时间：2022-10-25 10:51:08
地图种类很多，就内容而言分为两大类：自然地图和社会经济地图。自然地图包括：地形、气候、土壤、水文、植被地图等；社会经济地图包括：农业、工业、居民、交通图等等。地图作为地理知识的载体，可以直观地将其包藏的地理知识、地理特点和地理规律呈现在学生的面前。地图在地理教材中的作用是地理教材区别于其他教材的标志，而且贯穿整个地理教材。新课改之前地理教材中图像和文字的比例就高达1：4，从当前的地理改革发展趋势看，地理知识更加图像化了。因此地图在地理教材中的重要地位，值得师生高度重视。
二、地图在地理教学中的作用
地图作为地理教材的重要组成部分和地理教学的主要手段，在地理教学中发挥着极其重要的作用。
（一）调动学生学习的积极性
专家认为，中学生在课堂保持高度注意的时间很短，地理课堂的教学内容知识性较强，枯燥乏味，传统的教学方法很难调动学生学习的积极性。尤其是自然地理部分理论性强，学生理解起来有难度。但是教学内容的趣味性和教师语言的艺术性可以提高学生学习的积极性和主动性。在地理课堂上，教师可以运用地球仪、各种地理挂图、地理景观图等直观教具把学生带入一定的情景中，激发学生学习的主动性。在教学中，教师可以通过出示有关地图有效提高学生的学习兴趣，在出示过程中，教师的展示、地图的颜色曲线等都可以引发他们的兴趣。教师也可以不出示地图，而是有意识地引导学生形成空间印象，使形象直观的地理图片代替枯燥乏味的地理知识，从而大大提高学生学习的积极性。
（二）提高学生的思维能力
地图是地理信息的载体和信息传递的通道。学生阅读地图的能力集中体现了学生的观察能力、理解能力、分析能力和总结能力。因此，在教学中教师要特别重视引导学生学会阅读地图。要善于引导学生从地图中寻找所包藏的各种地理现象，并探究分析产生这些地理现象的原因，进而归纳总结出有关的地理规律。还要让学生能够进行图文转换，不仅把简明的图像转化成繁杂的文字，而且可以将繁杂的文字转化成简明的地图，这个图文转化的过程是学生思维能力提升的又一个重要过程。总之，教师要想提高学生的思维能力，就必须教会学生阅读地图。
三、地图在地理教学中的实践
（一）直观呈现地理事物的形态
地图是各种环境的图像表达，可以直观呈现地理事物的形态，包括事物的大小、高低、形态等。例如讲中国地形时，教师先向学生展示立体的中国地形分层设色图。学生可以一目了然地找到中国的主要山脉、河流、高原、平原、盆地、丘陵等，以及它们的空间分布、所在地区和海拔状况。然后学生从图中找出他们的分布规律，归纳出中国地形的特点———西高东低、类型齐全。最后学生利用地图分析讨论地形地势对气候、河流以及水能资源的影响。这样一张地图就将所需要讲的地理现象、特征、规律及影响呈现在学生面前了。由此可见，地图可以直观地呈现地理事物的形态，将复杂的地理知识图像化、简单化，还可以减轻学生的学习负担。
（二）将零散的知识整体化
零散的知识用文字来描述不仅麻烦，而且学生不易记牢，也不易产生系统性的认知，学生还会产生厌烦感。地图是地理学的一种独特的语言，也是地理学的第二语言。它能以无声的语言帮助学生理解课本上的内容，以生动、形象、鲜明的形式反映地理地理事物的形态、成因、规律以及各要素间的联系使其形成一个整体。例如，讲世界植被类型分布时，单纯地让学生记忆植被类型的世界分布是很难做到的。教师可以让学生拿出世界植被类型分布图、世界气候分布图和全球性的大气环流图。这三个图是环环相扣的，大气的运动直接影响气候的形成，气候的类型有影响植被的类型。学生利用三者之间的联系来记忆有关的地理知识，这样就将零散的知识通过地图变得系统化、整体化了，而系统化的知识更有利于运用，有利于成绩的提高。
（三）地图使抽象的知识形象化
地理课外活动，是中学地理教学活动的重要组成部分，国家教委颁发的九年义务教育的教学大纲和调整后 的全日制中学地理教学大纲都明确指出：为了加强地理教学的实践环节，培养学生的观察能力，分析问题和解 决问题的能力，扩大学生的地理知识领域，教师应根据地理学科的特点，积极组织学生开展地理课外话动。这 样不仅有助于学生开阔视野，深化课堂知识的理解，而且也有助于提高观察能力，思维能力和实际操作能力。
地理课外活动是在教育大纲范围以内的，学生自愿参加，旨在培养学生智能和特长的，具有吸引力的校内 各外种教育活动。
在地理教育系统中，地理课外活动是与课内教学相互渗透，各有侧重的子系统。从信息时代对人才需要， 从当前教改的高度看，特别是从应试教育向素质教育转轨的过程中地理课外活动就有其十分重要地位和作用。
一、理论依据
1.培养目标和贯彻党的教育方针的需要
我们培养的目标是：对学生进行德、智、体、美、劳诸方面的教育，使他们成为有良好思想品德素质，文 化科学素质，身体心理素质和劳动技能素质，个性得到健康发展的适应社会主义事业需要的公民“四有”人才 。
党的教育方针和培养目标，不但要通过课堂去贯彻，而且还要通过课外活动去贯彻。只有把两者有机结合 起来，才能切实有效地贯彻教育方针和培养目标，才能培养出适应时代需要的一代新人。
课外活动的全过程就是运用知识，开发智力的过程，也就是德智体美劳同时发挥作用同时进展的过程。因 此对全面贯彻党的教育方针和培养目标起着明显的不可取代的作用。
教育的着眼点在于培养人，培养一代新时期社会主义的接班人，只有在活动中把德智体美劳统一起来，才 能造就大批德才兼备的人才。
2.课堂教学改革的需要
开展课外活动与学校的课堂教学两者是相辅相成的。课堂教学是开展课外活动的基础，课外活动则是课堂 教学质量的提高，而且能获得课堂中口授笔述所不能达到的效果，同时对推进教改和发现培养热爱科学的人才 幼苗都具有积极的作用和意义。
课堂教学和课外活动，是教育和教学过程中统一的不可分割的两方面，是不可相互代替的两个方面，它们 相互渗透，相互影响，相互促进，前者是课堂小天地，具有偏重理性（书本），有系统性、稳定性和间接性的 特点，是知识的基础。而后者是社会自然大天地，具有偏重感性（实践），有适应性，灵活性和直接性的特点 ，是知识的深化。前者对学生强调统一，后者强调个性。
课堂教学是为学生参加课外活动打下基础，课外活动对课堂教学起着巩固、补充等辅助作用；也起着扩展 、深化、强化的作用。因此，越来越多的专家和学者特别关注这种课外活动的作用。所以有人说“课堂打基础 ，课外出人才”。
我县气象台和水利局的几位专业人员都在中学时代参加过地理课外活动小组，都喜欢地理课。可见，地理 课外活动对学生今后专业方向的选择起着巨大作用。
3.学生的生理和心理发展的需要
中学生正处在长身体长知识的旺盛时期，组织他们参加一些活动，可以使他们的身心得到正常发育，课外 活动以感性认识为主，这正适合青少年学生认识事物偏重感性的特点。经常为他们开展形象化的课外活动、并 加以启发引导，就是提高他们的认识能力。
中学生具有好动、好奇、喜欢新鲜事物的心理特点。经常为他们开设丰富多彩的活动，正符合他们这一心 理愿望。
中学生还具有兴趣广泛，喜欢模仿和探索的心理特点。让他们参加各种课外活动，他们的兴趣爱好得以培 养和发展，就能渐渐形成技能和特长，为快出人才，多出人才打下基础。
4.变封闭式教育为开放式教育的需要
教改重要目标就是变应试教育为素质教育。从单纯传授知识向知识能力并重转变；变封闭式教学向开放式 教学转变；从教师单向传递向师生间多向交流转变；从单一目标向多层次（全面发展与注重个性发展）转变， 有效地开发学生的智力和发展学生的能力是这种转变的核心。而目前教学上存在读死书（死记硬背），集中思 维模式不利于人才培养。课外活动在实现这些转变中可发挥重要作用。我国教育家陶行知先生早年就指出：要 解放学生的空间，让他们去接触大自然中的花草树木、青山绿水、日月星晨以及大社会中士农工商，三教九流 ，自由地对宇宙发问，与万物为友。他认为：课内获得的知识是“闻知”“说知”，课外实践获得的知识是“ 亲知”，“亲知”是根本，“闻知”“说知”要结合在“亲知”上，才能成为“真知”。因此，课外活动小组 ，不应把它们看成学科的附属物，或者作为提高及效率的手段。它是智力生活的策源地。这也说明了课外教育 实践对发展智能的重要性，而地理课外活动正是使学生成为“真知”的“亲知”场地和智力生活的策源地。
在课堂教学中、无论教学内容的选择和组织，还是教学方法的设计和实施，都只能以中等水平的学生为标 准。不能顾及学生客观存在的能力差异，抑制了学生个性发展。而地理课外活动的教学则不然。它可以根据学 生不同年龄、不同程度，不同智力等心理特征实行因材施教。选择适宜的课外活动方式、类型和内容，分别组 织他们参加不同的活动，使全体学生都能在自己的起点上得到发展，从而促进了学生各方面发展。
二、开展原则
1.积极引导与坚持自愿相结合
由于中学生年龄、知识、能力、经验等方面的局限，完全自发地，独立地开展地理课外活动有许多困难， 因而中学一般采取新学期开始，由学校领导动员，学生自愿报名参加，然后组织学生开展专门的某项活动；也 可组织全校性或班级性的地理课外活动。前者一般为长时间定期，后者为短期不定期的活动。前者为地理课外 科技活动；后者为地理课外教学活动。一般前者为10多人的小型活动；后者人数可达数百人。因此，无论什么 类型的课外活动，应尊重学生选择，贯彻自愿参加的原则。这是搞好各类地理课外活动的基础和保证，也是学 生自己动手，调动积极性和自主性，从而激发学生活动兴趣的可靠保证。
2.学生为主与教师指导相结合
对任何地理课外活动，教师都要加强领导，要有目的，有计划的开展活动，发挥好主导作用。但在具体的 活动过程中，则应以学生为主体，大胆让他们去亲自动手动脑，去探索，去创造；不要怕出错，不要怕反复， 让他们在不断总结经验教训的过程中增长才智，不断进取。教师要耐心加以启发指导；而不要包办太多，更不 能包办代替。在指导过程中多一些耐心、表场和鼓励；少一些急躁、批评和责怪，以免损害学生的积极性。要 使活动真正体现学生为主、还必须在组织活动中一切从实际出发，解决好可能出现的问题、方能调动学生的主 观能动性。
3.精心组织与形式多样相结合
组织开展地理课外活动的形式是丰富多样的，应根据学校所在地区环境条件和可能提供的条件，选择开展 适当形式的地理课外活动，按活动范围可分为校内和校外两大类。
校内活动主要有：气象观测与天气预报、地震观测与预报、天文观测、教具制作、地理课外阅读、地理墙 报、地理竞赛、地理专题讲座或报告会，地理游戏等等。
校外活动有野外观测、乡土地理调查（包括自然、经济、人文、环保等）地理旅行、地理参观，测量与地 形图绘制采集标本（包括岩矿、动植物，土壤等）。
活动可以是大型的（全校或班级性的），也可以是小型的（课外活动少数人）。可以是长期的如气象观测 ，地震预报等，也可是短期的如：地理展览、地理调查、地理报告会，主题班会等。
活动可以是综合性的，也可以是单项内容的等等。无论那一种形式的活动，都要力求内容丰富多彩，都要 求教师做到每一过程步骤方法妥当和所达到的目标明确。这是确保课外活动胜利完成的重要环节。我校开展10 多年地理课外活动形式达16种，结合本县实际，小型课外活动常年坚持，如气象小组，教具制作（10～20人） ，全校大型课外活动如野外考察（佘山、淀山湖），各种地理专题报告等吸引了无数学生。
4.内容有趣与富有吸引力相结合
地理课外活动应生动有趣、丰富多彩、富有吸引力、这是搞好地理课外活动成败的关键。
选择活动内容时，要力求知识性、思想性、趣味性三者很好结合起来，活动内容的思想性要寓于知识性之 中，要用趣味性带动知识性；同时还应考虑中学生年龄特征、个性特征，以及活动内容与课内知识的联系。
内容的选择宜与学生实际知识水平相适应。经过老师的点拔，或学生动脑后，只要稍为跳一跳就可做到。 其中老师的自身素质和能力的示范作用，往往能起到吸引同学全心投入，勇于克服困难的信心。这是组织好活 动、扩大地理课外活动影响，使地理课外活动深深扎根在同学之中的关键。
三、实施的步骤
1.列出计划表
制订学期地理课外活动计划表（活动序列表）。每一次活动前由指导老师布置工作任务，提出目的要求方 法。有材料，物品工具的准备工作。及时解决活动中出现的问题。每次活动后要及时加以总结，要找出成功原 因及失败的地方。当然有的活动内容应有老师作出必要的示范。因此，无论是短期的或长期的地理课外活动， 都必须列出计划表，包括目的、任务、方法及所需的场地材料等等。活动计划是活动顺利进行的基本条件。
2.组织与确定活动量
地理课外活动组织，一般由学生自愿报名、学校、班主任与指导老师商量同意而确定，每周安排1到2课时 的活动量。小型活动人数一般10到20人为宜，大型活动可视情况而定，分若干小组，选出组长，以后在活动中 由各组长实际负责工作。师生共同配合有利活动开展。
3.活动过程中督促与指导
