏力。這些局限性大大降低了現(xiàn)有的電化教學(xué)手段在地理教學(xué)中的有效應(yīng) 用。

          3、學(xué)生的接受問(wèn)題

          學(xué)生是教學(xué)過(guò)程中的重要一環(huán),他在很大程度上直接決定教學(xué)效果。目前的問(wèn)題是:

          學(xué)生對(duì)地理學(xué)習(xí)缺乏興趣。目前的課堂教學(xué)造成的心理氛圍不利于學(xué)生接受知識(shí);傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程不利于 學(xué)生及時(shí)了解學(xué)習(xí)結(jié)果,提高學(xué)習(xí)興趣;現(xiàn)有教學(xué)學(xué)生參與程度低,沒(méi)有充分體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位。

          針對(duì)上述問(wèn)題,雖有不同的解決方案,但計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)對(duì)上述問(wèn)題的解決有著獨(dú)特的優(yōu)越性。一般 來(lái)說(shuō),計(jì)算機(jī)應(yīng)用于地理教學(xué)可有以下的功能:

         。薄⒂(jì)算機(jī)有很強(qiáng)的信息儲(chǔ)存功能,可以儲(chǔ)存大量的地理事實(shí)材料,并快速檢索和提取,方便地實(shí)現(xiàn)信息 的比較、疊加。這些事實(shí)材料可以大大充實(shí)教材的概念和有關(guān)結(jié)論,促進(jìn)學(xué)生的記憶和理解。

          2、計(jì)算機(jī)有很強(qiáng)的顯示功能,可以清晰地顯示自然和人文地理現(xiàn)象及其分布;可以對(duì)不同區(qū)域的信息進(jìn) 行比較、組合,將抽象信息形象化,將平面信息立體化。對(duì)局部進(jìn)行放大或縮小,通過(guò)多種表現(xiàn)方式,突出大 量信息中的主要信息。

         。、計(jì)算機(jī)有很強(qiáng)的模擬仿真功能,可以形象直觀地演示地理過(guò)程。無(wú)論空間演變還是時(shí)間演變,計(jì)算機(jī) 都能形象生動(dòng)地模擬,把長(zhǎng)時(shí)間,大尺度的地理過(guò)程從大自然“搬到”室內(nèi),使這些本來(lái)很抽象的過(guò)程能夠被 學(xué)生直觀地了解。而且許多危險(xiǎn)或昂貴的地理實(shí)驗(yàn)也可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行,無(wú)限重復(fù)?梢杂蓪W(xué)生親手操作, 獲得與實(shí)際動(dòng)手類似的訓(xùn)練效果。

         。、計(jì)算機(jī)有很強(qiáng)的邏輯分析功能,可以幫助學(xué)生清楚地分析問(wèn)題,形成條理分明有序的思維方法。地理 問(wèn)題是綜合性的問(wèn)題,各因子間聯(lián)系復(fù)雜。計(jì)算機(jī)在分析這些問(wèn)題時(shí)清晰的邏輯性有助于學(xué)生的理解。它還可 以提供大量的開(kāi)放性問(wèn)題,并引導(dǎo)學(xué)生思考和分析,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造力。

         。、計(jì)算機(jī)可以在無(wú)教師的情況下教學(xué),能較好地實(shí)現(xiàn)個(gè)別教學(xué),體現(xiàn)因材施教的原則。

         。丁⒂(jì)算機(jī)可以通過(guò)友好的交互方式,創(chuàng)造和諧的學(xué)習(xí)環(huán)境,增強(qiáng)學(xué)生的參與性,使學(xué)生在基本沒(méi)有思想 壓力的環(huán)境中學(xué)習(xí),并能及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)成果,使學(xué)生學(xué)習(xí)的成功可能性大大提高。

          7、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的信息具有可變性和可管理性,可以方便地更新和修改,為學(xué)生提供搜集整理地理資料的 訓(xùn)練。

         。浮⒂(jì)算機(jī)彌補(bǔ)了大部分電化手段的不足,還能把各種電化手段以計(jì)算機(jī)為核心組織起來(lái),形成多媒體的 教學(xué)系統(tǒng),最大限度地有效利用教學(xué)資源。

         。、計(jì)算機(jī)可以提供有趣的學(xué)習(xí)方式,大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)和運(yùn)用地理知識(shí)的興趣,使學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)地理 為主動(dòng)學(xué)習(xí)地理。

