“走進現代地理信息技術”課程開發與實施

曹駿驊

一、課程開發背景

地理信息系統（Geographic Information System，簡稱GIS）是現代地理學科重要的研究手段，近些年也逐步被納入到了中學地理課程體系之中。近年來，筆者依托“上海市中小學新科學新技術創新課程平臺”，開設了“走進現代地理信息技術”校本課程。本課程以項目式案例學習為載體，通過范例項目和體驗實踐項目的設計，引導學生逐步掌握GIS 的基本知識和技能，發展學生運用GIS 技術分析、解決地理問題的能力，提高學生的地理實踐力。

二、項目式課程的設計

1.項目式課程的設計思路。

筆者認為，在中學階段開展GIS 校本課程，需要建立學生小組協同的學習模式，設計一系列的案例、項目，引導學生建立學習共同體，在解決問題的過程中提高學生對地理信息的搜集、處理、分析、應用能力。

本課程以ArcGIS 軟件為支撐，以鄉土地理區域環境為課程資源，圍繞GIS 技術中的某個具體功能，分別設計范例項目和體驗實踐項目（見表1）。在范例項目中，教師分步驟、細致地指導學生如何操作GIS 軟件進行課題研究，而在體驗實踐項目中，教師只給出基本實驗要求和步驟，學生以小組為單位，自主完成項目。以便評價學生在新情境中的遷移應用能力。

表1 GIS課程學習項目列表（節選）

2.項目式課程的設計案例。

接下來，筆者以“矢量數據的緩沖區與疊置分析”教學內容為例，分別介紹范例項目和體驗實踐項目的設計策略。

（1）范例項目案例。范例項目主題是“徐家匯商業網點的區位選擇”。首先，教師介紹地理教材中關于“商業區位”選擇的基本原則，隨后引導學生思考：倘若即將開設一家零售店，你需要哪些地理數據？隨后，教師給出徐家匯商業網點分布的地理條件，即本次實驗的具體要求：

①需要分布在距離地鐵站500 米范圍內，分布在公交站點350 米范圍內，因地鐵站、公交站點是交通結節點，交通通達性好；②需要分布在徐家匯已有的大型商業中心附近（具體距離根據商業中心的級別而定），以便獲得商業中心的集聚效應；③需要分布在距離商務樓、辦公大廈200 米范圍內，分布在距離大型醫院、學校300米范圍內，以便獲得最大的客流。

在明確了實驗要求后，教師指導學生如何利用ArcGIS 軟件中的“緩沖向導”工具制作不同要素的緩沖區，最后，指導學生運用ArcToolbox 中的“疊加分析”工具，聯合不同要素的緩沖區，制作出徐家匯商業網點的區位等級分布圖。

在范例項目學習階段，采取的教學模式為“發現式”模式（見圖1），即以教師提問和師生互動為主。在這樣的教學模式中，教師提供教學支架，學生運用這些支架開展課題研究，從而掌握GIS 技術的新知識和新技能，提高教學效率。

（2）體驗實踐項目案例。體驗實踐項目的主題是“市區購房區位選擇”。在體驗實踐項目階段，教師僅提供一份學習任務單和最終的成果，不給出具體的實驗步驟。需要學生組建學習小組，通過范例項目中所學習的內容，在小組討論的過程中解決體驗實踐項目的課題。

在體驗實踐項目階段，教師的角色發生了改變，從原本的知識講授者變為了活動組織者，這種“探究式”教學模式更注重學生的自主探究學習過程（見圖2），通過設置接近真實生活的問題情境，讓學生模擬地理學家開展地理問題的分析與研究，從而提高GIS 技術的知識遷移應用能力。

三、GIS課程對學生地理素養的培育

通過GIS 課程的學習，學生的“空間思維”“綜合思維”“地理實踐力”等學科核心素養具有明顯提升。筆者發現，學生在GIS 課程學習中充分體現了對地理事物空間分布的分析能力，能夠理解諸多地理要素間的空間關聯，并初步建立綜合看待地理環境的視角。

此外，在GIS 課程的課題研究過程中，學生需要廣泛閱讀相關文獻，通過各種途徑搜集、處理地理數據，自主設計和開展社會調查和訪談，從而形成課題報告。在這一系列的研究過程中，不僅有助于提升學生的行動意識和行動能力，更能讓學生在真實情境中觀察和感悟地理環境及其人類活動的關系，增強社會責任感。