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GIS輔助中學地理教學的理論芻議
GIS輔助中學地理教學的理論芻議作者簡介：黃安云（1983-），女，湖南株洲人，助教，主要從事地理教學與研究。
黃安云1，畢政2
�。�1.湘潭教育學院，湖南 湘潭 411100；2.衡南縣第一中學，湖南 衡陽 421141）
摘要：GIS作為教學內(nèi)容在我國已列入中學新課標地理教材，但作為一種新的教學技術(shù)手段在中學地理教學的應用還剛起步。將基于GIS輔助下的教學與傳統(tǒng)的教學進行比較，從地理教學本身的角度探討GIS輔助中學地理教學的意義和在地理教學中的特殊作用，凸顯了GIS技術(shù)強大的功能和價值，為中學地理教育研究者提供新的思路和嘗試。
關(guān)鍵詞：GIS；中學地理教學； Google地圖
中圖分類號：G62文獻標識碼：A文章編號：1674-5884（2013）04-0006-02
GIS是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，即采集、存儲、處理、傳輸?shù)乩頂?shù)據(jù)，以多種形式輸出數(shù)據(jù)和圖形產(chǎn)品，為地理研究和決策服務(wù)的計算機技術(shù)系統(tǒng)［1］。目前，GIS廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，但GIS在國內(nèi)外中學地理教育的應用遠遠晚于其他領(lǐng)域，也晚于專業(yè)教育［2］。2003年頒布的《普通高中地理課程標準（實驗）》中增加了“地理信息技術(shù)”模塊，明確說明“建議使用二次開發(fā)的GIS軟件，簡化GIS功能”、“建議開發(fā)地理信息技術(shù)綜合學習軟件平臺進行輔助教學”。但目前GIS僅作為教學內(nèi)容應用于教學中，作為新的教學技術(shù)手段僅在個別地區(qū)得到實行。
一中學地理教學中運用GIS的意義
（一）知識經(jīng)濟時代的要求
相對于以前的任何時期，現(xiàn)在教育面臨的問題不是信息不足，相反是信息“大爆炸”、“信息過�！�。知識經(jīng)濟時代的到來，為地理教學帶來了大量的各種各樣的信息與資料，從傳統(tǒng)的地理文獻、數(shù)據(jù)，到多種媒體的圖片、影像、聲音。面對如此龐大的信息庫，傳統(tǒng)的信息處理方法無法適應。GIS技術(shù)為改變落后的地理教學方法提供了契機，為地理學科更加方便、快速、準確地進行教學承擔了良好的信息載體的作用［3］。此外，知識經(jīng)濟時代，知識和信息更新速度快，傳統(tǒng)的教學獲取信息慢，很多地理教師多年用相同的案例組織教學，教學內(nèi)容陳舊，往往脫離社會發(fā)展實際，無法跟上時代步伐，結(jié)果誤導了學生。(地理教學論文 m.htc668.com)所以將GIS技術(shù)引入中學地理教學是為彌補和豐富教學手段。
�。ǘ┧刭|(zhì)教育的需要
素質(zhì)教育在中學地理教育方面要求學生有一定的地理信息素養(yǎng)、地理空間思維能力、動手能力和創(chuàng)新能力。
GIS技術(shù)作為教學手段能提高學生的地理信息素養(yǎng)。GIS的發(fā)展使地理制圖手段發(fā)生了根本的變革，過去通過素描繪制的景觀圖和通過等高線分層設(shè)色繪制的地形圖已經(jīng)逐漸被遙感衛(wèi)星圖片所取代，這些圖片經(jīng)過技術(shù)處理呈現(xiàn)的真彩色便于判讀。例如:講解中國地形時，運用遙感圖片或GIS技術(shù)制作的三維地形圖，讓學生根據(jù)顏色和形狀判斷山脈走向，山嶺、山脊、山谷、鞍部等基本地形單元；教師利用網(wǎng)絡(luò)GIS的相關(guān)軟件，如Google地圖和Google Erath實施教學，可以隨時瀏覽各區(qū)域的地圖并可以任意縮放、查閱、編輯。這樣使學生對地理事物的空間關(guān)系認識得更加直觀、具體。