地理课外活动除实施方法得当以外，指导教师为了达到活动目的，完成活动任务必须采取各种手段和途径 ，如在调查我县乡镇企业污染源时，强调数据的可靠性和真实性。在参观佘山天文台和地震站时要做好笔记， 要提出疑问，在宣传地震科普知识时提醒学生要注意科学性、严肃性、不能信口开河，否则适得其反。制作地 理剪报汇编应讲究排版、文字书写、图文搭配，既要反映地理特征；又要对资料做一定的加工提炼。凡是活动 准备充分，教师督促与指导得当，活动率就高，学生在活动中能力就大大提高。
一、文学地理学是一个新的文学研究领域
也是一门新的比较文学分支学科，所以，新的术语与概念的提出对于中国文学地理学的研究是极其重要的，从该书的研究目标而言，它们也是相当适用的，并且也是十分必要的。该书的理论性与学术性，在很大的程度上就是体现在这样一些新的概念表述与话语方式上。大量的统计数据，是作者研究中国历代文学作品与文学史的结果，也是支撑该书所有论点的坚实基础。80多个图表与统计表，分布在全书的五章之中，许多论点就是靠这些图表来进行论证的，多数图表都很直观、具体，具有强大的说服力。图表统计是文学地理学研究的基本方法，是借用地理学的研究方法来研究文学，没有想到梅新林运用得这样到位，是其著作的最重要的特色之一。正是以上三点的统一，让这部中国文学地理学研究著作达到了很高的学术水准，开创了中国文学史特别是中国古代文学史研究的新境界。
二、然而，《中国文学地理形态与演变》一书
只能是处于一定的历史阶段，因此它的局限性也是必然存在的，本文主要就第二章《流域轴线与文学地理》来谈一谈这个问题。笔者认为，主要存在以下三个问题：①图表统计的来源问题。在这一章中，主要的图表是四个流域（长江、黄河、珠江与运河流域）著名文学家的分布图，这些统计数据本身是有意义的，然而统计的根据是什么？什么样的文学家才是“著名”的？作者也指出这些统计数据的来源是谭正壁先生所编的一部辞典，不过也是存在问题的：一方面，这部辞典是不是具有权威性？改革开放以来，中国学者所编的与文学相关的全书之类的出版物，可谓众多，如《中国大百科全书》文学各卷、《辞海》之类，自然是具有更大的参考价值。另一方面，可以以一部为主，还可以参照许多其他经典性的著述，包括《全唐诗》、《全宋文》、《全清诗》之类。这样才有比较充分的依据，同时也有统一的标准。这样的数据是不是可以说明某一个流域文学历史的变迁与中心的转移问题。作家与诗人的产生是与地理相关的，并且自然地理与人文地理环境也是决定性的因素之一，然而在某一个特定的时代，这个省多一个、那个省少一位诗人与作家，也许并不说明什么问题，特别是不可能一对一地说明流域中文学流变与文学中心转移的问题。因为诗人作家的产生具有偶然性，同时作家诗人也是不断流动的，出生地或者客居地对其创作所产生的影响哪个为大，存在多种多样的情况。如果说到文学历史发展的周期，作家的数量能不能够说明它们的周期，也许这是一个很大的问题。“四大流域轴线拥有各自不同的生命节律与周期。黄河流域轴线较之其他三大轴线具有先发优势，其中先后经历了自西租东运动的四次波澜。第一波始于传说中的炎黄时代，终于商代；第二波始于周代，终于战国；第三波始于秦汉，终于南北朝；第四波始于随唐，终于清代。每一波都是从上游开始，经过一定时间的徘徊，最终止于下游，然后又开始新一波自西租东运动，以此往复循环。”（169—170）这样的观点是不是经得起推敲，的确也是一个问题。以流域轴线来说明整个中国文学地理的问题，也许并不科学，不可能具有合理性。“北线诸省有不同程度的增加，其中山东由53人增加到96人，河北由31人增加到48人，北京由8人增加到23人，天津由0人增加到3人，但南线数量升得更快，其中居于第一、二位的江苏、浙江分别由327人、317人上升到481人、411人。安徽位居第三，由80人上升到98人，增幅不多。另，上海由55人上升到78人，位居第五，增幅比较可观。所以元代以来运河流域文学轴线向南线倾斜趋势在明代进一步加剧之后，至清代依然没有根本的改变。若以元明清三代京杭大运河南北两端所在北京与浙江文学家的数字变化做一比较，则分别为25∶144，8∶318，23∶411，后者分别为前者的5.76、39.75、17.87倍，可见从元到明，彼此的差距迅猛拉大，而到清代，似有所缩小，但相对于元代而言，依然不成比例。”（247）因为黄河流域、长江流域与珠江流域是中国人口集中的地区，也是文化发达的地区，运河流域自隋朝之后，也成为重要的文化与文学区域之一，可以说明中国文学地理的主体内容，然而广大的西北地区、东北地区与西南地区，特别是蒙古草原与新疆南北地区，都并不在这四条河流的流域之内，那么它们的文学地理是如何的呢？所以，我们认为中国的文学地理不可能在流域轴线之内来进行全部的合理的阐释，因为还有山地与草原，也还有边地与沙原，因为那些地方并不是没有人居住，诗人作家也是存在的，虽然不像上述四个流域，那么众多，那么显著。
三、结语
《中国文学地理形态与演变》是中国文学地理学研究的重要成果是自不待言的，对于我们从事文学地理学批评与文学地理学研究，具有重要的启示意义。我们提出一些不同的看法，只是为了与同行进行讨论，以让文学地理学研究更加完善、更加科学，除此无他矣！
作者：胡朝霞 单位：南华大学外国语学院
一、三板教学模块
地理课堂教学的板图、板画和板书统称地理三板教学。三板教学模块设置有板图、板画和板书3大板块，每一板块下设置绘制方法、绘制技巧、模拟绘制、反思水平检测、资源与案例库5个专题。在该模块中，教师可观看板图的绘制过程，可互相交流探讨三板的困惑，也可自己动手进行电脑模拟绘制，还可自我检测三板教学方面的反思水平。所有提出的问题如果得到解答都会汇入案例库供大家参考借鉴。
二、教具制作模块
地理教具是校内地理课程资源的重要组成部分，一切能够为地理教学提供地理知识和学习情境的器材都是地理教具的组成部分。教具制作模块依据地理教学专有教具分类设置平面教具、立体教具和可操作仪器3大板块。其中平面教具包括教学挂图和纸质地理图片等。立体教具包括地球仪、等高线地形模型等。可操作仪器如气象观测仪器、手持GPS等。在该模块中，每一板块下设置教具名称、教具演示、设计用途、制作材料、制作过程、制作方法、使用方法、模拟教具制作、反思水平检测、资源与案例库共10个专题，教师可选择输入关键字进行搜索找到相关的其它资源，如输入“时间变化演示模型”时，会出现与该模型相关的教具演示、设计用途、制作材料、制作过程、制作方法、使用方法；也可自己选择制作材料、制作方法等进行在线模拟教具制作，还可以自我检测在教具制作方面的反思水平。
三、热点追踪模块
地理学的研究区域是人类居住和生息繁衍的地方，这样的研究不可能脱离社会发展。热点追踪模块下设考点追踪、时事追踪、知识更新追踪3个板块。考点追踪指最新的高考地理大纲涉及的考点，时事追踪指与地理学及社会经济发展相关的热点问题，知识更新追踪指随着研究的进一步深入或社会的发展，部分知识点的认识出现了新的观点或内涵，也存在原有教科书的某些知识重新建立新认知的可能。每一板块下设置知识点介绍、知识点分析、试题库、模拟命题、反思水平检测、资源与案例库6个专题。在该模块中，教师既可学习交流知识点，检测在热点追踪方面的反思水平，举一反三，也可以自己尝试模拟命题。其中模拟命题下设置自然地理、人文地理、区域地理和综合4个部分。
四、天文观测模块
在实际高中地理教学中除选修1“宇宙与地球”外，天文科普知识的涉及较少，新课程标准的基本理念明确提出重视地理观测等实践活动。天文观测模块下设置天文知识、天体观测、情境模拟、在线预测、反思水平检测、资源与案例库6个板块。其中，天文知识板块中下分天球坐标知识、天体起源与宇宙探索历程3个专题；天体起源板块中下分宇宙的起源、星系的起源、银河系的起源、太阳系的起源和地球的起源5个专题；天体观测板块中下分太阳、行星、月球、流星体、彗星观测有5个专题；情境模拟和在线预测板块中下设日月食、四季星空、潮汐、其它4个专题。在该模块中，教师既可相互探讨天文知识，还可以在线进行模拟观测并模拟出观测到的可能情境，同时还可对感兴趣的天文现象如日月食等进行时间推算与预测，并检测自己在天文观测方面的反思水平。
五、虚拟课堂模块
中学地理教师资格考试大纲中明确指出考试目标之一为地理教学知识与运用能力。虚拟课堂模块主要针对教学经验不足的地理教师和准备预授新课或进行教学反思的教师，帮助这些教师设立一个虚拟的授课环境应用于现实课堂中。该模块下拉菜单设置为教学内容选择、教学方法选择、教学策略运用、教学技巧选用、教学活动设计、教学案例选择、地理作业设计、教学情景模拟、反思水平检测9大板块。在该模块中，教师除了可以互相交流教学方法、教学策略和技巧、教学活动设计、教学案例外，可以对同一教学内容进行上述7个项目的自由组合得出对该内容不同的虚拟教学情景，不同的虚拟教学情景有着各自的课堂效果评价，教师可结合课堂教学效果评价选择适合自己的最佳虚拟教学情景，并在现实课堂中真实讲授，依据现实教学效果反馈反思教学中的得失从而进入下一轮的虚拟课堂演练。高中地理教师反思平台中专业功能模块的设计试图达到以下四个目的：一是通过该模块的设计让高中地理教师能够从中自我检测教学中的得与失；二是高中地理教师既能通过一节课检测自己的反思水平，又能通过某内容模块检测自己单项的反思水平；三是高中地理教师能有针对性地训练并提升自己的专业能力；四是解决高中地理教师不知如何反思及反思什么内容的现状问题。通过研究，发现还有一些值得完善和探讨的问题，如在实际开发中如何建立有效的范例与资源及案例库、如何准确反映参与教师在具体项目上的反思水平等有待进一步的研究。希望本文能为高中教师反思平台建设研究与设计起到抛砖引玉的作用。
作者：张敏黄江华李民主单位：湖北科技学院资源环境科学与工程学院湖北省武汉市新洲第一中学湖北省咸宁市赤壁第一中学
我国自己的地理本体理论、方法和应用研究。
关键词:本体论;地理本体;语义;语义互操作;信息共享
人类世界几千年的文明历程,创造了一个十分庞大、丰富的客观知识世界,波普尔称之为第三世界(World3)[1]。随着科学技术的发展,知识共享、重用的需求,迫使人们对人类所共同拥有的知识、信息与数据进行本体重建和网络共享,及计算机协助整合。地理知识、信息与数据是客观知识世界的重要组成部分,因此地理本体研究是本体重建重要的基础之一。本体论研究不仅是方法与工具,也是一种科学思想与理论。
地理本体是地理信息科学的一个新兴的研究方向,对其的发展进行综合分析,为其进一步向前发展打下良好基础。本文从本体论出发,着重分析地理本体重建的发展及研究现状,提出今后的研究重点与建议。
1本体论研究概况
Ontology原本是一个哲学基本问题,指关于存在及其本质和规律的学说,后被用于研究实体存在性和实体存在的本质等方面的通用理论。计算机界借用这个理论,把现实世界中某个领域抽象或概括成一组概念及概念间的关系,构造出这个领域的本体。在近年来,Ontology不但在哲学领域[2],而且在自然科学与工程技术领域中备受关注,正逐步成为这些研究领域共同关注的一个核心问题[3-5]。
Ontology在科学技术领域兴起的最主要原因是,语义互联网、语义建模和语义集成需要Ontolo-gy作为支持发展的基础理论。
虽然Ontology的出现频率较高,其中文相对应的词却很不统一,国内许多学者就Ontology的一词的译法和意义进行了深入的探讨,比较公认的译法是ontology为“本体”和Ontology为“本体论”[6-10]。本文中采用本体论与本体的译法。
哲学中的本体论与现代科学技术中的本体论之间有着非常紧密的联系。哲学本体论是科学本体论的基础,哲学本体论对科学本体论具有重要的指导意义。笔者认为:本体论可分为哲学本体论与领域本体论。本文在此不对哲学本体论做深入分析,重点是地理信息的领域本体,即地理本体论。
一个最基本的概念达成共识,对于相互交流和深入研究非常重要。由于本体论在科学技术领域中是一个新事物,研究人员在其定义与涵义的理解方面还存在差异。毕业论文据有关学者分析,Ontology在科学与技术领域最早出现于1984年,明确提出且进行定义是在1991年[7,11],从此对Ontology的定义日渐丰富[12-23](见表1),但基本上是大同小异,不存在本质方面的区别和争议。笔者根据研究人员的不同定义进行分析后,认为作为一个思想、理论和方法,它的概念包括四个主要方面:①概念化,客观世界的现象的抽象模型,把领域的知识抽象为一个个确定的对象;②明确的定义,对每一个对象的概念及它们之间联系都进行合理地定义;③形式化,需对概念及它们之间关系进行精确的数学描述且要达到计算机可读的水平;④共享,本体中反映的知识是其使用者(包括该领域的专家和一般用户)共同认可的。
上述定义表明,由客观世界某一领域的事物或现象的本质(即本体)到人们对这些事物或现象的本质通过认识活动所形成的认识结果(即概念体系),再从概念体系到人们用特定的符号系统或语言将某一概念体系做出明确的、形式化的表示或表达,总共涉及了三个层面的东西。因为这三者之间具有联系,应该具有一致性或统一性,可以统称为“本体”[6]。
