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现代地理信息技术范文

现代地理信息技术

现代地理信息技术范文第1篇

近年来,由于多媒体技术和网络技术突飞猛进,推动了中学CAI的发展,网上教学和远程教学已在许多学校展开。开展CAI使传统学校教育发生了根本变化。[1]

1 现代信息技术在地理教学中的重要性

1.1 现代信息技术呈现教学资源

教材是课程资源的重要呈现形式,是地理教学内容的主要载体。除了传统的印刷教材、视听教材以外,由于现代信息技术技术的迅速发展,内容丰富、各种媒体信息都同时具备的现实教材和现代信息技术教材不断涌现,使地理“教课书”并不只局限于书本化的教材,而是指呈现课程内容的、丰富多彩的教学资源。现代信息技术呈现教学内容就是指将教材以现代信息技术的形式呈现出来,将声音、直观图像和文字有机地结合起来,并在此基础上,运用网络实现教学的交互性,即异地交流,达到地理教学信息的海量呈现和即时呈现,能够使地理事象真实性地呈现。

1.2 现代信息技术教学过程凸现个性化的自主性学习

教师根据不同认知水平、不同生存环境、不同文化特点、不同学习能力的学生设计程序化教学模式,利用计算机的教学设计软件轻松实现程序化教学,为不同学情的学生个体学习提供了可能。同时,由于计算机的普及与因特网、校园网的连通,学生可以随时随地学习,并根据自己的爱好任意选择学习内容,也能与教师和伙伴实现即时交流,个性化的自主学习过程得以真正体现。

1.3 地理事象的情境虚拟与直观化

基础教育过程中,对于生活阅历浮浅的学生而言,地理课程所呈现的地理知识是复杂的,也是抽象的,许多地理事象比较难以理解。就有些地理事象而言,直观形象思维很难建立,例如,大气环流、城郊环流、水循环等。利用现代信息技术技术可以对这些难以理解的地理过程和地理现象的形成过程进行模拟,以增强教学的直观性。如通过计算机现代信息技术CAI创作平台,利用现代信息技术动画模拟城郊环流,通过媒体信息图解演示“热岛效应”所产生的“城郊环流”,使学生可轻松掌握有关城、郊地面温度差异所产生的气压差异不同,进而认知了地面大气、垂直方向大气运动、补偿效应的特点,理解了“城郊环流”形成的有关知识,培养和发展学生的想象力,以增强学生对地理知识和地理问题探索的兴趣。[2]

2 现代信息技术与地理教学整合

地理课程中明确要求“构建基于现代信息技术的地理课程”,“在有条件的地方,积极利用地理信息资源和信息技术手段优化和丰富地理教学,提高学习效率。”显然,大力推进信息技术在地理教学过程中的普遍应用,促进信息技术与地理课程的整合,不仅是新一轮课程改革的明确要求,也是摆在我们地理教育工作者面前光荣而艰巨的重任。构建基于现代信息技术的地理课程,不是地理课程与计算机技术的简单相加,而是把现代信息技术作为现代教育的媒体、资源和手段。从信息技术的发展情况来看,计算机媒体技术必将在地理课程教学中发挥越来越重要的作用。

多媒体非常适合地理学科信息容量大、知识开放性高的特点,对于解决地理学科知识时空跨度大的教学难点非常有利。多媒体地理教学(MGT)是现代教育技术手段在地理教育中的主要应用方式。多媒体地理教学是教师将地理教学信息通过计算机多媒体,与学生构成的一组地理教学交互系统。教学中,教学信息用文本、图形、图像、视频、音频等方式以一定的结构形式在计算机中交互呈现,使学生可以通过计算机给出的提示识记教学信息,与计算机进行信息交流。多媒体技术改变了以往传统教学媒体对信息加工、获取、传递的速度慢、容量小、方式单一落后的教学特点,而以立体、交叉、高速、便捷和美观的显著优势而受到欢迎。实施地理教学过程中,为了完成课程标准所规定的教学目标,教师往往根据教学内容、学生特点、教师自身风格、学校教师设施和拥有的教学资源、素材的多寡、设计许多课堂教学事件(例如,开讲的导入事件、学习某一知识点需要学生指地图、教师板演或板画),地理知识的某些内容。例如,“黄河地上河的形成原因探讨”,教师利用常规的口头、文字、板画教学方式,使学生很难掌握和真正理解其知识,但CAI教学对这样一类地理知识进行动画模拟,并且放大、放慢帧速夸张表现“泥沙在黄河下游河床内沉积……”防止汛期河水泛滥而加高河堤,河床沉积促使河床继续增高,河床最终高于地面而形成地上河的形成过程,比如此类地理知识信息的教学事件的设计采用CAI的模拟方法,会达到预期的教学目标。[3]

3 结语

现代地理信息技术范文第2篇

关键词:现代信息技术;高中地理;运用分析

地理课程是高中阶段学生必修的学科,其主要研究地球表层的空间系统。在传统的教学过程中,通常通过教师的文字叙述来帮助学生理解抽象的地理知识,学生在学习过程中理解起来存在着一定的难度。因此,教师将现代信息技术应用于高中地理教学中,有利于帮助学生理解知识重难点,提高高中地理的教学质量。因此,教师需要掌握现代信息技术在高中地理教学中的具体运用方法。

一、现代信息技术在高中地理中运用的意义

现代信息技术在高中地理中的应用,其主要的作用主要表现在以下几个方面。1.扩展地理学习资源。首先,在高中地理教学中应用信息技术,有利于扩展高中地理的学习资源,帮助学生构建丰富的知识体系。信息技术中的教学资源更加丰富,有利于弥补学生利用教材学习地理知识的缺陷。其次,教师借助现代信息技术的直观性的优势,呈现给学生更加立体的地理图形,改变教材文字内容枯燥的现状。2.帮助学生理解地理规律。地球自转与公转是高中地理必学的内容,但是学生理解起来具有一定的难度。而教师可以采用现代信息技术将地球自转公转的规律动态地表现出来。另外,借助信息技术能将地理现象分组的特征以及地理的规律更加直观地揭露出来。这有利于帮助学生在自己的脑海里建立起立体性的地理思维,最终构建出新的地理认知体系。3.加深学生对难点知识的理解。地理课程属于一种抽象性的学科,学生需要具备抽象的想象能力,这样才能准确地理解地理知识。但是,教师采用灌输式的教学方式讲课,不能促进学生消化知识。而在地理课堂中使用信息技术,将图片、视频与教学内容充分地结合起来,这有利于帮助学生掌握地理知识的重难点。

二、现代信息技术在高中地理教学中的具体运用

1.利用现代信息技术促进视听结合。视听结合有利于帮助学生理解难点知识,相关研究实践也发现:视听结合的教学方式的教学效率要高于单纯地以“听”为主的教学效率。因此,教师要善于借助现代教学方工的技术,将信息技术与传统的教学工具结合起来,为学生创造一个更佳的视听体验。教师在利用现代信息技术创设视听效果的过程中,教师要善于结合地理教学内容,将课堂所要讲述的内容融入到信息技术中,通过更加直观与形象的课件形式将地理知识点表现出来,加深学生对知识的理解。首先,在讲解地震相关的知识点时,教师在利用多媒体教学时,可以事先搜集一些国内外的地震视频,播放给学生看,使其了解到地震对社会经济,以及人们身体安全的危害。其次,教师要向学生展示地震地形的相关剖面图形,将震中、震源,以及震中距等相关的知识点引出来。教师采用多媒体与高中地理课程相结合的方式,为学生展现了教材中不具有的直观图片和生动的视频,帮助学生掌握地震相关知识,加深学生的记忆效果,促进高中地理教学效率提升。2.充分利用教学软件开展地理教学活动。处于高中阶段的学生,已经拥有了理性的思维能力。所以,教师在开展地理教学的过程中,要科学合理地选择课件内容。课件本身就是一个辅助教学的工具,在使用课件的过程中,教师要确保其使用的效率。针对一些概念性的知识,学生基本能够理解,教师就不需要准备相应的课件,只需要教导学生采用有效的方式记忆知识点就行了。而针对一些旅游地理,教师需要在课堂教学过程中为学生提供一些直观、形象的图片,加深学生对某个地区的印象。而对于一些学生难以理解,教师也难以用语言表达的内容,教师需要花费一些时间准备教学课件,如使用插入图片或视频等方式。例如:在讲解“地球宇宙环境”这一部分内容时,宇宙环境的相关知识具有较大的抽象性,即便教师运用非常出色的语言进行讲解,学生仍然会难以理解。因此,教师可以适当地采用现代信息技术,借助信息技术将太阳系运行的情况以动态的形式展现给学生看,与此同时,教师讲解相关知识。借助这种教学方式,学生更能够理解地球与太阳系的运行等相关的知识点。3.教师要提升现代信息技术的运用水平。随着信息技术水平的提升,现代信息技术被广泛地应用于教学课堂,这相应地对教师提出了更高的要求。在教学过程中,教师不能停留于原来的位置,需要树立终身学习的理念,不断地学习新知识,紧随时展的步伐,熟练地掌握现代信息技术操作的方法。对现有的教学模式进行创新,最终提升自己的信息技术水平。只有教师的信息技术水平提升了,教师才能在地理教学过程中结合教学材料合理地利用多媒体技术讲课,为学生创造一个多样的地理教学场景,提高学生地理学习的兴趣,提升地理教学的效果。

综上所述,现代信息技术已经被广泛地应用于高中地理教学课堂,教师要采用有效的教学方式使得信息技术的作用发挥出来。借助多媒体图片、视频等优势,将多媒体技术与传统教具相结合,为学生呈现出一个直观的教学情景,加深学生对知识的理解与记忆。

作者:施伟 单位:江苏省泗洪县泗洪中学

参考文献:

[1]徐鑫,潘立新.现代信息技术在高中地理教学中的运用[J].淮北职业技术学院学报,2013,12(1):103-104.

