计算机在地理教学中的运用

1. 计算机在地理教学中的运用

2. 目录 • 第一章 • 第二章讨论、 第二章 讲授 • 第三章 • 第四章 • 第五章 • 第六章 • 第七章 • 第八章 • 第九章

3. 第一章 计算机辅助地理教学概述 • 1.1 多媒体技术和多媒体信息概述 • 1.2 计算机与多媒体技术在地理教育中的作用 • 1.3 CAI的基本模式和CAIG课件 • 1.4 积件与CAIG课件 • 1.5 地理信息系统与CAIG

4. 1.1 多媒体技术和多媒体信息概述 • 1.1.1 多媒体技术 • 1.1.2 多媒体信息和网络

5. 多媒体技术 • 多媒体技术是以多媒体计算机为核心，交互地综合处理文本、图形、图像、动画、音频、视频等多种媒体信息，并使这些信息建立逻辑连接，以协同表示出更丰富更复杂信息的综合处理技术。

6. 1.2 计算机与多媒体技术在地理教育中的作用 • 1.2.1 什么是CAI和CAIG • 1.2.2 多媒体及网络技术的发展及对地理教育的影响

7. 什么是CAI和CAIG • CAI - Computer Assisted Instruction 计算机辅助教学，指利用计算机为主要教学媒介进行教学的各项活动。CAI的主要特点是个别化教学和学生与计算机的交互。 • CAIG-ComputerAssisted Instruction inGeography 指以计算机为主要媒介所进行的地理学科的教学活动。

8. 多媒体及网络技术的发展及对地理教育的影响 • 多媒体计算机技术为CAIG的发展提供了崭新的、强大的技术和物质基础，极大地扩展了CAIG 的应用范围。 • 多媒体计算机具有极其强大的存储和处理文字、图像、声音等的功能。 • 多媒体计算机具有极强的模拟功能。 • 多媒体计算机具有强大的人机交互、检索的功能。

9. 1.3 CAI的基本模式和CAIG课件 • 1.3.1 传统教学的基本过程与CAI的基本模式 （ P4，图1-1、图1-2） • 1.3.2 多媒体CAIG课件的基本类型 • 1.3.3 CAIG的运行环境

10. 1.4 积件与CAIG课件 • 1.4.1 积件思想的提出 • 1.4.2 积件的组成与特点 • 1.4.3 基于积件思想的计算机集成多媒体方法在地理教学中的实现

11. 积件的概念 • 积件是由多媒体教学资源库的基本素材和组件构成，可以由教师和学生根据教学需要，自己组合形成的教学软件系统。

12. 1.4.2 积件的组成与特点 • 积件的组成 • 积件库 • 多媒体教学资源库 • 微教学单元库 • 虚拟积件资源库 • 教学策略库 • 资料呈现方式库 • 积件组合平台

13. 1.4.2 积件的组成与特点 • 积件的特点 • 高度的灵活性和实用性 • 基元性与可积性 • 可繁殖性 • 通用性和规范性

14. 1.4.3 计算机集成多媒体方法在地理教学中的实现 • 多媒体教学资源库的建立 • 课程的组织与教学模式的设计

15. 1.5 地理信息系统与CAIG • 1.5.1 什么是地理信息系统 • 1.5.2 地理信息系统的基本功能 • 1.5.3 地理信息系统与CAIG的结合 • 1.5.4 地理信息系统软件简介

16. 1.5.1 什么是地理信息系统 • 地理信息系统(GIS)是采集、存储、管理、分析、描述地球表面及空间和地理分布有关的数据的信息系统。 • 它是以地理空间数据库为基础而建立起来的一类计算机应用系统，在计算机软、硬件环境的支持下，通过对空间地理数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，实时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究、综合评价、管理、定量分析和决策服务。

17. 1.5.2 地理信息系统的基本功能 • 数据输入 • 数据输出 • 测量功能 • 强大的地理分析功能 • 空间查询功能、缓冲区分析、拓扑叠加分析、线性网络分析、DEM地形分析、其他空间分析功能

18. 1.5.3 地理信息系统与CAIG的结合 • 用GIS进行地图展示和绘制以及地理数据的存储和图形化显示 • 用于综合图解地理分布现象 • 制作专题地图 • 地图测量与空间查询 • 地理空间分析

19. 第二章 关于CAIG的学习理论基础 • 2.1 行为主义的学习理论与CAIG教学设计 • 2.2 认知心理学的学习理论与CAIG教学设计 • 2.3 认知心理学的建构主义理论与CAIG教学设计

20. 教学安排 • 分为三组，每组负责一种学习理论； • 在已预习的基础上深入了解本组知识内容（25分钟）； • 进行小组讨论，统一认识（20分钟）； • 分小组进行讲授（内容参见提示）（每组10分钟）； • 听课组与讲授组问答（共15分钟）。

