GIS輔助中學地理教學面臨的問題與對策

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。文章通過結合地區的高中地理GIS課程授課，分析中學地理GIS教學存在的問題，并提出對問題的建議對策，方便GIS能更好地服務中學地理課堂教學。

關鍵字：地理；GIS；教學

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]。將其應用于地理知識教學當中，可以有效地提高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。

一、GIS的現實教育功能

（一）提升課堂授課質量

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GIS相比，缺少空間上的直觀查看和分析能力。高中地理新課程標準要求信息技術在地里學科學習中的應用，充分考慮信息技術對地理課堂教學的影響，營造有利于學生形成地理信息意識和能力的教學環境。

運用GIS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，結合實例對GIS的基本功能進行闡述和演示，將學生從二維空間的知識吸收上升到三維空間[1]。

（二）優化課堂教學結構

運用GIS技術貫穿于高中地理課堂教學中，不僅會給教學的目標內容、教法學法帶來重要轉變，而且會對學生的素質、能力和思維培養帶來深遠影響。借助GIS強大的圖像和數據處理操作功能，可將復雜的自然現象、地理活動的空間分布、運動演變，甚至地理教學中難以講解、難以理解的概念用動態化的、立體直觀的方式呈現給學生，對地理現象電話進行仿真，對自然過程的演變進行模擬等，使學生更深切的接收到所學地理知識。

在體驗式教學和探究性學習中，教師應轉變觀念，以學生為主題，引導其根據既定的學習目標與研究方向，通過多種途徑收集地理信息，并運用GIS技術對數據、資料、圖件進行篩選與處理，最終獲得理想的研究成果，以此培養學生利用GIS地理信息技術學習地理科學知識與分析地理空間問題的能力[2]。

（三）培養學生地理素養能力

作為地理學的第三代語言，運用GIS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。將GIS技術作為教學工具應用于教學實踐，有助于營造互動頻繁的課堂氛圍，激發學生學習興趣；有助于實現對教學內容信息量的擴充；有助于教師講解疑點、難點時從多角度進行分析。讓學生在教材和GIS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。

二、GIS在地理教學應用中存在的問題

缺乏對GIS應用必要性的重視。一方面，在應試教育的大環境下，GIS教育被認為是“花架子”，不能顯著提高學生的地理考試成績而不被接受，學校政策不夠重視，更別說進行積極的支持與宣傳。教學側重點是教學生將GIS作為解決實際問題的工具，而不僅僅是在教材中給學生簡單的介紹有哪些GIS軟件，這些軟件的功能是什么。盡管目前許多高校都開設了 GIS專業，但接受過GIS專業教育的學生很少從事中學地理教學工作。且各大地理院校針對師范類專業設置的GIS相關課程并未與中學地理教學緊密結合，導致一線地理教師隊伍中GIS人才缺乏。僅有少部分教師自發地學習過GIS，GIS技能還有很大的提升空間。另一方面，中學地理教師的年齡組成大都趨向中年化，他們中的大多數對GIS感到很陌生、排斥，沒有對GIS系統學習產生興趣，導致GIS技術在中學課程教育中的必要性應用阻力重重，影響GIS技術在地理教學中的發展。而且許多一線教師處于職業怠倦期，認為傳統的教學方式已經能夠滿足日常教學，不愿意去接收一種新的、不熟悉的教學方式[3]。

缺乏與之配套的教學軟硬件。目前，地理信息系統為商業軟件，多用在商業規劃、高校科研、企事業單位工程生產應用等領域，功能繁多且操作復雜，價格貴且后期維護費高，是基礎教育階段學校所不能承擔的。現在，市面上出現的專門針對中學的地理教學的GIS軟件寥寥可數，且性能方面遠不及專業GIS軟件。另外，GIS軟件所要求的硬件配置也需要高性能的計算機設備，由于地域發展的差異，對于中西部學校也是一筆不小的開支。據筆者對所在城市高中地理教師的了解，學校提供的教育環境很難滿足教師應用GIS、學生學習GIS的需求，雖然也有地理教師將ArcGIS與日常課程輔助教學相結合，但都為網絡下載的破解版本，很難保證軟件性能的穩定性以及模塊功能的完整性。

