内蒙古师范大学地理科学学院数字星球系统实验室 张越佼
摘要 ：基于数字星球系统的地理教学设计，以“双动两案教学模式的十大思想”为指导，依据地理课程标准、地理教材和学生的情况，对中学地理课堂教学进行教学设计。本文以“大洲和大洋”一节为例，对基于数字星球系统的教学设计路径进行详细介绍，包括学案、教案、ppt、story附件等。探索出数字星球系统与其他多媒体技术综合运用下的中学地理课堂教学设计注意事项：选择适宜使用数字星球展示的课程内容，充分发挥数字星球的优势，克服其不足和设计者应学会组织基于数字星球系统、体现双动两案教学模式的课堂。
关键词 数字星球系统；双动两案教学模式；大洲和大洋；地理教学设计
在现代化、信息化的时代大背景下，在基础地理教育课程改革不断深入发展的历史时期，探索基于数字星球系统与其他多媒体技术综合运用下的中学地理教学设计问题，以数字星球系统为核心，其他技术及媒体为辅助平台，对中学地理课程进行教学设计研究。设计编写基于数字星球系统的系列地理教学方案（简称教案）和基于数字星球系统的系列地理学习方案（简称学案）和相配套的课件，通过优化学习过程与教学过程和教学资源来全面提高教育绩效、促进学生全面发展，形成一批有影响的“数字星球系统技术与地理课程整合”的理论成果和实践成果，为基础地理新课程教学改革的深入发展提供范例。
一、基于数字星球系统的地理教学设计含义
1.数字星球系统
数字星球系统（多媒体球幕投影演示仪）是信息时代最先进的教学仪器之一，也是实现三维立体动态展示的单体数字化教学仪器。它通过先进的三维图像处理平台，方便教师将图片、视频、动画等多媒体资源转变为球面图像，结合精密光学技术，瞬间展示于数字化球形投影屏幕上。能够广泛应用于中小学地理、历史等学科教学和科学素养拓展教育，满足学校教学多元化和个性化需求，促进教师教学观念、手段和方法的更新，激发学生的学习兴趣，促进学习方式的变革。
2.地理教学设计
教学是通过信息传播促进学生达到预期特定学习目标的活动。设计是指为了解决某种问题，在开发某些事物和实施某种方案之前所采取的系统化计划过程。教学设计是一个在分析学习者的特点、教学目标、学习内容、学习条件以及教学系统组成特点的基础上，统筹全局，精心构造和选择具体方案的过程。①地理课堂教学设计是应用系统科学的观点和方法，按照教学目标和学生的特点，合理的选择和设计地理教学手段，并在系统中有机地组合，形成优化的系统结构。②徐宝芳教授认为，地理教学设计就是依据学习理论、教学理论、传播理论、系统理论和地理学理论等相关的理论和技术，分析地理教学问题和需要，对地理教学目的、地理教学条件、地理教学方法、地理教学评价等教学要素进行具体计划、制定地理教学行动方案的过程。其根本目的是通过对地理学习过程和地理学习资源所做的系统安排，创设各种有效的地理教学系统，以促进学习者的学习。地理教学设计就是构建和选择地理教学活动方案，它包括教的方案和学的方案。
3.基于数字星球系统的地理教学设计
基于数字星球系统的地理教学设计是以“双动两案教学模式的十大思想”为指导，以数字星球系统为核心，其他技术及媒体为辅助平台，对中学地理课程进行教学设计研究。基于数字星球系统的地理教学设计要编写基于数字星球系统的系列地理教学方案（简称教案）和基于数字星球系统的系列地理学习方案（简称学案）和相配套的课件，为学生和教师提供学习与教学的抓手。
二、基于数字星球系统的地理教学设计依据
1.依据双动两案教学模式
双动两案教学模式是徐宝芳教授在2003年提出的，该模式既反对教案式教学，也反对学案式教学，认为在教学中片面强调教师的作用，忽视学生的主动性和积极性；或者单纯强调学生学习，把学生作为教学的自由主人，否定教师的作用，这两种倾向都是错误的。主张学与教并举，提出了实施双动两案式教学。“双动”指的是学生的学习活动过程与教师的教学活动过程。“两案”指的是学习方案（简称学案）与教学方案（简称教案）。该教学模式的主要功能是教师和学生共同进步与发展。并且提出了双动两案教学模式的十大思想：教学抓手思想、教学过程思想、教学方法思想、教学反馈思想、教学动力思想、内容结构思想、教学合作思想、教学发展思想、有效教学思想和教学创新思想。
2.要充分考虑到数字星球系统的适用性