21. 第一组 行为主义的学习理论与CAIG教学设计 • 行为主义理论的客观主义观点 • 行为主义理论的学习观与教学观 • 运用行为主义学习理论进行课件设计的原则 • 行为主义学习理论适合指导哪类教学内容的课件编制？

22. 第二组 认知心理学的学习理论与CAIG教学设计 • 认知学习理论的学习观 • 认知学习理论的基本观点 • 认知心理学学习理论指导下的CAIG设计原则 • 认知心理学的学习理论适合指导哪类教学内容的课件编制？

23. 第三组 认知心理学的建构主义理论与CAIG教学设计 • 建构主义有关教学的观点 • 建构主义学习理论指导下的CAIG设计 • 建构主义学习理论适合指导哪类教学内容的课件编制？

24. 第二章 关于CAIG的学习理论基础 • 2.1 行为主义的学习理论与CAIG教学设计 • 2.2 认知心理学的学习理论与CAIG教学设计 • 2.3 认知心理学的建构主义理论与CAIG教学设计

25. 2.1 行为主义的学习理论与CAIG教学设计 • 行为主义心理学是20世纪初起源于美国的一个心理学流派，它的创建人为美国心理学家华生。 • 行为主义观点认为，心理学不应该研究意识，只应该研究行为。所谓行为就是有机体用以适应环境变化的各种身体反应的组合。心理学研究行为的任务就在于查明刺激与反应之间的规律性关系。这样就能根据刺激推知反应，根据反应推知刺激，达到预测和控制行为的目的。

26. 行为主义的学习理论强调以刺激——反应——强化过程来完成人对客观事物的正确认识。行为主义的学习理论强调以刺激——反应——强化过程来完成人对客观事物的正确认识。 • 强调学习者被动接受知识的客体地位，学习过程以理解记忆为主，学习效率直接体现在记忆的速度和准确度上。 • P20 案例《地图上的方向》

27. 行为主义理论的教学观 • 行为主义理论指导下的教学方法主要采用“刺激——强化”的心理学原理。 • 强调教师为中心的教学。 • 此学习理论适于指导地理知识中属于稳定客观存在的知识点，这些知识点有唯一的评价标准，任何人对它们的认识都应该是同一的。

28. 运用行为主义学习理论进行课件设计的原则 • 目标定位原则：明确知识点是否是稳定的客观存在。 • 小步子、低错误率原则：由浅入深，分解教学内容，强化正反馈。 • 即时强化原则：给予学生迅速准确的反馈。 • 自定步调原则：学习过程强调个性化。自主调整学习内容和进度。

29. 2.2 认知心理学的学习理论与CAIG教学设计 认知心理学有广义、狭义之分： • 广义的认知心理学是指凡是研究人的认识过程的，都属于认知心理学。 • 而目前西方心理学界通常所指的认知心理学，是指狭义的认知心理学，也就是所谓的信息加工心理学，它是指用信息加工的观点和术语，通过与计算机相类比，模拟、验证等方法来研究人的认知过程，认为人的认知过程就是信息的接受、编码，贮存、交换、操作、检索、提取和使用的过程。

30. 认知学习理论认为，学习是信息加工的过程，是将新的知识信息与旧有认知图式（即学生已有的经验、知识及其知识结构）整合的过程。强调学习只有通过学生的自主思维活动才能完成。认知学习理论认为，学习是信息加工的过程，是将新的知识信息与旧有认知图式（即学生已有的经验、知识及其知识结构）整合的过程。强调学习只有通过学生的自主思维活动才能完成。 • 整合的概念强调知识的内在联系，否定知识的机械拼合，使图式具有相对的知识结构的完整性、可迁移性，并具有进一步学习的工具的作用。

31. 例如我们已知“know”这个单词的意思 • 又知道－able后缀有“可以，能够”的含义，可以很容易地掌握新知识knowable • 我们还可以继续学习unknowable

32. 认知学习理论的三种学习模式 • 奥苏贝尔认知同化学习模式 • 新、旧知识之间有比较密切的逻辑关系，从旧有图式中可以推理、演绎出新知识，新知识对旧有图式具有深度的加深和广度的扩展的特点。

33. 皮亚杰认知平衡学习模式 • 如果旧有图式不能完全同化新知识，学习者就会产生认知上的不平衡，这时学生要暂时放弃原有认知图式，寻找可以帮助他解决冲突的其他信息，用这些信息来帮助他改变旧有图式去“顺应”新知识，重建认知平衡，从而完成图式的质的变化。

34. 布鲁纳发现式学习模式 • 当新知识找不到与其相应的旧有图式，这时就需要提出一个假设，在验证假设的发现式学习过程中，通过对假设图式的同化或顺应学习新知识，这个假设图式在此起到认知工具的作用。 • 发现式学习的程序步骤是：设置问题情境－提出假设－推理－验证－结论。