缺乏課程教學用的GIS地理數據。有的地區重視、推廣了GIS技術，創設了GIS教育實驗基地，配置完備的軟硬件設施，但是，苦于沒有適合地理課程教學的城市信息、人口信息、環境信息、資源信息等等GIS數據。盡管可以從大數據網站上下載一部分免費數據資源，但能夠直接配備應用于課程教學的基礎地理數據非常少，很多地理教師并不知道從哪里找到適合地理課堂教學的數據資源。比如，湘教版必修二中第三節《人口的遷移》，地理老師在通過ArcGIS進行課堂的拓展學習時，大到可能需要全世界的人口信息數據，小到需要某一鄉鎮或行政村的人口信息數據。這些龐大的、多元的、適合教學的數據信息獲取就是大問題，因為都掌握在一些特設行業或部門，而我國對地理數據的保密程度相對較高，而且很多都是絕密資料，禁止向社會開放使用的。因此，GIS 數據資源的饋乏已經是制約我國 GIS 教育普及的重要因素。

三、對策及建議

與高校“搭幫”，組建GIS教學授課的專業隊伍。地理教育的信息化實質是達到教學思想、教學目標、教學內容、教學過程、教學評價的全面信息化，最終實現培養信息社會所需要的高素質人才。學校應著力構建GIS教學團隊，以年輕教師為骨干，加強思想認識。構建學校與高校GIS專業的聯通，依托高校GIS專業的優勢培養GIS教學團隊。或邀請高校GIS方面的專家進行有針對性的重點教授，幫助其提高GIS技術和地理知識的融合學習技能。組織GIS教學團隊參與高校GIS技能的學習，培養教師的GIS專業素養，舉辦GIS技能比賽等。各個學校間也可進行地理教師GIS教學的研討，加強彼此交流，將GIS更好地同高中地理課堂教學緊密結合，逐步將GIS結合課堂教學實踐于教學中，達到地理與GIS技術“教學相長”的效果。

完善GIS所需的信息化教育環境。需要政府部門和社會團體加大支持力度，開發更多適應我國基礎地理教育現狀、價格低廉智能化高的GIS軟件，擴大基礎地理教育需要的地理數據。建設地理信息系統實驗室，幫助學校配套硬件、軟件設施建設、互聯網網速的提升等。為學生提供學習、實踐的試驗場所[4]。每年投入一定的專項經費，用于硬件設備維護、軟件的更新。

提高地素養，引導教師改變教學觀念。加強教育部門對GIS在地理教學中應用的的認識，加大宣傳地理教育信息化的在當下地理課程教學中的重要性。教師在 GIS 輔助中學地理教學過程中既是決策者也是實踐者，應積極主動接受全新的、快捷的、可視化的技術成果，摒棄對 GIS 軟件難上手的錯誤認知。深刻認識到GIS對地理教學的影響，認識到GIS能輔助教師更好地培養學生的地理素養能力。

總之，GIS技術在本地區還處在起步階段，本文通過分析GIS教學中存在的問題及對策建議，可幫助教師明確不足之處，認識到GIS在課堂教學中的重要性，輔助地理教師提升教學水平，從而提高學生的地理信息素養和學習能力。

參考文獻：

[1]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）.

[2]張效裕.GIS技術與高中地理教學的融合[J].中學地理教學參考，2015，（9）：38-39.

[3]都園園，姜豐，都升升，劉云珍等.從美國GIS教學應用的現狀看我國地理教學信息化的問題[J].環球，2011，05（74）.

[4]孫靜.GIS在高中地理課堂教學中的有效融合[J].江蘇省沐陽建陵高級中學，2016，11（072）.