数字星球可以展示星球尺度的空间图像，运用球幕投影技术可以展示地球和其它星球——太阳、月球、火星等的超越时间和空间的现象和过程；数字星球还适合展示全球尺度的空间分布图像，如世界海陆情况、世界政区，世界气候、世界人口和人种分布等；此外，对于一些全球尺度的空间运动动画也可以利用数字星球展示，这些动画可以是已经发生的现象，如全球变暖、厄尔尼诺现象、板块运动、洋流运动、麦哲伦环球航行等，也可以是还未发生的模拟现象，如模拟抽干海水的景象、二氧化碳未来70年变化等。所以，在选择设计内容时要尽量选择适合使用数字星球展示的课程内容。
3.要依据地理课程标准、地理教材和学生情况
教学设计首先必须明确教学目标，为此依据教育部在2003年颁布的《普通高中地理课程标准（实验稿）》和2011年颁布的《全日制义务教育地理课程标准（2011版）》，精确解读课程标准，进行三维目标分析。同时，教学设计必须设计教学内容，运用教材微观分析方法对教材进行深入的分析。此外，教学设计必须依据学生学习情况，充分考虑学生学习问题，制定科学可行的学与教的教学方案。
三、基于数字星球系统的地理教学设计路径
基于数字星球系统的一节地理课的教学设计需设计学案、教案、课件和story及附件，现分述如下：
1.学案设计
（1）学案的内容包括五个部分
a、学习目标：三维目标结合一起阐述；明确本节课学习要求。如“大洲大洋”一节的学习目标，能运用数字星球和数据说出全球海陆所占比例，描述海陆分布特点；了解半岛、岛屿、大洲、海、洋、海峡等概念，能在数字星球上识别半岛、岛屿、大洲、海、洋和海峡；运用数字星球准确的指出七大洲、四大洋名称、位置、轮廓、分布及洲界；培养良好的空间观念和勇于探索的精神。
b、自主学习：学生课前预习或上课开始时的作业题：了解教材基本知识；培养自学习惯和明确学习目标。“大洲和大洋”一节的自主学习题主要以通过观察数字星球，让学生自主完成。如在观察数字星球展示大洲大洋的分布，学生通过观察数字星球完成陆地主要集中在哪个半球，海洋大多分布在哪个半球；使用数字星球把南北极展示在学生面前，让学生观察南北极周围是海洋还是陆地。
c、学会学习：系列作业问题，针对作业题指出解题方法和学习方法的要求；培养学生解题思路方法、学科的思想与方法；训练学科能力。通过完成作业题，学生可以学会解题方法和学习方法，如学生观察数字星球，发现地球上三分陆地，七分海洋。学生运用发现法，可以完成如下一题：宇航员在进行太空行走时发现我们居住的星球是一个蔚蓝色的十分美丽的星球，原因是什么？
d、课堂练习：作业题要有层次性与选择性；当堂训练方法与技能和反馈学习情况。课堂练习题要难易结合，层次分明，设置选做题。同时，练习题要体现本节课的教学内容，突出重难点。如“大洲和大洋”一节的课堂练习设置了四道题，内容涉及大洲大洋的名称和分布以及大洲的分界线和一道综合性的选做题。
e、学习小结：主要是让学生当堂总结教学内容，形成本节课内容结构；培养学生归纳总结的方法与能力。
（2）设计学案的注意事项
a、学案的设计要与教案的设计相吻合，这样才能发挥双动两案教学模式的功能。
b、学案练习题的选择要有针对性，针对本节课的教学目标和教学内容，练习题的设置要做到“精”“准”。
c、学案练习题的题量设计应该适中，在保证在45分钟的课堂顺利完成。
d、学案作业设计要有一定数量的选作练习题，为学习优秀者提供学习需求的空间。
2.教案设计
（1）课程标准及其解读
课程标准是以义务教育地理课程标准（2011版）和普通高中地理课程标准（实验2003年）为依据，主要对标准和活动建议进行详细解读，明确本节课要求学生学习的内容、学习的方法、掌握的层次，达到的效果。以”大洲和大洋”一节为例,根据义务教育地理课程标准（2011版）的要求，“大洲和大洋”一节的课程标准为：内容标准要求“运用地图和数据，说出地球表面海、陆所占比例，描述海陆分布特点；运用世界地图说出七大洲、四大洋分布特点。”活动建议要求“开展拼图游戏、模拟演示等活动。例如，开展七大洲、四大洋拼图游戏。”根据课程标准的规定进行进一步解读：两点标准都是在了解层次上的要求，所以应对整节课的知识点把握在了解层次上。课标强调运用地图和数据的方式完成要求，因此，本节课应充分使用地图和数据来体现知识点，教师不可直接讲授知识点，应让学生充分参与课堂，以学生为主。本课的活动建议开展七大洲、四大洋拼图游戏，意培养学生动手操作能力，做到学以致用。
（2）教材分析