现代地理信息技术范文第3篇

关键词:高中地理 现代信息技术 高校教学

中图分类号:G633 文献标识码:A 文章编号:1674-2117(2014)20-0-01

现代社会是一个科技迅猛发展的时代,以计算机技术与网络技术为核心的现代信息技术日益广泛地运用于现代教育教学领域,带来了改革与发展的重要契机。现代信息技术通过将一系列的图片、文字、视频、音频等进行数字化处理,可以借助多样的形式来将那些原本抽象、枯燥而深奥的知识形象化、生动化、直观化,这样更能激起学生对地理浓厚的学习兴趣与强烈的探究热情,更能有效地突出重难点,便于学生的理解。将现代信息技术运用于高中地理教学中符合高中地理学特征,能实现高效教学。现结合具体的教学实践,对高中地理教学中现代信息技术的具体运用谈如下几点体会。

1 加强地图教学,提高学生识图能力

地图在整个地理教学中占有非常重要的作用,既是重要的地理学习内容,同时也是主要的地理学习方法。加强地图教学这是地理学科的内在本质需求。尽管现行地理教材图文并茂,在教学中我们要充分运用到了插图、图册、挂图等,但是地图数量有限,教学相对静止,并不能充分而灵活地将这些地图进行叠加或拆分,并不能全方位、多角度、动态地进行展示,空间感不强,这一直是传统地理教学的一大瓶颈问题。现代信息技术的广泛运用可以有效地解决这一问题,可以充分满足地理教学的空间分析要求,内容更丰富、形式更灵活。因此在教学中我们要在充分运用课本插图与地图册的基础上,强化教材,利用现代信息技术的特殊功能与效果来弥补传统教学的不足,加强地图教学,更好地进行知识的讲授,强化学生的理解水平,提高学生的识图能力。这样学生才能通过地图实现对新知的真正理解与掌握,学会读图识图,是掌握地理学习的重要方法。

例如,“黄河”这一节内容,传统的口述加地图式教学,教学枯燥,并不能直观而立体地来展现相关知识点。而采用现代信息技术,则可以利用其特有的图文、声像表现效果,整合地图、图片、历史资料、视频截图等,向学生形象而动态地展现中国的母亲河――黄河,包括黄河的发源地、入海口、黄河干流的长度和形状、黄河干流流经的省区、黄河流经的主要地形区、黄河上中下游的分界点、黄河的主要支流,等等。这样通过现代信息技术的逐步演示,可以将这些繁琐而零碎的知识点集中于直观的地图之中,这样更加利于学生的理解与记忆,提高学生的读图、识图能力,这正是地理教学的一个重要目标。

2 动态模拟演示,引导学生掌握其本质

地理是一门涵盖知识面广,阐述各种地理事物及现象的产生、分布,反映各种地理事物及现象的相互联系、地区差异,探索地理事物及现象的发展规律以及和谐人地关系的学科。而在传统的地理教学中是通过教师的单纯语言描述,很难将地理事物及现象的运动变化过程动态地再现于学生眼前,而只能让学生从图片、教材以及教师的语言描述中来获取信息加以理解,这在无形中增加了知识的难度,学生并不能深入本质进行理解,理解只是浮于表面,只能是死记硬背,而并没有真正地形成技能与能力。而现代信息技术具有很强的模拟演示功能,可以整合图片、声音、文字等多种地理素材与信息,化无形为有形,化静态为动态,化抽象为形象,将教材中那些用静止而抽象的文字来阐述的事物规律转换成精彩的视频,将整个过程展现出来,从而能够有效地解决地理空间的广阔性和课堂教学局限性的矛盾,使得学生能够深入地理事物与现象的本质,从而达到对这些知识的本质性理解。例如,在学习《河流地貌的发育》这一节时,河流演变过程中凹岸侵蚀和凸岸堆积是这一节的重难点,运用挂图并不能将其形成过程直观地展现出来,为此我们可以利用现代信息技术来模拟河流横纵剖面的水流动态,再加以教师必要而精炼的语言点拨,这样学生认真观察、仔细思考,从中获取大量直观的感性材料,这样更容易上升为理性认知、本质理解。

3 整合多种教学资源,开阔学生地理视野

在以往的教学中以教材为中心,机械地按照教材,学生的思维与视野完全限定在教材上,所学知识有限,不利于见闻的增长、视野的开阔与自身能力的整体提高。而将现代信息技术广泛地运用于教学中,可以彻底地打破以往以教师为中心、以教材为中心、以课堂为中心的封闭式学习。互联网具有丰富的信息资源库,可以实现资源的优化组合与共享,可以为广大师生提供一个更为宽广而自由的学习平台,可以激活学生的思维,开阔学生的视野,让学生畅游于神奇的地理世界。

一方面教师可以收集更多的信息,丰富教学内容。我们可以依托互联网这个强大的资源平台,收集与教学内容相关的各类素材,如图片、视频、历史资料等,充实课堂,让学生身在教室就可以接触到更为丰富的地理信息,真正实现地理教学与生活同步,与社会接轨,这样的地理教学才是我们所追求的。

另一方面学生可以以此为平台来展开自主学习。让学生学会自主探究,掌握学习方法这是新课改下各学科教学的主要目标。我们可以布置适当的课题,让学生利用网络的查询功能来收集与整理所需要的各种资料,丰富学生的表象思维,引导学生展开自主探究与合作交流,进而掌握所学知识。这对于开阔学生的视野,提高学生的综合能力具有非常重要的作用。

总之,将现代信息技术运用于地理教学是现代教学改革的重要趋势,符合地理学科本身的独特特征。对此我们要高度重视,不要只是停留在理论层次与口号上,而是要将理论与实践结合起来,在实践中不断摸索与创新,善于总结,这样才能将现代信息技术的优势发挥到极致,使之成为优化教学结构、激发学习兴趣、提高教学效率的重要手段。

(山东省昌邑市第一中学,山东 昌邑261000)

参考文献:

[1]赵洪达.运用现代信息技术辅助中学地理教学的实践意义[J].新课程学习(上),2013(9).

现代地理信息技术范文第4篇

1引言

由于人们对信息的需求量不断增加,促进了信息技术的极大发展,通过现代信息技术建立各种信息系统,对特定信息进行采集、传输、储存、分析、处理,为日常工作提供参考,帮助人们解决问题或提供决策,而水文地质学的主要研究方向是地下水资源,包括其形成、分布、理化性质、资源及合理利用,对工程建设、采矿的影响、地下水灾害防治等几个方面,从其研究方向可知,需要进行大规模的信息管理分析,信息处理的结果,无论在生活方面还是在安全建设方面都会带来深远的影响,所以将现代信息技术应用在水文地质信息管理中,能够极大地提高对水文地质信息管理的水平,从而为相关的生产生活提供更好的决策基础。

2水文地质信息范围

水文地质学是研究地表以下水的学科,在人类从事开发利用地下水活动的漫长过程中,通过长期实践经验和认识的不断积累,逐渐形成和发展了有关地下水的知识,按其内涵范畴涵盖水文学、土壤学、地质学与流体力学等学科,主要研究内容包括:1)地下水的形成与转化:地下水起源与形成的基本知识,探讨各类水体间的转化、交替规律。2)地下水的类型与特征:地下水储存条件及基本类型,包括地下水主要理化性质。3)饱水带及包气带中水分和溶质的运动:地下水流基本微分方程,包括地下水向井、渠的流动,揭示地下水位、水量时空变化规律,探讨包气带水与地下水溶质运移的基本方程。4)地下水动态与水均衡:不同条件下地下水动态变化规律和水均衡方程。5)地下水资源计算与评价:局部开采、区域性大面积开采区域地下水资源评价主要方法,有关含水层参数测定及地下水补给量、排泄量计算方法,地下水水质评价知识[1]。6)地下水资源系统管理:地下水资源管理、保护基本知识,建立管理模型并应用。在水文地质信息中包含森罗万象的信息分类,现阶段主要考虑工程建设、采矿工程中的信息。在工程建设过程中需要关注的水文地质信息主要包括:地形地貌、地质构造条件、岩土工程地质性质、地下空间可利用程度、水文地质结构条件、地下水分布规律、地下水水质水量、地下水补给排泄和利用程度以及与水文地质条件影响的地质灾害问题。在采矿工程中需要关注的水文地质信息主要包括:矿床水文地质条件,重点是矿床充水条件、可涌水量、实际涌水量;影响矿山开采的水文地质条件及相关防水、排水工作效果的信息;影响矿山设备、岩体稳定性的水文地质条件,解决矿山对地下水综合利用的有效信息。

3现代信息技术在水文地质信息管理中的应用

3.1信息管理系统在水文地质信息管理中应用现代信息技术,可以对相关指定的水文地质信息进行采集、传输、储存、分析、处理,相较于以往的人工方式以及资料台账、卡片、图纸式的信息管理方式,首先其效率大大提升,其次对于指定的信息可以借助专用的水文地质信息模型进行有效分析和模拟,在不做重复工作的前提下提高了水文地质工作的效率,提供了更便于查询、分析的信息管理方法。特别是现阶段数据库技术、大数据分析技术,使得这些采集的固定数据得以互联互通、全面共享,日常计算机技术中软硬件的加入提供了友好的用户界面,提高了系统管理的可操作性[2]。3.2成图管理系统现有的计算机系统支持相关的水文地质信息自动成图,大量的图形数据形成数据库,同时具备基本的编辑、输出功能,不但提高了基础水文地质信息图的编辑效率,同时使得相关成图的质量得到了明显改善,相关的水文地质信息变化可以及时录入到系统中,编入成图内容,实时体现。3.3地理信息管理系统由于我国整体地理形势复杂性,使得各处的地理信息都是一个繁杂的系统,而在水文地质信息管理中采用信息技术,可以将这些信息进行相应的处理,并通过建立模型,使得水文地质信息与地理信息共同结合为一个综合性的信息管理系统,为使用者提供了空间对象的位置分布,还可以知道具体属性参数,同时提供互相查询的系统功能,,可以说空间的信息查询分析是这个信息系统的核心,为各类评价、决策提供重要的技术手段。3.4人工神经网络现阶段的人工智能发展非常迅速,2016年年底,谷歌公司的阿尔法围棋程序完虐人类围棋精英,但是在1989年,国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫2∶0战胜超级计算机“深思”,两者差距不到30年,可见人工智能无论如何发展都是人为创造,所以在现阶段的信息技术当中同样有利用计算机软硬件建立起来的人工神经网络,它模拟了生物神经网络结构和功能,通过各种自适应的处理单元链接构成复杂网络,使得信息可以并行处理,对人类神经网络特征进行简化、仿真,借助实例解决非结构性问题,用于分类、预测、模式识别、优化、联想记忆等方面的问题解决,此类问题作为水文地质信息中大量需要解决的问题,传统方式很难找到其规律,人工神经网络在处理此类信息时有很大的优越性。3.5遗传算法遗传算法是通过把待解决问题参数进行编码,形成个体,同时以优化目标确定适应性函数对种群性能进行评估,判定该种群对环境适应的依据。在水文地质信息管理过程中应用于各类非线性函数信息处理,有很强的自适应性,同时可以高效对水文地质信息进行处理。

