11.3 利用计算机模拟和检验假设
利用计算机模拟地理事物的发展过程、验证自己或别人的假设属于较深层次的地学科技活动。模拟和验证在实际工作中常常结合在一起。验证必须首先建立模型,这就是一个模拟过程。而在科技活动中,模拟的目的主要也是检验假设,这与在课堂教学中使用计算机模拟的目的是不同的。
一、在自然地理方面的运用
我们先来分析一个应用软件“海岸侵蚀过程”。这是在英国中学地理教学中应用的软件,适合中学生水平。应用时,屏幕上显示出一张简单的海岸示意图。这个海岸是由两层坚硬岩石,中间夹一层较软岩石组成的。学生可以在规定的范围内“决定”海浪冲击的方向、强度以及受冲击海岸的坡度。当学生把自己的选择输入计算机后,程序让“海岸”开始遭受侵蚀,每隔一定时间,屏幕上的图形变化一次,显示“海侵”的结果。每个时间间隔代表一段真实时间。从图中可以看出波向的影响。海岸突出部分在继续的海侵中保护了海湾的南岸不再受侵蚀,而海岸的北岸完全暴露在海浪冲击下,将会继续受到侵蚀。
这是一个很简单的模拟过程。类似这样的程序可以用在地学科技活动中来建立和检验学生的假设。首先,教师可以指导学生根据书本知识建立一个模式(当然不宜太复杂),也就是用模型的方式表现某些自然地理现象之间的关系。学生可以把自己野外调查得来的数据输入计算机,利用模式进行演示,来看计算机模拟出来的结果与实际是否一致,并思考不一致的原因。也许学生会发现,上面的模式没有考虑气候因素,因而结果与实际并不十分相符。在这个过程中,学生既深入学习了有关知识,又学习了建立地理模型来检验假设的方法。
使用这种方法,我们可以在学生现有知识基础上建立有关河梳发展、流域水循环、地貌形成、植被分布等各种模型。