数字化浪潮风起云涌，不断发展的数字信息技术为地理教学变革提供了技术支撑。目前，由教育部创新研发的一种现代化教育技术设备——“数字星球系统”应运而生，正逐步在全国中小学地理课堂推广应用，给广大师生带来了耳目一新的感觉和强烈的视觉冲击，也为学校地理教学方式的转变提供了契机。

数字星球系统（全称为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，也是目前国内唯一实现三维立体动态展示的教学仪器。它集精密光学技术、计算机三维图像处理技术、网络多媒体技术等众多先进科技于一体，通过软件控制平台、资源软件和数字视像圆球体屏幕，融合声音、图像、动画、视频等多媒体信息，实时互动演示及屏中屏功能，实现学科整合、配套资源开发，瞬间以立体、动态的模式将大尺度、多因素、长时间的天文、地理、生态等现象和过程展示在学习者面前，具有强烈的视觉冲击力和感染力，能够充分激发学生探究兴趣，多角度指导探究学习，满足学生对自然及人文地理的求知欲。

  数字星球系统共包含硬件和软件两部分。硬件系统由投影机、鱼眼透镜组、球形投影屏幕、底座、遥控器等组成；软件系统由平台软件、二次开发软件包、配套新课标资源和指导手册组成。

   二．数字星球系统在地理学科中的应用的优势

数字星球系统的引进，改变了传统的地理专用教室设置：“在地理专用教室的天顶设置有关天文的仪器，包括天顶中央的大型活动星图演示仪、天顶后部的太阳系九大行星模型；在教室后壁设置垂直演示的地理运行仪和月球运行仪；在教室前部设置演示太阳、地球、月球运动的三球仪；在教室的后部设置中国地形模型和世界地形模型”。数字星球地理专用教室的建设中，全部通过数字视像圆球体屏幕瞬间融合展示，并配合交互式电子白板，极大地满足了教学应用需要，同时省却了天文圆顶、天象仪等教学仪器的建设，减少了学校人力、物力和经费投入。数字星球系统中的数字视像圆球体屏幕还可发挥一球多用的特点，在学校活动和其他学科教学中使用，提高了设备利用率。

数字化地理专用教室的建成，可以方便教师在地理教学中，充分应用目前国内最先进的多媒体球幕投影演示仪，通过计算机三维图像处理技术、数字化球形投影屏幕展示技术和先进的光学成像技术等众多科技手段，将传统地理教学模式与全新数字化动态、立体的图像展示技术有机融合在一起，形成了全新的数字化动态立体的地理教学模式，以立体模式展示天文、地理信息，感受模拟洋流、大气环流、季风、水循环、气旋与反气旋、火山、冰川、地震、酸雨、温室效应等自然地理和人文地理的现象，观看各种星体和天体的运动过程，探知宇宙空间科学和地球科学知识。在日常教学中，教师可以通过数字星球系统开展动态、立体的地理教学，配合传统的地理教具，使地理教学更加充满生机；在需要讲解天文、星体等宇宙知识时，教室中基于“数字星球系统”而建设的天文穹顶，可以瞬间展现出宇宙空间无限的魅力，激发出学生探索求知的学习欲望。

地理学科的一个独特的标志是以地理空间作为核心，地球表面的一切地理现象和地理过程，都发生在地理空间为背景的基础之上。地理事物因其大大超出了人的视觉感知范围而具有抽象性，让人难于想象和把握，因此地理教师培养学生空间想象能力的任务，比其它学科就显得特别繁重，培养学生的空间想象能力成了地理教学的瓶颈。而“数字星球系统”的应用很好地解决了学生地理空间感的问题。

