掌握新技術 理解新概念——遠離地理信息技術考查誤區

教育部考試中心（100087） 史辰羲 張亞南

地理信息技術作為地理學應用技術層次的重要發展方向，對資源與環境可持續發展、國家經濟建設與社會進步有著巨大作用，且其應用日益大眾化。《普通高中地理課程標準》將地理信息技術的應用納入必修范圍，在高中階段開展地理信息技術教育，對培養學生的現代科學素養有重要意義。而《普通高等學校全國統一考試大綱》把地理信息技術的應用納入必考內容，是要把地理信息技術與解決地理實際問題結合起來，以引導學生學習利用新技術手段思考問題和解決問題，從而考查學生的綜合素質與能力。

近年來，高考地理試卷中不斷出現考查地理信息技術及其應用的試題。從考查形式上看，有綜合題，但更多的是以選擇題形式呈現。從考查內容上看，主要通過比較遙感(RS)、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)的概念、基本工作原理、特點及用途，區別其應用范圍和意義。這其中有部分優秀試題能夠依據地理信息技術的基本理論準確地考查其應用，并能鑒別學生的能力和地理思維品質，但大量試題在設計上存在誤區，這種誤區不僅導致試題答案出現歧義，也會誤導中學地理教學。

例題1：在科學考察中，利用遙感技術可以

A. 獲取衛星云圖 B. 查詢地理數據

C. 選擇考察路線 D. 對科考船實時導航

該題設計的4個選項分別對應RS、GIS和GPS的應用范圍，主題是針對遙感設問。利用傳感器獲取信息（如衛星云圖）的確是遙感主要的應用，但遙感卻不僅僅局限于獲取信息。在實際工作中，例如考察土地荒漠化情況，利用遙感不但可以獲取考察區域不同時段荒漠化土地面積，還可以根據荒漠化程度的不同進行快捷且較為準確的統計、查詢。而根據實時更新的遙感圖像選擇考察路線，更是最為切實可行的方案。從該題答案設置為A項來看，其對遙感應用的認識失于片面。忽視利用遙感系統可進行圖像處理、判讀分析、數據匯集、統計制圖等，將數據查詢、路線規劃簡單限定為只有利用GIS可以完成，易造成學生對新技術的刻板認識。

例題2：對東北地區玉米氣候生產潛力空間變化分析的手段屬于

A. 計算機網絡 B. 地理信息系統

C. 全球定位系統 D. 遙感

該題以我國東北地區玉米氣候生產潛力空間分布變化創設情境，以3S技術和計算機網絡作為選項。空間分析作為GIS的重要應用方向，對學生而言該題答案為B項似乎一目了然。但深入探究該案例，要針對特定地區玉米氣候生產潛力的空間變化進行分析，前提是GIS數據庫擁有進行分析所需的全部數據，而獲取這些數據的過程離不開RS和GPS的支撐。僅利用一種技術手段，可能難以準確、高效地完成這項研究任務。

GIS、RS和GPS這三項技術合稱為3S，在過去是相互獨立發展的，但3S技術的融合是目前地理信息技術的主要研究方向，也是發展的必然趨勢。3S技術的融合并不是將三種技術簡單相加，而是通過數據接口將其緊密地結合起來，形成一個更具有應用價值的大系統。如GIS需要應用RS資料更新其數據庫中的數據；遙感圖像的判讀需要在GIS支持下改善其精度；而所有數據的匯集都離不開GPS的準確定位，三者之間存在著密切的相互依存關系。目前這種結合仍受到數據結構、分辨率和識別技術的限制，但未來遙感圖像的分辨率將有大幅度提高；在專家系統支持下，計算機識別精度也將有明顯的改善；同時，新的數據結構也在不斷出現。因此，地理信息技術發展，融合是關鍵。

以上兩道例題的呈現形式雖然不同，但是代表了這類試題設計上存在的主要問題，就是對新技術認識的片面和僵化，又過于強調GIS、RS、GPS在應用領域上的差異，忽視3S技術的融合是現代地理信息技術發展的趨勢。《課標》必修部分對地理信息技術的要求比較低，只要求學生知道每種技術的主要功能和應用領域，不涉及3S技術的綜合應用，但這并不是意味著高考命題要違背地理信息技術發展的趨勢，人為割裂GIS、RS、GPS的聯系，重點考查不同技術功能和應用領域的差異。

此外，也有個別試題設計的技術層次邏輯關系錯位，如：

例題3：實時監測和預報水稻病蟲害災情所運用的地理信息技術是

A. 全球定位系統、數字地球

B. 遙感技術、地理信息系統

C. 地理信息系統、數字地球

D. 遙感技術、全球定位系統

陳述彭院士指出：“數字地球就是要求地球上的信息全部實現數字化”。這種數字化是將大量的可以發揮積極作用的信息，按照地球地理坐標建立完整的信息模型，并且用網絡聯結起來的。這是一項龐大而復雜的系統工程，需要計算機及網絡通信技術、GIS、RS、GPS、虛擬現實技術（VR）等作為其技術支撐。數字地球可以說是一個全新的信息概念，也是一種更高層次的技術集成。數字地球應用的領域既可以是局部地區、國家層面或是全球范圍，又可以是不同行業與專業。數字農業就是利用數字地球技術形成一個包括農作物、土地、土壤從宏觀到微觀的監測、預測，農作物生長、發育狀況以及環境要素的現狀和動態分析、診斷預測、耕作措施和管理方案的決策支持在內的信息農業技術系統。

數字地球與GIS、RS、GPS不是一個技術層次，不應該并列。就例題3所提供的選項看，由于存在包容關系，含有數字地球的選項必然是正確項。出現這樣的問題，可能是對數字地球的概念把握不準確，將注意力過于集中在數字地球的信息呈現上，忽略了數字地球作為一個復雜系統所具備的研究能力。這提醒我們，越是要求簡單“了解”的基本概念，在命題和教學中，越是不能將其“標簽化”，過于狹隘的理解可能會造成學生終身的認識誤區。

高考考查的內容除了要考慮學科的繼承性、經典性以外，還應該體現社會需求和學生發展的時代性。地理信息技術順應時代發展潮流，既能提供豐富、鮮活的素材，又有利于考查學生的思維品質。但從命題的角度看，高考區別于學業水平測試，不應僅考查地理信息技術知識本身，而應該在準確把握學科內涵和發展方向的基礎上，考查學生利用新技術手段解決具體地理問題的能力。