本体论思想被应用到科学技术领域时,就是要把现有的知识、信息与数据采用面向对象的形式还原成一个合理的语义体系,使计算机能够处理,使人们能够共享。地理本体是一个特殊领域本体,它具有一般领域本体的基本共性,也有其独特之处。
表1本体的各种定义[12-23]
Table1Definitionsofontology
作者(时间)本体的定义
Neches等(1991)本体是组成主题领域的词汇表的基本术语及其关系,以及结合这些术语和关系来定义词汇表外延的规则
Gruber(1993)本体是概念化的明确规范说明
Guarino等(1995)本体是概念化的、明确的、部分的说明/一种逻辑语言的模型
Uschold(1996)本体是概念化的、明确说明和显式表达
Borst(1997)本体是共享的、概念模型的与形式化的规范说明
Swartout(1997)本体是一个为描述某个领域,而按继承关系组织起来作为一个知识库的骨架的一系列术语
Studer(1998)本体是共享的、概念化的、显式的与形式化的规范说明
Fensel(2000)本体是对一个特定领域中的重要概念共享的形式化描述
NoyF.N.(2001)本体是对某个领域中的概念的形式化的明确表示,每个概念的特性描述
Fonseca(2001)本体是以某一观点用详细明确的词汇表描述实体、概念、特性和相关功能了概念的各个方面及其约束的特征和属性的理论
Starla(2003)本体必须包括所使用术语的规范说明、决定这些术语含义的协议、以及术语之间的联系,来表达概念
2地理本体论的定义与研究意义
2.1地理本体的定义
地理本体就是把有关地理科学领域的知识、信息和数据抽象成由一个个具有共识的对象(或实体),硕士论文并按照一定的关系而组成的体系,同时进行概念化处理和明确的定义,最后以形式化表达的理论与方法。
2.2地理本体的研究意义
地理本体在地理信息科学领域受到广泛关注,其重要性已在许多方面得于表现,如知识工程、数据库设计和集成、信息检索与获取、软件工程等,实现世界范围的知识级信息集成。地理信息系统技术的发展,推动各种系统与数据库的建设,进行了大量的数字生产,随着高性能网络普及,信息共享与互操作变得越来越重要。因此,必须由原来的数据建设转变为数据与地理本体建设并重。
地理本体的研究可以为以下几个主要方面提供重要的理论与方法支撑:
(1)语义互联网:语义互联网提出后发现必须定义好底层的领域本体才可能顺利构造出语义互联网。语义互联网的基础就是本体,为使计算机能够理解,必须用形式化的本体来定义互联网资源中的数据和元数据的意义。地理信息资源作为语义互联网的重要资源,如何融入语义互联网是地理信息科学的重要课题。地理本体的抽象与构建是其重要基础。怎样让地理数据与信息在全球信息网格上运行,地理空间数据定义共享和互操作需要借助本体数据库思想建立一个统一的语义网络,来描述同一个客体在不同专业空间数据库中的语义描述及其转换[10]。
(2)地理信息系统之间的语义互操作:实现地理信息资源共享与互操作是地理信息技术发展的一个重要方向。从信息观点看,为了实现互操作,两个系统必须是信息模型可互操作,为了实现信息模型互操作,两个系统必须在语法上和语义上可互操作。语法互操作是指两个系统流动和被处理的信息使用相同的结构,这个问题已基本解决。语义互操作是指两系统对其中流动和被处理的信息有相同的语义理解[24]。语义互操作问题才开始引起研究人员的重视,是今后的研究重点。
(3)知识级地理信息共享与知识重用:随着大量地理知识、信息与数据的丰富和GIS与互联网技术发展,实现信息、数据和知识的共享是完全可能的。由于主体(人)对客观地理事物的认识存在较大差异,经常造成可能共有,但不能真正的共享与重用。例如对土地覆盖分类数据,不同国际组织、不同国家、不同部门和不同群体等具有不同的认识,并按照各自的认识进行数据生产和信息提取,造成相互之间的交流与实质性共享和重用非常困难[25],为此国际上也召开专题协调会议[26]。因此,在某些地理领域抽象一个合理和共识性地理本体是非常重要的,同时建立不同认识之间的语义映射机制也是非常必要的。
(4)地球科学中语义建模:在对地球系统的过程进行建模时,需要ontology的辅助使得不同领域的模型能够互相交互、重用和共享。在描述这些过程时,需要将过程的行为、时空特性与其他过程的关系等等描述出来。这些过程描述的集合构成一个过程库,称为模拟框架的基础。在地球系统建模中使用和表达语义将增强人们对环境系统进行科学研究和考察的能力,语义网为我们描述的各种解决方法提供平台和模型以及模型结果的使用带来新的有趣的途径[27]。
3地理本体的研究现状
从20世纪90年代末开始,本体概念及其思想引起了地理信息科学研究者的注意,许多国际学术组织和研究机构开展了一系列相关研究计划,地理信息科学界的许多国际学术会议也设立了与本体相关的讨论主题。
在地理本体基础理论研究方面,主要对地理本体理论构成、地理本体的人文调查与实验研究、地理本体的信息学研究,医学论文特别是地理本体的形式化描述语言和工具及本体创建和集成方法等方面进行了广泛而深刻的思索与探讨,并将地理本体理论与方法研究成果应用于地理信息集成、地理信息检索、道路寻找和智能体系统设计与开发、社会及生态环境研究等多个应用领域。下面首先简要介绍国际上开展的一些地理本体研究计划及召开的一些相关学术会议,然后从基础理论和应用两个方面介绍地理本体的研究进展。
3.1国际上与地理本体相关的主要研究计划与学术会议
(1)国际上主要的地理本体研究计划:科研人员针对某一个科学问题进行深入研究经常是通过有计划和目标的研究计划与项目,同时也反映出此科学问题得到科研人员的重视和具有重要的学术价值。地理本体的计划主要集中在美国,也逐渐在欧洲得到重视(表2)。
(2)地理本体相关的主要国际学术会议:在国际信息科学领域会议中,特别是空间信息与地理信息科学的会议,开设地理本体或时空本体的讨论专题(表3),职称论文表现为关注地理本体的科研人员越来越多和需要交流的科学问题很多,这也表明此学科正在发展。
3.2地理本体基础理论研究进展
地理本体基础理论研究主要探讨地理本体理论构成及地理本体的构建方法等方面,英语论文即从科学理论的视角来看,地理本体理论应包括哪些基础理论、需要应用哪些科学工具、存在哪些地理本体的构建方法。
由于认知科学现有的以桌面空间现象为基础的分类理论并不适合于地理对象,必须发展新的地理空间本体基础理论[28]。因此,有些学者就地理本体基础理论构成问题提出了一些建议。
Smith和Mark认为,针对地理对象的复杂性及由许多部分组成的特征,地理本体理论必须包括部分2整体理论(Mereology);针对地理对象具有边界且地理对象之间存在相接、相离、相交以及封闭和开放等拓扑特征,地理本体理论也必须包括拓扑学理论;由于常规拓扑学可能不能解决一些复杂的地理边界现象,地理本体还应包括纯拓扑理论(Me-reotopology);此外,地理本体研究必须说明地理对象的维度以及各种空间关系,也需要几何学作为其基础理论之一;除了上述数学理论外,由于许多地理对象的分类和地理现象的存在与人类的认知行为、语言和文化相关,地理本体理论也应该将认知科学和人文科学的调查和实验研究纳入到其基础理论体系中[28]。为了便于在部分2整体理论基础上研究地理实体与该实体所处空间区域的关系,除了部分2整体理论和拓扑学理论工具外,地理本体理论还应包括一般空间定位理论(Ageneraltheoryofspatiallocation)这种地理表达工具[29]。而有的学者则进一步强调地理本体应在内涵上定义并用形式化语言以计算机可以理解的方式表示拓扑理论、部分2整体理论、识别理论、分类理论和依赖理论(Theoryofdependence),只有基于上述理论发展起来的地理本体才有助于建立语义上更加一致的地理空间信息模型[30]。由此可见,地理本体基础理论构成应包括地理信息科学中相关的理论工具,如拓扑学理论、部分2整体理论、几何学和纯拓扑理论等数学工具,以及地理哲学、地理分类理论、地理认知科学或认知心理学、人类学和语言学等诸多学科。
表2国际上主要的地理本体研究计划
Table2Majoroversearesearchprojectsongeo-ontology
计划名称资助机构
空间知识的本体等级体系(1995)美国国家科学基金会(下称:NSF)
地理类型的本体调查(1999)NSF
NSF2CNPq地理空间信息集成合作研究(1999)NSF与巴西国家空间研究所(INPE)
数字政府:地理空间知识本体(1999)NSF的“数字政府”项目
数字政府:地理空间知识的表示与分发(2000)NSF的“数字政府”项目
空间思考与推理(2003)NSF
IGERT:地理信息科学综合培训计划(2003)NSF
地理本体研究组ONTOGEO希腊雅典国家技术大学乡村与测量工程学院
语义互操作实验室(MUSIL)德国Munster大学地理信息科学研究
表3国际上地理本体相关的主要学术会议
Table3Majorinternationalconferencesongeo-ontology
时间会议名称
1998年第一届国际形式化信息系统本体会议(FOISp98)
1998年第八届空间数据处理国际研讨会(SDHp98)
1999年“场本体(TheOntologyofFields)”的专家会议
1999年国际空间信息理论大会(COSITp99)
2000年第一届国际地理信息科学大会(GIScience2000)
2001年国际空间信息理论大会(COSIT2001)
2002年第二届国际地理信息科学大会(GIScience2002)
2002年由英国陆军测量局与利兹大学联合组织“地理本体论研讨会(WorkshoponGeo-On-tology)”
2003年国际空间信息理论大会(COSIT2003)
2004年第三届国际地理信息科学大会(GIScience2004)
2005年时空建模、空间推理、空间分析、数据挖掘与融合国际会议(STMp05)
地理本体构造方法研究目前有三个主要研究方向,即本体论研究方向、人文调查与实验研究方向和信息学研究方向。这三个研究方向的研究方法和侧重的研究内容各不相同,是地理本体理论相互补充、相互约束的三个方面,而不是相互对立和排斥的[31]。
(1)地理本体论研究:留学生论文地理本体论研究主要从哲学角度探讨地理本体的构成方法方面的研究,即试图在不同尺度和粒度层次上建立构成地理空间领域的各种对象、过程和关系等的所有类型,并形成等级体系。这种研究方法目前主要包括两个方面:与领域科学家进行交流,以设计建立各个领域内所有实体的种类;发展组织这些实体种类,例如部分2整体关系和粒度等的形式化方法。
第一方面的研究很难综述,但很显然地理科学领域已经建立了很多分类系统和标准,如地貌学中各种地貌的分类系统等。但这些分类系统的合理性和科学性评价方面的研究还相对滞后。Chrisman批评了那种发展大一统的地理本体的做法,认为应该保留对现实世界的不同看法,发展可以集成并转换各种分类系统以及解决这些不同分类系统之间语义异质性的科学方法可能是一个比较合理的研究方向[32]。
实体类型的组织目前主要采用各种等级结构进行。树状结构是目前组织实体类型的主流方法,其特点是各种实体类型根据其一般性程度被划分到某个一般性层次上,而且每个类型只有一个父类但可以有多个子类,这种本体的典型代表就是Word-Net。Kuhn从认知科学中的概念集成思想出发探讨了地理类型的语义建模,揭示了像WordNet这种以树状结构或概念等级组织的本体的优势和缺陷,认为其优点在于可以基于概念之间的距离来度量它们之间语义的相似性,而其缺陷一方面表现在这种本体只具有单一的继承关系,另一方面表现在这种结构不能抓住概念之间的某些关系,如概念的功能关系,而以代数视图为基础的Haskell语言被证明是改进这些缺陷和构建本体的有力工具[33]。此外,形式化概念分析方法及概念格允许多态继承,克服了树状结构的固有缺陷,也是组织本体的有力工具[34-35]。
(2)地理本体的人文调查和实验研究:地理本体的人文调查和实验研究主要采用心理学或认知科学的调查和实验检验方法,研究普通人群对基本地理概念的理解,或参考朴素地理学或民间地理学研究成果,从中抽取地理本体,为地理本体的建立提供经验和实验基础。
Smith和Mark等在此方面进行了的一系列实验研究工作。他们认为并假设地理对象不仅仅位于空间中,而且在本质上与空间相连,从空间继承了其结构特征,地理类型也往往是与大小或尺度相关的,而且地理事物或事物类型可能与个人或文化差异有关。为了验证这种假设,他们设计了一系列实验,包括:为某些地理类型抽取类型范本的实验;类型实例及其属性和组成部分实验;边界本质问题实验;术语定义实验。这些实验都以人为实验对象,通过问卷调查及调查结果的统计分析来研究地理概念的认知方面,从而为地理本体建立经验基础。这些实验数据揭示了这样一个事实:地理科学家和普通人群对于术语“地理”和“地理的”的涵义的理解存在很大的差别,因此地理科学家实际上研究的并不是民间普通人群概念中的地理现象[36-38]。他们的系列实验仍在进行中,并希望通过在不同地区、不同文化和不同语言背景下分别进行实验,以验证这些差异是否会明显影响人们对基本地理概念及其本体的理解。在澳大利亚一个部落土著语言中的景观元素类型与英语比较研究之后发现,这两个系统间在基本层次上就存在本质差异,表明地区和语言文化背景差异确实会对人们头脑中的基本地理概念及其本体产生明显影响[39]。