地理教材是进行地理教学的物质基础。对地理教材的分析、研究是科学设计地理教学方法、过程，实现地理教学目的前提。③地理教材的分析方法有多种。本教学设计的教材分析采取微观分析法，包括：一、划分本节教材的知识组成；二、分析本节教材内部结构，包括 1、分析教材知识结构， 2、分析教材的表述体系；三、分析教材的外部联系；四、确定教材的过程与方法教学目标及其实现的途径和方法；五、确定教材的情感、态度与价值观教学目标及其实现的途径和方法。
（3）学情分析
本设计的学情分析是对学习者的情况以及教学要求和教学条件的分析。包括学生已经具备的知识和能力；学生的特点，如对“大洲和大洋”一节应对初中生的特点进行分析，初中生的思维以形象思维为主，抽象思维尚未成熟。自主学习的能力和意识还不够完善等；本节课的教学内容对学生的要求；学生对现代教学技术（数字星球系统）的认识程度。
（4）设计思想
一个好的设计对于一次成功的课堂教学是很重要的。基于数字星球系统的应用双动两案教学模式的教学设计非常注重学生的积极参与和自主学习，教师引导学生发现问题、解决问题，进而学会学习。本栏目要说明设计者的设计思路、设计特点。
（5）教学目标
本设计的教学目标是对三维目标的分别阐述，教学目标是对课程目标的细化，从课程标准中挖掘知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观目标。如对“大洲和大洋”一节的三维目标分析如下：知识与技能：能运用数字星球和数据说出全球海陆所占比例，描述海陆分布特点；了解陆地、海洋、大洲、半岛、岛屿、海峡等概念；能在数字星球或地图上找出七大洲、四大洋。过程和方法：能在空白地图上准确填出七大洲、四大洋，能绘制七大洲和四大洋的分布简图；初步学会用简单的几何图形表示出七大洲的轮廓及其相对位置，建立世界海陆分布的空间概念；能在数字星球上识别大洲、大陆、半岛、岛屿及大洋、海和海峡。情感态度和价值观：激发热爱人类的家园----地球的感情；通过对地球表面的认识，培养科学兴趣和科学探究的精神。三维目标的分析为教师的教和学生的学提供了依据，对教学起到导向的作用，是促进有效课堂教学的关键。
（6）教学重、难点
地理教学内容的重点是具有“生长点”的知识与技能，是那些对于学习和理解其他知识、技能具有举一反三、触类旁通作用的知识和技能，它们往往蕴含较大的智力训练价值。分析重点的方法有以下几种④：1）从课程标准中确定重点。2）从新知识和技能中确定重点。3）从迁移性强的知识与技能中确定重点。4）从表述形式的多样性中确定重点，如某个知识点用了多种表述形式，这个知识点一般是重点。如“大洲和大洋”一节的重点是：七大洲的轮廓及七大洲和四大洋位置的确定。
在分析教学重点的基础上还应进一步对教材难点进行挖掘。难点的确定一方面要取决教材本身的难度，同时还取决于学生学习能力的高低。如“大洲和大洋”一节的难点是：七大洲和四大洋的名称及分布特点。在教学设计中要突出重点，突破难点。
(7)教学方法及教学媒体
基于数字星球系统的地理教学设计采用的教学方法主要包括三类方法的选择与组合：认识方法；教学媒体及其使用方法和组织方法。根据具体的教学目标和教学内容，优化组合三类教学方法。如“大洲和大洋”一节的教学方法有：观察法、讨论法、演示法、讲授法、综合分析法。教学媒体主要使用数字星球系统、电子白板、投影仪和学案等。
(8)教学过程
教学过程包括学生活动和教师活动。其中以学生活动为主，教师起到引导和指导学生活动的作用。教案过程设计充分发挥数字星球在本节各个部分教学内容中的作用，比如“大洲和大洋”一节，其教学内容分为两部分：“水球？地球？”和“七大洲和四大洋的分布”，设计教学过程时让数字星球在这两部分教学内容中均发挥重要作用，体现数字星球的优越性，如数字星球系统操作简单，教师可以根据教学需要进行多角度、多方位、多对象的演示，使教学活动更主动、更有效。
（9）课外探究
由于课堂时间有限，无法在课上完成的教材中活动或者根据教学需要教师设计的需要在课外进行的探究活动，老师可以提出活动要求与建议，学生可以在课外进行探究活动，课上进行成果展示与评价。
(10)板书设计
地理教案中的板书是地理教师根据教学目标，在钻研教材的基础上精心设计，利用黑板以凝炼的文字语言、图表和符号等形式，传递教学信息的教学方式。板书可采用图示式和综合式板书等形式。板书要体现内容结构，要工整、简明、突出重点，具有直观性和艺术性。
(11)教学资源拓展