          總的來(lái)說(shuō),計(jì)算機(jī)對(duì)地理教學(xué)而言,表達(dá)力最強(qiáng),學(xué)習(xí)者參與性最強(qiáng),并能接受反饋的交互式教學(xué)媒體。 它對(duì)教材內(nèi)容的傳播和學(xué)生的接受起著有益的作用。但是,計(jì)算機(jī)只是一個(gè)工具,計(jì)算機(jī)功能的發(fā)揮,必須有 一個(gè)優(yōu)秀的中學(xué)地理輔助教學(xué)軟件來(lái)支持。也正是有一個(gè)優(yōu)秀的中學(xué)地理輔助教學(xué)軟件,計(jì)算機(jī)才能真正在中 學(xué)地理教學(xué)中發(fā)揮上述的優(yōu)越性。

          二、計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)的歷史回顧及評(píng)述

          計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)始于美國(guó),最早是IBM公司于1958年設(shè)計(jì)的一個(gè)向小學(xué)生教授二進(jìn)制的計(jì)算機(jī)教學(xué) 系統(tǒng)。此后,美國(guó)及其他西方國(guó)家陸續(xù)開(kāi)發(fā)了許多計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)。我國(guó)是從1978年科學(xué)大會(huì)后開(kāi)始 提出計(jì)算機(jī)輔助教育項(xiàng)目的。80年代以來(lái),我國(guó)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)研究有了很大的發(fā)展。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比 ,差距仍相當(dāng)大。

          中學(xué)地理的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的發(fā)展與整個(gè)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的研究的發(fā)展是一致的。在這一領(lǐng)域,西方國(guó)家 仍然占據(jù)著領(lǐng)先地位。在那里,已經(jīng)產(chǎn)生了智能型的地理教學(xué)系統(tǒng)(如美國(guó)的SCHOLAR、WHY等), 并且建立了實(shí)用的計(jì)算機(jī)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)(如美國(guó)的PLATO)。他們的軟件已經(jīng)擺脫了單一模式,形成了各種模 式綜合的綜合模式。智能型的學(xué)習(xí)環(huán)境(Microworld)、智能型的專家教學(xué)系統(tǒng)等人工智能教學(xué)軟件是他們開(kāi) 發(fā)的熱點(diǎn)。在中國(guó),中學(xué)地理的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是由一些高等師范院校和重點(diǎn)中學(xué)來(lái)研究進(jìn)行的,開(kāi)發(fā)水平還 很低。雖然數(shù)量很可觀,但總的來(lái)說(shuō),目前出現(xiàn)的軟件存在著一些共同的問(wèn)題:

         。、軟件模式簡(jiǎn)單,功能單一。主要是練習(xí)和操練模式、模擬仿真模式,高級(jí)的智能模式或綜合模式的軟 件基本上沒(méi)有。

         。病④浖䴖](méi)有充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的特有功能。僅僅用計(jì)算機(jī)顯示簡(jiǎn)單的地理分布知識(shí),用以替代掛圖、幻燈 、投影儀的作用。

         。、軟件設(shè)計(jì)技術(shù)水平不高。聲音、文字、圖形配合不協(xié)調(diào),多靜止畫面,畫面可觀性較差,甚至存在科 學(xué)性錯(cuò)誤;缺乏使用的操作提示,軟件結(jié)構(gòu)不利維護(hù)。

          我國(guó)目前的中學(xué)地理教學(xué)軟件并不能充分滿足計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)的需要,在教學(xué)中的作用有限,沒(méi)有充 分體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)的優(yōu)越性。因此,設(shè)計(jì)一個(gè)高質(zhì)量的地理教學(xué)軟件勢(shì)在必行。中學(xué)地理教學(xué)軟件 應(yīng)當(dāng)具有這樣一些特點(diǎn):信息要有鮮明的地理性,且要從中學(xué)地理教學(xué)的要求出發(fā);信息量要充分,精度、難 度要適宜;信息表現(xiàn)形式要豐富、形象、生動(dòng);內(nèi)容編排既有以區(qū)域?yàn)橹行牡膬?nèi)容,也有以專題為中心的內(nèi)容 ;使用方便,符合軟件設(shè)計(jì)的一般原則;既有助于教師教學(xué),又有利于學(xué)生學(xué)習(xí);充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的優(yōu)越性, 體現(xiàn)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)。