(3)地理本体的信息学研究:地理本体的信息学研究采用信息科学的标准研究模式,研究地理本体的描述、获取、比较和集成方法以及有关的形式化表达工具,以实现互操作和跨系统转换及地理信息(数据)的集成与检索。
本体集成和形式化研究是人机智能等计算机领域的本体研究中的一个重要研究内容,目前已经发展了许多本体形式化语言和方法。概括而言,目前本体形式化语言主要有两大类,即基于框架的表示语言和描述逻辑,经典的基于框架的表示语言包括Ontolingua、OKBC等;描述逻辑在人机智能特别是知识工程领域广为应用,已经发展了多种基于描述逻辑的本体表示语言,如LOOM、OIL等。
在对比分析各种本体定义语言在定义地理信息本体方面的优缺点的基础上,Mota等认为这些工具各有特点,相对而言Ontolingua的功能比较强,但也无法完成对行为的合理定义和声明,而且也不可能完整定义一般的推理过程,因此应扩展Ontolin-gua以便可以完整地定义地理信息本体[40]。Visser等对形式化本体及其在地理信息处理中的应用作了一个简洁综述,对各种本体语言的形式化程度进行了比较,包括描述层次的XML到一阶谓词逻辑层次的概念建模语言CML以及更复杂、形式化程度更高的知识交换格式KIF等,并简单介绍了一种基于语义的智能信息检索构架[41]。目前,地学领域已经认识到,虽然计算机领域的一般信息本体研究已发展了许多本体形式化语言和方法,但这些形式化工具并不能完整地定义地理本体,必须扩展现有语言和方法或发展新的能满足地理本体需要的形式化工具。为此,已有一些学者就地理本体语言和工具方面提出了一些建议[42-43]。
地理本体并不是无源之水,地理学研究已经形成了许多文本形式的地理领域本体,如各种分类体系及地理空间概念模型等。因此,可以发展从自然语言文本中抽取生成地理本体的方法,以便充分利用地理学现有的研究成果。Kuhn提出了一种从自然语言文本中抽取地理领域本体的方法,该方法主要关注文本中的对象行为,并以从德国交通代码文本中抽取汽车导航领域本体为例说明了这种方法的可行性[44]。
不同的信息领域对相同地理现实具有不同的观点,因此存在许多不同的分类系统。相同领域中这些不同的分类系统和标准之间是互补的,不同的分类系统表达了同一领域的不同方面,可以在一个顶级本体的框架下,应用形式化概念分析方法,将这些分类系统与顶级本体进行集成和融合,从而产生集成的概念格,这样一方面既可以保持各个分类系统的独立性,更重要的是又可以产生比较完整的领域本体,实现不同分类系统之间的转换和互操作。基于这种思想,Kokla等以CYC顶级本体、WordNet和SDTS(USGS的空间数据转换标准)本体中的“河流”概念为例,应用形式化概念分析方法,通过语义因子分解和建立概念格(Conceptlattice)这两个步骤,得到了集成的概念格,验证了这种方法的有效性[45]。Kavouras等应用形式化概念分析和概念格形式化表达地理类型及集成不同地理本体的具体方法[46]。此外,也有学者提出了基于相似性的本体集成方法[47248]。
3.3地理本体应用研究进展
目前地理本体的应用研究主要集中在以下四个方面:工作总结(1)地理信息(数据)集成;(2)地理信息(数据集)发现与检索;(3)道路寻找(Wayfinding)系统研究;(4)其他应用研究。
本体作为共享概念模型建模的有力工具,在解决不同数据源之间语义异质性、互操作和集成方面的潜在优势已得到了学术界的广泛重视。在计算机学界,本体方法已经广泛应用于数据集成特别是模式和语义集成方面,有关这方面的研究进展可以参考相关文献[49-51]。
不同地理信息(数据)的集成是近年来地理信息科学研究的一个主要内容,作为共享地理概念模型或地理认知模型的形式化说明,地理本体为地理数据提供了形式化语义说明,对于解决地理数据的语义异质性和实现语义层次上的互操作具有很大的潜在优势,通过地理本体可以在集成地理数据时将数据的语义也集成过来。由于地理本体的这种优势,在GIS领域,已经有一些学者开始探讨基于本体的空间数据集成框架和方法。
Fonseca提出了一种基于本体的地理信息集成框架[52]。在这种集成框架中,地理信息的集成是通过集成不同地理信息源相应的底层本体实现的,因此是一种多本体方法。与一般模型相比,综合了等级和角色的模型具有集成更多信息的潜力。在这种框架中,地理本体使用等级和角色来表达,等级的使用不仅可有效表达心智模型中有关现实世界的等级结构,还提供了信息集成所需的概化和特化机制并实现知识共享和重用,而角色的使用不仅有效表达了地理实体的不同特征以避免多态继承问题,还在不同细节层次之间以及不同领域本体网络之间架起
了一座沟通的桥梁,由于本体的这些特征,地理信息集成可以在不同详细层次上进行。因此,这种综合了等级和角色的本体集成框架可以实现基于地理信息内涵的、多层次的、高集成度的地理信息集成。
Uitermark研究了一种基于本体的地理数据集成方法[53]。他认为,地理数据集成概念框架包括两个组成部分:一个领域本体和一系列调查规则。其中领域本体包含一系列共享概念,根据这些概念可以发现对应的对象实例,而调查规定每个数据集的采集规则,说明了从真实地理世界到地理数据集的转换过程,因此不同地理数据集的相应对象实例必须与不同的调查规则集一致。不同地理数据集之间通过特化2泛化等级结构或分类体系(Taxonomy)和部分2整体结构(Partonomy)两种抽象机制相联结,利用这两种抽象机制,可以模拟所谓参考模型中的对象类的语义关系,并认为不同数据集的对象类之间的语义相似性有三种类型,即等价对象类、具有子类2父类关系的对象类和具有部分2整体关系的对象类。最后以GBKN和TOP10vector两个地形数据集为例展示这种集成方法的实施方法及其有效性。
地理信息的查询与检索是地理信息集成与应用的前提条件。GIS中数据的查询和检索是一项重要的功能,但由于用户认知和概念世界中的概念与系统模型中的概念之间存在语义异质性,用户查询出来的数据往往并不是他们真正需要的。通过建立包含部分2整体、重叠和相交等空间关系的地理本体并将之用于查询请求和数据库之间的词汇匹配可以解决这种语义异质性,从而实现各种空间查询和属性查询[54]。此外,网络技术的发展已使地理信息发现
与服务成为GIS研究的一个热点,可以利用地理本体建立智能地理信息发现和查询系统以及地理信息服务系统[55]。
道路寻找系统研究也是国际地理信息科学领域的一个热门研究问题,许多国际学术会议上都有这个方面的会议主题,如GIScience2000、GI-Science2002、COSIT2003等。Raubal认为,本体论和认识论是智能体系统的基础,只有基于合理本体基础上的智能体系统才可能合理地模拟智能体的行为,因此需要发展从人们对道路寻找经验的描述中抽取本体,以便为基于智能体的道路寻找系统提供所需的本体基础,并将道路寻找模拟过程中需要的本体分为介质、本质和界面三个部分,最后以机场环境为例说明了这种系统的实现方法[56]。也有学者从旅行者的视角研究了道路寻找系统所需的本体,分析和比较了城市区域道路寻找系统中交通系统设计者视角中的本体和旅行者视角中的本体的差别,认为后者是前者的子集,即旅行者从一个出发点到达一个终点寻找道路所需的本体可以从交通系统设计本体中抽取[57]。
GIS已经在许多领域和行业中得到了广泛应用,而这些应用都涉及到概念建模和语义问题,因此都需要地理本体为其应用提供服务。除了上述地理信息集成、地理信息发现和查询检索及道路寻找系统方面的应用外,地理本体的应用还包括许多其他方面,地理本体研究已在社会科学、生态学、土地利用、环境等领域得到了初步应用。例如,公共卫生领域基于本体的晚期肾病网络GIS决策支持系统SIGNE研究[58]、多尺度生态系统分类等级体系的形式化和本体研究[59]、土地覆盖与利用分类体系的本体集成研究[60]等。随着地理本体理论与方法的不断完善,这些应用研究将得到进一步的蓬勃发展。
4结语
地理数据、信息和知识的在信息时代得到前所未有的广泛使用,但由于它们中的许多是基于主体认识的,致使产生了“可共享不可共用”的问题。地理本体作为一种思想、理论和方法,现在科学与技术条件下,可以为解决此问题提供一种途径。
地理本体研究涉及面非常广。它不仅仅要考虑本领域的科学研究和与专业人员,也要考虑地理数据、信息、知识的普通用户。它不仅在理论上要有合理性与完整性,更要能够在计算机与互联网上实现。地理本体研究应是一个系统工程,必须进行广泛的交流与合作,并进行有规划的分工与合作。
地理本体的相关研究受到更多研究人员的关注,但在许多基本问题上没有达成共识和取得实质性的进展,例如在构建地理本体的方法上存在较大的差异,因此研究人员还有相当多需要研究的问题。
地理本体研究已成为国际地理信息科学领域一个重要的新兴研究方向并得到了蓬勃发展,而国内在这方面的研究才刚刚开始,只有少数学者开展了一些探索性的思考和研究[3,9-10,61-68],并且主要是基于信息学的本体研究模式。因此,我国应紧跟国际地理本体的研究动态,积极开展我国自己的地理本体理论、方法和应用研究。研究过程必须考虑到中国的民族、文化、语言、空间认知的特点。最关键的是,构建的地理本体能广大用户接受与应用,地理本体为语义互操作、语义互联网以及地球系统的语义建模等都提供支持。
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1.营造良好的心理环境
课堂教学中，要鼓励学生主动回答问题，保护学生的回答不会受到批评和嘲笑，告诉学生学习知识的过程中出现错误是正常的，这有助于为学生营造一个可以真实表述观点的安全教学环境。根据师生之间的自由甲流，老师可以深入了解学生的学习情况，有助于针对性的设计教学。老师教学中应该面带微笑，以优雅的姿态和学生进行交流、探讨，在教学中与学生进行心灵沟通。老师和蔼可亲的姿态可以让学生保持轻松愉快的学习情绪。同时要激发学生学习的好奇心和求知欲，好奇心是人的一种潜能，必须神让他挖掘其潜能，让好奇心变成超强的学习动力。学习中的好奇心可以引发一连串的思维活动，这一情况若得到老师的鼓励和正确引导，可以让学生的思维活动更加持久，从而促进学生的智力发展，培养其创造性思维。
2.给予合理的辅导
那些学习地理知识能力不佳的学生，在实际教学中应认真分析其学习障碍，与其他学科的学习障碍区别对待。可以把学习能力弱的学生划分为两类，一种学生智力水平高，数理化成绩非常优秀，但地理学习效果不佳，另一种是其他各科学习能力平常，地理学习能力也较低。基于不同类型的学生给予相对应的措施。一是要培养学生地理知识的记忆能力，教会学生观察、记忆地理图表、规律等重点的简便方法，让学生深入了解地理学科的特点，掌握必要的理论概念。经过一段时间的辅导，偏科的学生进步很快，学习一般的学习也有明显的进步，总体来看学生的地理学习能力有所提升。
3.制定合理的学习策略
学生地理课上学习效率不高，学习过程困难重重，在一定程度上是因没有良好的学习策略引起的。学生可以根据黎世法总结的八个阶段论，来设定适合自己的学习策略。他的八个阶段论贯穿整个地理学习过程，日常学习、阶段复习、巩固旧知学习新知等与之有着紧密的联系。以此种方法让学生养成学习的好习惯，找到适合自己的学习策略。例如：学生会在地理课前阅读将要讲述的内容，复习已经学习的知识点。对没有明确学习目标和缺乏学习兴趣的学生，开学之初老师要针对性的做好导言课，让学生更加清楚为什么学习地理；平常授课时注意与其它相关联学科的联系，让学生认识到地理学科的重要性。
4.引导学生培养良好性格
拥有良好的性格也是消除学习地理学科心理障碍的重要因素。老师可以采用疏导、合理引导、疏导等不同方式，改变学习地理学习的方法，让学生掌握适合自己的地理学习策略。例如：有些学生活泼好动、放纵自我，可以给予相应的疏导措施，从培养学生的地理学习情趣入手，不断规范学生的学习过程，培养其良好的学习习惯。对那些内向、不善交际的学生，因其学习过程中不善于与老师、同学交流，致使无法获取更多的地理学习知识。老师可以给予正确的引导，课堂讨论中多给这类学生一些发言的机会，锻炼他们的自信心和交流能力。对那些破罐破摔、态度消极的学生进行教导，鼓励学生树立远大的理想，认真学习地理知识，探索地理规律，把所学的地理知识与身边的生活联系起来。
二、结语
关键词城市绿地城市绿化绿地系统规划研究进展
1城市绿地系统
1.1概念