4水文地质信息系统发展趋势

4.1多元化水文地质信息系统经历了EDP、MIS后已经到了决策支持的阶段,从最初简单代替手工操作处理信息到现阶段综合性信息处理系统的出现,克服了之前信息处理手段的缺点,提高了水文地质信息对决策行为的支持。现有的水文地质决策支持系统借助于现代信息技术多元化的发展,融合了许多技术方向,构建水文地质信息数据库,对详尽的数据进行大规模分析比对,用于发掘隐藏信息从而服务于预测和决策行为4.2智能化结合人工智能系统,对水文地质信息进行普通的统计分析,同时模仿大脑机制获取信息并进行处理,针对非结构性问题提出合适的解决方法。4.3可视化随着各类VR实景技术发展,在水文地质信息管理过程中,可以根据现场实体环境建立相应的三维实景用于表达、分析和处理其各个维度上的信息,相较于现有的成图更为直观,在三维数据结构支持下对空间实景进行绘制、显示是现阶段比较前沿的研究课题。

5结语

现代信息技术的飞速发展使得各行各业在信息采集、存储、分析、处理和等方面都有了质的提高,各类计算机信息系统的投入应用,使得水文地质信息工作更为高效,减轻了信息处理人员的负担,同时使得信息处理更为简便。今后随着对水文地质信息的资源共享,将使整个地质勘探工作得到更为显著的发展。

【参考文献】

【1】刘惠德,侯旭辉,李喜盼,等.基于ArcGISEngine的矿井水文地质信息管理系统[J].工矿自动化,2009(10):124.

【2】刘伟韬,张文泉,李庆忠.水文地质信息可视化管理系统的开发及其在矿井水灾防治中的应用[J].中国地质灾害与防治学报,2000(2):78-80.

现代地理信息技术范文第5篇

[关键词] 信息技术地理教学整合

高中地理学科课程很多是在原有教育、教学模式下进行,许多学生的学习偏重于机械记忆、浅层理解和简单应用,仅仅立足于被动地接受教师的知识传输。这种学习方式十分不利于学生创新精神和实践能力的培养。针对这一状况,课程整合通过对教学目标、内容和方法调整,帮助学生改变原有的单纯接受式的学习方式,在开展有效的接受学习的同时,形成一种对知识进行主动探求,综合应用各门学科知识,并重视实际问题解决的主动积极的学习方式。把计算机作为地理学习的一个有机组成部分,使它成为学习的一种重要工具,以便更好地完成课程目标。计算机辅助教学是现代教育采用的最先进的教学手段.对于传统教学中,难以表达、学生难以理解的抽象内容、复杂的变化过程、细微的结构等,多媒体通过动画模拟、局部放大、过程演示等手段都能予以解决,它打破了“粉笔加黑板,教师一言堂”的传统教学方法,不但在教学中起到事半功倍的效果,而且有利于提高学生的学习兴趣和分析、解决问题的能力,大大提高了教学效率和质量。运用多媒体在优化地理教学中有以下几点优势:

首先,利用计算机辅助教学可以更直观形象地反映地理事物的空间分布,外部特征,内部构造;它可以化远为近,突破距离制约;也可以化静为动,更易于观察事物的变化;还可以通过图片、动画化小为大,利于了解微观事物;当然也可以观察远古地壳运动及生物变化,突破时间制约,观察动态变化,认识发展规律;观察整个宇宙及天体的运动,了解地理事物宏观的特征。

其次,计算机辅助教学可在地理课培养学生思维能力方面有着特殊的作用,在接受大量的地理信息过程中,运用多种媒体把学生的眼、耳、脑各种感官调动起来,并能及时在饶有兴趣的情况下进行帮助学生综合、归纳、分析,形象思维能力大大提高。尽管我们有了各种教具、实验、演示手段,也出现了各种模型、仪器、图表,从纸到布到塑料制成的各种挂图,但这些毕竟不能把声、像、动态等特点集中于一体。计算机辅助教学则能做到,这是书本加黑板加模型的模式所绝对达不到的。

还有,运用多媒体技术,可以突出重点、淡化难点,提高课堂教学的质量。

地理课中有许多重点、难点,有时单靠老师讲解,学生理解起来费力,而多媒体地理教学形象、直观、效果好。它可将抽象的知识形象化、具体化,易于学生掌握。既可增加生动感,又利于知识的获取,从而突出重点、淡化难点,收到事半功倍的效果。提高了课堂教学的质量。

但是在运用多媒体技术的时候,我也发现了很多问题:

(1)在多次听课过程中,我发现多媒体有些“喧宾夺主”,只有形式,内容不够科学。大多数公开课或观摩课都会选择运用多媒体技术,有的课是根据课程需要设计,而有些课则纯粹为了赶时髦,好像不运用多媒体,就会略低人一筹,结果反而一塌糊涂。信息技术在地理教学中应该发挥的是它的辅助作用,毫无选择的大量运用,则会使课堂失去太多地理的味道,有时候竟象是一节信息技术课或者是欣赏课。起初大多数人运用它的目的是为了提高学生的学习地理的兴趣:进行一些图片的直观展示抑或是动态效果,可是如果节节课都在用它,这兴趣岂不没了,都司空见惯了,哪还有兴趣而言。听了很多节展示课,大都利用多媒体进行,把握得住分寸还可以,否则就会让人觉着是为了用才用,倒象个花架子。

(2)如果整堂课都在用,处理得不好可能会没有传统教学落实得扎实,有看电影的感觉―对整节课的情节都知道一些,却不太明确该重点掌握些什么。

优秀的地理多媒体课件,应该是精良的教学工具,是精确的地理信息集合。地理多媒体课件的使用过程是一学习过程,是学习者以计算机系统为工具、通过计算机程序提供的技术支持、对地理知识和地理技能等教学信息的一种认知和实践过程,它构建于地理学、教育心理学、计算机应用以及艺术等学科的基础上。任何一个方面存在欠缺,都会使课件的使用效果受到影响。

因此,多媒体课件的教学设计应强调科学性,地理多媒体课件的科学性主要体现在教师对课件的教学设计中,包括:教学内容的选择、教学方法的选择、教学媒体的选择等等。具体而言,先要确定哪些内容适合用多媒体进行教学,一节课中什么时候用多媒体课件最合时宜。在多媒体并不日常化的今天,还要求教学方法的选择能突出计算机多媒体的不可替代的优点。由此可见,科学性的实现主要取决于地理教师对地理教学本身的认识水平。

地理多媒体课件的程序设计应强调技术性,与所有用于实际教学的课件一样,地理多媒体课件的设计必须注重其程序设计的技术性,突出表现在课件程序的精致好用。课件的技术水平主要取决于程序设计者,以及地理教师与程序设计人员之间的配合。地理课件的技术性主要体现在以下方面:

1.合理选择多媒体对象类型

要针对不同的课型和课程内容,选择合理的媒体类型。如以地球运动为代表的要求空间概念很强的内容、只有三维动画才能很好地解决问题,以对流雨地形雨为代表的地理示意图、用二维动画就能较好完成;适当的动画和声音资料可以增强学生对地理知识的理解记忆、提高学习兴趣,而过多的动画或音乐背景则反而会分散学生的注意力,也无谓加大了课件制作的工作量。又如,区域地理新课教学可用色彩鲜明、注记恰当的地图,在练习时则可用到没有注记的色彩简单的地图;等等。

2.注意程序的流程控制

程序流程控制的主要目的是有利于地理教学过程的实施。课件流程切忌设计成预先确定运行时间的、单线前进的方式,而应该切合自然的教学过程。如合理安排动画的暂停,可以突出时间过程中的关键点,教师可以从容讲解在实际过程中转瞬即逝的、甚至根本看不到的现象,对典型的时空关系进行分析,而动画暂停的触发,可以是预先设计的典型时间点,也可以是教师在教学过程中临时实现;流程设计要能处理课堂教学中的突发事件,它可能源自教师讲解过程的需要(如着重或补讲某段内容),也可能源自学生学习过程的需要(如突然提问),因此程序要有灵活的跳转,能方便地到达某目的地,又能迅速回到跳转的起始处;要尽量提高程序的响应速度;等等。

以上是我对信息技术与地理教学整合的几点认识,虽然多媒体教学有效的提高了教学效率和教学质量,但也应注意到多媒体教学手段不能完全取代传统的教学方法,而要与传统的教学手段有机结合,和教师相比,多媒体教学仍处于教学中的辅助地位,即使多媒体完成了许多人力所不及的任务,也不能代替教师的全部工作,教学过程的诸环节仍需教师来组织实施,因此,教师应通过精心认真的教学设计,选择最合适的教学媒体。在教学时,要充分发挥教师的主导作用,多媒体对现代教育必定会注入新的活力,我们相信,信息技术与高中地理课程的整合一定能为地理教学改革开辟一条新道路,为培养创新型人才开拓一片新天地。

参考文献

[1] 何克抗.信息技术与课程整合的目标与意义.教育研究,2002(4)

[2] 李克东.数字化学习―信息技术与课程整合的核心.电化教育研究,2002(8)

[3] 李赫.信息技术与建构主义学习环境的创设.中小学电教,2003(2)

[4] 相清昌.信息技术与课程整合.中小学电教,2002(5)

现代地理信息技术范文第6篇

关键词:地理;信息技术;教学模式

Abstract:In the teaching process,to make use of modern IT and construct new teaching patterns of geog- raphy can be reflected in determining aims ,creating situation,raising questions,studying in cooperation,evaluating efficiency and other aspects-This teaching pattern is beneficial to developing comprehensive ability of students and showing the aim of quality education.