GIS教學能夠提高學生的地理空間思維能力。GIS的空間思維，就是利用GIS數(shù)據(jù)庫中存貯的信息，通過GIS工具(如緩沖區(qū)分析、疊置分析)，生成GIS空間數(shù)據(jù)庫并能夠進行存貯。它的空間思維功能使我們能夠揭示地物間的空間關(guān)系、空間分布模式以及空間發(fā)展趨勢等，而這些是其它信息系統(tǒng)無法完成的［1］。例如：產(chǎn)業(yè)的布局影響因子有自然方面的氣候、地形、水文、土壤和社會經(jīng)濟方面的人口、城市、礦產(chǎn)、交通等。教師就可以把這些信息圖層進行疊置分析，讓學生更清楚的掌握產(chǎn)業(yè)布局的空間要素。而在全球氣候變暖教學中可以通過緩沖區(qū)的設(shè)置分析，讓學生更深刻的理解全球氣候變暖導致海平面上升的情況。
GIS能夠很好的培養(yǎng)學生的動手能力。GIS是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，通過收集、處理、分析、得出結(jié)論等過程，能夠很好的培養(yǎng)學生的動手能力。例如可以指導學生利用GIS編制地圖，要求學生做一個“長沙市內(nèi)的停車場、布局及設(shè)計現(xiàn)狀調(diào)查”、“長沙市的百貨商場調(diào)查”等，指導學生先利用GIS檢索相關(guān)知識，查詢地理信息，再通過調(diào)查、訪問分析存在的問題，然后經(jīng)過集體討論和深入研究提出解決問題的途徑。最后把相關(guān)知識制作成簡易的電子地圖，如“長沙市停車場和百貨商場布局示意圖”等。這樣不僅掌握了GIS的檢索功能、編程功能，而且創(chuàng)造性地學會了用GIS展示他們的研究成果，極大地提高了動手能力。
二GIS在中學地理教學中的特殊作用
（一）GIS強大的地圖處理功能
地圖是地理課堂教學中最常用的工具和重要的方法。陳述彭院士說，“如果說地圖是地理學的第二代語言，那么GIS就是地理學的第三代語言�！保�4］GIS自身具有對地圖處理與操作的強大功能，可將復雜的自然景觀、地理現(xiàn)象的空間分布甚至抽象的概念用三維的、動態(tài)的、直觀的方法方式表現(xiàn)出來，可實現(xiàn)從感官、計量和邏輯上對顯示空間進行模擬，對各類信息變化進行仿真，模擬自然過程的演變等［1］。將GIS技術(shù)引入課堂能根據(jù)教學需要對地圖進行靈活處理。例如，可以利用GIS的地圖疊加顯示、放大縮小、地圖漫游、地圖要素的增減等簡單的功能進行教學，也可利用GIS制作出合乎教學要求的專題地圖，因為GIS數(shù)據(jù)更新快，制作的地圖可以反映最新的情況。這些都是傳統(tǒng)地圖制作無法企及的。
（二）GIS空間分析功能豐富
GIS具有很強的空間分析功能。數(shù)字地面模型、空間統(tǒng)計分析、空間疊置分析、緩沖區(qū)分析等功能可以將一些地理事物的空間特性形象直觀的呈現(xiàn)在學生面前。例如在中學地理自然災害—洪澇的教學時，可通過GIS使用其緩沖區(qū)分析的功能，很容易分析出洪澇災害其影響的人數(shù)及具體區(qū)域，并根據(jù)洪水速度還可以分析出洪峰到來的時間。
�。ㄈ〨IS技術(shù)與傳統(tǒng)的教學軟件的比較優(yōu)勢