城市绿地系统泛指城市区域内一切人工或自然的植物群体、水体及具有绿色潜毕业论文能的空间,它由相互作用的具有一定数量和质量的各类绿地组成,具有重要的生态、社会和经济效益[1],为城市内唯一有生命的基础设施,是城市生态环境及可持续发展的重要基础[2]。城市绿地系统组成因国家不同而各有差异,但总的来说,其基本内容是一致的,即包括城市范围内对改善城市生态环境和生活条件具有直接影响的所有绿地[3,4]。根据2002年《城市绿地分类标准》,我国将城市绿地分为公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地及其它绿地5类[5]。
1.2特征
城市绿地系统作为复杂的自然-社会-经济复合生态系统,具有如下特征[6,7]:(1)多要素。它是人工干扰较强的生态系统,也是城市的主要自然因素,包含大气、地文、水圈、生物因素,这些决定着城市绿地系统的基本地域特征。(2)多类型。城市绿地系统包括各种保护区和国家公园、风景区、游憩区、休养保健区、公园、花园、游园、专类园、苗圃以及以绿化配植为主的各种绿地。(3)多功能。城市绿地功能随时代的变迁各有侧重,但总的来说,始终兼容着景观、社会、生态三大基本功能。(4)动态性。绿地系统因时代、年代不同以及季节更替,其内容、重点与形式都发生着变化。(5)空间尺度性。城市绿地系统因空间尺度的不同(主要指城区、市区及区域),其数量、布局、结构、功能等都有所变化。(6)多因素协同调控性。绿地系统的多元性、动态性及它同城市的交织特征,决定着其持续发展需有多因素协同调控。
1.3发展历程
现代城市绿地系统在城市园林基础上发展起来,经历了自然萌生、人工创意、公共绿地及生态绿地系统阶段[1]。自然萌生阶段主要指以狩猎围牧为目的的园圃。人工创意阶段指以满足达官贵人及宗教需求为目的的宫苑、寺院,主要是私家园林和皇家园林。19世纪中下半叶,工业化导致城市环境恶化,促使城市进入公共绿地阶段。欧洲、北美掀起第一次＊＊,即“公园运动”;20世纪初,尤其是二战后,欧亚各国开始大力拓建绿地和创建新城,城市绿地迈入第二次＊＊[1,8]。20世纪70年代初,生态学作为设计理论引入绿地规划,城市绿地开始了以改善城市环境及满足景观审美为目的的生态绿地阶段[1]。
20世纪80年代初,城市绿地进入了生态园林的理论和实践探索阶段[1]。国际社会也正式提出“生态城市”概念,以期用生态学原理和方法指导城市建设[8]。生态城市反映了人与自然和谐发展的思想,城市建设以不使环境遭到破坏为标准,使行为主体的活动有利于维护周围环境并融于自然的类天然群落[9]。它是人类社会生产力高度发达,人的社会文化、生态意识达到一定水平下渴望实现的目标境界[8,10]。城市绿化建设中提出的“花园城市”、“园林城市”、“山水城市”、“绿色城市”、“田园城市”等都是城市发展的中阶段目标,而城市运转符合生态规律的“生态城市”才是人类追求的最高目标[11]。近年来,随着人们对人居环境质量重视程度的提高,生态城市的实践与探索受到社会各界的广泛重视[8,9]。
2城市绿地规划现状
2.1国外城市绿地规划
国外园林绿化最大特点是简洁朴实大方,处处体现大自然的风格特色[12]。如美国城市绿化率相当高,公路、街道两侧和居民社区除去建筑,职称论文草坪和树木覆盖所有空地,草坪常绿,修剪平整,没有杂草,绿化品位较高[10]。根据对世界49个城市的统计,人均公共绿地10m2ö人以上的占70%[1]。新加坡土地面积648km2,人口386万,人口密度5965人ökm2,现有绿地7500hm2,人均25m2ö人,进入世界城市绿化先进行列[13～15]。就人均公园面积而言,2000年,美国华盛顿为50m2ö人,澳大利亚堪培拉为70m2ö人,瑞典斯德哥尔摩超过68.3m2ö人[16]。国外成功的规划范例有:(1)美国城市公共绿地布局因地制宜,适地适树,很少有大体量的园林建筑、小品等设施,植物自然式种植,简朴大方。设计手法多是大手笔、大色调疏林草地。常绿与落叶树结合,乔灌草花结合,林相丰富,林冠线变化多端,园林景观野趣盎然,处处体现自然美[17]。(2)二战后德国政府把城市周围地带低价售给居民,修建永久性“私人田园”。田园一切设施取于自然,禁止用砖瓦、水泥和金属材料。田园周围是低矮篱笆、灌丛和野花,小路两边草地布置许多木凳供入歇脚[18]。(3)新加坡为建设“热带优秀城市”,在概念性规划、发展指导规划中对每寸土地使用性质、强度进行了严格限制,建筑成片和集中密集建设,向空中发展,留出地面空间进行美化绿化[14]。(4)维也纳、巴黎、科隆、莱比锡等城市拆墙建设花园环路,维也纳的花园环路同教堂、大学、音乐厅等公共建筑为一体。(5)罗马、塔拉戈纳等环城绿地将城墙、花园、露天博物馆等作为整体布置,罗马在开辟道路和绿地的同时保护城墙残段,在其周围开辟道路和绿化带,形成环城公园。其共同点是绿化圈、文化圈、水系风景圈等共融和谐[11]。
2.2我国城市绿地规划
2.2.1绿化及科研进展
20世纪70年代末,我国城市绿地规划工作者提出“连片成团,点线面相结合”的方针后,城市绿化进入快速发展阶段[19]。80年代后,提出了北方以天津为代表的“大环境绿化”,南方以上海为代表的“生态园林绿化”[19]。八五其间,城市人均公共绿地由
3.9m2增加到4.6m2,绿化覆盖率由19.2%增加到22.l%。1999年底,全国667个城市建成区绿化覆盖面积达到591000hm2,绿地率达23%,绿化覆盖率已达到27.44%,人均公共绿地6.5m2,公园动物园数达4219个,面积77137hm2。目前,已经涌现出北京、南京、上海、秦皇岛、青岛、大连、烟台、威海、合肥、杭州、厦门、深圳、中山、珠海、佛山、南宁等30多个“园林绿化先进城市”[19]。
从80年代初开始,建设部开展了多项园林绿化科研课题[19]。近年来完成的课题有《城市生存环境绿色量值群研究》、《城市绿地在生态上的价值定量化》、《园林生态经济发展战略研究》、《城市绿化树种区域规划研究》、《2000年小康型城乡科技产业工程——居住区环境质量保障体系》、《城市市政公用事业‘九五’和‘十五’计划及2015年规划预测研究之风景园林部分》等[20]。到目前为止,我国有甲、乙级园林规划设计单位40余家,园林科研院(所)60余家,大专院校10余家[20]。
2.2.2传统规划及其缺点
城市绿地系统规划是城市总体规划的组成部分,在总体规划完成后,可编制城市绿地专项规划,其主要内容为:根据城市总体规划,确定城市绿地系统规划的指导思想、原则、目标、指标、用地布局、各类绿地位置、范围、性质、功能及分期建设步骤和近期实施项目;划定需要保护、保留和建设的城郊绿地;提出实施建议[21]。可见,传统绿地规划对城市绿地市场运作、生态及景观要求很少考虑,具体说,主要存在以下问题[10,21]:(1)未充分从区域与城市生态系统角度构筑城市绿地总体结构和布局;(2)绿地植物配置重美观轻生态;(3)城市绿地是城市形象设计和景观规划的重要载体,传统绿地规划未充分从整体上考虑塑造城市形象;(4)市场经济条件下城市绿地建设模式、资金渠道已发生变化,总体规划确定的绿地在实施过程中难以一成不变。因此,传统绿地规划已不能适应新时期要求[21]。
2.2.3现代绿地规划原则
现代城市绿地规划流行应用控制性规划理念,越来越重视根据各城市特有的地理环境、地形、地貌、水文地质、城市风貌、工业用地、居民用地、道路系统,做出各具特色、结合河湖山川自然环境,体现地区特色的城市绿地系统。规划遵循以下基本原则[22]:(1)重视内外自然山水地貌特征,发挥自然环境条件优势,深入挖掘城市历史文化内涵,形成本城市绿地系统的布局结构与特色;(2)按照国家城市绿地指标的规定,合理确定各类绿地类型与规模;(3)均衡布置各类公园绿地,有机结合形成完整体系;(4)合理确定近期和远期规划;(5)正确鉴别和妥善处理局部与整体、小局与大局、保护与开发、理想与现实、近期与远期等关系[23];(6)树种规划重视使用地带性植被,以乔木和灌木为主,兼顾植物群落的观赏、生态和经济价值。
2.2.4绿地系统规划对策
针对我国国情和绿地建设的不足,今后绿地规划应努力做到以下几点[12,21,24,25]:(1)加强政策扶持,完善相关法律和法规。城市绿地是先投资后受益、间接效益与直接效益并存的产业。硕士论文绿地规划要常抓不懈,制定长远战略与具体政策。(2)制定切实可行、理念超前的总体规划。在城市建设和城改前制定可行的城市总体规划,编制绿地详细规划,严禁绿地改变用途,确保绿化指标和绿化用地落实[25]。(3)提高绿地生态效益。植物生态功能基本靠叶完成,故增加生态效益就要增加叶面积。乔木叶面积可达其树冠正投影面积的20倍左右,灌木5～10倍,草更小。
所以,园林植物要以乔木为主,重视乡土树种,常绿与落叶搭配,灌草藤花结合,形成多样、复层、立体、生态的多功能自然群落[19,26]。(4)重视大环境生态建设,加强城乡一体化。城乡一体化是城市大环境生态建设的重要组成,是扩大绿地面积、改善城市生态环境的有效方式。以城市林业理论为指导,运用生态系统边缘带物种多样性增大原理,营造各种防护林、风景林及经济林,建立城市生境与自然环境联系的生物廊道,为野生动物提供迁徙通道和栖息地[19]。
(5)多方筹措资金。城市绿化是社会公益事业,除从城市维护费中列支和有关部门筹集资金外,还要调动全社会力量。(6)引进参与式管理。城市居民参与城市绿地规划及建设,可增进居民与政府的相互理解和沟通。
3绿地规划发展趋势
3.1规划模式
现代城市绿地系统规划模式趋于以下方面[27]:
（1）都市圈绿色廊道网络规划。城市在一定区域范围内集中发展,绿地系统与城市呈现环状围绕、核心方式、嵌合方式、带形相接方式等形态,使绿地系统发挥较大效能,并有良好的连续性与可达性[28]。英国“大伦敦规划”,把从市中心48km内,约6700km2的地区划分为城市内环、郊区环带、一条约16km的绿化带、农村环带等4个同心圆,成为世界发展新城的规划模式[27]。丹麦哥本哈根的指状规划,莫斯科的楔形绿地,按照“有机疏散理论”而定的大赫尔辛基规划方案,都是典型的绿地嵌合模式[27]。
荷兰兰斯培德地区(包括鹿特丹、阿姆斯特丹和海牙等城市)的绿心(绿地核心式)与建成区之间建设绿色缓冲地带以保护绿心。而巴黎沿塞纳河两侧建了8个新城,在塞纳河两岸形成了2条平行轴线,是绿地系统带形相接方式的代表[27]。
(2)森林城市模式。把森林引入城市,让城市坐落在森林之中,恢复人类与森林的本来关系,实现人与自然的协调发展已成为优化城市绿色规划的总趋势[12]。“人在城中,城在林中”将成为21世纪城市绿地建设的重要模式[29,30]。城市生态环境建设强调以人为核心,创造“天人合一”的城市与森林融合的人居环境空间。城市森林建设主旨是“人与自然和谐共生”,以“绿色空间”构筑“绿色城市”空间网络[31]。城市森林的布局模式主要有放射式、圈层式、跳跃式、因地制宜式及综合式5种[32]。完整的城市森林生态系统将为彻底改善城市生态环境提供物质和能量的保障。城市森林景观建设要具有亲和性、文化教育性、舒适性和富有人情味,使之能激起人们亲近的愿望[27]。同时,城市森林建设要以自然为宗旨,以城市文化底蕴为基础,依托城市自然地形地貌,结合城市风貌、结构特征和空间属性等科学布局和规划,体现自然植被景观和群落结构特征,实现城市森林的自我维持及协调发展,发挥其综合效益。
3.2规划特征
现代城市绿地系统规划有如下特征:(1)空间开放化[22]。首先表现在从“园林绿化”走向“大地景观规划”,着眼于大环境绿化规划,从区域出发,把森林、农田、草地、景区作为生态改善的积极因素纳入城市绿地规划,使城市拥有良好的整体生态背景。其次是开放公园,引入园外的自然风光与环境中的河道、溪流、绿地、建筑等相融合,成为大环境不可分割的有机组成部分。开放空间更有利于发挥绿地景观功能及美化和改善环境的作用,便于各类绿地相连,是人性化的要求和人本主义的体现。(2)绿化森林化。绿化森林化指城市绿化以成片森林为主体,乔灌草相结合,提高绿地效益[22]。(3)景观人文化。指绿地规划尊重文化,把握园林绿地性质、风格和主题,重视植物景观文化性,充分体现当地特色及历史文脉[22]。(4)水景生态化。水体和水系是城市与外部生态系统交流的主要通道,是城市最重要的廊道景观。城市绿化建设应重视沿河道的绿地建设,应用生态学原理处理水体造景,使水体洁净,富于情趣,水生植物和水生动物共生[22,27]。(5)设施人性化。城市绿地的服务对象是人,绿地设计必须满足人类生存、享乐与发展的要求,各种设施要符合人体尺寸比例、生态环境质量标准,满足人类生理与心理需求[12]。(6)目标多样化。现代城市绿地系统规划要符合生态性、生物多样性、郊野休闲性、文化性、自然性、区域性、人居环境的舒适性、可居性和可持续利用性等特点[33]。
3.3规划新方法
3.3.1新理念