Key words:geography ;IT ;teaching pattern

新课程明确提出要实现三维目标:知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观,构建起课堂教学比较完整的目标体系。当前的素质教育根本在于培养知识能力和结构合理并适应社会需要的高素质人才,新型的教学模式就是要充分利用现代化的教学手段使学生"学会认知、学会做事、学会共处、学会发展"。计算机及网络被逐渐引人教育教学过程,成为现代教育的技术基础,并为课堂新模式的构建提供了前提和保证。

构建的模式

新型的教学模式是以皮亚杰的建构主义理论,主客交互、建构学习的方法为指导建立的网络环境下的教学模式 , 其特点是以学生为中心,在整个教学过程中教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情境、协作、会话等学习环境诸要素,充分发挥学生的主动性、积极性和创造性,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义构建的目的。在具体的教学过程中体现为以下流程。

1. 确立目标

借助网络资源进行课堂教学,应该有自己的教学内容、教学目标和教学过程。有了具体可行的目标,教学就能减少盲目性,节省时间,提高效率。在明确的教学目标的统领下,学生在搜集资料、提出问题时可与教师、同伴进行有质量的对话,形成开放富有活力的课堂教学。因此,在网页中可设置"教案设计"、"教材教法"等栏目。

2. 创设情境

利用多媒体技术与虚拟现实技术创设逼真的情境,有助于调动学习者所有的感官和过去的经验去探索与解决问题,而只有在真实情境中的问题才具 有挑战性和现实意义。创设从不同侧面、不同角度表征知识的多样化情境,将为学习者的探索提供多条路径,进入任一情境去学习,都能促进知识的迁移。适宜的、真实的、多样化的情境,是进行教学的前提条件。

3. 提出问题

在相应的情境下 , 选择出与当前学习主题密切相关的问题作为学习的中心内容(让学生面临一个需要立即去解决的现实问题)。课堂提问必须根据教学需要,按照教学程序、课堂结构精心设计。所提问题应该是由表及里、由浅入深、层层深入、环环紧扣,体现出知识结构的严密性、科学性、条理性,从而给学生以清晰的层次感,使学生在教师提问的诱导下,踏踏实实地步入知识的殿堂。

4. 合作学习

针对教师提出的问题 , 学生可利用合作学习的方式进行解决。教师在发展学生 " 合作学习 " 能力时 应针对以下方面作以指导。

(1)确定学习内容表(即为完成与给定问题有关的学习任务所需要的知识点清单)的能力。指导学生先登录网络教学系统和因特网,然后点击"电子课本",在其中的"课内读物"中找到,并将该文本打开。

(2)获取有关信息与资料的能力(知道从何处获取以及如何获取所需的信息与资料)。指导学生自由浏览链接的相关文本资料,了解与思考题有关的内容。可以在网页中设置搜索引擎 Google 、sohu 、yahoo等, 拓展、优化信息资源。

转贴于 (3) 利用、评价有关信息与资料的能力。利用网络教学的交互性,通过不同观点的交流,补充、修正、加深每个学生对当前问题的理解。为在服务器支持下实现学生之间、师生间的在线交流,可在网页中加设"版主的话" 、" 擂台" 等栏目。学生在学习过程可以直接进入"创作论坛"(保存记录)或"聊天室"(不保存记录)切磋交流,也可在"雁过留声"栏目中发帖留言,或是以电子邮件形式进行学生间和师生间的有线交流。之后,教师可指导学生归纳、总结和阐述自己的观点,这样,既体现了地理课堂教学的特点,又充分发挥了信息技术的优势。

5. 效果评价

在教学中,可设计相应的检测反馈题,进行"在线检测",这是了解学生学习情况的重要手段。学生登录后自主决定完成部分练习或全部练习并提交答案。教师可以借助管理系统分析学生答题的总体情况和个体差异,并采取相应的措施解决存在的问题。为了掌握学生的学习情况,教师可使用"南方之星"软件,以便于掌握学生学习进度,调节教学节奏,指导个别学生学习。 构建的意义

该教学模式有利于地理教学质量的提高 , 有利于培养学生的综合能力 , 体现了素质教育的目的。

1. 有利于深入实施素质教育

素质教育就是促进学生全面、持续、和谐地发展的教育,其核心是培养学生的创新精神和实践能力。网络教学的根本宗旨就是培养学生创新能力,促进学生个性发展,提高学生信息素养。通过地理多媒体网络教学,有利于激发学生的学习兴趣,调动学生学习地理的积极性、主动性;有利于提高地理学习效率,达到手、眼、耳、脑多种感官参与学习;有利于发展学生的注意力、观察力、记忆力、想像力和创造力;有利于培养学生获取、分析、加工、利用和交流信息的能力 , 为学生打好信息文化基础,以提高学生综合素质。

2. 有利于实施地理课程标准

新的地理课程标准明确指出 : 现代信息技术的发展对地理教育的价值、目标、内容以及学与教的方式产生了重大的影响。大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源,把现代信息技术作为学生学习地理和解决问题的强有力工具, 致力于改变学生的学习方式,使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的地理活动中去,这是地理课程改革的六个基本理念之一。新的课程改革确立了知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观三位一体的教学目标,实现学生认知的自我构建和个性发展,改变传统的教学方式和评价方式,使学生真正成为学习的主人、发展的主体。地理多媒体网络教学通过网上交流、合作学习、资源共享,主动探究、自主构建,实现了教师教学方式和学生学习方式的根本转变, 真正使教学过程成为师生之间、学生之间交往互动与共同发展的过程。

3. 有利于学生个性发展

现代地理信息技术范文第7篇

关键词:地理教育;教育观念;教育手段;信息技术

随着现代信息技术的飞速发展,尤其是浙江省新课改对学生素质的要求,地理教育也要迅速的进步,它的目标就是要实现地理教育的现代化,这便是现代信息条件下,地理教育的发展方向。

一、教育思想与教学观念的现代化

1.教学理念:变“重师”为“重生”

改变教学观念是充分运用现代化电教手段的前提。传统教学一直存在着以结果为中心的教学观,即只注重学生是否掌握了知识的外部行为,因而形成了以教师为主体,以课程为中心的传统教学模式。如果在这样的观念指导下,运用现代教育技术手段优化地理教学无异于用新瓶装旧酒,最终将导致“人灌”变“机灌”更沉重的注入式教学,所以首要的就是更新教学观念,用全新的教学理念去指导教学实践。

2.注重学生素质的培养

在信息技术高度发达的今天,变应试教育为素质教育是地理教学发展的主旋律。素质教育包括学生潜能的开发、心理品质的培养和文化素养教育这三个方面。我们在地理教学中要培养学生熟练掌握读各种地图的能力,不仅是地理教学的特点,还是地理学习的需要,也是培养学生终生学习能力的需要。对学生潜能的开发起到积极的作用,同时也有利于学生地理观察记忆、思维想象和创造能力的培养。这样学生便逐步掌握了地理思维的方法,激发了学生的求知欲望和探索的精神,因此也培养了学生的心理素质。

3.教学目标变“学会”为“会学”

在知识爆炸的信息时代,要让更多人获得更多的信息,只有掌握了学习方法,才能驾驭飞速增长的各种知识,只有“会学”了才能“学会”,利用现代的信息技术优化地理教学,不仅可以突出教学重点,突破教学难点,而且解决了有限的教学时间与不断加大的教学信息之间的主要矛盾。那么,为了实现这一教学目标,首先便是让教师实现优化。

二、充分利用多媒体进行教学

多媒体教学集影像、图形、文字、动画、声效于一体,图文并茂,引人入胜,给学生营造一种主体的、全面的、动态的学习环境。激发了学生的学习兴趣和积极性,能较长时间吸引学生的注意力,使学生对教材内容吸收得快,理解得深,这也为学生创造性思维的发挥提供了空间。

1.课件的开发要实现资源共享,避免重复的低层次开发

现代的地理教学资源的开发过程中,应强调备课组的协作团结,甚至在更大范围内实现共享。在信息社会,虽然可以实现教学的自动化,但教师的作用仍不能减弱,教师在资源开发上,避免在低水平的重复开发上浪费时间,把省下来的时间用在研究利用现代化技术支持情感教育与创造教育上。

2.利用网络,使教学与先进地区、先进国家接轨

Internet可以使全球的地理教育信息连成一个信息的海洋,供教师与学生共享。教师可充分利用网上的资源,为知识更新、贴近学生的生活、教学方法多样化提供有力的支持。同时,还可以及时借鉴先进地区兄弟院校的教学经验。随着我国加入WTO,国际地理教育的新观念对我国当前的教育发展产生了巨大的影响。由此也使我国的地理教育进入了空前发展阶段,正逐步与发达国家相接轨。

总之,现代信息技术与地理教学的融合,不是简单的信息技术作为演示工具,而是把信息技术与地理知识、教育观念、教育思想有机整合。

三、现代信息条件下,更要注意师生和生生之间的情感交流

在教学中,现代信息技术只是一种手段,而不能代替人与人之间的交流。尤其是课堂信息量猛增的现代,师生和生生之间的情感交流更为重要,有些地方的地理教学中,师生都戴着耳机,面对着计算机屏幕,一切师生与生生之间的活动都通过网络进行,整个教学过程基本看不见人与人之间的直接交流。

我们要明确,课堂教学中,一切媒体资源都是对教学活动的补充,如果仅仅是为了体现学生的主体性和动手操作能力,仅仅是为了使用网络而使用网络,其结果是以牺牲课堂效率为代价,而且培养出来的学生也恐怕会失去一些人性化的东西,显然这与现代地理教育的发展方向是背道而驰的。

综上所述,现代信息条件下地理教育的发展方向,即不断满足地理教育现代化的发展需求,达到教学信息化,将教学信息融入教育的每个环节中。我们一方面要教会学生利用信息技术占有知识、储存知识,另一方面还应使他们学会对知识的选择、判断,使他们在学习的过程中,培养科学思想、掌握科学方法、探索科学规律、提高科学素质。