          三、關(guān)于中學(xué)地理教學(xué)軟件的構(gòu)想

         。、軟件設(shè)計(jì)目的

          這一軟件應(yīng)當(dāng)是為中國(guó)的中學(xué)地理教學(xué)而設(shè)計(jì),適用于初中和高中的地理教師用于輔助課堂教學(xué),也適用 于初高學(xué)生個(gè)別學(xué)習(xí)地理。是一個(gè)功能全面的綜合性實(shí)用軟件。

         。病④浖O(shè)計(jì)原則

          為達(dá)到設(shè)計(jì)目的,系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)有如下原則:

          以中學(xué)地理教學(xué)大綱為標(biāo)準(zhǔn)選取基本內(nèi)容,但有提高的余地;具有模塊化的結(jié)構(gòu),且有一定的'開(kāi)放性;用 戶界面漢化,操作簡(jiǎn)便;易于維護(hù)和更新。

         。、軟件結(jié)構(gòu)和功能

          系統(tǒng)的核心應(yīng)當(dāng)是一個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù),它由兩部分組成。一部分是屬性數(shù)據(jù)庫(kù),包括各類數(shù)值型數(shù)據(jù)的集合 ;另一部分是圖形數(shù)據(jù)庫(kù),包括各類地圖、圖件、景觀圖、畫面的集合。這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成了系統(tǒng)的基本數(shù) 據(jù)庫(kù)。

          總的來(lái)說(shuō),系統(tǒng)功能可分解為輸入/輸出功能、模擬與仿真功能、練習(xí)與測(cè)驗(yàn)功能、計(jì)算與分析功能、數(shù) 據(jù)管理功能、教學(xué)游戲功能,這些功能都是獨(dú)立的。由此,系統(tǒng)功能可劃分為如下一些模塊來(lái)執(zhí)行,有系統(tǒng)管 理模塊,輸入處理模塊,輸出處理模塊,教學(xué)模塊,系統(tǒng)維護(hù)模塊,模擬與仿真模塊,練習(xí)與測(cè)驗(yàn)?zāi)K,計(jì)算 與分析模塊,數(shù)據(jù)管理模塊,教學(xué)游戲模塊。各模塊可能還有一些小模塊或下屬子模塊?捎孟旅娴哪K層次 結(jié)構(gòu)圖來(lái)表示。

          模塊層次結(jié)構(gòu)圖清楚地表示了各模塊的層次、范圍和聯(lián)系。其中,系統(tǒng)管理模塊是系統(tǒng)的最上層模塊,所 有的模塊共享內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)(包括屬性數(shù)據(jù)庫(kù)和圖型數(shù)據(jù)庫(kù))。

          四、中學(xué)地理輔助教學(xué)軟件的應(yīng)用模式

          以上對(duì)教學(xué)軟件設(shè)計(jì)的初步討論只給出了教學(xué)軟件的大致輪廓,但它在教學(xué)中的作用還不甚明了。不同用 戶在不同的硬件環(huán)境中,對(duì)軟件應(yīng)用的要求不盡相同,則軟件的作用也不同。輔助教學(xué)軟件主要用于輔助教師 的課堂教學(xué),但亦有不同的應(yīng)用模式。

          系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)層次圖

          (附圖 {圖})

         。薄⒚嫦?qū)W生的多機(jī)教學(xué)模式

          在面向全體學(xué)生的課堂教學(xué)中以學(xué)生個(gè)別學(xué)習(xí)為主,教師的個(gè)別輔導(dǎo)為輔。這樣要求每個(gè)學(xué)生或每?jī)蓚(gè)學(xué) 生使用一臺(tái)單獨(dú)的微機(jī),或者可選擇另外兩種配置:即多終端單主機(jī)的多用戶系統(tǒng)或多機(jī)聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

          課前學(xué)生可運(yùn)用軟件進(jìn)行預(yù)習(xí),教師也可以利用軟件進(jìn)行課前資料準(zhǔn)備,并把自己想讓學(xué)生了解的東西輸 入計(jì)算機(jī)。

          上課時(shí)教師不斷提出問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生利用軟件提供的功能去解答問(wèn)題,以達(dá)到教學(xué)目的。最后可指定學(xué)生 完成軟件提供的練習(xí),由計(jì)算機(jī)判答。教師在課堂上起一個(gè)指導(dǎo)、管理、輔助的作用,對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題個(gè)別 處理。

         。病⒚嫦蚪處煹膯螜C(jī)教學(xué)