城市绿地规划经历了以游乐、观赏为主的实践后,现在发展到以生态学观念为出发点,融观赏、游憩于生态系统的生态园林阶段。生态园林就是依靠植物来形成环境、保护环境、利用环境和美化环境,建立以绿色植物为主体的园林绿地生态系统[34]。它以保持生态平衡、美化环境、减少生态环境灾害为主导思想,具有公共性、广泛性、无界性、长期性、高效性、不可取代性、永恒性、连续性等特点[35],是当代城市绿地设计的发展趋势[36]。生态园林具有3方面的内涵:一是具有园林的观赏性,能创造景观,美化环境,为人们提供休憩、游览和娱乐环境;二是具有改善环境的生态适应性;三是具有生态结构的合理性,即具有合理的时间结构、空间结构和营养结构,与周围环境一起组成和谐的统一体[37]。生态园林注重从宏观管理、生态保护角度来建设城市绿地系统,其基本理念是在城市区域范围内,保护和修复区域性生态系统,遵循生态学原理建立合理的人工植物群落,保护生物多样性,建立人类-动物-植物和谐共生的城市生态环境[37]。
3.3.2新手段
为了最大限地度提高绿地生态效益,增加城市绿量,改善日益恶化的生态环境,现代城市绿地系统规划采用了新绿化方式:(1)垂直绿化。也称攀缘绿化,就是绿化那些与地面垂直的线或面,即利用攀缘植物使其沿墙或其它设施上升形成垂直的绿化面。工作总结墙面、廊栏、立杆、灯柱、棚架、凉厅、拱门等建筑物均可采用攀缘植物进行绿化,其形式有附壁式、篱栏式、棚架式、拱门式、立柱式及悬蔓式[38]。(2)立体绿化。立体绿化是运用现代建筑和园林科技的各种手段,对一切建筑物和构筑物所形成的再生空间进行多层次、多形式的绿化美化,其基本内容包括:地面绿化的乔灌草复层群落;建筑再生空间的绿化美化(墙面绿化、屋顶与天台绿化、室内与阳台绿化等)[39]。立体绿化源于屋顶花园,最早是由德国人在一些阶梯式和单元楼式建筑群上试验成功的。现已发展为地面、窗口、凉台、室内与屋顶、盆栽与池栽相结合的各种绿化方式。它能扩大城市绿地面积,美化城市环境,使平板单调的建筑单体、硬质构筑、门窗栅栏等,变成具有自然风格、赏心悦目的绿化景观,并起到良好的降温消音作用[40]。
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如何走出这一地理教学的误区呢？根本的办法是端正教育思想，改变陈腐的传统教学方法，变应试教育为 素质教育，充分发挥教师的主导作用和学生的主体地位。同时在地理教学中，实行设疑、解疑和留疑这种“三 疑”式教学法，也能使学生将地理知识学懂学会和熟悉掌握，举一反三，触类旁通，进行知识的横向联系，提 高学生知识的迁移能力。叶圣陶有句名言，“教是为了不教”。地理教学中采取三疑式教学就能促进学生的积 极思维，从而逐步达到新教学大纲中提出的培养学生“独立吸取新知识的能力”。
那么，地理课如何设疑、解疑和留疑呢？
设疑的方法很多，常见的有以下八种：
1.拟问设疑：是老师自问自答，宛如和学生进行娓娓动听的谈话，使学生在思考中听课。如讲地球的形状 时，老师边讲边问：“地理的形状像什么？”“怎样才能看清地球的形状呢？”通过学生回答后，开展讨论式 教学。
2.推理设疑：老师在讲课或学生在听课过程中通过对掌握的知识进行分析理解和推理提出问题。如讲外流 河汛期时，先讲明外流河的水量变化主要受降水的影响，然后请学生回忆我国东部雨带推移规律并提问，各地 区河流的汛期分别都在几月份；根据推理，学生很快就能自己发现和掌握这些新知识。
3.课题设疑：把地理科研课题当成问题有选择地给学生介绍，有助于提高学生立志献身于地理事业做准备 ；如讲长江水资源开发时，谈长江能否变成第二条黄河，三峡工程的论证等。讲地壳演化时，谈恐龙灭绝，我 国第四纪冰川分布之谜等。
4.故事设疑：讲故事设疑，学生既能增长知识，又加深了对相关地理知识的印象和理解。第二次世界大战 期间，直布罗陀海峡两岸都在英国军队控制之下，但德国潜艇却能平安地通过海峡而不被英军发现，到底用了 什么绝招呢？然后讲解密度流的知识和直布罗陀海峡密度流的特点，最后揭开其中奥秘——德军潜艇潜入浅水 中关闭发动机随密度流通过海峡进入地中海。
5.图象设疑：利用课本插图，图表和各种图片中所含各种地理信息进行设疑，不但能提高教学效果，而且 还能培养学生的空间思维能力。笔者将六册教材中的图象系统都设计了各种练习题型，翻印后叫学生阅图练习 ，效果很好。
6.情景设疑：通过小品、诗歌、歌曲、录像和实地考察等手段，制造一定的环境氛围，再提出问题，引导 学生思考。“你从雪山中走来，春潮是你的丰采；你向未来奔去，惊涛是你的气概……”在《长江之歌》那动 人旋律的回荡声中，再向学生提问长江发源在哪里？长江之水流向何方？长江源流有什么特点？
7.假设设疑：提出某些不存在的地理现象启发学生思考，如果这些现象存在的话会产生什么后果，从而培 养学生的发散思维能力和相象能力。如讲平流层中的臭氧时，结合环保知识向学生提出，假设臭氧层继续遭到 破坏而消失，会产生什么后果？
8.综合设疑：在复习时，采用综合设疑的方法，能使学生达到融会贯通、左右逢源的境界。如在夏至这一 天，我们假设全班同学做了一次周游世界的旅游，要求学生采用日记的形式，把世界各地夏至这一天具有明显 特色的地理景观都写出来，这个题目涉及天文、气候、自然带河流、水文、洋流等多方面的知识，能使学生有 效地把握知识脉络、理顺思路，发展思维。
设疑要注意以下几个问题：
首先，必须重视学生的基础知识水平，提出难易适度的问题。问题太简单，学生不动脑筋。太玄，高深莫 测，学生会失去信心。因此，应力求学生跳一跳摘到为好。其次，设疑的问题要题意明白，有一定情趣。在讲 非洲撒哈拉沙漠时，可先让学生回顾一下我国降水量的分布规律：由东南沿海向西北内陆递减，似乎是“越近 海，降水越多”。然后指出“撒哈拉沙漠西起大西洋沿岸，东抵红海。人站在大西洋岸边，前边是碧波荡漾的 大海，背后却是一望无际的大沙漠，这是为什么？有谁能解这个谜？”题意明确，富有诗意。既活跃课堂气氛 ，促使学生积极思维，也能引导学生真正领会和掌握地理的基本原理，并运用这些原理对地理事项进行分析。
最后，设疑要根据教材的重点、难点、关键以及学生在学习中可能出现的障碍，设计和提问，不可面面俱 到。无计划无目的设疑会影响课堂的教学效果。
设疑之后，就要针对设疑进行解疑。古人对教师的作用以“传道”、“授业”、“解惑”来概括。“解惑 ”也就是解疑。
能否熟练的掌握解疑技巧，这是教师基本功扎实与否的具体表现。
怎样进行解疑呢？方法很多。下面简介几种供参考。
1.教师自行设计有关信号、图表，精讲教材的基本原理；间接地进行解疑。
例如关于“世界洋流的分布”，重点指导学生对照分析“地球上气压带和风带模式图”与“世界洋流模式 图”相关联系。从而掌握世界洋流分布规律的形成原因，若分析过程采用电教手段，效果会更好。
2.要求学生独立思考课前提出的问题，并引导学生根据所学原理寻找解题的方法和步骤。此时教师可穿梭 在学生中既能方便地为优生提供高难度的“跳杆”，又有时间为差生指点迷津，以防“只见树木，不见森林” 的失误。在听、答、问巡视中及时收集反馈信息，并迅速处理，以便调控整个教学过程。
3.师生共同探讨研究，在相互启发中开阔思路，促进正确答案的产生。如对“漂流瓶”是否过赤道逆流， 学生中可能存在两种截然相反的意见，教师对这一分歧的点拨解疑可进一步揭示洋流分布规律与洋流形成之间 的内在联系，使学生的思维出现一个高潮，从而达到最佳状态。
4.通过评析总结，将学习状态推进到更高层次 。对于学生的解答，正确的或有独创性的回答给予肯定和鼓 励；对于回答欠妥的，甚至错误的要进行耐心细致地分析和讲解，及时纠正，以免干扰听课。这样使学生的输 入信息得到强化，把直接感受和强化后的信息转化为理性认识，促进思维的深化。
解疑时有几个问题应引起注意。首先，对于一些难度较大，学生一时难以找到答案的问题，教师要恰当加 以揭示；或将提出的问题分解成几个小问题，用小步子解决，便于学生各个击破，攻克知识难点。例如，讲地 形雨形成时，如果只让学生看完示意图后提问“地形雨是怎样形成的？”学生可能对示意图理解不透，只好照 本宣科了。若将这个问题分成几个小题：(1)潮湿的气流前进时遇到高山会怎样运动？(2)气流上坡后气温有何 变化？(3)气温变化后，空气中的水汽如何变化？(4)水汽是迎风坡多还是背风坡多？这样步步深入循序渐进， 问题可以迎刃而解。其次，在解疑时，要想方设法引导学生自悟，引导学生自己发现和纠正答案中存在的问题 ，这比断然否定要好得多。最后，在解疑时，对于学生回答问题出现的遗漏部分及时提出新的设疑，使学生掌 握分析问题的方法。如学习“世界气温水平分布时”，学生在读图后，对七月份20°-30°N沙漠地区成为世界 最热的地方理由讲得充分，而对赤道地区为什么不热，却只字不提。对此必须提出设疑，引导学生对赤道地区 气温状况进行分析，使问题得到圆满解决。
在上完课后或某个问题解疑以后，教师不把眼光停留在现有知识水平上，而应进一步提出一些具有探索性 、趣味性问题，留给学生思考，即留给学生疑问，推进学习内容深化。学生有了疑，就会产生新的求知欲，激 发他们的思维，促使其到课本中或课外读物中去寻找答案。这不仅巩固了课堂上所学的知识，而且通过自我探 索，往往能达到“柳暗花明又一村”的境界。学生在探索中得到了乐趣，乐趣又会诱导他们去进一步探索。
留疑有两种类型，一种留疑是为了让学生消化课堂内容或为下一节课铺垫，出发点是希望学生运用书本上 的基本观点、基本概念、基本原理来解释和解答一些现象和问题。这类留疑必须紧扣教材。上完北美洲概述的 地形部分之后，留给学生北美纵列地形对气候造成的影响这一道题既起到复习的作用，又能引导学生从欧洲地 形对气候的影响来推导北美洲地形对气候的作用。从而为下一节课讲述打下了基础。
论文关键词：地理规律，几何证明
在高中地理中，我们学习地球知识时，为了学习的方便，常常把地球当做一个正球体来研究，在此前提下，对高中地理常见并且常用的几个地理规律用几何方法加以证明，来加深理解。
一、纬线圈长度随纬度变化规律的证明。
已知：右图圆为经线圈，N是北极、S是南极、O为地心，A、B为赤道上的点，P是地球表面任意一点，纬度为φ，地球半径为R。
求：地球上任意一纬线圈的长度。
P点的纬度为φ
∴∠POB=φ
PQ和BO都垂直于地轴NS
∴∠QPO=∠POB=φ
OB=OP=R
∴QP=OP·COSφ=R·COSφ
B和P都绕地轴NS转动
∴B点周长L=2π·OB=2πR
P点周长L′=2π·QP=2πR·COSφ=L·COSφ
即：地球上任意一纬线圈的长度等于赤道长度乘以该纬线圈纬度的余弦。
同理：地球上任意一点自转的线速度等于该点所在纬线圈的长度除以自转周期。
所以地球上任意一点自转的线速度等于赤道上的线速度乘以该点所在纬度的余弦论文服务论文格式。
二、在北半球任意一点观测北极星的仰角的度数为该地的纬度数的证明。
已知：右图圆为经线圈，N为北极，S为南极，O为地心，CD为赤道面地质论文地质论文，P为北半球
地面上任意一点，AB为P点的地平面，EF所指的方向为北极方向，∠APF为P点
观测北极星的仰角，度数为φ。
证明：P点的地理纬度数为φ。
AB为P点的地平面，O为地心。
∴OP⊥AB
∴∠EPB+∠EPO=90°
∠APF=∠EPB=φ
∴∠APF+∠EPO=90°
ON和EF都指向北极星方向
∴EF⊥CD
∴∠DOP+∠EPO=90°
∴∠DOP=∠APF=φ
∴P点的地理纬度数为φ
即：在北半球任意一点观测北极星
的仰角的度数为该地的纬度数。
三、正午太阳高度角公式的证明。
已知：右图大圆为经线圈，N、S为极点，AB为赤道，O为地心，太阳直射点M的地理
纬度为北纬δ，P为地面上任意一点，地理纬度为北纬Φ，CD为过P点的地平面。
求：P点正午太阳高度角H
CD为P点的地平面
∴OQ⊥CD
∴∠EPD=90°-∠EPQ
FM、EP为平行光
∴∠EPQ=∠FOQ=∠BOP-∠BOF
M、P的地理纬度分别为北纬δ和北纬Φ
∴∠BOF=δ ∠BOP=Φ
∴∠EPD=H=90°-（Φ-δ）
正午太阳高度角为正午太阳光线和地平面的夹角
∴Φ-δ≥0
∴H=90°-∣Φ-δ∣
若太阳直射点在南半球（如右图）,M地理纬度
为南纬δ，
FM、EP为平行光
∴∠EPQ=∠FOQ=∠BOP+∠BOF=Φ+δ
∴∠EPD=H=90°-∠EPQ=90°-（Φ+δ）
Φ+δ＞0
∴H=90°-∣Φ+δ∣
所以地球任意地点的正午太阳高度角公式为：
H=90°-∣Φ±δ∣
H为某地正午太阳高度角，
Φ为某地的地理纬度，
δ为太阳直射点的地理纬度，
当Φ和δ在同一半球时取“-”，在不同半球时取“+”。
1国内外城市化进程发展状况
