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对中学地理CAI软件之设计和应用的思考

一、问题的提出
目前，中国的中学地理教学正面临着几方面的严峻问题，这些问题的存在使整个中学地理教育处于危机之中。地理教学中存在着如下几个问题：
１、教材内容问题
主要的问题是：现行地理教材内容过于浓缩，流于从概念到概念，没有大量的事实作基础；自然地理和人文地理的结合不够，理论和实践的联系不够；现行教材结论过多，启疑太少；封闭式问题多，开放式问题少；代替学生思维的现象严重；缺乏学生实际操作的内容，基本技能的训练也很不充分。
２、教学手段问题
对于地理教学来说，教学手段的主要问题在于表现地理内容时无力。
地理教学内容有直观性强，综合性强，信息量大，信息源种类繁多，研究尺度范围变化大等特点，这就要求教学手段的表达力强，运用灵活。而现有的电化教学手段有的有声无影，有的有影无声，有的画面静止，无法进行动态演示。即使如录像、电影这样有声有影能动的教学手段，由于只能显示某一特定的过程，画面不能实现分段、选择、修改、缩放、分割，而且一般不能做多次的重复，速度也是固定的，所以在表现地理教学内容时表达力和灵活性还是较差，显得乏力。这些局限性大大降低了现有的电化教学手段在地理教学中的有效应用。
３、学生的接受问题
学生是教学过程中的重要一环，他在很大程度上直接决定教学效果。目前的问题是：
学生对地理学习缺乏兴趣。目前的课堂教学造成的心理氛围不利于学生接受知识；传统的教学过程不利于学生及时了解学习结果，提高学习兴趣；现有教学学生参与程度低，没有充分体现学生的学习主体地位。
针对上述问题，虽有不同的解决方案，但计算机辅助地理教学对上述问题的解决有着独特的优越性。一般来说，计算机应用于地理教学可有以下的功能：
１、计算机有很强的信息储存功能，可以储存大量的地理事实材料，并快速检索和提取，方便地实现信息的比较、叠加。这些事实材料可以大大充实教材的概念和有关结论，促进学生的记忆和理解。
２、计算机有很强的显示功能，可以清晰地显示自然和人文地理现象及其分布；可以对不同区域的信息进行比较、组合，将抽象信息形象化，将平面信息立体化。对局部进行放大或缩小，通过多种表现方式，突出大量信息中的主要信息。
３、计算机有很强的模拟仿真功能，可以形象直观地演示地理过程。无论空间演变还是时间演变，计算机都能形象生动地模拟，把长时间，大尺度的地理过程从大自然“搬到”室内，使这些本来很抽象的过程能够被学生直观地了解。而且许多危险或昂贵的地理实验也可以在计算机上进行，无限重复。可以由学生亲手操作，获得与实际动手类似的训练效果。
４、计算机有很强的逻辑分析功能，可以帮助学生清楚地分析问题，形成条理分明有序的思维方法。地理问题是综合性的问题，各因子间联系复杂。计算机在分析这些问题时清晰的逻辑性有助于学生的理解。它还可以提供大量的开放性问题，并引导学生思考和分析，培养学生的思维能力和创造力。
５、计算机可以在无教师的情况下教学，能较好地实现个别教学，体现因材施教的原则。
６、计算机可以通过友好的交互方式，创造和谐的学习环境，增强学生的参与性，使学生在基本没有思想压力的环境中学习，并能及时了解自己的学习成果，使学生学习的成功可能性大大提高。
７、计算机存储的信息具有可变性和可管理性，可以方便地更新和修改，为学生提供搜集整理地理资料的训练。
８、计算机弥补了大部分电化手段的不足，还能把各种电化手段以计算机为核心组织起来，形成多媒体的教学系统，最大限度地有效利用教学资源。
９、计算机可以提供有趣的学习方式，大大提高学生学习和运用地理知识的兴趣，使学生变被动学习地理为主动学习地理。
总的来说，计算机对地理教学而言，表达力最强，学习者参与性最强，并能接受反馈的交互式教学媒体。
它对教材内容的传播和学生的接受起着有益的作用。但是，计算机只是一个工具，计算机功能的发挥，必须有一个优秀的中学地理辅助教学软件来支持。也正是有一个优秀的中学地理辅助教学软件，计算机才能真正在中学地理教学中发挥上述的优越性。
二、计算机辅助地理教学的历史回顾及评述
计算机辅助教学始于美国，最早是ＩＢＭ公司于１９５８年设计的一个向小学生教授二进制的计算机教学系统。此后，美国及其他西方国家陆续开发了许多计算机辅助教学系统。我国是从１９７８年科学大会后开始提出计算机辅助教育项目的。８０年代以来，我国的计算机辅助教学研究有了很大的发展。但与发达国家相比，差距仍相当大。
中学地理的计算机辅助教学的发展与整个计算机辅助教学的研究的发展是一致的。在这一领域，西方国家仍然占据着领先地位。在那里，已经产生了智能型的地理教学系统（如美国的ＳＣＨＯＬＡＲ、ＷＨＹ等），并且建立了实用的计算机教学网络（如美国的ＰＬＡＴＯ）。他们的软件已经摆脱了单一模式，形成了各种模式综合的综合模