要给学生提供一些学习资源，可以是文章，也可以是网络资源，如针对本文的教学设计，可以给学生提供如下网络资源：数字星球资源服务网站http://szxq.chinaedustar.com；地理课程网 http://geo.cersp.com等。
3.课件设计
(1)课件的设计要和“两案”配套，作为教师有效教学的工具。
(2)课件的设计要言简意赅，切记太多与学习无关的修饰，否者会转移学生注意力。
（3）利用数字星球可以解决的问题不要在课件上展示，否则学生不知道该把注意力放在数字星球上还是课件上。
4.story及附件设计
（1）利用数字星球系统教学的课件制作方法
第一步：确定要在球面上播放的动画，在ppt文件的同一目录下建立“story文件夹”及“次级章文件夹”，并将动画文件复制存放到“次级章文件夹”。以“大洲和大洋”一节为例，在大洲和大洋ppt的同一目录下建一个story文件夹，在这个文件夹里再建一个名为“大洲和大洋”的文件夹，把要在数字星球上演示的资料放在“大洲和大洋”文件夹里。
第二步：从现有课程中拷贝配置文件 PowerPointStory.txt到该ppt文件的同一目录下。
第三步：进行配置文件的具体修改，实现自己的课件设计思路。格式为“1,大洲和大洋,地球.dds ”，ppt中幻灯片的编号，次级章文件夹名，图片或者动画名称及扩展名。
（2）附件说明——story使用指导
story使用指导包括：图片或者动画名称、缩略图、操作、教学活动、设计意图。story使用指导相当于基于数字星球系统应用双动两案教学模式的地理教学设计的使用说明书，其他教师通过阅读使用指导就可以操作教学设计，方便使用。
5．实施教学设计、修改完善教学设计
在两案、课件及story设计编写完成的基础上，创建“双动两案教学模式”的研究课与示范课。通过多种形式进行实践实证，首先在老师学生之间内部讨论，进行修改。然后，把成果发给多位一线教师，得到教师们的宝贵意见后再次进行修改。最后要联合实验学校，可以由本校教师使用笔者设计的教学设计完成课堂教学，发放调查问卷得到教学反馈。也可以由设计人直接进行教学，亲自体验课堂实施效果。通过反复实践，不断修改完善，得到让学生、老师最满意的教学设计。
四、基于数字星球系统的地理教学设计注意事项
1.选择适宜使用数字星球展示的课程内容
由于是“基于数字星球系统的地理教学设计”，为此，要强调所选的项目适合运用数字星球系统进行教学，数字星球系统在其教学中要起重要、关键作用，而不是可有可无。数字星球系统适合显示宏观的、大尺度的地理现象和地理过程，因此，要在初、高中地理教材中选择适宜使用数字星球展示的课程，但是也不能只局限于全球尺度的课程内容，要尽量考虑“大洲、地区、国家”三个空间尺度的项目，所选项目要把自然地理与人文地理、地理课堂教学与课外探究教学项目结合。
2.充分发挥数字星球的优势，努力克服其不足
数字星球有比传统教学设备更大的优势，数字星球是一个活地球，可以更直观的观察，比传统的地球仪、地图更加灵活生动，有效地提高了学生的立体空间概念。问卷调查的数据显示，大多数同学对数字星球的展示很感兴趣，认为数字星球对地理学习是有意义的，并且愿意参加数字星球的研究。所以我们现在进行的基于数字星球的教学设计是很有必要的。但是，数字星球的弊端也是很明显的，由于我国班级学生的容量比较大，小小的数字星球照顾不到所有的学生，如何扩大数字星球系统转播面需要深入研究。在教学中可以将数字星球系统应与ppt等结合使用，发挥数字星球的优势，利用ppt来弥补其不足。
3.设计者应学会组织基于数字星球系统、体现双动两案教学模式的课堂
基于数字星球系统的教学对教师的要求更高，教师要展示ppt的内容，引导学生完成相应的学案，同时要指导学生观察使用数字星球，再加上学生刚开始接触数字星球，对于这种新的教学设备比较好奇，注意力集中在数字星球，往往对学习内容关注不够，教师必须学会有效地组织课堂，有效地引导学生的注意力，及时提醒学生应把注意力放在教学内容上。
参考文献
[1]陈澄,裘腋成.地理课堂教学设计[M].华东师范大学出版社,2001年版，第1页。
[2]陈澄，地理教学论与地理教学改革[M].华东师范大学出版社2001年版，第85页。
[3]陈澄.地理教学论[M].上海教育出版社1999年版，第33-35页。
[4]张卫青，徐宝芳.中学地理课程标准与教材研究[M].陕西师范大学出版社2112年版，第187页。
（发表于《地理教学》 2013年 第六期）