摘要：Earth NullSchool全球天氣可視化模擬網是一款表現和再現力極強、參與性高、調控簡單靈活的在線網頁版地理教學軟體，文章將以案例的形式探究Earth NullSchool在「大氣」和「洋流」教學中的應用價值，開發其潛在的教學資源。
關鍵詞：Earth NullSchool 可視化 地理教學
1 Earth NullSchool的優勢
地理學是一門具有區域性、綜合性、動態性等特點的空間學科。由於受到時間和空間的限制，多數情況我們無法身臨其境的體會不同區域的特點，且地理教材的更新相對於地表的各種現象和事物的變遷存在一定的滯後性，因此現有的教學資料往往不能滿足現代教學的需要。其次地圖是地理的重要語言之一，是直觀具體與抽象概括的有機統一體，是地理教學過程中重要的思維工具。傳統的地理教學在地圖使用中存在著地圖數據陳舊、不同要素圖層疊加不精準、交互性較差等問題。隨著計算機虛擬技術的發展，為解決傳統地理教學過程中遇到的問題提供了新思路、新方法。Earth NullSchool[1]是一款功能強大的全球天氣可視化在線軟體，相比同類氣象軟體MeteoEarth而言，其最大的優點在於無需安裝、支持中文，降低了學習使用門檻，對初學者而言更具親和力。此外，該程序包含了大量來源可靠的專業數據，並以動態的形式展示出來，極大的豐富了地理教學資源、鍛鍊了學生的空間思維能力和空間想像能力。
2.1.1 「大氣的水平運動」中的應用
大氣水平運動直接制約著氣壓系統的興衰狀況，從而間接影響著天氣現象的發展變化，「大氣水平運動」又是「氣壓帶和風帶」與「天氣系統」的知識基礎。因此，大氣水平運動對整個大氣環境的教學來說舉足輕重。在實際的教學過程中，教師由於缺乏理想的輔助教學工具，只停留在抽象的講解層面，教學效果往往顯得捉襟見肘。
Erath NullSchool能夠展現不同氣壓面上的大氣運動，為教學提供方便。滑鼠選擇大氣模式圖層後,再疊加覆蓋風圖層，此時主窗口顯示全球近地面氣流狀況。教師首先可以選擇一個固定參考點，讓學生根據圖示信息，讀出此參考點此時近地面的風速、風向等。教師通過高度管理軸對氣壓面進行逐一改變，再次讓學生讀出不同氣壓面下參考點的風速、風向等。接下來讓學生自主分析出參考點近地面與高空氣流之間的差異，並在教師的引導下分析出產生差異的原因，得出水平氣壓梯度力、地轉偏向力與摩擦力共同作用與氣流的運動的結論，深化學生對風斜穿等壓線的意義的認識，培養學生地理思維能力。
2.1.2 「氣旋與反氣旋」中的應用
氣旋與反氣旋是分析、理解和預測我國天氣與氣候形成原因和過程的原理性知識。高氣壓與低氣壓是一個靜態的氣壓分布，而氣旋與反氣旋是一個動態的氣流狀況，在教學中不難發現，部分學生難以實現靜態的氣壓分布與動態的氣流分布的轉化。[1]
Earth NullSchool將近地面氣流圖層作為基礎圖層，滑鼠只需在大氣模式圖層的基礎上選擇MSLP（平均海平面壓力）覆蓋圖層，主窗口即可現實全球氣壓分層設色圖。學生可以根據範圍數據條找出各個氣旋與反氣旋。以北半球冬季蒙古西伯利亞高壓中心為例，教師選擇一參考點，學生經過認真分析該參考點的氣流狀況（風速、風向），不難得出北半球的反氣旋水平方向上的氣流是順時針輻散的。也可以比較北半球氣旋、南半球反氣旋，得出二者水平氣流狀況的差異，並對產生差異的原因進行重點分析,結合氣旋與反氣旋的天氣特徵來分析當地垂直方向上的氣流狀況，最終歸納概括出南、北半球氣旋與反氣旋在不同方向上的氣流狀況。也可結合颱風等特殊天氣現象實例，讓學生利用該程序自主探究分析，激發學生探究天氣形成與變化的興趣，強化學生理論聯繫實際的能力。
2.2.1 「洋流對地理環境的影響」中的應用
