ArcGIS在高中地理教學中的應用

劉方

【摘 要】隨著信息技術發展和教育改革的不斷推進，運用GIS技術結合高中地理課堂知識進行授課已經成為一種趨勢。文章通過對ArcGIS技術特點、教育功能以及在教學中應用的事例，展現ArcGIS在高中地理教學中的有效性和應用前景。

【關鍵詞】高中地理；ArcGIS；教學

【中圖分類號】G633.5 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）22-0049-01

地理信息系統（Geographic Information System或 Geo-Information system，GIS）又稱為“地學信息系統”，是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。地理信息系統是一門綜合性較強的大數據支撐學科，在結合地理學與地圖學以及遙感知識和計算機科學，已經廣泛的應用在城市規劃、產業布局、環境資源、空間分析等眾多領域[1]。ArcGIS作為地理信息系統的特色軟件，成為現代地理科學技術的基礎和空間查看分析的核心系統，將其應用于高中地理知識教學當中，可以有效地提高高中地理教師在課堂教學中的知識引導性，對學生在學習抽象知識、空間幾何分析、多要素疊加信息查看等有著重要的作用。在日常教學過程中，地理教師可以通過ArcGIS 中ArcMap的圖層管理方法進行不同要素組合操作，讓同學們對地理知識中的空間概念有更直觀的認識，更好地促進學生對高中地理知識的掌握。

一、ArcGIS技術的特點

1.ArcGIS技術具有的地圖圖層，在數據框內部，地理數據集以圖層形式顯示，而每個圖層都表示在地圖中疊加的特定數據集（湖泊、地形、道路、行政邊界等）。通過與各數據框中顯示的圖層交互，可以對各要素進行查詢和查看其屬性、執行分析操作。

2.ArcGIS為用戶提供許多地理數據表現形式。可通過人機交互方式選擇性的顯示對象的形式[2]，可以根據課堂教學的需要，組織不同要素（人口信息、地形信息、資源信息等），便于更加直觀講解地理概念。

二、ArcGIS現實教育功能

1.優化課堂教學結構。

多媒體的教學形式帶來的信息量增加，使學生可以在課堂上接收更多的知識，但跟ArcGIS相比，缺少空間上的直觀查看和分析能力。運用ArcGIS可以幫助高中地理老師用簡捷易懂的方法形象的展示多要素集合的思維組合，將學生從二維空間的知識吸收上升到三維空間[3]，通過ArcGIS的3D空間視圖模式，讓學生在腦海中更好以空間幾何的形式更直觀、形象的記憶概念。

2.培養學生地理素養能力。

運用ArcGIS可提供豐富的學習信息和學習素材，對學生地理素養的形成起引導作用，讓學生利用已開發好的數據庫中的要素屬性，進行自我探索學習，從而讓學生自主進行地理知識的預習，學習后又能對知識的復習及深入理解發揮重要作用。讓學生在教材和ArcGIS學習軟件之間構成學習過程的主體和客體，而教師只需要在整個學習過程中對主客體之間的信息交流加以指導和幫助，學生在這過程中享有充分的自主權。

三、ArcGIS現實教學中的應用

在高中地理教學中，ArcGIS技術將復雜的自然景觀、地理事物和現象的空間分布甚至抽象的概念用三維的、動態的、直觀的方式表現出來，將高中地理教學中的抽象和不易掌握的內容通過人機交互的虛擬場景展現出來，讓學生在計算機的虛擬空間幾何里更直觀學習知識[4]。探討ArcGIS在高中地理教學實踐中的一些應用思路，以期能對高中地理的課堂教學提供借鑒或啟發作用。

以美國中部為例講授高中地理必修Ⅱ中第二章第一節城市空間結構（本文所用圖形數據均為ArcMap提供的例圖）。結合地理知識我們知道，鄰近港口或邊境，有利于形成口岸城市。鐵路交會處，有利于形成鐵路樞紐城市等。利用ArcMap圖形對話框中，數據信息Layout圖層中包含的洲界線、河流、湖泊等圖層信息，通過顯示/隱藏不同圖層，呈現不同的要素，幫助學生思考城市的形成和發展與自然地理區位間的關系，以及城市的形成和發展與經濟地理區位的關系。

四、結論

ArcGIS可提供的圖形處理方式是多樣的，對于不同的專題，可以采取不同的方式去呈現，如人口問題、資源問題、地理區位等。實踐證明，在高中地理教學課程中引入ArcGIS效果非常明顯，既豐富了課堂教學內容，又將抽象的知識以直觀的視覺展現到學生面前，實現了高中地理教學從黑板、粉筆、課本等傳統授課方式向多媒體、多元化方式轉變。隨著教學課程的標準不斷改進，素質教育的不斷提升，在高中地理學科教學課程中使用大數據分析軟件非常有效，使學生自主分析和解決問題的積極性得到極大的提高。作為地理教師應該能將掌握的最新技術融會貫通在日常教學課堂中，不僅用來教學，幫助學生解決和分析實際問題的能力，更為祖國培養人才打基礎。

參考文獻

[1]湯國安，等.ARCGIS地理信息系統空間分析實驗教程[M].北京：科學出版社，2006：1.

[2]楊恒喜，等.GIS在中學地理教學中的應用[J].經濟研究導刊，2010，18（92）.

[3]岳秀云.GIS技術在中學地理教學中的應用研究[J].太原大學教育學院學報，2012，12（30）.

[4]李佩武，等.GIS技術及其在地理教學中的應用分析[J].天津師范大學城市與環境科學學院，2005，6.