地理教学中数据的可视化处理初探.doc

地理教学中数据的可视化处理初探 江苏省镇江中学　董建勋 问题的提出 地理教学中，我们必须与大量的地理信息打交道。而这些信息大多又以数据的形式出现。面对这些大量的数字、符号等抽象内容，学生往往容易产生冷漠、厌倦的情绪，久而久之必将降低学生对于地理的学习兴趣，影响学生的学习效果。这样，如何将单调、抽象、生冷的数字符号转化为学生喜闻乐见表现形式就成为地理教学中的一个重要问题。 解决的思路 我们知道，人的认识的形成总是由感性认识开始的，感性认知过程主要包括感觉、知觉和表象三个过程。感觉是人对事物的最初反映，是主体的感官对内外环境适宜刺激物的反映形式。显然鲜明的色彩、直观的图形、优美的曲线等教学呈现方式对学生的感觉更起作用；知觉是对客观事物表面现象或外部联系的综合反映，它为主体提供客观对象的整体映象，其整体性结构是主体进行新的概括、形成表象的基础。从而对同样一种数据采用不同的展现方式，更加容易引导学生从不同侧面认知地理现象和规律。表象是曾经作用于感官的事物的外部形象在人的意识中的保存、再现或重组，图形、图像、曲线等直观形势更容易促进表象的形成。因此，应用现代信息技术，对地理教学中需要用到的数据进行必要的处理，以图形、图像、乃至地图的形式展现这些内容，即可激发学生兴趣，调动学生的注意力，提高教学的质量。 Excel是微软公司出品的Office系列办公软件中的重要组件，它是一个电子表格软件，可以用来制作电子表格、完成许多复杂的数据运算，进行数据的分析和预测并且具有强大的制作图表的功能。在中学信息技术课程标准中具有对电子表格软件的应用的要求。从而，笔者认为，在教学中充分应用Excel等电子表格软件，指导学生对地理数据进行适当的处理，在信息处理整合于地理教学的过程中，实现地理教学提升的思路值得尝试。 方案的探究 一、由数字到图像，变无形为有形 应用Excel强大的图表向导，可以将生硬、冰冷的表格数据转化为直观、热情的图形展现出来，如新课标鲁教版必修一第85页表4-1-4，中国北方地区土地荒漠化成因及其面积比例，我们可以在Excel中输入其中数据（图１），然后点击插入—图表，在弹出的图表对话框中选择“饼图”，进一步选择“复合条饼图”，点击下一步，根据向导，选择输入的数据区域，填入图名，即可得到形象直观的统计图（图２）。 转化为如下图形： 二、由数字到曲线，变无序为有序 应用强大的数据分析功能，对地理数据进行分析处理，有助于凸现表面上纷繁复杂的地理数据背后隐藏的地理规律。如新课标鲁教版必修一第8页表1-1-1，太阳系中主要行星物理性质比较，其中的公转周期、与太阳的距离等就有深层次的规律性。我们将这些数据输入Excel单元格，统一其单位（图３），接着插入图表，在弹出的图表向导对话框中选择“ＸＹ散点图”，选定B1:C10数据区域，按照向导提示，即可得到散点图（图４）。 下一步就是关键的数据分析了，首先在任一“散点”上单击鼠标右键，在弹出的上下文菜单中选择“添加趋势线”，这样就弹出了添加趋势线对话框，由于散点分布接近幂函数分布，从而试选择 “乘幂”趋势预测/回归类型，点击确定完成。这样就得到了Excel绘出的趋势线（图５），可以看出曲线与散点拟合很好。 那么，所得到的趋势线的解析式的庐山真面目到底是什么呢？不用急，用鼠标右键单击趋势线，在弹出的上下文菜单中选择“趋势线”格式，从而打开趋势线格式对话框，点击“选项”选择卡，钩选“显示公式”选项，确定之。如此，Excel便立刻在散点图上给出趋势曲线的解析式，如图５右上角所示，即： ……………………………………………………………………(1) 由于365.17≈１年，1.5002≈1.5，进而将(1) 式化简为：……………(2) 即……………………………………………………………………………(3) 其含义为，行星公转周期的平方和其与太阳的距离的立方成正比。这就是著名的开普勒行星运动第三定律。开普勒的老师，丹麦天文学家第谷应用其毕生观测才收集到这些数据，德国天文学家开普勒终其一生，处理了这些数据，才得到了这个定律。而这两代人的努力，我们应用现代信息技术，只需要片刻时间，就能搞定。这样的学习研究过程，学生既能在新处理过程中不断有惊喜发现，进一步激发学习的兴趣和探究的热情，更能逐步锻炼出一种适应现代社会应用现代技术不断探索学习的能力，这对于其终生发展十分有利；同时，在探究过程中应用现代信息技术所带来的高效亦带来情感和价值观方面的提升，感叹到知识经济的潮流，又体会到站在巨人肩膀上的便利，从而油然而生为人类做出点什么的抱负。 三、由数字到地图，变无地为有地 通常，我们所接触到的信息，百分之八十以上与地理空间位置有关，而地理空位置描述的最佳工具是地图，尤其在地理学科更是如此。但通常书本上给定的数据仅仅为之由数字和文字的表格