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【摘 要】针对3S技术在高中地理探究式学习活动中的探讨和研究，就是为了让学生在对所学知识进行认知、交流、建构与反思中，实现3S技术与探究式学习活动设计的有机整合。在依托传统地理学习活动的基础上，设计基于3S技术的探究式地理学习活动，有助于体现学生在学习活动中的主体性。
【关键词】探究式学习;高中地理;3S技术;优化
【中图分类号】G633.5 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2015）42-0063-02
【作者简介】1.孙浩，江苏省连云港高级中学（江苏连云港，222042）教师;2.蔡珍树，江苏省连云港高级中学（江苏连云港，222042）教师。
现代社会正处于一个信息爆炸的时代，信息产业的发展日益迅猛，已成为当代经济发展的重要特点。日益严峻的人口、资源、环境以及发展问题，对学生基本的3S技术素养提出了更严格的要求，因此，3S技术在中学地理教学中的推广与普及迫在眉睫。教育部在2003年颁布的《普通高中地理课程标准》中，创造性地将3S技术纳入高中地理教学的范畴，为3S技术应用于高中地理教育教学提供了新思路。
基于3S技术的高中地理探究式学习注重学生的自学质疑、交流展示与探究协作等环节的融合，这将成为3S技术在高中地理学习活动设计中的切入点与创新之处。在高中地理探究式学习活动的开展中，很多活动由于各种因素的限制往往难以开展，而借助3S技术平台，只需教师精心设计活动流程就可付诸实践。也有一些探究式学习活动以3S技术平台为支撑，在教学目标的达成、学生探究能力的培养以及教学效果的提升等方面取得了良好的效果。但是并非所有的地理探究式学习活动都需要依托3S技术平台来实现，本文对基于3S技术的高中地理探究式学习活动设计的类型选择作如下探讨。
一、转换时空尺度，培养创新思维
在高中地理教学的研究对象中，很多知识点都具有时间和空间尺度跨度大的特点，也有很多教学情境是学生难以身临其境的。例如，在对洪涝、干旱、滑坡、泥石流等自然灾害知识点的探究中，由于此类自然灾害具有难以预测性及潜在危险性等特点，在针对这部分内容进行探究式学习活动的开展时，很难进入实地研究。这就需要借助全球定位系统（GPS）、遥感（RS）和地理信息系统（GIS）等3S技术平台进行分析和探究，还可以依托相关软件进行三维模拟再现，从而让学生更直观地感受和理解这一知识点。
又如，在对自然保护区、工业园区、海岸地貌等知识的探究调研中，如能实地考察，这将大大激发学生的学习兴趣以及探究能力。但是，在教学实际中，迫于时间、经费、安全等诸方面因素的制约，不可能进行实地参观考察。而教师借助3S技术平台设计探究式学习活动，让学生查阅资料、图片、视频等各类信息，并在地理探究实验室运用相关软件进行交互式操作来模拟实地考察。这样一来，学生在轻松理解对应知识点的同时，探究、合作等能力也将得到提升。
再例如，运用下垫面对气温日变化的影响演示界面，可以探究不同下垫面状况对气温日变化的影响。该演示界面由“沙地”“草地”“林地”“湖泊”以及辅助工具组成。点击各个模块可以了解对应的属性，通过不同颜色和测量工具显示的时间和温度数值来判断不同下垫面对气温日变化的影响。其中“自定义”模块是一个虚拟的界面，学生可以自行调节下垫面的组成状况，从而呈现出不同的变化结果。辅助工具包括放大缩小工具、测量工具、参数调节以及显示工具。这样一来，学生可以通过对这一组数据及生成的图像的对比，将对这一抽象知识点的认识提升至理解层面。
二、优化信息传递，激发学习兴趣