比如在学习海陆分布的时候，通过资源整合软件Onstage在数字视像圆球体屏幕进行动态演示地球上的海陆分布，随意进行旋转和静止的切换，还可以调整视角，让学生从南北两极进行观察，具有很强的立体感和全球视野，解决一些同学空间感不强的问题。在讲板块构造时，教师运用该系统，不仅可以让学生知道了六大板块的组成、运动方向，还可以超越时空，动态立体地演示青藏高原的隆起和喜马拉雅山的形成，给学生以视觉冲击力。在有限的课时内，还可以让学生知道了大洋中脊、岛弧列等课本以外的地貌知识。学习地球运动时，数字星球系统能够突破教学时间和空间的限制，将师生仿佛置身于太空，并可任意清晰地俯瞰地球，观察地球昼夜的更替，昼夜长短的变化，了解地球上过去、现在发生的各种现象和过程。
      2、有效的突破了教学难点     高中地理内容文理兼备，特别是自然地理部分，这对于文科生来说是学习中的一大难题，以前只能靠教师的理论讲解，配上简单的图片、动画，学生理解浅显，似懂非懂，也极大的挫伤了他们学习地理的信心。而数字星球系统极大地方便了教师教学，激发了学生的探索兴趣，突破了教学难点。

比如经纬网的问题一直是学生难以理解和掌握的知识点，为了让学生能够掌握，并会应用，教师往往要用很多时间讲解。但在星球系统的帮助下，教师运用数字星球的编辑软件制作简单的课件，上课时展示给学生，学生情绪高涨，通过认真地观察、研究，原来要用几个课时才能让学生掌握的问题，仅仅用一个课时，学生就能掌握得很好。洋流是高中地理的一个难点，平时教师只能用静态的图片展示洋流的名称、分布，而现在教师可以在球形屏幕上立体、动态的演示洋流的运动过程，更加形象的解释洋流的规律。
    又比如在地球运动教学中，教师利用数字星球系统，轻点鼠标，栩栩如生的昼夜更替的卫星影像就出现在球形投影屏幕上，世界不同地区、城市怎样从白昼进入黑夜（昏线）、从黑夜进入白昼（晨昏线）也清晰逼真地呈现在教师和学生的眼前；教师轻轻地用鼠标拨动地球，师生就可以从任意角度甚至可以从北极上空观看地球上的昼夜更替现象，令学生叹为观止；进入地球上的时区划分和地方时的内容，数字星球表面又直观形象地划分出24个时区，分别呈现各时区的特征和范围及地方时的相互关系，令学生一目了然；讲到地转偏向，球面又形象演示出地转偏向的规律，以及由于地转偏向作用形成的旋涡状台风、飓风和路径，洋流等相关内容相继通过声音、图片、平面动画、三维立体动画等适当的方式呈现于数字星球与平面投影幕上，这样就利用多种感官刺激激发了学生的学习兴趣，让学生得以在全球立体动态的视野下理解晨昏线、时差和地方时等知识难点，解决了传统教学模式中只能抽象思维的难题。

 3. 有效提高地理课堂信息容量。

在数字星球系统中，有大量的动画、视频、图像等地理信息，能够形象、具体、规律化地显示地理事物的特征、空间位置和发展过程，学生通过观察、分析，主动参与信息活动，可以获得有关地理事物的空间位置和联系、空间的动态变化等信息，形成获取地理知识的信息素养。在新授课中，教师可以通过演示教学重点内容，提高课堂容量，在教授过程中，注重与学生的互动操作、练习；注意知识原理的讲述，让学生尝试操作。在教学过程中教师要注意角色的转换，在演示过程中是演员，在学生操作过程中，老师是导演，是助手；在讲评课中，通过对“数字星球系统”的熟练操作，添加试题中的图片，用图像软件简单处理后，添加到story文件夹的某一章节中，可根据目的的不同选取动画和单张图片，做到直观有效，贴近试题本身、增强说服力；在复习课中，数字星球系统可以演示学生不熟练的知识点，注意知识点的梳理和应用，以原理应用和学生互动操作为主，能收到事半功倍的效果。
    在教学海水运动时，引入新课可在数字星球上演示“鸭子舰队”的路线，播放视频“海水的运动”，阅读对联“海水朝朝朝朝朝朝朝落，浮云长长长长长长长消”等活动，通过丰富地理信息的传递和师生互动交流，提升了学生的人文素养，活跃了课堂气氛，使枯燥的内容变得生动起来。又如，学生观察数字星球动态显示的“世界洋流分布图”和“世界渔场分布图”的叠加，观察渔场的位置与洋流的关系，获取了不同成因下的渔场分布的信息，既明确了渔场的空间位置及其原因，又提高了获得地理信息的能力。