现代地理信息技术范文第8篇

一、现代信息技术与初中地理教学整合的意义

1.两者的整合是响应素质教育的需求

传统的初中地理教学工具一般都是教科书、地图、模型等比较呆板的教具。这样的工具使教师在教学的时候不能直观地将地理知识传递给学生,也使学生丧失了学习的兴趣,听课效果不好。[1]在这样恶性循环的过程中,初中地理教学一直不见起色,更没有实现以学生为主体,培养其学习能力和思维能力的教学目的。而在教学过程中运用信息技术,如多媒体、网络、视频等资源,可以形象地将世界的风景、地貌展现给学生,激发其好奇心和学习的积极性,同时也是响应素质教育的需要。让学生不再简单、机械地对知识进行记忆,而是在活跃的氛围中培养自主学习的能力。现代教育体制下,应该在强调提高学生成绩的同时,多关注学生自身能力的发展,在学校教学的环境下培养学生的学习能力,与当前的社会相适应。

2.信息技术的应用使地理学科的学习形象生动

地理教学由于涉及的内容比较复杂抽象,学生在接触地理时往往因为没有身临其境的感悟而不能够理解地理知识的原理,在头脑中无法建立起地理的三维知识网络,使得地理学习十分艰难。信息技术可以通过一系列图像、动画、声音的方式,将地理事物展现在课堂中,将涉及地理方面的时间、空间信息进行整合,使学生能够更快地接受地理学习。信息技术应用于地理教学中,能够帮助教师改革教学方式,用新颖的方法使地理学习不再枯燥无味。学生在通过信息技术创设的形象的教学环境中兴致盎然地学习,这是我们都希望看到的景象。

二、现代信息技术在初中地理教学中的应用方法

1.利用信息技术查询地理问题

传统的教学方法,教师一般会口头或书面留给学生一些课后问题,引导学生根据问题做好地理课程的预习和复习,而学生一般比较不情愿地接受这种方式,在学习中处于被动的地位。随着信息技术的普及,教师教授地理的方法也在逐步革新之中。例如通过制作幻灯片,将知识和问题设置在其中,图文并茂,使学生兴致勃勃地完成课程的学习后再回答问题。对于不明白的地方,还可以通过BBS平台反馈给教师,让远程教学成为一种必要的补充手段,实现家校及师生间无障碍的交流。[2]

2.通过多媒体资源营造探究氛围

营造探究氛围,培养对问题的探究思维和探究能力,也是素质教育的重要要求,让学生既学习了地理知识,又提高了自身的素质能力。在地理教学中应用信息技术,能够帮助教师使用多种新颖的手段营造探究氛围,不再受到教学设备落后等硬件设施的限制。如讲授关于各国的旅游景点时,教师可与学生一起通过互联网查找相关资料,并让学生以小组的形式进行任务分配,最后以小组的形式对旅游景点的相关知识进行收集和归纳。[3]这种方式既能培养学生自主搜集资料的能力,又在小组配合完成任务的过程中加强学生之间的交流,培养其团队合作的意识。这些优势只有在信息技术与地理教学相整合的前提下才会产生,是传统的教学方法和手段所不能独立完成的。

3.利用信息技术在教学中实现师生互动

师生进行交流、沟通有利于教学的顺利进行,通过交谈教师可以了解学生存在的问题,学生也在与教师的对话中感受到教师的温暖,双方的距离明显拉近。现代信息技术为师生的互动交流提供了便捷的平台。例如在学习新课之前,教师给学生布置利用网络查找相关知识的任务,并用Authorware设计交互式练习,通过网络平台传递一些知识资源或解答学生的问题,掌握学生学习的进度,起到一定的督促作用。学生因为对新的学习工具比较新奇而表现出极大的兴趣,在教师的指导下高效地完成学习任务,发现问题和解决问题的能力也在潜移默化中逐渐形成。

综上所述,在初中地理教学中运用信息技术,既能够解决一些地理事物抽象、不具体,使教学难度加大的问题,又能够寓乐于学,让学生在接触信息技术的过程中培养创新思维和探究精神。将信息技术与地理教学相整合的做法是时代的产物,也体现出巨大的优势,应该在教学中充分利用信息技术资源,帮助学生实现更好地发展。

参考文献

[1]康文英,赵荣静.小议信息技术与地理教学的整合[J].成长之路,2009(16):83.

现代地理信息技术范文第9篇

【关键词】初中地理;信息技术;运用策略

在地理学科中正确运用现代教学媒体教学,可以将抽象内容具体形象化,微观事物宏观化,复杂事物简单化,多角度地向学生传递教学信息,从而使学生从消极被动地接受地理知识到积极主动地获取地理知识,从被动听讲变为多感观协同参与学习,从而提高学生学习的积极性和主动性,达到活跃课堂气氛,提高课堂教学效果的作用。

一、运用现代信息技术教学,可以激发学生的学习兴趣,培养学生的参与热情

兴趣是最好的老师。有了兴趣,学生才能集中注意力,思维才能主动活跃,才能充分发挥学生在课堂中的主体作用并收到良好的教学效果。学生大都对形象具体,形式新颖的事物容易引起好奇,产生学习的兴趣。现代信息技术能将文字、图像等内容直观地展示出来,可以创设出一个生动逼真的教学情境,化无声为有声,化静为动,使学生进入一种喜闻乐见的、生动活泼的学习氛围,吸引学生的注意力,提高学生的学习兴趣。如在讲授“板块的运动”时,学生对喜马拉雅山的隆起,东非大裂谷的形成很难用板块运动学说的观点来解释,教师用动画显示高山的隆起和裂谷的形成过程,使难以理解的板块运动学说变得形象、直观,使学生印象深刻,经久不忘。

二、运用现代信息技术教学,可以突破教学重难点,提高教学效果

由于地理时空的广远性和地理学科的综合性,使得某些地理教学内容的时空跨度很大。许多地理现象无法或很难看得到,又不宜演示或实验。运用多媒体技术,可以打破时间和空间的限制,延伸和拓宽教学时空,通过图像、声音、色彩和动画,传递教学信息,解决由于时间和空间的限制所造成的教学难点,加深对地理知识的理解。特别是一些不易说明,头绪较多的地理知识点,传统教学方法和媒质很难具体形象地加以描绘,给教师教学和学生学习带来困难。而运用多媒体技术能模拟仿真,化抽象为形象,使学生感官接受刺激,利于学生发展思维能力,拓展学生的空间观念,加深对事物的理解,大大减轻学生认识的难度。如:在讲地球公转一课时,利用动画展示,地球不停地以地轴为中心自转,同时又时快时慢地绕着太阳公转,在公转时,近日点速度快,远日点速度慢,太阳直射点在回归线之间来回运动,这时学生则被课件的内容所吸引,于是我抓住这一时机,提出问题:“为什么近日点时琼海为冬季,而远日点时琼海是夏季呢?琼海冬季时太阳直射在哪里?夏季时太阳直射在哪里?”学生在解决这些问题的同时,就很自然的把重难点掌握了。

三、运用现代信息技术教学,可以培养和提高学生读图、认知能力,促进学生自主探究学习

地理教学中少不了会遇到各种类型的图。在地理教学中,读图能力的培养是学生贯于始终的基本技能。现代信息技术的引入不但能够提高学生的用图兴趣,扩大了学生的视野和知识面,而且可帮助学生形成正确的、全面的读图、用图乃至制图的重要本领。例如:在展示黄土高原范围时,我采用多次闪烁的方式使学生对黄土高原范围有一个大致的了解,从而增强了学生地理读图的空间想象能力。又如:在分析黄土高原的黄土物质的成因时,我就给学生出示“黄土高原的黄土物质形成图”,且图中的风向我制作成动画效果,学生很容易就看出一个规律:“离风的发源地越远,风力越小,搬运的颗粒也越小”。由此可推断出:黄土高原的黄土物质是由风搬运而来的(即“风成说”)。从而学生也提高了根据图中所给资料分析地理问题的能力。

四、运用现代信息技术教学,有利于建立平等、和谐的师生关系

由于运用现代信息技术可以提供丰富多样的文字、图像、声音、动画等信息,使学生乐于接受,积极参与课堂。体现出以学生为主体的新教学理念。教师也能通过现代信息技术的辅助来实现教师教学的主导地位。如我在“沟壑纵横的特殊地形区――黄土高原”这节课中,结合现代信息技术设计了四个活动,这四个活动贯穿了整堂课,使得师生互动。又如在课前我就让学生去找一些相关的资料,在介绍黄土高原三大典型地貌和黄土高原位置与范围时,我让学生上讲台边指图边讲解,这不仅活跃了课堂气氛,也使师生关系更加的和谐融洽。

实践证明,只要我们把现代信息技术与地理课堂进行有效整合,随时都可能有创意灵感产生,把那些繁杂枯燥的地理知识变得妙趣横生、直观易懂,达到教师教得轻松、自然,学生学得快乐、牢固的效果。这种运用多媒体技术完成中学地理教学任务,是一种比较理想的教学方式。

参考文献:

[1]查珍.信息技术与初中地理课程整合的研究[D]. 江西师范大学, 2005.