基于3S技术的高中地理探究式学习活动对于学生利用信息技术自主获取资料、独立操作软件以及分析图形图像等能力均有比较高的要求。采用图层结构可以将地理事物的空间数据和属性数据进行表达，空间分层叠加就是将两个或两个以上的图层在相同的空间位置进行叠加。比如将一个区域的耕地层、林地层、交通层等图层叠加在一起，进行组合或综合显示。还可以将图层设置为不同等级，将这些图层进行叠加，可以制作出反映某一方面的专题信息图。
例如，在探究影响工业区位因素的学习活动中，可以将某一地区的工业分布图和交通分布图、河流分布图、人口分布图以及盛行风向等图层打开，通过这样的分层叠加可以让学生自己结合课本知识自行探究。在探究的过程中，该专题的难点将被一一突破，学生通过读图分析，很自然地就会理解影响工业分布的自然因素和社会经济因素。这样一来，教师只需稍加引导和点拨，学生就能较轻松地掌握相关地理知识。与此同时，学生的空间分析能力以及大局观也能得到培养。
再如，在探究住宅区的选址时，需要综合考虑住宅区对居民的消费水平、交通通达度、地租高低、环境污染以及基础设施是否完善等条件的相关要求，这就需要借助GIS的缓冲区功能分析来实现。此外，还可以依托GIS相关软件本身自带的地图属性数据，辅助设计专题地图以供进一步的探究。例如，利用江苏省行政区划图和江苏省四星高中分布信息来制作江苏省拥有的四星高中数量密度专题图，并探究四星高中的辖射范围与学校发展实力的关系等。
三、借助网络平台，体现数据支撑
很多高中地理探究式学习活动的开展需要借助大量的数据作支撑。因特网中浩如烟海的信息可供我们筛选利用，网络不仅能够给探究式学习活动提供大量的地理信息数据，而且能够提供时效性强的信息，便于我们掌握最新的数据资源。对于学习过程中需要大量地理信息数据作支撑的探究活动，就需要依托3S技术平台来开展。
例如，探究分析判断气候类型这一单元活动，学生在了解相应知识点的同时如果想更深入理解某地的实际气候特征，就需要从气象部门网站收集该地多年降水量和气温的相关统计数据。利用数据分析软件加以筛选、分析、整理，最终生成柱状图或折线图等专题图像，将降水量与气温变化情况加以展示，分析当地的气候特征。事实上，在国内外已经有一些国家和地区的政府机构通过网络为社会提供获取数据信息的平台。例如，我国香港天文台网站就向社会开放，学生可以根据自己的需求，自行浏览与下载相关数据，制作不同地区气候变化图以及探究气象灾害对人类活动的影响。此外，像美国宇航局就通过网络平台让中学生与宇航员对话，并收集关于宇宙空间的各种信息。位于伯克利的劳伦斯国家级实验室已经研制开发出一款网上虚拟实验室软件，学生可以远程联网获取从专业天文望远镜收集到的天文观测数据，并利用这些数据开展相关探究学习活动。
四、优化教学情境，培养探究意识
在鲁教版地理教材中，每个单元活动都设置了大量实验操作类探究学习活动。由于地理学科的特殊性，很多地理现象、地理规律的影响因素复杂多样，通过动手实验操作进行探究比较困难，大部分难以真切地反映地理原理，或者需要长时间的探究才能得出结论。这在目前的高中地理教学中是不现实的，如果将这些地理实验操作设计为基于3S技术的探究式学习活动形式，利用相关3S软件开发模拟出各种虚拟地理事物和实验操作平台，学生就可以运用软件依据实际需要对各种虚拟地物进行地理现象的探究操作模拟，从而更加直观地理解地理现象、地理规律的复杂性。
例如，在探究城市功能分区的规划时，学生在教师的指导下可以通过3S软件制作一幅三维虚拟城市地图，在虚拟的城市版图上模拟呈现该城市的位置、地形、盛行风向及资源分布等基本信息。然后，学生就可以依据这些信息，结合城市功能分区的选址需求合理地规划布局商业区、住宅区和工业区。在探究的过程中，学生可以将代表不同功能分区的地理事物对号入座，在相应的位置规划布局城市的功能分区，并阐述这样布局的合理性。同时，还可以设置相关条件在学生布局规划不合理时给予适当提示。例如，当学生把商业区布局在交通通达度不高的郊外时或者把工业区布局在盛行风的上风向或是河流的上游时，系统就给出相应的布局不合理提示。这样，就能激发学生探究问题的兴趣，学生在探究学习活动过程中就会对城市功能分区这一知识点产生更加深刻的理解。