洋流對地理環境的影響作為自然地理的經典內容，是教學的重難點，同時也是高考的高頻考點。對於這部分內容，湘教版和人教版教材都重在通過案例分析得出洋流對氣候、漁場、航海和汙染等地理環境方面的影響；加之，這部分內容比較抽象和過於宏觀。因此，藉助一定的教學技術和手段使教學內容形象化、具體化就很重要。
Erath NullSchool創造性的將洋流以矢量線條的形式形象生動的呈現在地圖上，並且可以疊加各種洋流數據，是輔助洋流教學的理想軟體。以北大西洋暖流對歐洲西部溫度的影響為例，滑鼠選擇洋流模式圖層，點擊海面溫度後，此時主視圖顯示全球洋流分布及海面溫度，將地點定位在北大西洋暖流流經的歐洲西部沿岸地區A，引導學生說出當地洋面溫度，並記錄下來為a攝氏度。接下來沿緯線方向拖動到大西洋西岸B地區，同樣讀出當地洋面溫度記錄為b攝氏度。通過a、b兩組溫度數據對比分析，學生可以得出緯度相同的情況下A地區的溫度要高於B地區。最後教師可以選擇其餘幾個典型的暖流，用同樣的方法記錄多組對照數據，學生自主綜合分析得出結論暖流對沿岸氣候具有增溫作用，有利於培養學生的自主探索與分析能力。
2.2.2 「厄爾尼諾現象」中的應用
「厄爾尼諾現象」是反映大洋海水溫度與氣候異常變化的重要信息。高中階段只將此內容做為地理選修內容，其中人教版必修教材將其設置為自學閱讀材料,旨在培養學生的地理學科興趣。調研發現，由於厄爾尼諾現象持續時間長、發生範圍廣，大部分學生很難建立時空觀念，自學效果有限。
Erath NullSchool採用虛擬技術，實現了時間與空間的耦合，有助於培養學生的時空觀。在輔助學生自學閱讀材料時，可以利用該軟體的「洋流」、「海溫偏差值」模式圖層。滑鼠點擊洋流模式圖層後，再選擇海溫偏差值覆蓋模式圖層，主視圖顯示此時全球海洋偏溫差實時狀況，將主視圖移動到赤道太平洋地區並結合教材中閱讀資料，對赤道太平洋地區的海水偏溫差進行分析。為顯示細節，教師可以適當對學生進行指導，可同時打開赤道太平洋西岸、東岸的海溫偏差值圖層進行並列對比顯示。學生此時可以結合範圍數據條，根據不同顏色得出赤道太平洋兩岸的海溫偏差值的約數，更好的理解文字資料。最後，教師可以適當的為學生講解「厄爾尼諾現象」對不同地區（尤其是我國）的影響，啟發學生樹立地理整體性思維。
3 .不足之處
儘管Erath NullSchool能夠在不同的地理教學內容中起著獨特的輔助作用，但是在實際教學探索過程中我們也發現其存在一些不足之處。最突出的問題在於該軟體暫時不能實現網際網路離線緩存數據與使用，極大的限制了使用區域。其次，在查看任意圖層大氣、化學汙染物和顆粒物模式下多天之前的歷史數據時，只能通過時間調控按鈕3個小時或者逐天向前，無疑中增加了教師的工作量，降低了效率。
4結論
本文選取了「大氣」和「洋流」中的部分應用案例來說明Erath NullSchool在中學地理教學中可以依靠其表現力強、數據可靠等獨特優勢來發揮重要的輔助作用。但是必須明確的是，再好的教學媒體也只是傳播教學信息的橋梁，它們都要為一定的教學目的服務，不能只求形式，偏離了教學內容，廣大教師在開發與應用Erath NullSchool時，要注意處理好其與教材的辯證關係，適當應用。
參考文獻：
[1]章旭.MeteoEarth在高中地理「大氣」教學中的應用[J].中學地理教學參考,2016,9: 31-32.
[2]陳實.《新編計算機輔助地理教學》[M]. 華中師範大學出版社. 武漢: 陳實, 2012.
[3]劉清.MeteoEarth手機軟體在高中地理教學中的應用[J].中學地理教學參考,2016,23: 46-49.
[4]滕曉丹.MeteoEarth軟體在地理教學中的應用探究[J].地理教學,2016,16: 60-64.
[1] 全球天氣可視化模擬網網址：https://earth.nullschool.net
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