目前中學地理教學主要采用傳統(tǒng)的黑板板書教學和多媒體教學，后者采用Power Point、Flash軟件等，這些軟件交互靈活，制作功能強大，表現(xiàn)手法多樣，但都是通用的多媒體制作軟件，而不是專門的地理教學軟件。在表現(xiàn)地理信息時有較大的局限性，如無法置入矢量地圖，無法進行空間無級縮放，無法建立數(shù)學坐標，無法進行空間分析等。而GIS平臺如arc info map、map-info、mapgis、geostar等，具有強大的地理信息系統(tǒng)功能，能較好的達到教學效果。
�。ㄋ模〨IS技術(shù)利于課堂習題的編制
利用GIS技術(shù)編制課堂習題穿插于教學中，隨講隨練，起到輔助教學的作用，尤其是一些人機交互性較強的GIS軟件，更能提高學生學習興趣。另外，地理習題需要大量的地圖，而習題用的地圖與一般的教學地圖不同，常常要對原有地圖作修改或根據(jù)出題者意圖繪制新圖，這些習題用圖往往不容易找到。而利用GIS強大的繪圖功能，能夠制出滿足要求的習題用圖來。這樣的地圖合乎題意且新穎，為課堂教學增色不少。
三中學地理教學中運用GIS的可行性
�。ㄒ唬〨IS地理教學軟硬件的可行性
隨著科技的發(fā)展，學校的硬件設(shè)施水平逐漸提高，許多中學配備了計算機、投影儀、GIS軟件、電教室等先進設(shè)備。如上海市格致中學的GIS專用教室，為GIS教學提供了良好的環(huán)境�；ヂ�(lián)網(wǎng)的普及也為網(wǎng)絡(luò)GIS在教學中的應用提供了便利［5］。教師可以介紹幾種GIS軟件，并展示操作方法，學生在家也可以學習。
GIS軟件作為一種處理地理信息的工具經(jīng)歷了長時間的考驗。出現(xiàn)了像ARC/INFO、MapInfo等許多著名的GIS工具軟件，此外還出現(xiàn)許多地理軟件，如Google Erath和Google 地圖。一些學校也在開發(fā)適合中學地理教學的GIS軟件。而GIS數(shù)據(jù)在網(wǎng)上就可以獲得，例如：國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)網(wǎng)就能提供部分免費的可用于教學的GIS數(shù)據(jù)。硬件軟件條件的改善為GIS在教學中應用提供了可能。
�。ǘ〨IS地理教學師資條件的可行性
目前，很多師范高校的地理專業(yè)開設(shè)了GIS課程，逐漸重視GIS對教師技能提高和地理教學的作用。通過開設(shè)GIS課程，地理教師隊伍利用GIS技術(shù)教學的能力在提升。對于在職教師，教育主管部門開始重視并開展多渠道、分層次的培訓，更新教學觀念、掌握地理學科的最新技術(shù)。因此地理學科的師資力量得到了提高，對GIS技術(shù)的認識水平也在不斷深化，尤其是青年教師。
四結(jié)語
比起傳統(tǒng)教學和多媒體教學，GIS教學優(yōu)勢更為明顯，無論是地圖處理，還是空間分析，從課前資料準備，到課堂的靈活處理，到課后的習題編制，GIS技術(shù)擁有其它教學手段無法比擬的功能，而GIS技術(shù)輔助中學地理教學在硬件上有了一定的基礎(chǔ)，軟件上也日臻完善，同時又順應時代和素質(zhì)教育的要求，在以后的教學中開發(fā)潛力很大。在中學地理教育改革的大背景下，GIS技術(shù)的運用是趨勢所在。
參考文獻：
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［2］ 李朝奎,鄧麗霞,張云珍.地理信息技術(shù)輔助中學地理教學模式研究［J］.測繪工程,2007,16(6).
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