（三）数字星球系统在地理第二课堂的应用优势
       利用“数字星球系统”积极开展生动有趣的课外活动，可以为地理第二课堂增添奇光异彩。特别是该系统在演示天文现象方面功能强大，通过演示各种天文奇观，可以让学生沉浸在梦幻的影像中，各种天体运动、绚烂星空等奇妙景象逼真、动态、立体、清晰地展示在学生面前，令人叹为观止。引入“数字星球系统”，可以极大的激发学生的天文地理兴趣。越来越多的学生会更加关注星空宇宙和各种天象奇观，积极尝试探索地理迷题。为了保持学生的这种探索热情，最大限度的发挥“数字星球系统”功能优势，学校可以组织了形式各异的课外兴趣小组，学校定期开放数字星球实验室，为爱好天文的同学提供了活动场所。围绕学生感兴趣的内容，学校每周可以组织不同的“探索课题”。比如：重大天文现象（比如此前的日全食）、太阳系九大行星系统探秘、神奇的漩涡云团、月食解密、追踪洋流的“脚步”，有了数字星球系统，这些比较艰涩的话题，就形象立体起来。在数字星球专用教室，专门的辅导老师可以为这些同学展示、讲解、交流互动。教师还可以鼓励学生上网搜集天文图片，制作成影片，由学生自己在数字星球实验室进行展示、互相点评。
       三.数字星球系统在应用中应注意的问题

（一）熟练使用及二次开发研究
     数字星球系统的软件控制平台Storyteller和资源整合软件Onstage的结合使用，充分显示了系统的强大功能和潜能。软件控制平台storyteller使用简单、方便、易学、易操作，借助使用遥控器更加方便教学，使课堂和谐统一。教师在课堂使用前，要先熟悉数字星球系统软件storyteller和Onstage的功能和遥控器的功能，能够熟练使用、自由切换，并且要注意和交互电子白板、视频展台的整合运用。教师可以从互联网或其他渠道获得文本、视频、多媒体等资源，通过数字星球系统的图像转化技术，瞬间形成动态、立体的资源展现给学生，特别是通过Onstage软件制作后，能够实现球面的多层次显示。再者“数字星球系统”具有强大的资源二次开发能力，教师可以登录数字地球资源中心（http://{域名已经过期}/），可以获取更多的球面资源、课程资源、素材资料，观摩优秀示范课；也可以登录数字星球课题研究平台（http://{域名已经过期}:8080/index.py），向专家名师及课题组学习，互相交流，实现课程资源的二次开发，进一步挖掘系统的潜在功能。
      （二）转变教育观念

数字星球演示系统在地理教学过程中的运用，为地理课程改革提供强有力的技术支持。但是教育教学行为变革，应该是以先进的教育理念为支撑，深化地理课堂教学改革，探索教学手段的改革模式，充分发挥数字星球系统的功能，加强其在教育教学中的应用研究，实现数字星球系统与地理学科教学的深层次整合。在数字星球系统运用过程中，必须科学合理、恰如其分，要在教学设计中应用数字星球，不在数字星球的演示中设计教学，不能把数字星球只是作为一个展示工具，不仅要促进教师的教，更要促进学生的学。关注教育理念创新的教育效益，更需要关注数字星球技术应用过程中学生作为“人”的发展，实现培养技能、渗透情感、态度、价值观的融合，使数字星球应用在不断反思和演进过程中更加人性化，从而成为一种学习过程中快乐的、智慧的体验。

总之，数字星球系统以其独有的技术创新，为地理学科提供了新型的多媒体信息技术教具；以其强大的功能，满足了地理教学多角度、多方位的要求。随着在数字星球在地理教学中的应用，“数字星球系统”将成为了教师的得力助手，学生不可缺少的学习伴侣。

 

【附录】

参考文献：教育部教学仪器研究所《数字星球系统课题通讯》

         《中国多媒体教学学报》2008年第4期《数字星球系统在地理教学中的应用》

 

注：送“运用现代教育技术装备促进基础教育实践教学模式的改革与创新研究”优秀论文参评