现代地理信息技术范文第10篇

一、利用信息技术的教学模式,充分激发学生学习地理的兴趣

在高中地理教学中,传统的教学模式往往会使学生对地理学习感到疲劳和枯燥,导致不能激发学生学习地理的兴趣。而高中地理教师在教学中利用信息教学法,则可以结合教材内容设计制作地理教学课件,并通过信息的图像、视频、音频和动画等优势,使呆板的、单调的地理教材内容更具体化和形象化,如此一来,就给学生营造了生动活泼的课堂氛围,不仅集中了他们的注意力,还使他们对地理学习产生极大的兴趣,进而他们就会积极地、主动地进行地理知识的学习和探索,这就相应地提高了高中地理教学效率。

二、利用信息技术的教学模式,充分发挥学生的主体性

高中地理教师在课堂教学过程中,可以利用信息技术进行情境探究,并利用信息技术的优势化静为动,为学生充分展示知识形成的过程,使之成为学生愿意学习的工具。此外,采用信息技术进行教学最根本的一个目的,就是要创设一个良好的学习情境,让学生亲身发现并体会知识的形成过程,进而通过自己的思维进行地理知识的学习。在传统的高中地理课堂教学中,教师只是给学生观看课件展示,而这些课件往往是根据自己对教材的理解制作的,学生也只会是沿着设定的路线进行学习,他们缺乏独立思考和观察的过程,容易产生“老师讲的就是正确的”错觉,这种让学生被动接受知识的教学方式,势必会使学生对知识理解产生片面性和肤浅性,使学生很难形成思维能力,导致他们的主体性得不到充分体现。反之,教师引导学生对教学资料进行信息的检索、归纳、分析和处理,在此过程中,会不断地产生错误并进行纠正,有时可能要反复多次才能获得正确的地理知识。但此过程不仅让学生用自己的思维对地理知识进行了有效学习,还培养了他们的信息素养和能力。例如,教师在教授《海水运动》时,若采用传统的教学方法,只是体现了教师的主导性,而学生的主体性却不能得到充分的体现。若教师在讲解之前,先利用信息技术为学生呈现一幅地球上存在的行星风系图,再将世界大洋中主要的风海流分布图展示在学生面前,让学生针对两者之间的关系进行观察,就可以充分发挥他们的主体性。

三、利用信息技术的教学模式,提高学生的综合素质

高中地理教师在教学中可以引导学生利用信息技术亲手制作某些地理表格或图形等,并通过讲解、演示等加深他们的印象,采用这种方法,不仅能让学生以愉快的、探索的好奇心理投入到地理课堂的学习过程中,还能集中他们的注意力并使他们对地理知识产生极大的求知欲和兴奋度,进而激发他们的思维、想象空间,提高他们发现问题、解决问题的能力,并以此来提高地理教学效率。

总而言之,高中地理教师在实际教学中要注重发挥信息技术的优势和对信息教学的积极创造性,进而才能提高地理教学的质量。此外,教师还要积极地对信息技术进行更全面和深层次的了解与掌握,以此来更好地提高自身的教学能力和教学水平。教师对信息技术的利用,不应该只体现在播放教学资料上,而是要及时地了解和掌握信息技术,将信息技术在高中地理教学中的潜力进行充分的挖掘,并将信息教学法进行更深度、更广度的拓展和丰富,打破学生被动学习的现状,让学生成为学习的真正主人,从而有效地实现高中地理教学的最终教学目标。

参考文献:

现代地理信息技术范文第11篇

关键词:误区;信息技术;地理教学

中图分类号:G633.55 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2012)11-0153-01

随着教育信息技术的不断发展和教学条件的不断改善,不管是城市还是农村,电脑、网络、远程教育等现代化的教育教学设备已经逐渐的普及起来,可以说是进入了“寻常百姓家”,信息技术已经成为教师进行教育教学工作的常规手段,甚至在有些教育教学主管部门在优质课评选活动中也提出了必须使用现代教育技术的“无现代教育技术不优”的标准。尽管现代教育技术在教育教学过程中有其积极的作用和影响,但是,在这样的导向作用之下,教师在不懂或者不完全懂现代教育技术在教育教学中的作用的情况下,不管教育教学的实际,逢课必用现代教育技术。不管是不是真正落实了新课程的理念,以为只要用了现代教育技术,就是在实践新课程理念;不管现代教育技术的实际效果,以为只要把课件做出了取悦学生感官的效果就是在调动学生的学习状态,实践了新课程理念;不管课堂教学的实际,以为只要用了现代教育技术,就是在实践新课程理念。这些人为的误区,不仅使自己不堪负重, 而且不利于学生身心健康地发展,更谈不上教育教学的效果。在新课程理念下,要用好现代教育技术,必须走出以下误区。

1.要走出“用新词唱老调”的误区,激发学生学习的兴趣

为了使自己的课堂面貌焕然一新,有的教师运用现代教育技术手段,把课本上的内容照搬到多媒体课件中,用播放课件的方式强迫学生接受课本上的知识信息。这是一个误区,表面上看起来是运用了现代教育技术手段,但这样的运用方式又有什么样的效果呢·它能够创设情景激发学生的主观能动性吗·能够激发学生学习的兴趣吗·能够引导学生的认知过程、启迪思维吗·使用者恐怕未必考虑过这个问题,这是典型的“用新词唱老调”的做法,是运用现代的教育手段进行着知识的灌输,变“人灌”为“机灌”的浪费教育资源的做法。是把学生的眼、脑被束缚在课件之中,让学生变成课件的奴隶的低效甚至是无效的做法。

经过多年的现代教育技术的实践运用,笔者认为,运用现代教育技术辅助教学,脚本的设计是非常重要的一个环节,在脚本的设计过程中,要考虑如何把新的教育理念融入到课件中才能适应当新课程改革的需要。如何发挥现代教育技术强大的交互功能,才能充分调动学生的积极性,主动性,才能激发学生学习的兴趣,才能统筹设计好课堂教学的各个环节等等,这是在设计多媒体课件的时候教师需要特别关注的问题。苏霍姆林斯基说过:“能够把少年''栓''在你的思路上,引导他们通过一个个阶梯走向知识,这是教育技巧的一个重要特征。”要想让学生“通过一个个阶梯”,必须让学生有兴趣从这个阶梯通过。作为地理教师,要明确学科的综合性、区域性的学科特点,吃透新课程标准的精神,明确新课程标准对教师和学习者的要求,因势利导,运用现代教育技术激发学生学习的兴趣。可以发挥现代教育技术的智能化的功能,虚拟论坛,设计一些符合中学生身心特点的问题或竞赛,激发学生参与的兴趣和热情,增强地理教学的“活动性”。例如,在学习《长江》这一章节中分析98年长江中下游洪涝灾害的原因时,可以设立“中学生论坛”,让学生围绕通过是“天灾”还是“人祸”的问题进行讨论,提示学生可以运用互联网查找自己所需要的资料,为自己找到论据,在论坛中进行自由辩论,根据辩论的论点的鲜明性、论据的科学性、论证的严密性给学生的辩论进行打分,评出最佳辩手。运用中学生争胜好强的心理激发学生对本节知识的兴趣,让学生在参与辩论的过程中不仅学到知识,而且学会运用知识。

2.要走出华而不实的误区,突出现代教育技术的实效性

在运用现代教育技术辅助教学的过程中,有的老师把多媒体课件制作得鸟语花香,眼花缭乱:视听冲击力过分,界面色彩紊乱, 画面运动不止。这也是一个误区!这种做法混淆视听,分散了学生的注意力给学生带来视听污染,甚至会让学生会感到无所适从,这显然背离了教育的本真, 使教育教学效果大打折扣, 甚至都无效果可言。

在新课程地理教学中运用现代教育技术,不能追求表面的浮华、花俏,应倡导返朴归真,追求现代技术运用的实效性。多媒体课件设计固然教师个性的张扬, 但一切都应围绕为课程服务、学生的终身发展奠基、为教学服务这一宗旨,去伪存真,让学生学会知识、培养能力、掌握学习的过程与方法、陶冶学生情操、培养正确的价值观,并以此作为运用现代教育技术的出发点和落脚点。

要突出现代教育技术的实效性,需要教师有职业敏锐力, 平时收集可能对地理教学有用的图片、声音、音像等,形成自己的教学资源库。需要教师有一定的处理信息的能力,把这些资源经过加工处理,提炼出能够展示知识点,突出重点,突破难点的教学信息。需要教师有一定的驾驭教材的能力,要选择最佳的时机把这些信息以合适的方式呈现给学生的。需要教师遵循有效实用的原则,把服务教育教学作为选择教育资源的依据,根据有利于学生的学习, 符合学生身心发展的原则,使用教育资源的配置和运用达到较好的教学效果。

3.要走出形式主义的误区,选择合适的辅助手段

宝洁公司曾经为其洗衣粉的品牌打出了“只买对的,不买贵的”的广告语。其实,在课堂教学过程中,选用现代教育技术手段也应该遵循这样的原则。

现代地理信息技术范文第12篇

一、现代信息技术对课堂教学模式的整合

传统的教学模式是以教师、教材和课堂为中心,它充分体现了教学中教的特性和教师的主导作用,有利于系统知识的传授。它的不足是不重视发挥学生的主动性,不利于学生智能的发展和创造性思维的培养。学生不能根据自己的兴趣、爱好、能力和程度来选取自己学习的信息、选择学习的途径、确定学习的内容和数量、调整自己的学习过程。而“多媒体网络教学”模式是以学生为中心,以实践为中心的现代教育模式,它充分发挥了教师的主导作用,体现了学生的主体地位,越来越多地受到学生和教师的欢迎。比如我在“地球公转运动”这一节课中,把自己制作的多媒体课件放在学校的服务器上,在网络教室进行教学时,学生根据教材中的难点、重点,选择课件中的内容自主学习,如地球自转和公转运动产生了黄赤交角,黄赤交角的存在又引起地球绕日公转过程中太阳直射点的周年变化,从而产生正午太阳高度和昼夜长短的周年变化的三维动画。在理解正午太阳高度和昼夜长短变化这一抽象知识时,还可利用计算机进行动画模拟、检测掌握知识的情况,有目的地选择一些试题来练习。这样,在网络上活动的教师与学生一起都成了学习者,在网络中学习的学生把教师看成学习过程的参与者,学生在这种环境中对教师的恐惧心理消失了,主观能动性得到了发挥,他们不仅与同学进行学习交流,同时也可以同教师探讨问题,形成了多方面交流的交互式学习氛围。

二、现代信息技术对学生学习的整合

学习是获取知识的过程。建构主义认为,知识不是通过教师传授得到,而是学习者在一定的情境即在社会文化背景下,借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得。信息技术的飞速发展帮助学生学会使用电脑并上网操作,不仅扩大了学生的知识范围,也提高了信息检索技能。

