[软件简介]
GoogleEarth（免费版）软件从http://earth.google.com上自由获取，安装所需硬盘空间很小（25M左右），数据主要通过internet网络即时下载至计算机中。前所未有的卓越品质，使得GoogleEarth（下文简称为“GE”）可以恰如其分地应用于地理教育教学的绝大多数领域，从而成为教师和学生地理学习的有力工具[1]。本案例仅仅涉及它的两个基本功能——距离测量与经纬网体系。
[教学课题]
《地图的要素》
[教学内容]
人民教育出版社七年级上册第一章第三节《地图》
（本节内容拟用三至四课时完成，本案例主要针对第一课时）
[课程标准]
1.课程性质：地理学是研究地理环境以及人类活动与地理环境相互关系的科学。地理课程是义务教育阶段学生认识地理环境、形成地理技能和可持续发展观念的一门必修课程，兼有社会学科和自然学科的性质。
2.基本理念
（1）学习对生活有用的地理；（2）学习对终身发展有用的地理；（3）改变地理学习方式；（4）构建开放式地理课程；（5）构建基于现代信息技术的地理课程；（6）建立学习结果与学习过程并重的评价机制。
3．三维目标（与地图教学相关的总体性目标）
（1）知识与技能——掌握阅读和使用地图和地理图表的基本技能；（2）过程与方法——尝试运用已获得的地理概念、地理基本原理，对地理事物进行分析，做出判断，尝试从学习和生活中发现地理问题，提出探究思路，搜集相关信息，运用有关知识和方法，提出看法或解决问题的设想；（3）情感、态度和价值观——初步形成对地理的好奇心和学习地理的兴趣，初步养成求真、求实的科学态度和地理审美情趣。
4．内容标准（关于地图要素学习的具体要求）：运用地图辨别方向、量算距离
5．内容标准解析
将“运用地图辨别方向、量算距离”一句话，分解为几个关键性词汇：“运用”“地图”“辨别方向”“量算距离”。
（1）“运用”，怎样的形式算是运用？课堂上谁运用？如何评价？
（2）“地图”，根据内容标准的两个具体任务去选择两大类别的地图。
（3）“辨别方向”，需要一种贯彻始终的思想方法，更需要有效的工具。传统教学手段在化解本课难点之一的“经纬网地图上的方向判别”上，显得有点“力不从心”，而GE软件则可以直观而轻松的弥补此缺憾。
更值得一提的是，在网络教室里（同时装备数字投影仪与大银幕），教师将多媒体教学（直接教学）与网络教学（间接教学）有机结合起来，能够更加充分的发挥GE软件的功效，让学生既学得扎实有效又生动有趣。
（4）“量算距离”，真实地球的球面转化为地图的平面，必须运用不同方式的投影规则，因而将“量算距离”变成一件十分复杂的事情，考虑到学生的年龄特征，不可能讲授得太深太复杂，但是至少要让学生明白一个基本道理：计算公式“实地距离=图上距离/比例尺”是有很大的局限性的，它仅仅适用于大比例尺的地图和平面图，如果运用于中、小比例尺地图，就会存在严重的科学性错误。这是一个培养学生质疑精神和批判性思维的大好契机。
然而传统教学中很难解决这个问题，教师和学生不可能随意而直观地获得地球仪或者地图上的相对精确的实地距离。此时，GE可以十分轻松地完成此项任务。由学生自己来完成，则效果更佳。
总体而言，在不同形式不同内容的地图上“辨别方向”“量算距离”，是要求学生在掌握地图要素基本概念的基础上，熟练掌握“辨别”与“量算”的基本技能，形成一定的能力和观点。所以，变式训练是必需的。用GE进行变式训练是模拟真实的、灵活有效的。事实上，在前第一节学习过程中，学生已经在教师的引导和帮助下运用GE来学习了，对它产生了浓厚的兴趣，操作方面也打下了坚实的基础（不少有条件的同学在家里的电脑上安装了GE，校内校外都可以上去遨游一番）。
[教学流程]
（我用Authorware制作课件，同时打开Acdsee和GoogleEarth两个软件待用。没有将图片直接做进课件里而用Acdsee播放，是考虑现场授课的灵活性。Authorware软件没有打包，同样是出于灵活性的考虑——预设与生成，可以被看作课堂教学的基本问题，所以要辩证地看待两者的关系，同时巧妙地处理。此外，地球仪、经纬仪、挂图等传统直观设备也带入了网络教室；无论传统还是现代教育技术，目的只有一个就是为了学生有效的地理学习；所以，在需要的时候，选用最适当的教育技术或手段，是我永恒不变的信念。）
师：我给大家布置了一个作业，绘制“家→校”线路图，谁愿意在此展示一下自己的作品？（部分学生跃跃欲试）
生：请一位学生上台来展示（用实物投影仪展示，或者用扫描好的图展示），说明制作过程，讲解如何从家到校。