【关键词】探究式学习;高中地理;3S技术;优化
【中图分类号】G633.5 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2015）42-0063-02
【作者简介】1.孙浩，江苏省连云港高级中学（江苏连云港，222042）教师;2.蔡珍树，江苏省连云港高级中学（江苏连云港，222042）教师。
现代社会正处于一个信息爆炸的时代，信息产业的发展日益迅猛，已成为当代经济发展的重要特点。日益严峻的人口、资源、环境以及发展问题，对学生基本的3S技术素养提出了更严格的要求，因此，3S技术在中学地理教学中的推广与普及迫在眉睫。教育部在2003年颁布的《普通高中地理课程标准》中，创造性地将3S技术纳入高中地理教学的范畴，为3S技术应用于高中地理教育教学提供了新思路。
基于3S技术的高中地理探究式学习注重学生的自学质疑、交流展示与探究协作等环节的融合，这将成为3S技术在高中地理学习活动设计中的切入点与创新之处。在高中地理探究式学习活动的开展中，很多活动由于各种因素的限制往往难以开展，而借助3S技术平台，只需教师精心设计活动流程就可付诸实践。也有一些探究式学习活动以3S技术平台为支撑，在教学目标的达成、学生探究能力的培养以及教学效果的提升等方面取得了良好的效果。但是并非所有的地理探究式学习活动都需要依托3S技术平台来实现，本文对基于3S技术的高中地理探究式学习活动设计的类型选择作如下探讨。
一、转换时空尺度，培养创新思维
在高中地理教学的研究对象中，很多知识点都具有时间和空间尺度跨度大的特点，也有很多教学情境是学生难以身临其境的。例如，在对洪涝、干旱、滑坡、泥石流等自然灾害知识点的探究中，由于此类自然灾害具有难以预测性及潜在危险性等特点，在针对这部分内容进行探究式学习活动的开展时，很难进入实地研究。这就需要借助全球定位系统（GPS）、遥感（RS）和地理信息系统（GIS）等3S技术平台进行分析和探究，还可以依托相关软件进行三维模拟再现，从而让学生更直观地感受和理解这一知识点。
又如，在对自然保护区、工业园区、海岸地貌等知识的探究调研中，如能实地考察，这将大大激发学生的学习兴趣以及探究能力。但是，在教学实际中，迫于时间、经费、安全等诸方面因素的制约，不可能进行实地参观考察。而教师借助3S技术平台设计探究式学习活动，让学生查阅资料、图片、视频等各类信息，并在地理探究实验室运用相关软件进行交互式操作来模拟实地考察。这样一来，学生在轻松理解对应知识点的同时，探究、合作等能力也将得到提升。
再例如，运用下垫面对气温日变化的影响演示界面，可以探究不同下垫面状况对气温日变化的影响。该演示界面由“沙地”“草地”“林地”“湖泊”以及辅助工具组成。点击各个模块可以了解对应的属性，通过不同颜色和测量工具显示的时间和温度数值来判断不同下垫面对气温日变化的影响。其中“自定义”模块是一个虚拟的界面，学生可以自行调节下垫面的组成状况，从而呈现出不同的变化结果。辅助工具包括放大缩小工具、测量工具、参数调节以及显示工具。这样一来，学生可以通过对这一组数据及生成的图像的对比，将对这一抽象知识点的认识提升至理解层面。
二、优化信息传递，激发学习兴趣
基于3S技术的高中地理探究式学习活动对于学生利用信息技术自主获取资料、独立操作软件以及分析图形图像等能力均有比较高的要求。采用图层结构可以将地理事物的空间数据和属性数据进行表达，空间分层叠加就是将两个或两个以上的图层在相同的空间位置进行叠加。比如将一个区域的耕地层、林地层、交通层等图层叠加在一起，进行组合或综合显示。还可以将图层设置为不同等级，将这些图层进行叠加，可以制作出反映某一方面的专题信息图。