1.有利于进一步开展网上研究性学习

原来使用的地理教材忽视了学生的“想”和“做”,采用的各种教学手段也往往是以教师操作为主,学生观看为辅,从而影响和束缚了学生创造力的发展。而研究性课程的设置正是要强调学生亲自经历科学探究的过程,并开展以此背景为基础的各种必要的有针对性的积极的活动。所以,研究性学习,广义上就是指学生主动探究问题的学习,是一种引导学生用自己的知识发现和解决问题的学习过程,而网络恰恰可以为研究性学习提供有力的支持。如在讲授酸雨时,为了让学生了解酸雨产生的原因及其危害,并寻求解决的方法,就让学生通过Internet网获取有关国内外酸雨研究的最新资料。学生通过网络浏览器查询了各种信息,调用网上的资源来自学,同时通过电子邮件的形式参加有关问题的讨论或是请求教师的指导。在这一过程中,使学生了解了环境污染的严重性,从而培养了他们热爱环境、保护环境的意识。

另外,我们利用网络教学,既能进行整体协作教学,又可以进行个别化教学,具有多样化的教学形式。学生根据自身特点对网络服务器(或国际互联网)中的各种教育教学资料加以选择,调整自己的学习过程,改变了以往单一的学习形式和学习环境。

2.培养学生收集处理信息的能力

随着现代信息技术的飞速发展,掌握信息技术的能力和“读、写、算”一样是一个人同等重要的生存能力。网络是信息的总汇,学生一方面可以根据自身特点有目的的学习;另一方面,可以让他们下载、打印一些对学习有帮助的材料。这样做的目的是想说明在信息爆炸的今天,学会如何获取知识比学会多少知识更为重要,如何收集处理信息比单纯的记忆更重要。我们培养学生的信息处理能力,即主动利用信息工具和信息资源,有效地对信息进行处理和创新的基本能力,将成为学生在未来社会终身学习的能力。

现代地理信息技术范文第13篇

关键词:地理信息系统,地籍管理,房地产管理

中图分类号:C922 文献标识码:A 文章编号:

地理信息系统(Geographic Information System或 Geo-Information system),简称GIS, 它是特定而又十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统的基础是空间化数据,特点是其强大的空间数据分析处理能力。随着中国城市化进程的不断加速,房地产管理工作不断深入发展,各房地产管理部门纷纷加入了信息化、数字化、网络化的改革大潮中。房地产管理日益呈现出的集成化、智能化、自动化趋势,利用地理信息系统管理房地产相关数据并将数据分析整合,能为各级房地产部门的日常工作提供了便利的平台和服务,也能为各级政府决策提供了数据平台和分析工具。

一、GIS技术在房地产管理的应用方式

1、 GIS在地籍管理中的应用

地籍管理历来是国家行政管理的措施之一,是地政的重要组成部分,是房地产管理的基础性工作。我国地籍管理的主要内容包括:土地调查、土地登记、土地分类、土地统计、地籍档案管理等。从技术上来说,地籍测绘和地籍管理经历了从按照地籍号排序立卷的纸质实物管理模式,过渡到以计算机辅助制图为辅助手段的纸质档案为主,电子图形文档为辅的半电子管理方式,因为没有建立系统的管理平台,因此缺乏从空间信息分析的角度对地籍实体的综合和深入分析。传统的地籍管理是以地籍图为核心的,侧重点在于建立数据库或者满足于制图的要求,所以说传统的地籍管理无法满足现代房地产管理所要求的统计、趋势分析等功能。由于地籍管理的主要对象是空间的地理数据及其附属的属性数据,GIS用于地籍管理,能将图形数据与相应的属性数据链接起来,能够实现图形的拓扑查询以及图形、属性数据的相互查询。建立地籍管理信息系统,旨在管理海量的土地地理数据和权属信息数据,首先可以实现房地产管理部门的自动化管理,然后,还将为“数字城市”或者“数字房地产”建设提供重要的基础。

2、 GIS在房地产动态监测中的应用

房地产利用动态监测是及时、准确掌握房地产利用状况,为政府决策以及各级房地产管理部门制定管理政策和落实各项管理措施提供科学依据的重要手段。由于遥感对地观测技术具有覆盖面广、宏观、强、快速、多时相、丰富的综合信息等特点,已广泛应用于获取和提取各类专题房地产信息。

利用航空像片高几何分辨率与卫星影像的高分辨率的融合的复合多源遥感影像技术也得到了广泛应用和发展。此外,通过GIS技术进行房地产评价及发展趋势预测、利用GPS技术作为主要定位手段的3S技术在房地产动态监测中的综合运用,还可以更及时、可靠的获取信息以及实现信息的共享和辅助决策服务。

当前,由于房地产业蓬勃发展,土地利用和房地产利用状况、价格分析等成为政府决策中非常重要的一部分内容,利用GIS中的各种工具,通过建立科学的数学模型,可以模拟房地产开发,通过对比不同方案可以甄选出最优方案,各类高效的分析工具也可以为决策提供参考依据。

3、GIS在土地利用规划中的应用

房地产利用规划是依法管理房地产和合理开发、利用、保护房地产资源的依据。规划的现势性和科学性直接影响待房地产管理工作的成效,并对社会经济的发展布局和发展速度产生重大形响。随着社会经济的快速发展,传统的规划方式已经不能满足房地产利用规划的现势性要求,也无法体现房地产利用总体规划对房地产管理工作的指导作用。而且房地产利用规划涉及到大盘的图形、属性数据和专题数据的处理、管理和统计分析、空间分析问题。所以必须采用GIS技术和其他现代化信息技术,建立相应的规划管理信息系统才能使规划管理工作达到科学化、规范化和标准化的水平,而且随着计算机和信息化技术的发展,GIS技术在房地产利用规划中将具有广阔的应用空间。

4、GIS在土地信息化管理中的应用

GPS技术在房地产管理的外业作业中,作为取代目前手工作业方式完成的大多数野外作业的有效手段,将会大幅度地提高作业精度和节省大量的费用和时间。这种数据与遥感数据一起在对自然界的描述过程中将会发挥很大作用。在房地产管理中,除了一些数据的规范化工作需要人工完成外,大量的图纸录入、绘制以及有关数据信息的管理、录入,都将由于计算机科学中的人工智能技术和并行处理技术的发展而在GIS的支持下成为自动化作业。作为GIS的重要组成部分的房地产管理数据库在结构上也将发生重要的变化。这些数据库存贮的数据总量将会更大而且具有更强的联网功能,涉及的地理范围也将明显扩大。这是因为多维数据信息的引入,将会使数据库中的数据密度激增。与此同时,由于联网环境的支持,使通过GIS使用房地产管理数据库信息的用户,以及可用的数据资源种类在数量上也会急剧增加。

二、GIS在当前房地产管理应用中存在的主要问题

1、数据来源的不稳定性与数据质量的不确定性

房地产资源的影响因素复杂,需要大量的数据,且精度要求较高。目前,收集到的数据普遍存在来源不一、数据格式各异、时间尺度不一致等原因造成房地产资源管理数据质量难以保证,这些都严重影响了数据的共享以及GIS的推广应用。

2、专业模型缺乏通用性

现代房地产资源的研究已进入侧重模拟、监测和管理的阶段。在这个阶段,问题的解决依赖于模型的建立,然而现有的模型多是面向某一地区特定条件下建立的,大多不具有空间和时和时间上的可移植性。

现代地理信息技术范文第14篇

关键词:多媒体;地理教学;高中地理

地理课改中的多媒体应用,是一种创新教育模式的改变。新课改下的地理教学面临着诸多的难题,地理知识枯燥,需要描绘的地图信息很多,单纯的言传根本无法让学生真切地体会到具体的地图概念。多媒体的应用,可以很好地克服这些难题,提高地理教学的质量。

一、激发学生的学习兴趣

地理课程中讲述的内容是抽象的,学生在理解上有一定的困难,因此部分学生失去了对地理课程的学习兴趣,学习效果不佳。如地理课程中有关天文现象的教育内容,这些东西必须置身于宇宙之中才能真切地看清楚,需要直观的立体图像才容易理解,多媒体就可以做到这一点。现代化的信息教育通过多媒体的形式将这些图片资料做成动画展现出来,可以让学生进入一种形象生动的学习氛围中。再如“地球的变化”,这也是地理课程中比较抽象的一节。利用多媒体可以表现出“断层和褶皱”“岩石加速”等抽象的变化过程,加上一些语音的配合,很好地把学生的注意力集中了起来,提高了学生的学习兴趣。

二、全方位提高教学质量

1.重点学习

地理课程中有许多重点的课题,有时候单独依靠教师的讲解,根本达不到学习的效果,学生理解起来也非常吃力。多媒体教学可以将抽象化的固态知识动态化,化繁为简,利于学生更好地获取知识,易于学生的理解,达到事半功倍的效果。比如在分析我国长江中下游的洪水原因的时候,教师可以利用多媒体制作出长江的水系图,用闪烁的亮点表现洪水的主要来源,并进行对应的批注。教师借助多媒体的图表,能非常轻易地讲解和介绍给学生。在幻灯片结尾的部分,还可以添加一些因为洪水原因发生的森林破坏事故和水土流失的影响,启发学生的思考能力。多媒体的优势运用,具体、形象、直观、清楚的表达,可以让学生很好地把握重点知识。

2.提高读图能力

地理教学的最大特点就是要求学生把地理事物的坐标准确地落实到地图上面。比如在“中国西北地区”的课题中,针对学生看图、分析图和用图能力很差的情况,教师可以利用多媒体设计一套“西北地区的自然概况”,重在描述它的自然特征。“西北地区的自然概况”缺乏相关的文字说明,可以加强学生看图能力的训练,充分发挥了多媒体地图直观的优势,培养了学生创新的能力。在讲解本课的时候,笔者总共用了17幅西北地区的区域图、35幅景观图和3段旅游录像。在读图能力的训练中,可以让学生分析、讨论和总结出西北地区的几大特点和学习重点。数量繁多的图像转换只能在多媒体的硬件设施中实现,读图能力的提高让学生的空间想象能力得到了良好发展。

