GIS輔助地理課堂教學研究

李雅楠

（遼寧師范大學，遼寧 大連 116000）

1 GIS應用于地理課堂的必然性

1.1 信息技術飛速發(fā)展

隨著科技的迅猛發(fā)展，人類文明跨入信息時代，人類社會已經(jīng)被各式各樣的信息充斥。在這種浪潮中，國家敏銳地意識到國家信息化的重要意義，在2016年發(fā)布的《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》對未來中國的信息化發(fā)展做出了規(guī)劃，希望引導中國健康、高速的發(fā)展信息。教育部相應地頒布了《教育信息化2.0行動計劃》號召利用信息技術開展課堂教學。

1.2 課程標準的要求

2003年發(fā)布的《普通高中地理課程標準（實驗）》[1]首次提出將GIS納入課堂教學，其要求為：利用有關資料，了解地理信息系（GIS）在城市管理中的功能。2017年發(fā)布的《普通高中地理課程標準（2017版）》在必修課程和選修課程的學業(yè)要求中都提出——運用地理信息技術或者其他技術，對本模塊的內(nèi)容進行鞏固加深。

1.3 GIS對地理學科的重要性

古往今來的地理學者研究地理學科時都離不開地圖、模型、數(shù)據(jù)、圖表、野外考察，地理信息技術的發(fā)展和應用極大地促進了地理學科的進步。同樣學生在學習高中地理時也要借助各式各樣的地理材料，如：學習自然地理的地形、地貌需要相應區(qū)域的地形圖、地貌圖；學習區(qū)域地理的人口、產(chǎn)業(yè)區(qū)位因素時要借助人口數(shù)據(jù)和各種產(chǎn)業(yè)布局地圖。通常學生在學習這些知識時大多通過教科書或者其他教輔材料提供的圖表、數(shù)據(jù)，內(nèi)容抽象，不利于學生的理解記憶。利用GIS的可視化處理、分級設色、專題制圖、空間疊加等功能，可以動態(tài)直觀地確定地理事物、地理要素和地理現(xiàn)象在空間上的差異點和共同點[2]，便于學生理解復雜的地理現(xiàn)象和地理過程以及地理事物的空間分布規(guī)律，從而更好地培養(yǎng)中學生地理學科素養(yǎng)[2]。

2 GIS相關軟件介紹

目前在GIS領域較為流行的GIS軟件：ARCGIS、天地圖、圖新地球。

上述列舉的軟件屬于從事于地理信息方向的專業(yè)人士的常用軟件，但隨著網(wǎng)絡GIS軟件的發(fā)展，諸如高德地圖、百度全景地圖，不僅向社會提供GPS導航定位服務，同時還提供衛(wèi)星地圖、地震地圖、全景地圖等多種地圖服務，操作方法對比專業(yè)軟件更加簡單，適合不了解GIS領域的教師進行初步研究。

3 教學案例設計

3.1 案例一：分析中國人口分布特征

3.1.1 教材及課標分析

“人口的變化”是地理必修二第一章的內(nèi)容，新課標要求：運用資料，描述人口分布、遷移的特點及其影響因素，并結合實例，解釋區(qū)域資源環(huán)境承載力、人口合理容量。普通課程講授這一章節(jié)通常借助圖表，輔助教師講解和同學討論觀察完成。由于教材內(nèi)容的滯后性和數(shù)據(jù)圖表的更新不及時，講授內(nèi)容很可能與現(xiàn)實情況有較大差異，并且這種師生互動較少的授課形式對學生而言比較枯燥，難以激發(fā)學生的學習熱情。為了讓學生更加直觀生動的理解：中國人口分布——東部沿海地區(qū)多，西北內(nèi)陸少的特點，也為了解決教材內(nèi)容滯后的問題，可以ARCGIS軟件為輔助，借助其空間疊加功能，利用網(wǎng)絡查找最新人口普查數(shù)據(jù)來制作中國的人口分布圖。與分析數(shù)據(jù)圖表相比更加直觀生動，便于學生理解掌握，且操作簡單，教師在課堂操作耗時少。