例如，在探究影响工业区位因素的学习活动中，可以将某一地区的工业分布图和交通分布图、河流分布图、人口分布图以及盛行风向等图层打开，通过这样的分层叠加可以让学生自己结合课本知识自行探究。在探究的过程中，该专题的难点将被一一突破，学生通过读图分析，很自然地就会理解影响工业分布的自然因素和社会经济因素。这样一来，教师只需稍加引导和点拨，学生就能较轻松地掌握相关地理知识。与此同时，学生的空间分析能力以及大局观也能得到培养。
再如，在探究住宅区的选址时，需要综合考虑住宅区对居民的消费水平、交通通达度、地租高低、环境污染以及基础设施是否完善等条件的相关要求，这就需要借助GIS的缓冲区功能分析来实现。此外，还可以依托GIS相关软件本身自带的地图属性数据，辅助设计专题地图以供进一步的探究。例如，利用江苏省行政区划图和江苏省四星高中分布信息来制作江苏省拥有的四星高中数量密度专题图，并探究四星高中的辖射范围与学校发展实力的关系等。
三、借助网络平台，体现数据支撑
很多高中地理探究式学习活动的开展需要借助大量的数据作支撑。因特网中浩如烟海的信息可供我们筛选利用，网络不仅能够给探究式学习活动提供大量的地理信息数据，而且能够提供时效性强的信息，便于我们掌握最新的数据资源。对于学习过程中需要大量地理信息数据作支撑的探究活动，就需要依托3S技术平台来开展。
例如，探究分析判断气候类型这一单元活动，学生在了解相应知识点的同时如果想更深入理解某地的实际气候特征，就需要从气象部门网站收集该地多年降水量和气温的相关统计数据。利用数据分析软件加以筛选、分析、整理，最终生成柱状图或折线图等专题图像，将降水量与气温变化情况加以展示，分析当地的气候特征。事实上，在国内外已经有一些国家和地区的政府机构通过网络为社会提供获取数据信息的平台。例如，我国香港天文台网站就向社会开放，学生可以根据自己的需求，自行浏览与下载相关数据，制作不同地区气候变化图以及探究气象灾害对人类活动的影响。此外，像美国宇航局就通过网络平台让中学生与宇航员对话，并收集关于宇宙空间的各种信息。位于伯克利的劳伦斯国家级实验室已经研制开发出一款网上虚拟实验室软件，学生可以远程联网获取从专业天文望远镜收集到的天文观测数据，并利用这些数据开展相关探究学习活动。
四、优化教学情境，培养探究意识
在鲁教版地理教材中，每个单元活动都设置了大量实验操作类探究学习活动。由于地理学科的特殊性，很多地理现象、地理规律的影响因素复杂多样，通过动手实验操作进行探究比较困难，大部分难以真切地反映地理原理，或者需要长时间的探究才能得出结论。这在目前的高中地理教学中是不现实的，如果将这些地理实验操作设计为基于3S技术的探究式学习活动形式，利用相关3S软件开发模拟出各种虚拟地理事物和实验操作平台，学生就可以运用软件依据实际需要对各种虚拟地物进行地理现象的探究操作模拟，从而更加直观地理解地理现象、地理规律的复杂性。
例如，在探究城市功能分区的规划时，学生在教师的指导下可以通过3S软件制作一幅三维虚拟城市地图，在虚拟的城市版图上模拟呈现该城市的位置、地形、盛行风向及资源分布等基本信息。然后，学生就可以依据这些信息，结合城市功能分区的选址需求合理地规划布局商业区、住宅区和工业区。在探究的过程中，学生可以将代表不同功能分区的地理事物对号入座，在相应的位置规划布局城市的功能分区，并阐述这样布局的合理性。同时，还可以设置相关条件在学生布局规划不合理时给予适当提示。例如，当学生把商业区布局在交通通达度不高的郊外时或者把工业区布局在盛行风的上风向或是河流的上游时，系统就给出相应的布局不合理提示。这样，就能激发学生探究问题的兴趣，学生在探究学习活动过程中就会对城市功能分区这一知识点产生更加深刻的理解。