3.提高学习效率

多媒体整合的技术手段是多媒体的另一个突出的优势:给有限的空间增添无限的知识容量。尤其是对于任务量繁多的复习课来说,知识容量大的特点非常突出。复习课是地理教学中很重要的一个环节,在学生复习的过程中,教师需要把已经学过的知识总结和归类,整合成为一个连贯的整体。在复习的时候,因为复习的内容数量多而杂,教师在整合的时候会因为时间问题导致整合的质量下降,影响了学生复习的质量。利用多媒体可以很好地把知识结构、对比的图像和参考的习题等表现出来,不但节约了时间,而且提高了知识的整合质量,以此提高了复习的质量,提高了学生学习的效率。

4.因材施教

不同的班级,学生的学习能力呈现较大差异,教师可以根据学生的实际能力,选择合适的教材,设计不同进度和深度的课题知识,有利于不同层面的学生高效地吸收知识,把因材施教的作用发挥到极致,充分发展学生的个性。比如在讲解“长江丰富的水能”的时候,可以让学生根据三级地势的知识分析长江水能丰富的缘由,然后教师根据长江干流的平面剖析图总结归类。面对其他班级的时候,教师可以直接把平面剖析图展现在学生面前,然后让学生进行总结。以不同的顺序应对不同的班级,可以很好地提高教材教育的能力。面对能力有差异的学生,因材施教的把握非常关键。

总体来说,运用多媒体的教学手段,可以很好地提高地理的教育质量,高效地完成教学任务,是中学地理教学领域中的一次重大变革,也是最为先进的教育教学手段之一。

参考文献:

[1]倪才英,钟丹,曾珩,等.高中地理课改利弊分析――从新旧教材比较谈起[J].教学与管理(中学版),2010,(03):173-175.

[2]郭敏昌.教学方法在高中地理课改下的改进初探[J].课外阅读(中旬),2011,(12):297.

现代地理信息技术范文第15篇

关键词 量子物理;现代信息技术;关系;原理应用

中图分类号:O41 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)15-0001-02

量子物理是人们认识微观世界结构和运动规律的科学,它的建立带来了一系列重大的技术应用,使社会生产和生活发生了巨大的变革。量子世界的奇妙特性在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量等方面发挥重要的作用,基于量子物理基本原理的量子信息技术已成为当前各国研究与发展的重要科学技术领域。

随着世界电子信息技术的迅猛发展,以微电子技术为基础的信息技术即将达到物理极限,同时信息安全、隐私问题等越来越突出。2013年5月美国“棱镜门”事件的爆发,引发了对保护信息安全的高度重视,将成为推动量子物理科学与现代信息技术的交融和相互促进发展的契机。因此,充分认识量子物理学的基本原理在现代信息技术中发展的基础地位与作用,是促进现代信息技术发展的前提,也是丰富和发展量子物理学的需要。

1 量子物理基本原理

1)海森堡测不准原理。在量子力学中,任何两组不可同时测量的物理量是共扼的,满足互补性。在进行测量时,对其中一组量的精确测量必然导致另一组量的完全不确定,只能精确测定两者之一。

2)量子不可克隆定理。在量子力学中,不能实现对各未知量子态的精确复制,因为要复制单个量子就只能先作测量,而测量必然改变量子的状态,无法获得与初始量子态完全相同的复制态。

3)态叠加原理。若量子力学系统可能处于和描述的态中,那么态中的线性叠加态也是系统的一个可能态。如果一个量子事件能够用两个或更多可分离的方式来实现,那么系统的态就是每一可能方式的同时迭加。

4)量子纠缠原理。是指微观世界里,有共同来源的两个微观粒子之间存在着纠缠关系,不管它们距离多远,只要一个粒子状态发生变化,另一个粒子状态随即发生相应变化。换言之,存在纠缠关系的粒子无论何时何地,都能“感应”对方状态的变化。

2 量子物理与现代信息技术的关系

2.1 量子物理是现代信息技术的基础与先导

物理学一直是整个科学技术领域中的带头学科并成为整个自然科学的基础,成为推动整个科学技术发展的最主要的动力和源泉。量子力学是20世纪初期为了解决物理上的一些疑难问题而建立起来的一种理论,它不仅解释了微观世界里的许多现象、经验事实,而且还开拓了一系列新的技术领域,直接导致了原子能、半导体、超导、激光、计算机、光通讯等一系列高新技术产业的产生和发展。可以说,从电话的发明到互联网络的实时通信,从晶体管的发明到高速计算机技术的成熟,量子物理开辟了一种全新的信息技术,使人类进人信息化的新时代,因此,量子物理学是现代信息技术发展的主要源泉,而且随着现代科学技术的飞速发展,量子物理学的先导和基础作用将更加显著和重要。

2.2 量子物理为现代信息技术的持续发展提供新的原理和方法

现代信息技术本质上是应用了量子力学基本原理的经典调控技术,随着世界科学技术的迅猛发展,以经典物理学为基础的信息技术即将达到物理极限。因此,现代信息技术的突破,实现可持续发展必须借助于新的原理和新的方法。量子力学作为原子层次的动力学理论,经过飞速发展,已向其他自然科学的各学科领域以及高新技术全面地延伸,量子信息技术就是量子物理学与信息科学相结合产生的新兴学科,它为信息科学技术的持续发展提供了新的原理和方法,使信息技术获得了活力与新特性,量子信息技术也成为当今世界各国研究发展的热点领域。因此,未来的信息技术将是应用到诸如量子态、相位、强关联等深层次量子特性的量子调控技术,充分利用量子物理的新性质开发新的信息功能,突破现代信息技术的物理极限。

2.3 现代信息技术对量子物理学发展的影响

量子信息技术应用量子力学原理和方法来研究信息科学,从而开发出现经典信息无法做到的新信息功能,反过来,现代信息技术的发展大大地丰富了量子物理学的研究内容,也将不断地影响量子物理学的研究方法,有力地将量子理论推向更深层次的发展阶段,使人类对自然界的认识更深刻、更本质。近年来,随着量子信息技术领域研究的不断深入,量子信息技术的发展也使量子物理学研究取得了不少成果,如量子关联、基于熵的不确定关系、量子开放系统环境的控制等问题研究取得了巨大进展。

3 基于量子物理学原理的量子信息技术

基于量子物理原理和方法的量子信息技术成为21世纪信息技术发展的方向,也是引领未来科技发展的重要领域。当前量子物理学的基本原理已经在量子密码术、量子通信、量子计算机等方面得到充分的理论论证和一定的实践应用。

3.1 量子计算机——量子叠加原理

经典计算机建立在经典物理学基础上,遵循普通物理学电学原理的逻辑计算方式,即用电位高低表示0和1以进行运算,因此,经典计算机只能靠以缩小芯片布线间距,加大其单位面积上的数据处理量来提高运算速度。而量子计算遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息。计算方式是建立在微观量子物理学关于量子具有波粒两重性和双位双旋特性的基础上,量子算法的中心思想是利用量子态的叠加态与纠缠态。在量子效应的作用下,量子比特可以同时处于0和1两种相反的状态(量子叠加),这使量子计算机可以同时进行大量运算,因此,量子计算的并行处理,使量子计算机实现了最快的计算速度。未来,基于量子物理原理的量子计算机,不仅运算速度快,存储量大、功耗低,而且体积会大大缩小。

3.2 量子通信——量子纠缠原理

量子通信是一种利用量子纠缠效应进行信息传递的新型通信方式。量子通信主要涉及:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等。从信息学上理解,量子通信是利用量子力学的量子态隐形传输或者其他基本原理,以量子系统特有属性及量子测量方法,完成两地之间的信息传递;从物理学上讲,量子通信是采用量子通道来传送量子信息,利用量子效应实现的高性能通信方式,突破现代通信物理极限。量子力学中的纠缠性与非定域性可以保障量子通信中的绝对安全的量子通信,保证量子信息的隐形传态,实现远距离信息转输。所以,与现代通信技术相比,量子通信具有巨大的优越性,具有保密性强、大容量、远距离传输等特点,量子通信创建了新的通信原理和方法。

3.3 量子密码——不可克隆定理

经典密码是以数学为基础,通过经典信号实现,在密钥传送过程中有可能被窃听且不被觉察,故经典密码的密钥不安全。量子密码是一种以现代密码学和量子力学为基础,利用量子物理学方法实现密码思想和操作的新型密码体制,通过量子信号实现。量子密码主要基于量子物理中的测不准原理、量子不可克隆定理等,通信双方在进行保密通信之前,首先使用量子光源,依照量子密钥分配协议在通信双方之间建立对称密钥,再使用建立起来的密钥对明文进行加密,通过公开的量子信道,完成安全密钥分发。因此量子密码技术能够保证:

1)绝对的安全性。对输运光子线路的窃听会破坏原通讯线路之间的相互关系,通讯会被中断,且合法的通信双方可觉察潜在的窃听者并采取相应的措施。

2)不可检测性。无论破译者有多么强大的计算能力,都会在对量子的测量过程中改变量子的状态而使得破译者只能得到一些毫无意义的数据。因此,量子不可克隆定理既是量子密码安全性的依靠,也给量子信息的提取设置了不可逾越的界限,即无条件安全性和对窃听者的可检测性成为量子密码的两个基本特征。

4 结论

量子物理是现代信息技术诞生的基础,是现代信息技术突破物理极限,实现持续发展的动力与源泉。基于量子物理学的原理、特性,如量子叠加原理、量子纠缠原理、海森堡测不准原理和不可克隆定理等,使得量子计算机具有巨大的并行计算能力,提供功能更强的新型运算模式;量子通信可以突破现代信息技术的物理极限,开拓出新的信息功能;量子密码绝对的安全性和不可检测性,实现了绝对的保密通信。随着量子物理学理论在信息技术中的深入应用,量子信息技术将开拓出后莫尔时代的新一代的信息技术。

参考文献

[1]陈枫.量子通信:划时代的崭新技术[N].报,2011.

[2]曾谨言.量子物理学百年回顾[J].北京大学物理学科90年专题特约专稿,2003(10).

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[5]周正威,陈巍,孙方稳,项国勇,李传锋.量子信息技术纵览[J].中国科学,2012(17).

[6]郭光灿.量子信息技术[J].中国科学院院刊,2002(5).

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