当前，城市的快速发展已成为全球的共同趋势。联合国的统计资料[1]表明，人口城市化的趋势在不断地加速发展。图1表示了这种发展趋势。从图1可以看出，1950年的世界人口约为25亿，其中仅有30%的人口生活在城市。到20世纪末，城市人口大幅度增加，已经达到世界人口的50%。根据图1所示数据，预计到2025年，城市人口将占据世界人口的60%。城市数量和城市人口的迅速增长对人居环境提出了严峻的挑战。表1给出了世界上人口在100万以上的城市数量的增长[1]。从1950-1995年期间，全世界拥有百万人口以上的城市数目由83个增加到325个，说明95年城市数量是50年的3.9倍，这种趋势在第三世界国家尤为明显，同一时期城市的数目增加了6.3倍。
表11950-1995年间人口在百万以上的城市数目
Table1Citynumbersofpopulationbeyondonemillionbetween1950to1995
年代195019951995:1950
第三世界城市数342136.3
发达国家城市数491122.3
全世界城市数833253.9
我国的城市化进程与世界同步，近年来呈现出高速发展的趋势。图2给出了我国城市数量增加的数据[2]。
2城市化促进自然科学新领域的产生与发展
我们首先以传统的地理学为例。近几十年来，尤其是第二次世界大战以后城市地理研究发展迅速，内容和影响都超过了传统地理学，成为人文地理学的一门重要分支学科。对城市进行地理学研究始于19世纪。第二次世界大战以后，许多国家的城市需要重建，世界范围内的城市化进程加速，这些都要求对城市进行全面的研究和规划，促使大批地理学家投入城市研究或城市规划工作。新兴的城市地理学的核心问题是研究区域的空间组织与城市内部的空间组织两种地域系统的关系。围绕这两种地域系统，具体的研究内容有：城市化研究、城市分类研究、城市体系研究、城市群和大城市集群区研究、城市综合地理研究等。城市地理学在城市化进程中逐渐形成了独特的研究方法：早期数量方法、系统分析方法、城市信息系统方法、空间抽样调查方法等。此外，地图是地理研究的传统工具。航空像片和卫星像片在城市地理研究中表现出重要作用，是研究城市时空变化关系的基础数据。
附图
图1全世界城市化城市人口百分比[1]
Fig.1Percentageofurbanpopulationamongthetotalpopulationinworldcities
附图
图2中国城市数目随时间的变化[2]
Fig.2NumberofcitiesinChina
以典型的工程科学——建筑学为例，随着城市化现象的迅速推进，建筑学向广度和深度发展。孤立地、狭隘地研究建筑现象已经说明不了问题，满足不了需要。客观实际已经按照系统工程的规律伸展了它固有的领域。城市及其区域已经逐步形成了一个开放的复杂的巨系统。城市化对建筑科学的影响，使得系统的思想进入到传统的建筑科学，进一步突出了新的建筑科学的关系——人与环境的关系[3]。钱学森考虑到中国传统的文化艺术和自然特色等种种因素，形象地提出了山水城市的理念，这一思想对建筑科学的发展，具有深远的意义。
以地球物理学为例，城市化问题使得传统地球物理学的研究方法、研究对象和研究内容面临新的机遇和挑战。20世纪初，地震波证实了地球铁核的存在，证明了2900km深度存在地核与地幔的边界。30年代，地球物理方法发现了地球内核的存在，在此基础上，科学家提出了地球内部分层模型。20世纪中期，各种地球物理勘探方法初步形成。40～50年代，地球物理学的主要研究对象是勘探固体矿产资源，60～70年代在此基础上增加了石油和天然气，80～90年代又增加了水资源。随着工业化进程的加快，环境问题也日益成为地球物理学的研究对象。总而言之，20世纪地球物理学的研究对象是以自然资源为主。20世纪末的全球性城市化发展趋势，使21世纪的地球物理学不可避免地要面对诸多的城市问题。80年代以来，由于地球科学各分支学科的日益成熟和全球环境问题的日益突出，人们认识到地球各圈层相互作用以及人类活动的重要性，地球科学的发展开始进入地球系统科学的新时代。城市地球物理学的发展在这样的时代背景下产生。城市地球物理学是一个全新的概念，是地球科学国际研究前沿的新兴学科。传统地球物理学的主要研究对象是自然现象，而城市地球物理学则主要研究自然现象与人类活动的相互作用。因此，在城市地球物理学研究中，除了自然科学问题之外，还应强调科学与社会的结合、各相关学科的综合及与各社会部门的协调。图3表示了城市地球物理学与环境科学和地理学之间的关系，这三者既有各自独特的研究领域，又有密切相关的交叉研究内容。
附图
图3城市地球物理学、环境科学、地理学之间的关系
Fig.3Relationshipamongurbangeophysics,environmentalsciencesandgeography
3城市地球物理研究的社会需求
(1)城市建设。科学家们预计21世纪的城市在向高空发展的同时，也将向地下索取空间，建设深层地下都市已经在科学家构想之中。20世纪平面式的城市功能在21世纪将从地下、地上两个方面重新进行立体配置。在一系列城市建设活动中，迫切需求地学界利用地球物理的观测和预测方法对城市地下空间的结构给出定量的描述，为城市规划积累基础数据。
(2)城市灾害。人类大规模的经济—工程活动对环境的影响，已经达到了与自然地质作用相提并论的程度，而且发展速度快、影响范围大。各种灾害无情地破坏着人类的居住空间，给人类的生存造成威胁。这些灾害发生在地学研究的领域，迫切需求地学界利用地球物理的观测和预测方法对各种起因的城市地质灾害和对环境的破坏进行详细的调查。
(3)城市地下污染。原生环境的缺陷以及由人为因素造成的地下环境污染，在地下水的作用下，对生态与工业构成极大的危害，迫切需求地学界利用地球物理的观测和预测方法调查地下水的分布，为制定防治规划提供基础数据。
4城市地球物理研究的主要科学问题及其研究方法
城市地球物理学作为一门新兴学科，其主要特点是学科的交叉性及其社会服务性，城市地球物理不仅与地学界的其他学科有广泛的交叉性，而且与地学界以外的诸如人文类、社科类学科也有不可缺少的交叉内容。城市地球物理研究的最终任务是服务于社会，科学研究的核心问题是人与自然的关系问题。具体解释为：
(1)城市近地表结构与地质灾害的相互作用关系。天然与人为的地质灾害对城市构成极大的危害。这些灾害改变和破坏近地表地质结构，近地表地质结构从客观上阻止或促成地质灾害的发生。二者之间的相互作用关系是科学研究的问题之一。
(2)城市近地表结构与地下基础设施和地下建筑的相互作用关系。地下基础设施是城市的命脉，地下基础设施的科学规划以及地下建筑计划需要对近地表结构的观测与评价，大型地下建筑有可能改变城市地下应力场的平衡，二者之间的相互作用关系在未来城市发展中为地学研究提供了一个新的研究空间。
(3)城市近地表结构与地下环境污染的相互作用关系。地下环境污染破坏生态环境、危害人类健康，地下环境污染直接受控于地下水的分布，同时受控于近地表地质结构。对地下水的分布及其浸染走向的研究是防止和治理地下环境污染的重要依据。
城市地球物理学研究方法主要依靠观测技术、数据处理技术以及综合评价系统。观测是地球物理学研究得天独厚的手段，数字地震台阵、地球信息系统、INSAR计划、浅层地球物理观测在地学研究领域发挥了重要的作用。地球物理观测数据起到了透视地下的作用，是实现地下结构定量化与可视化研究的基本条件。针对城市问题的地球物理观测，需要在提高仪器动态范围的基础上获得高分辨率的数据，需要研究城市特定环境下的观测方式。认识浅层介质的复杂性以及地球物理数据的特殊性是研究城市各类问题数据处理方法的出发点。数据处理方法研究应该从基础研究出发，研究地震波场、电磁场、重力场分布规律以获得清晰的三维地下图像。保证足够的信息量是对城市问题做出准确评价与预测的基础，综合性研究在评价和预测中至关重要。地球物理学中各类方法的优化与组合以及与地学研究领域中其他学科的交叉，包括与非地学研究领域相关学科的交叉是开展城市地球物理评价与预测研究的主要方向。
5城市地球物理现阶段主要研究内容
(1)城市条件下地球物理观测方法研究。城市条件下的地球物理观测比常规野外条件下的观测表现出更多的复杂性。需要在已知的典型地下结构的条件下进行足够多的观测方法实验，针对“源”的问题，研究电磁波与弹性波的聚束发射，研究综合方法的同时观测技术以及时移观测技术，并根据已知条件进行数值模拟计算，对比观测数据与理论数据的差别，分别城市条件下观测噪声与干扰的特殊性，发现规律性，为实际的工业性调查提供指导性方案。
(2)城市介质地球物理正演算法研究。城市地下介质除受到地质构造运动外，更多地受到人为因素的改造，演变成为难以保存其原生地质痕迹的、极其复杂的地下介质。其地球物理响应与以往的地球物理观测必将表现出极大的差异。因此，必须以城市地下条件的特殊性为介质模型，研究地球物理正演计算方法，认识城市介质条件下观测数据的基本性质和形成规律。
(3)城市地球物理数据处理方法研究。城市地球物理需要采用非常规观测方式，其观测数据包含了大量意想不到的噪声。认识噪声的特征和有效地消除噪声，保护观测数据的分辨率是数据处理的关键问题。针对时移观测数据研究四维数据处理方法。在信号分析与数字处理方法研究中，需要充分吸收现代数字信号技术，开展适用于城市特定问题的处理方法研究，为综合评价提供准确数据。
(4)城市介质三维可视化研究。城市地下介质覆盖在水泥路面、绿地和建筑物之下。传统的钻井或探槽式观察方法在现代化城市中即落后又不适用。这项研究通过对观测数据的有效反演对城市地下介质实现三维空间可视化描述，提供三维精细成像结果。对典型问题开展有针对性的反演算法研究，为三维精细成像和可视化描述以及综合评价提供有效资料。
6城市地球物理研究需要社会关注
城市地球物理研究如何落实与如何发展是一个非常重要的问题。大专院校和研究机构应该进行必要的学科调整，实现资源共享和优势互补，应该积极参与城市地球物理研究相关工程项目，在学科之间进行经常流。工业、商业与企业部门应该面向用户，以市场为导向，为城市地球物理技术的研究提供场所和经济支撑，同时有必要参与各种研究活动，各学术团体应该相互配合，设立城市地球物理专业委员会，在学术刊物上开辟专栏广泛宣传城市地球物理研究的科研成果，各专业学会之间也应进行广泛交流。政府部门应该做出具体计划，以便各职能管理部门统筹安排，实现资源的合理分配与协调，要选择典型城市和典型项目作为依托，开展研究工作，在基础研究方面需要得到自然科学基金和国家相关部门的支持。
应该充分估计到地球物理各种方法在目前技术条件下的难点，要通过研究地球物理新方法、新技术提出新的认识、加强科技创新尤其是原始性创新。要集中精力利用地球物理数据编制城市地下三维结构的图像，当前城市地球物理研究的主题是“城市三维地图(3-DImagingofUrbanUnderground)”（注：国家自然科学基金委员会.中国内地—香港城市地球物理战略研讨会，香港大学.2001.）。
7城市地球物理研究的技术支撑条件
近20年来，地理信息系统技术的出现，乃至空间数据基础的建设和“数字地球”战略的提出，使得获取地球信息的手段达到了前所未有的高度，不仅使全球的制图和动态性制图成为可能，而且在环境监测、灾害预警预报、区域与城市规划等方面也发挥着极为重要的作用。21世纪将广泛采用高分辨率的观测系统（地面、海洋和空间对地观测）、高灵敏度和高准确度的分析测试系统（包括微粒、微量、纳米级和超微量）、不同条件下的实验模拟系统、建立在动力学及高性能计算基础上的数值模似以及数字化的地球信息系统，此外，现代化的观测技术与设施也将成为开展城市地球物理研究必要的支撑条件。
圈层相互作用研究是地球科学20世纪90年代以来的全新发展方向，方兴未艾。这些研究将导致交叉学科、综合学科的兴起与发展，形成整体性的地球系统科学。地球及其各圈层是一个整体。一些地球科学问题固然有区域性的一面，但这种区域性是寓于全球性之中的。在一定意义上，只有更好地了解全球才能更好地了解区域。同时，区域也是全球的窗口，区域性是通向全球性的大门。地球科学方面的“全球变化及其区域响应”研究计划，则为城市问题的研究提供了广泛的科学基础。
8结语
地球不仅在自然力作用下发生变化，而且人类活动作为地球上有关过程的一种作用力将进一步得到深入研究。21世纪将从人—地关系的角度审视环境的变化，为人类社会与自然环境的协调发展提供科学理论基础，使人居环境得到最大限度地改善，同时又要保持地球的“健康”演化。在新千年和新世纪来临之际，地学界应该重新考虑地学发展的方向和重点，使地学研究在人类社会发展中体现出自身的价值。在新世纪，地学在应用研究领域所面临的主要任务是合理地利用地球资源，帮助工业界解决难题，改善地球的可居住性。为此，作为地学领域主要学科之一的地球物理学应该做出应有的贡献。
收稿日期：2002-01-08；修回日期：2002-05-23．
【参考文献】
[1]UnitedNations.WorldDemographicEstimatesandProjections(1950-2025)[M].NewYork:PressofUnitedNations,1990.