3.1.2 教學設計

教師活動：導入相關數(shù)據(jù)，在教室電腦上展示制作相關操作，并引導學生親自動手制作。

制圖過程：打開ARCMAP，點擊“添加數(shù)據(jù)”添加“省級行政區(qū)”和“國界線”兩個圖層；右擊“省級行政區(qū)”圖層，再單擊“連接與關聯(lián)”中的“連接”，將該圖層與人口數(shù)據(jù)連接，再次右擊“省級行政區(qū)”圖層，選擇“屬性”，在符號系統(tǒng)的“顯示”中選擇“數(shù)量”，并將“值”中也選擇“人口數(shù)量”并挑選一個合適的色帶，同時添加標題、圖例、指北針以及比例尺就完成了中國人口分布圖的制作。

學生活動：在教師講解之后，完成這樣一份中國人口分布圖，并且通過讀圖，分析、總結中國人口分布特點。

教學優(yōu)勢：對學生而言，不僅提高了學生學習地理的興趣，而且在制圖、識圖過程中鍛煉了學生的動手能力和空間思維能力；對課堂教學而言，增加了師生互動，課堂氛圍更加融洽了。

3.2 案例二：地震點分布

3.2.1 教材及課標分析

“地質(zhì)災害”是高中地理必修一第六章“自然災害”的一節(jié)內(nèi)容，課標中對于“自然災害”這節(jié)課的內(nèi)容要求為：運用資料，說明常見自然災害的成因，了解避災、防災的措施。對于教材中舉例的三種地質(zhì)災害，學生對地震最為熟悉，但教材對于地震方面的知識以文字描述居多，缺乏圖例、數(shù)據(jù)等相關內(nèi)容。在描述地震帶分布和我國的地震災害時更是只進行了文字描述。對于學生來講內(nèi)容較為枯燥，缺乏教學特色，學生不易理解。這時借助網(wǎng)絡GIS——高德地圖所提供的地震地圖功能，可實時監(jiān)測地震點分布及強度，幫助學生更好的理解世界地震帶分布以及我國地震災害特點。學生在探究過程中，鍛煉了讀圖能力和分析能力，加深了對地震分布規(guī)律和我國地震災害的理解。

3.2.2 教學環(huán)節(jié)設計

課前導入：以學生熟知的唐山大地震、汶川大地震作為課前導入。

教師活動：課堂完成教材介紹的地震基本知識之后，在教室網(wǎng)絡設備中打開高德地圖中的地震地圖，引導學生觀察當日的地震點分布，探究內(nèi)容是否與教材所介紹一致。

其實針對GIS融入課堂的教學設計已經(jīng)有很多學者或者在職老師已經(jīng)進行了相關內(nèi)容設計。比如：華東師范大學的段玉山教授利用GIS的分級設色、專題制圖、分類設色以及空間疊加功能來比較我國不同省份的GDP差異克服傳統(tǒng)教學僅利用圖表數(shù)據(jù)教學給學生帶來思維上的割裂感；林海萍在“省區(qū)地形與形象記憶”案例中運用GIS三維識別功能識別我國各個行政區(qū)，將三維圖定位到我國地圖上，不僅精準的發(fā)現(xiàn)中國的位置、形象，也拓展了課外知識……對廣大的老師來講都是很好的素材。

4 總結與反思

地理信息技術作為地理學的第三代語言，不僅要作為研究手段在地理學科領域繼續(xù)發(fā)揮重要重用，同時也要作為現(xiàn)代地理教學的教學手段輔助地理課堂教學。研究證明使用ARCGIS進行教學活動，會給學生更強的沖擊力，激發(fā)其學習興趣，促使其投入課堂；同時給學生提供了地理信息技術方面的啟蒙，促進其學習環(huán)境的信息化，為其分析、解決地理問題提供了技術手段。這里筆者也希望通過社會、學校的宣傳、教育使更多的學生接觸到地理信息技術，感受它的魅力。