          面向教師的應(yīng)用在課堂教學(xué)中以教師為主體,主要仍是傳統(tǒng)教學(xué)的模式。課堂教學(xué)以教師的講授為主,計(jì) 算機(jī)輔助,學(xué)生基本上不參與。在課堂教學(xué)中只需一臺(tái)供教師使用的微機(jī)即可,但顯示屏幕必須足夠大,以使 教室里的學(xué)生都能看清楚屏幕上的文字。這一問(wèn)題也可以采用大屏幕投影與計(jì)算機(jī)的聯(lián)結(jié)來(lái)解決,即將計(jì)算機(jī) 屏幕的輸出轉(zhuǎn)換到投影屏幕上。

          課前教師可利用“編制教學(xué)程序”的功能把軟件中提供的材料和自己需要補(bǔ)充的材料按自己的授課意圖組 織起來(lái),形成一個(gè)教學(xué)程序,供課上使用。

          上課時(shí)仍以教師的講授為主,計(jì)算機(jī)按預(yù)定的程序根據(jù)教師的需要隨時(shí)顯示圖形、數(shù)據(jù)或文字材料,或者 模擬過(guò)程。最后可由計(jì)算機(jī)提供練習(xí),由學(xué)生課上完成,或?qū)⒕毩?xí)打印出來(lái),由學(xué)生課后完成。

          縱觀教學(xué)軟件應(yīng)用于課堂的兩種模式,多機(jī)教學(xué)更能發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的優(yōu)越性。并貫徹因材施教、個(gè) 別教學(xué)的原則,符合計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的發(fā)展方向和未來(lái)教育改革的潮流,將會(huì)是未來(lái)計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)的主 流。但單機(jī)教學(xué)模式經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便,就中國(guó)目前的中學(xué)地理教育的現(xiàn)狀來(lái)看更易于推廣應(yīng)用。在當(dāng)前中國(guó)教育地區(qū) 差異大的情況下,恐怕應(yīng)當(dāng)由低到高,由點(diǎn)到面地逐步提高應(yīng)用水平,使教學(xué)軟件能充分發(fā)揮它在地理教學(xué)中 的應(yīng)有作用。

          五、軟件應(yīng)用的阻力及其前景

          中學(xué)地理計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件在目前來(lái)看,應(yīng)用起來(lái)還有許多困難:目前中國(guó)大部分中學(xué)的計(jì)算機(jī)硬件配 置可能不足以支持軟件運(yùn)行,從而使軟件不能大范圍地推廣;大部分中學(xué)地理教師對(duì)計(jì)算機(jī)不熟悉或缺乏基本 的計(jì)算機(jī)知識(shí),從而使他們寧愿使用傳統(tǒng)的教學(xué)手段而不愿使用計(jì)算機(jī);現(xiàn)行的中學(xué)地理教學(xué)內(nèi)容多而粗,靈 活性差,對(duì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)會(huì)產(chǎn)生限制作用;中學(xué)生繁重的課業(yè),每班人數(shù)較多而計(jì)算機(jī)較少的狀況使他們沒(méi) 有時(shí)間和機(jī)會(huì)去運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

          盡管中學(xué)地理的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在中國(guó)的發(fā)揮存在著巨大的阻力和許多障礙,但它的發(fā)展將是不可阻擋的 。國(guó)內(nèi)外的大量實(shí)例已經(jīng)證明,運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué),其教學(xué)效果要比單純地使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法要好得 多。而且,中國(guó)教育的地區(qū)差異明顯,也要求在教學(xué)中貫徹因材施教的原則,而計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在這方面有著 巨大的潛力。從國(guó)內(nèi)外的計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)看,由于地理教學(xué)的獨(dú)特性,給計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 提供了廣闊的研究空間,一方面可以促進(jìn)地理教育事業(yè)的發(fā)展,另一方面也促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。在未來(lái) ,我們應(yīng)當(dāng)緊跟計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的世界潮流,在計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)的多媒體系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)專家 系統(tǒng)、人機(jī)直接對(duì)話(語(yǔ)音)的交互式計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助地理教學(xué)的局地網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)與通訊 衛(wèi)星系統(tǒng)結(jié)合的大范圍教學(xué)網(wǎng)絡(luò)等方向來(lái)開(kāi)展研究,以計(jì)算機(jī)的應(yīng)用來(lái)推動(dòng)中學(xué)地理教育的發(fā)展,同時(shí)也相應(yīng) 地提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用的技術(shù)水平。

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