教学过程的颠倒及形式的转换致使课堂教学过程中的各个环节发生了相应的变化。反转课堂教学的实施真正意义上实现了学生的个别化、自主化、探究性学习并且使课堂教学不再拘泥于形式，变课堂为师生交流互动、探究学习的场所。相比于被动式的传统课堂教学，反转课堂教学具有明显的新特点：
1.1教学形式的转变
在传统教学中，知识的传授是由教师在课堂上向学生讲授来完成的，而知识的内化则是要让学生在课外时间通过完成作业并进行实际操作或实践来实现的。反转课堂颠倒了传统的教学中“课堂传授知识——课后完成内化”的形式，使得课堂成为师生之间交流互动、进行实践并解决问题的场所，而知识学习则在课下。即反转教学变传统教学下的“课堂讲解+课后作业”形式为“课前学习+课堂探究”形式。
1.2角色的转换
1.2.1教师角色的转换在反转课堂教学中，教师的角色从传统课堂教学中的知识传授者转变为反转课堂教学中的指导者与促进者。教师仍然是学生进行学习的主要推动者，但却不再是知识交互和应用的中心。教师在这种教学形式中只是知识学习的中介，在学生的交流互动与学习中，当学生需要帮助时教师再给予必要的指导与支持。
1.2.2学生角色的转换在传统的课堂教学模式下，学生作为被动的接受者去学习知识，教师对学生的授课与指导基本是“一体化”的模式，学生间的个体差异往往被忽略。而在反转课堂教学形势下，通过新媒体技术的运用，学生在课后可通过网络根据自己的实际情况来自定步调学习，在课堂的学习与交流中要有学生的参与性。在反转课堂教学中，学生是课堂的主角。
1.3课堂内容及时间的重新分配
在传统课堂中，课堂时间主要为教师讲解内容，而在反转课堂教学中课堂主要为学生进行交流互动、问题探究，这就使得教师在课堂中的讲授时间减少，学生则拥有更多的学习活动时间。在这种形式下，原有课堂讲授的内容被转移到课下，从而更合理地分配了时间。
2在高中地理教学中实施反转教学的作用
高中地理教材的编写紧密联系社会实际，注意培养学生的学习兴趣，注重通过多种渠道培养学生的技能和能力。人教版把教材分为了活动性课文和阐述性课文两部分，模糊了教材中作业、课文和图像的界限，注重教学内容的简化。在高中地理教学中实施反转教学有利于课程与教材的互补，从而有效地促进高中地理课程改革。第一，反转教学有利于学生理论联系实际，将我们的地理课程融入到生活之中，在生活中去发现并学习。我们身边存在各种各样的地理现象，要将生活与地理课堂结合起来，理论联系实际，运用所学开阔我们的视野。第二，反转教学有利于学生知识的巩固与技能的提高。反转教学所采用的是“课前学习+课堂探究”形式，课堂成为学生之间交流互动、探究问题的场所。课堂上学生针对某一问题进行深入的探讨，这就要求学生必须要有相应的地理知识，从而促使学生在课前的学习中必须学习课本内容，达到巩固知识的目的。而在课堂上的交流互动中也要求学生必须开动脑筋，活跃思维，从而也提高了学生的独立思考与解决问题的能力。第三，反转教学有利于提高学生对地理的学习兴趣。新媒体的运用使枯燥难懂的地理学习变得生动活泼。课堂上学生成为课堂活动的中心，主体地位得到体现，个性得到展现，这使学生对地理课堂学习的兴趣大大提高。
3结束语
需要是个体的和社会的客观需求在人脑中的反映，需要同人的活动联系着，是人的活动的基本动力，是个性积极性的源，它促使人朝着一定的方向追求一定的对象，以行动求得自身的满足，需要越强烈，越迫切，由它所引起的活动就越有力。在当前的情况下，只有中学生从思想上真正认识到掌握地理知识，对于他们现在和将来的学习、生活具有意义，这样才能产生学习地理学科的求知欲，形成强烈的求知动机。地理教师利用课堂教学，对学生进行关于周围和社会上所关心的地理问题的讲解，并进行分析，使他们觉得学习地理知识确实有用。这就激起学生强烈的学习地理知识的需要，引发他们学习地理的积极性。例如：结合同学们的生活实际：现在冬天为什么不太冷？每隔七、八天就有一次强冷空气的过境，使我们这个地区气温下降幅度较大，为什么？夏天，人们为什么都穿浅色的衣服？新买来的自行车，只要一遇到下雨，表层的漆就会脱落，为什么？再有同学们到杭州去，感到最头痛的事是什么？交通拥挤，行人太多，空气的能见度较差，噪音震耳。就以上同学看到的、生活中体验到的地理现象指导学生分析产生问题的原因，进而启发学生的思考；如何来解决这一问题？并要求学生针对上面的问题，进行调查、分析、写论文等。大家感到学习地理知识是一种迫切的个体和社会的需要，因而群体性的学习气氛空前高涨。
二、认真上好第一节课，这是点燃学生学习兴趣的第一束火花。
好的开始是成功的一半，教师在讲每一章节的第一节课时，教师首先要抓住这个教学中的有利条件，讲好第一节课，这是学生对该章地理内容是否有兴趣的第一束火花。教师可有的放矢地提出一些趣味性强易引起学生思考与联想的问题。从而引起学生对新课的兴趣。我在讲高一新教材的第一节课时，我是让学生假设他们自己是城镇规划师，让他们规划一个小镇的道路、桥梁、工业区以及居住区等。并让学生来讲解自己为什么这样布局，并让同学讨论并展开辩论。这样为学习后面的内容打下了必要的基础，同时这些现象就发生在学生身边，是学生有兴趣并渴望知道的东西，因而能使学生觉得学习地理能增长见识，真切有用。
三、设计好每一节课的引言，适当制造悬念，引发学生的好奇心。
在每一节课的开始要特别注意新课的引入。可采用歌谣法、地理故事、地理游戏等趣味较强的教学方法导入新课，牢牢抓住学生的注意力。诱发学习动机，激发学习兴趣。
在讲世界气候的季风气候之前，我引用诸葛亮借东风的故事，提出诸葛亮为什么有先见之明，知道火烧连营是“万事具备，只欠东风呢？”悬念一出，学生精神为之一振，接着就讨论开来，好奇心一来，学习的兴趣就被调动起来了。后面的东西就好讲多了。
四、活运用各种趣味语言。
语言是传授地理知识，完成教学任务的重要工具。地理教师教学能力强弱在很大程度上取决于语言水平的高低。在地理课堂教学中表达准确，精练通俗的语言固然重要，但如果再适当运用一些趣味语言，那么就可以使地理课堂教学妙趣横生，满堂生辉。
1、谚语的妙用：
谚语是人们对自然环境长期观察体会的智慧结晶，具有一定的哲理且易生趣，在教学中运用谚语，可帮助学生深刻理解地理知识。如我讲大陆性气候时，我引用“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”来说明大陆性气候温差大的特点，形象逼真、富有感染力。讲锋面雨时我用“一场春雨一场暖，一场秋雨一场寒”；“云过山坡湿，雨过山头明”来描写锋面雨，这样比枯燥地讲授教材要好的多。
2、巧借古诗文教学
把古诗名句中优美的诗情画意,结合地理知识的内容在课堂上讲解,大有使人耳目一新,引人入胜之感,由此创设听课的最佳境界,为顺利完成教学任务打下良好的基础.如我在讲地形对气候的影响时,我用“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，来讲述随着地势的升高，气温的下降，因而山上的气候比山下的气候迟了一个月。还有用“马前挑花，马后雪”来夸张地表现秦岭南北两边自然景观的差异；用“天苍苍，野茫茫，风吹草底见牛羊”来描述内蒙古高原的辽阔富饶。这些诗歌犹如“味精”，使学生回味无穷，也使地理课增添了一番风味，取得了良好的效果。
3、歌曲的借用
在课堂中适时引入歌曲可以引起学生学习学习的兴趣，活跃课堂气氛，同时也引起学生的思考。如在讲季风之前，让学生听一首孙南的《风往北吹》，这时学生的兴趣全部都调动起来了。因而想多了解她的知识。
除直接播放歌曲外，我间接引用了一些大家都非常熟悉的通俗歌曲，如田震的《黄土高坡》“不管是西北风还是东南风，都是我的歌，我的歌”接着我就问：“黄土高坡上是否有西北风、东南风？分别盛行于哪个季节？为什么会有这些风？”因此很自然地把季风引进来讲了。
五、穿插趣味故事，激发学生学习兴趣
学生大多是喜欢听故事的，尤其是中学生。在地理教学中，可以穿插一些相关的趣味小故事，把学生的注意力集中起来，学生又可以从中获得一定的知识。例如，在讲气候对人们生活的影响时，我讲了粤菜与湘菜在不同地域不同气候条件的影响下形成清淡与辛辣的特点。学生听得津津有味。通过小故事也使学生明白了气候与人们日常生活的密切关系。从而坚定了他们学好气候这一章的信心。
在讲“世界的陆地与海洋”一课时，我就讲了哥伦布发现新大陆的故事，并启示学生：哥伦布所以能完成人类历史上最伟大的地理大发现，除了他具有坚定意志和熟练的航海技术之外，他还拥有渊博的地理知识。他对当时人们所能掌握的地理知识了如指掌，对欧洲、非洲及大西洋沿岸的风向、海流及气候等自然地理知识也十分熟悉。正是这些地理知识，帮助他驾驶帆船，横渡大西洋，到达今天的美洲。明白了地理知识的重要性，学生的学习热情格外高涨，课上得很顺利。
六、不拘一格，让学生动手，搞好双边教学
为了活跃课堂气氛，在教学中应充分发挥学生的主体作用，让学生现身说法，突破教学难点，例如：我讲到高中课陆地环境的地域差异时，我就例举东西南北四个区域，让去过这些区域的学生，把自己感受到的自然、人文特点说出来，学生讲到北京、海南、新疆时头头是道，几位讲得好的学生，受到了老师的表扬，兴趣不断加深。课堂上没有来得及讲的学生，课后还绘声绘色的给同学们讲述他们对当地环境的亲身感受。这种方法，犹如“一石击破千层浪”极大地调动了学生学习地理的积极性。
课堂小游戏，小竞赛，寓乐于教，有助于学生兴趣的发展。如讲地图图例时，我把各种图例符号做成大卡片。把学生按小组分成八组，当我拿出写有一个图例符号的卡片后，证学生进行竞猜，看谁猜的又快又准，答对了在他所在的小组加分，最后看哪组得分最高。在讲天气预报的气象符号时也可以采用这种竞赛法，这样让学生能眼脑并用，在竞争中学知识，在竞争中掌握知识，趣味无穷。
七、形象直观的课堂教学，鼓动学生求知欲
教育家约翰·洛克曾说过：“教师的巨大技巧在于集中地保持学生的注意。”因此，要使学生始终精神奕奕，教师就要针对中学生有强烈的好奇心的心理特征，上课要多利用形象直观的挂图、模型、板画等引起学生的兴趣。
首先，要充分利用课本、地图册中的彩图。在讲纬度影响气候时，我让学生对比地图册中冬季的东北与海南。并描述冬季的东北，人们穿着棉衣棉裤，戴着棉帽围着围巾，从头到脚除了脸都裹了起来。而冬季海南岛，人们都是穿着泳衣，在水中尽情畅游。形象生动的画面，再加上详尽活泼的语言描述，给学生留下了更深的印象。
其次，充分利用地理挂图，地理教学需要大量挂图，学校里面也有大量挂图提供，但是这些挂图五彩斑斓，学生反映看不懂，因而兴趣不大，达不到挂图应有的教学效果。如“寒潮源地与路径图”，不仅有寒潮的发源地与路径，还有密集的等压线以及气压的标度值。因此整幅图反映的住处量很大，很难一目了然地找出寒潮的路径。因此我自己动手绘制了一些教学挂图。如“梅雨形成图”、“世界七月等温线图”，“世界一月等温线图”，“东南亚主要物产分布图”、“世界时区图”“台风路径图”这些挂图在绘制中，我删去了大量的多余信息。像“一月等温等温线图”我抛弃了那些鲜艳得哗宾夺主的颜色，把几条主要的等温线加粗加黑（如0℃，10℃，-10℃等）。加之这些挂图规模都比原图要大，最小的也有一开，有些甚至是由两张纸并在一起的。因此整幅中心鲜明，重点突出，学生一目了然，自制的挂图即启发了学生的思维，又适当控制了学生情绪。从而达到较好的教学效果。
八、设计好提问，启动学生思维
叶圣陶先生的“教是为了不教”是句至理名言，教师在
教学过程中，应避免出现“满堂灌”的现象，否则学生昏昏欲睡，根本打不起精神，
更别提兴趣了。所以在课堂上老师应该启发学生自己开动脑筋思考，引导他们得出正确的答案。要做到这一点，其中很重要的一点是要设计好提问，由浅入深，逐层递进，启发学生思考。如我实习的时候讲过的中国气温分布，这一节比较枯燥。我在讲完等温线是怎样判读之后，就设计了一些问题来讲解我国一月等温线图：①等温线分布是稀疏还是密集？②黑龙江北部一月均温是多少？海南岛南部呢？③两地气温相差是多少摄氏度？温差大不大？④从我国南方到北方气温分布有什么规律？通过这几个问题的回答，学生对一月气温分布特点也应该是理解了。而七月气温的分析我也是采用设问法，但我把这些题分成四组，然后把学生也分组，让学生派代表回答，这样课堂气氛也就活跃起来了。
九、开展课对活动，是改进地理教学的一个重要的途径
开展地理课外活动，有利于因材施教，培养学生的兴趣，发展学生的个性特长。如让高一年级的学生在回家的路上观察路旁旱河，思考为什么旱河成为污染严重的河流？污染源有哪些？今后如何治理？怎么预防等。这些活动即激发了学生探讨问题的兴趣，又培养了他们观察问题、分析问题的能力。