35. 认知学习理论的基本观点 • 按照认知学习理论，人们是按照自己原有认知结构中的认知图式有选择地注意外界的刺激，然后以图式的整体性框架去建构新事物。因而人对外界事物的认知具有个性意义，即学生学习上的个性差异。 • 认知学习理论的基本观点主要有： • 学习具有主动反映的特点 • 学习是信息加工过程。

36. 认知心理学学习理论指导下的CAIG设计原则 • 主动学习原则 • 设计的课件要能够激发学生学习的积极性、主动性。 • 模式适用原则 • 新知识与旧知识有一定联系。 • 信息压缩原则 • 设计时将信息压缩在一个个信息块中，方便学生学习和使用。

37. 认知学习理论适用范围 • 在学生有一定相关基础（旧有图式）的情况下，一般的教学内容都适用。 • 与行为主义学习理论相同之处在于：知识点具有统一的评价标准，学生通过学习应该获得同一的认识。 • 请大家思考两种学习理论的不同之处。

38. 2.3 认知心理学的建构主义理论与CAIG教学设计 • 建构主义假设每一个学习者必须个别地、有选择地去建构自己的知识，每个学习者都有一个用来建构知识的‘工具箱’以便解决现实环境中所出现的各种问题。而其他学习者或教师的角色是提供有关的环境、提出挑战及提供有关的支持以便能够帮助学习者进行知识的建构。 • 建构主义学习理论的核心在于知识建构。 • 要求教学过程必须以学生为中心，应该从面向课程转变为面向学生。

39. 建构主义者主张，世界是客观存在的，但是对于世界的理解和赋予意义却是由每个人自己决定的。我们是以自己的经验为基础来建构事实，或者至少说是在解释事实。我们个人的经验世界是用我们个人的头脑创建的，由于我们的经验以及对经验的信念不同，于是我们对外部世界的理解便也迥异。建构主义者主张，世界是客观存在的，但是对于世界的理解和赋予意义却是由每个人自己决定的。我们是以自己的经验为基础来建构事实，或者至少说是在解释事实。我们个人的经验世界是用我们个人的头脑创建的，由于我们的经验以及对经验的信念不同，于是我们对外部世界的理解便也迥异。 • 建构主义强调真理的相对性，重视认识中的主观能动性，强调学习的主动性、社会性和情境性。

40. 建构主义学习观 • 建构主义强调学习是高度自主的活动。 • 情境学习的重要性在于它为学生提供了一个认知图式，或是能够帮助学生主动提取原有认知图式，从而使新知识在认知图式中顺利地以同化和顺应的方式获得。 • 强调合作学习在意义建构中的作用。

41. 建构主义学习理论的教学模式 • 支架式教学模式P31 • 随机进入教学模式P32 • 抛锚式教学模式P34

42. 建构主义有关教学的观点 • 教学目的在于自主建构能力的培养 • 教学内容注重理论联系实际 • 强调协作与开放性的学习方式 • 媒体作用 • 教师地位的转变

43. 建构主义学习理论指导下的CAIG设计 • 创设环境：模拟真实环境，真实任务 • 问题目标：提供一定的思维挑战 • 自主学习：提供丰富的建构素材 • 交互对话：设置人机对话 • 发表见解：要给学习者留下发表自己见解的空间

44. 建构主义学习理论适用范围 • 对认知结果不强调其客观性和结果评价统一性的知识点。

45. 任务 • P36 第5题 • 其中课件脚本设计内容参见第七章7.3

46. 第三章 用PowerPoint2000制作地理教学课件 • 结合教材配套课件进行复习 • 任务：利用PowerPoint制作地理教学课件。 • 教学安排：在课堂使用自己制作的课件进行相关内容的讲授。

47. 第四章 用Authorware制作地理教学课件 • 结合教材配套课件进行复习 • 任务：利用Authorware制作地理教学课件。 • 教学安排：在课堂使用自己制作的课件进行相关内容的讲授。

48. 第五章 地理课件多媒体素材的捕捉和截取 • 5.1 屏幕信息的获取 • 5.2 音频和视频信息的截取 • 5.3 图形图像的获取

49. 5.1 屏幕信息的获取 • 5.1.1 整屏信息的捕捉 按PrintScreen键。 • 5.1.2 窗口信息的捕捉 同时按Alt和PrintScreen两个键。 • 5.1.3 屏幕局部信息的捕捉 利用SnagIt软件进行捕捉 • 5.1.4 屏幕动态信息的捕捉 利用SnagIt软件进行捕捉

50. 5.2 音频和视频信息的截取 • 5.2.1 音频信息的截取 使用“超级解霸”中的“CD解霸”和“音频解霸”截取。 • 5.2.2 视频信息的截取 使用“超级解霸”中的“VCD转AVI”截取。