师：（Acdsee软件，将18张学生作品的扫描图展示一遍）我感到很高兴，因为我发现地图就在每一个同学的心中：为了在有限的平面上绘制，你们将实际大小的地理事物按照某个比例缩小了，这就是地图的第一个要素——比例尺；为了合理有序地组织这些地理事物，为了将它们相对位置表达正确，你们运用了地图的第二个要素——方向；为了让他人更加清晰地从你的地图中获取信息，你们完成了地图的第三个要素——图例和注记。（每说出一个要素，教师操作一下鼠标，课件展示）
其实，地图学家绘制地图的核心思想，已经被你们掌握了，我心里那个乐啊~（体态表情）。那么，我们来尝试一下，将同学们具备地图专家核心思想的地图（出示一幅地图，）用于实践。
师：请A学生来说出B学生所绘制地图中的从家到学校的距离——比例尺不确定，所以无法量算；再请C同学（因为她所绘制的地图出现了方向上的差错，可以作为典型例子来促进其他同学的学习）说说怎样从家到学校的，为什么不直接从“××路”过去呢？——方向出现了偏差，学校的位置画错了。
师：（小结）没有统一、规范、科学的地图语言，既不能正确表达地理信息，别人也无法清晰有效地获取地理信息。
所以，让我们一起来认真学习地图的基本要素。
[板书]地图三要素
一、比例尺
师：比例尺表示将实际事物缩小的程度，所以比例尺有时候也叫做“缩尺”。
[板书]（在“比例尺”后面添加）（缩尺）
师：比例尺的计算公式是怎样的呢？
[板书]1.定义：比例尺=图上距离／实地距离
师：此公式稍作转换，可以得到：
图上距离=实地距离*比例尺实地距离=图上距离/比例尺
生：小练习——（学生上台在黑板上演示）（下面三题在课件里展示）
1．已知图上距离为2cm，实地距离为500m，求比例尺。1：25000
2．已知实地距离为2km，比例尺为1：10000，求图上距离。20cm
3．已知图上距离为5cm，比例尺为1：5000，求实地距离。250m
师：这些运算基本上都是小学数学课上完成过的，下面我们要在真实地图上进行操作。
生：（在教师引导下活动）课本后面的“世界政治地图”，比例尺是1：1亿。
1．计算赤道穿越非洲大陆的东西距离。（2.9cm,2900km；但是运用googleearth软件测量出来大约是3700km，属于缩小的例子）
2．再计算北极圈的长度（图上北极圈是弧线，怎样测量它的图上距离；分段测量得到图上距离为1.9、1.9、2、2.1、2.1、2.2、2.2、2.2、2.1、2、1.9、1.9cm，相加为25.5cm，由于比例尺为1：1亿，所以实地距离应该是2550万km。利用googleearth测算，取跨越5度经度的北极圈距离为大约218km，结果北极圈长度大约是218×72=15696km。所以这是一个扩大的例子。）
运用GE解决“小比例尺地图上实地距离不可测量”的细节，重点参看下图（图1至图4）和附带的文字说明。
图1 GE（免费版）普通操作界面
GE可以有多种语言的操作界面，我带领学生选用的就是英语，其它语言（法语、俄语、德语等）我们也都不懂。好在我们对视窗操作系统的熟识、对图形化“语言”的默会，使得即使是学生也能够很快学会操作，并且还附带着学会了好几个地理学科的英语单词，这也算是地理学习的有益副产品之一了吧（另外一个重要的有益副产品是学生对于计算机和网络的深刻认知）。刚刚打开GE，调整到此位置，非洲及国家的轮廓一目了然，只是还需要添加经纬网。
图2 添加经纬网选项以后的界面
此时，对于教师提出的第一个测量任务，学生就可以得到验证了：选用测量工具，单位调整到km，然后简单地操作鼠标，完成“实地距离的测量”。这是过去任何手段都无法实现的。
（学生已经注意到界面上的经纬度标注与通行的标准不同，看习惯就可以了）
图3 运用ruler测量工具粗略测量赤道横穿非洲大陆的距离
学生经过对比，课本中的地图上，赤道穿过非洲大陆的距离明显是缩小了很多的（学生测量的结果比较一致，都是2900km）。
然后，教师引导学生进入下一个测量。北极圈的地图上测量，需要小的技巧，学生在小学阶段已经接触到，就是分段测量，所以不算是难点。
图4 运用ruler粗略测量跨越5个经度的北极圈长度
经过计算，学生发现课本地图上的北极圈大约是2550万km，而通过GE“实地测量”，发现北极圈每跨5个经度的距离是大约218km，72×218km=15696km，所以这是一个将实地距离扩大的例子。
经过上面两个对比，请学生谈感受，教师小结：“地图会说谎，比例尺越小，说谎可能就更加离谱。”
教师帮助学生继续理解：球面转化为平面运用了特定的投影，使得图上距离与实地距离之间出现了或扩大或缩小的情况，从而使得地图实际的比例尺并不与它标注的比例尺一致（或大或小），所以，比例尺往往不能够运用到实地距离的测量上去。比例尺越小，此种误差就越大——所以计算公式（实地距离=图上距离/比例尺）最好运用在平面图和很大比例尺的地图上才会比较可信。
