利用地理信息技术开发教学资源.pdfVIP

利用地理信息技术开发教学资源--第1页

利用地理信息技术开发教学资源

利用地理信息技术开发教学资源--第1页

利用地理信息技术开发教学资源--第2页

农海燕+罗智德

图形是中学地理重要的课程教学资源，是学生学习地理知识的重要载体。目前地理教学用图

存在着数据过旧、不够灵活、互动性差等不足。文章基于近年来海水的温度和盐度数据，在

Matlab平台上搭建制图软件，开发地理教学资源。该软件能满足相应章节的教学用图需

要，增强与学生的互动性，辅助课堂教学、学生实验和考试检测。

地理教学课程资源地理信息技术海水性质Matlab

地理课程资源的开发与利用是地理课程计划的重要组成部分。在现代教学中，教师需要充分

考虑信息技术的影响，为学生自主学习意识和能力的发展创造适宜的环境[1]。因此，充分

利用地理信息技术，开发适合课堂教学的课程资源具有其现实可行性和实际应用价值。地理

教学资源应具有趣味性、互动性、适应性、探究性和时代性[2]。鉴于此，本文利用2001年

至2012年全球海水温度和盐度数据产品，在Matlab环境下开发适用于海水运动（人教版高

中地理必修1第三章第二节，中图版高中地理必修1第二章第二节）及海洋地理（高中地理

选修2）章节的课堂教学演示、学生实验探索和考试出题的教学辅助软件。根据新课标的教

学思想和对上述章节的具体要求，本教学辅助软件对制图内容进行了筛选，确定制作表层海

水温度/盐度分布图、沿某经线/纬线的温度/盐度变化图、表层海水温度/盐度时间变化图和

具体位置温度/盐度沿深度分布图四类图形，以辅助相应章节的课堂教学、学生实验和考试

测验。

一、数据

本文采用的数据是日本海洋科技中心（JAMSTEC）制作的全球海洋网格化月均温盐数据产品

MOAAGPV。该数据产品基于三种数据来源即Argo浮标、三角浮动观测网络（TRION）和传导

率温度深度转换数据（CTD），利用相同压强面二维最优插值方法制作而成，以NETCDF（后

缀名为.nc）的格式存储，并可通过网络免费下载使用[3]。本文用到的数据是从2001年1

月到2012年12月的月平均海水温度和盐度数据，其覆盖范围是60.5°S～70.5°N，水平

分辨率为1°×1°，垂直方向上从海洋表面到2000m深度分为25层。

二、软件开发

Matlab由美国Mathworks公司研发，主要用于科学计算、可视化以及交互式程序设计，大

利用地理信息技术开发教学资源--第2页

利用地理信息技术开发教学资源--第3页

部分海洋温盐数据有关的研究都利用该平台进行数据处理和结果可视化[4][5]。本教学辅助

软件需要读取NETCDF格式文件并计算全球范围多个时间段的数据，计算量比较大，且涉及

大量时空数据的可视化，Matlab在数据处理和可视化方面的功能可以满足此需求，根据制

图种类分为四个部分。每个制图部分都可根据教学和考试需要灵活设置制图的内容、空间范

围、时间等参数。平面分布图以大陆轮廓为底图，用不同的颜色表示海水温度或盐度的高

低，如图1所示。沿纬线或经线分布图绘制指定的经线或纬线在设定时间的温度/盐度分

布，如图2所示。时间变化图展示选定区域在设定时间段内的平均温度/盐度变化情况，如

图3所示。沿深度分布图绘制指定经纬度位置上的海水温度/盐度性质随着深度的变化规

律，如图4所示。

本文在Matlab平台R2010b版本中完成软件的搭建和代码编写，通过Matlab自带的发布工

具完成软件发布。软件为开源软件，提供详细的程序代码和安装包，可供中学地理教师在课

堂教学和考试检测中绘制需要的图形。用户亦可根据自己需要，修改相应的代码段，以使用

必威体育精装版的观测数据或对软件功能进行调整。

三、教学应用

图1～图4展现了本教学辅助软件得到的四类图形的示例。图1所示的海水温盐性质平面分

布图可帮助学生理解全球的温度/盐度分布，探索寒暖流经过地区与周围海水在温盐性质上

的不同，观察特殊气候现象出现的时间段海水温盐性质异常等。目前教学上常使用“世界洋

流分布图”来体现海水运动规律，用箭头直接表达世界各洋流的运动方向，用文字阐述洋流

性质的差异。图1的“全球海洋年平均表层温度图”表达方式更