拓展：课堂时间有限，仅仅用一幅地图和两个例子来阐述此理。课外，如果学生感兴趣的话，教师可以带领学生，运用GE和图上测量相结合的方式，在更多种类的地图上进行大量的多种尝试，对地图和GE有更加深刻的认知。
[板书]2.比例尺的基本形式：
（1）数字式
（2）线段式
（3）文字式
由于比例的基本形式与本题不合，所以本文不详细阐述。
[板书]3.比例尺的大小
关于比例尺大小的比较，在讲解基本概念以后，将事先准备好的大小两个平面政区地球仪（一个是1：1亿，一个是1：4千万）举起来，让学生进行比例尺大小的判断。
然后操作GE右上角的放大或缩小的图标（﹢和﹣），学生定性地很准确地说出了比例尺的大小变化规律。具体操作可以参见下图（图5至图9）和相关文字说明：
图5 本软件“观察”地球的最远距离
图6 不断放大的效果（图中间是我国的四川盆地）
继续放大，就是继续扩大比例尺，看到的范围就越小，而相应得景观就越详细，此规律恰巧和课本中关于“比例尺大小的性质”的学习内容相呼应，所以更加直观有效的促进了学生的学习。不断放大，看到各种自然与人文景观（尤其是山体，通过调节视角可以从360度全方位地看立体真实效果），
图7 立体效果的体
在有矩形轮廓框的地区可以看到很多的景观细节，10米*10米的地表景观可以清晰而辨。学生学习地理的兴趣自然就更浓了。
图8 某水电站之一 图9 某水电站之二
[板书]二、方向
在三种不同地图（普通地图、指向标地图和经纬网地图）上辨别方向，是本课的重点也是难点。教师让学生自由选择从哪一种地图开始。由于篇幅有限，与GE使用不相关的细节省略
[板书]1.普通地图（既无指向标，也无经纬网的地图）——“上北下南，左西右东”
2.指向标地图——指向标确定方向
3.经纬网地图——经线指示南北方向，纬线指示东西方向
经纬网地图上辨别方向的依据是：“经线指示南北方向，纬线指示东西方向”。传统方式多是运用小黑板绘图，或者制作多媒体课件时插入绘制好的图片，但是GE提供了很多的直观便利与清晰灵活。（图10至）
在GE上显示经纬网，在经纬网上可以精确地确定地点的经度与纬度。
图10 任意给出的三个地点，很难判断方向关系，
如果简单地从“上北下南左西右东”来进行判断则完全错了。
上图中的三个地点，如果要说出彼此的相对位置关系，似乎很是困难，至少不够准确，然而加入经纬网，同时知道了每一个点具体的经度和纬度（这些经度和纬度是教师事先加入的，这就是GE的一个优势——个性化的地点确定）以后，A、B和C的位置关系就一目了然了。
图11 利用经纬度精确地确定地理位置，自由选择地点的基本属性与外显内容
教师有意将AB两点的经度都确定为西经170度，而BC两点的纬度都确定为北纬40度。这样，就可以让学生对经纬网地图有了更加清晰的认识。
变式训练，简单而灵活。
图12 北极附近，用经纬网确定地点D、E、F之间的相对位置
当然，地点的选择未必都在海洋上，可以在地球任何一个角落，点与点的位置关系也未必都是正北或者正东，可以出现很多的变化。
不少学生对普通地图中的“上北下南，左西右东”印象过于深刻，以至于经纬网地图中的方向判断会受到它的影响。过去需要通过反复强调“经线指示南北，纬线指示东西”来加以纠正，现在有了GE，则可以通过直观操作，来让学生明白，看上去A点位于B点的左上方，实际上只要换个角度，就可以发现，A和B位于同一条经线上，A与B的位置关系只可能是南与北的关系。（如下图）
图13 A点看上去在B点的左上方 |
图14 调整角度，看出A点位于B点“正上方”——正北方向 |
教师还根据课时的具体情况，在网络教室里，安排每一个学生用GE给大家出题目，让教师和其他同学来回答他的关于经纬网上辨别方向的问题。学生地理学习的自主、合作与创新就自然而然的强烈的体现出来了。
总之，Google Earth的运用，使得本课重点有效地突出、难点有效地化解、预设完全达成，而且动态生成很多的可以继续利用的课程资源。传统教具（地球仪、板书、教科书等）与现代科技（多媒体展示、网络教室、瑞博网络平台、Google Earth等软件）的有机结合，教师细致分层讲解和学生自主合作学习有机结合，使得三维目标有效达成，使得学生地理学习成为创新的“沃土”，从而更好地促进学生的可持续发展。
[1]本人在国家级核心期刊《地理教学》2006年第6期上发表的《Google Earth在经纬网教学中的运用》一文中，对该软件的基本功能及与教学的紧密联系有了一个相对完整的阐述。此处不再赘述。
【Google Earth（免费版）在《地图的要素》教学中的运用】相关文章：
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