基于GIS技術的高中地理課堂互動教學模式研究

摘要：隨著地理信息技術的發展，GIS（地理信息系統）在各個領域得到了廣泛應用，教育領域也不例外。本研究旨在探討GIS技術在高中地理課堂互動教學模式中的應用。通過構建基于GIS技術的互動教學模式，本研究分析了GIS技術如何增強地理教學的直觀性、互動性和實效性，進而提升學生的地理學習興趣和核心素養。研究發現，GIS技術能夠幫助學生更直觀地理解地理空間關系，有效提高學生的空間思維能力和數據分析能力。同時，GIS技術還促進了師生之間的有效互動，提升了地理課堂的教學效果。本研究旨在為高中地理教學改革提供新的思路和方法，具有一定的理論價值和實踐價值。

關鍵詞：GIS技術；高中地理；互動教學模式；空間思維；數據分析

在信息技術高速發展的今天，教育領域迎來了一場史無前例的改革。就高中地理教學而言，傳統的教學方式已經很難適應當代學生對地理知識的多元化、深入化要求。GIS技術的應用為高中地理教學帶來了翻天覆地的變化，它不僅能為學生提供更為直觀和立體的地理信息，還可賦予學生強大的空間分析能力，助力學生更深入地理解地理的各種現象和過程。

一、GIS技術的概述

地理信息系統（GIS）作為現代信息技術的一項杰出代表，逐漸滲透到人們日常生活的各個方面，成為連接現實世界和數字世界的重要橋梁。GIS是集計算機科學、地理學、測繪學、遙感學、環境科學、空間科學、信息科學和管理科學為一體的綜合技術體系。它的核心是通過高級計算機硬件和軟件系統的協同工作，在地球表面和近地空間范圍內對各種空間數據和屬性信息進行高效獲取、儲存、管理、操作、分析、展示和描述[1]。

GIS技術的特殊魅力，在于其具有很強的空間數據處理能力，能把抽象的地理概念變成直觀可視的圖形圖像，讓錯綜復雜的地理空間關系變得清晰可見。同時，GIS具有空間查詢、空間插值、疊加分析和緩沖區分析等較強的空間分析能力，可為挖掘地理現象背后的規律和機理提供有力的手段。另外，GIS技術支持動態更新和實時交互數據，能夠使地理信息的獲取和應用變得更加靈活和方便。GIS技術在教育領域的應用，無疑為地理教育帶來了全新的觀點和方法，其既有助于學生對地理空間結構有更直觀的認識，又能激發其探究興趣，進而助力發展學生的空間思維和問題解決能力。基于以上優勢，GIS技術已經成為現代地理教育不可缺少的組成部分。

二、基于GIS技術的高中地理課堂互動教學模式的實施價值

在教育信息化日益發展的今天，以GIS技術為核心的高中地理課堂互動教學模式逐漸顯示出特有的價值和魅力。該教學模式注重交互，旨在借助豐富的地理信息資源和高級的空間分析工具，為學生營造富有活力和創造性的地理學習空間。

以GIS技術為依托的互動教學模式大大豐富了地理教學內容和教學形式。傳統的地理教學常常囿于教材和教具的限制，很難完整地呈現復雜多樣的地理現象。GIS技術能夠有效融合來自不同渠道、不同規模的地理信息，如衛星遙感圖像、地形圖和氣候數據等，從而為學生展示一個立體和動態的地球社群。同時，通過對GIS軟件的交互操作，能夠使學生親身參與到地理數據處理和分析的過程中，從而對地理現象的性質和規律形成更深刻的認識。以GIS技術為核心的互動教學模式，有助于發展學生的空間思維和數據分析能力。GIS技術的核心是對空間數據進行處理和分析，這個過程恰恰是訓練學生空間思維能力的有效方法。學生在GIS軟件的操作實踐中，能夠學習到怎樣觀察不同視角下的地理現象，以及怎樣利用空間分析工具發掘地理數據背后所隱藏的信息等，從而逐漸構建完整的空間思維框架。另外，GIS技術需要學生有一定的數據分析能力，如數據統計、圖表制作和趨勢預測等，這對學生今后的學習和工作有深遠影響。

以GIS技術為核心的互動教學模式，有助于培養學生的地理實踐能力和核心素養。GIS技術是處理地理信息的有力工具，它能幫助學生把理論知識運用到實際工作中。學生通過參加以GIS為平臺的地理項目或研究活動，能夠切身感受地理數據獲取、加工、分析和運用的過程，進而深化對地理知識的認識和把握。同時，該過程也能鍛煉學生的實踐能力、創新能力和問題解決能力等，從而為其全面發展打下堅實基礎。

三、基于GIS技術的高中地理課堂互動教學模式的實施方法

（一）GIS軟件初體驗——打好技術基礎、激發興趣

將GIS技術引入高中地理課堂的首要任務是，讓學生初步認識和掌握GIS軟件。筆者將這一階段稱為“GIS軟件的初步體驗”。通過這一環節，學生既可以打下必要的技術基礎，又可以在實操中體會GIS技術的神奇之處，從而激發其學習地理的興趣[2]。

在具體實現過程中，教師可首先將GIS軟件中的地圖瀏覽、圖層管理、數據查詢等基本界面，以及常用工具呈現給學生，然后通過一個簡單的操作示例來指導學生循序漸進地掌握對GIS軟件的基本操作技能。例如，教師可以選擇一個學生非常熟悉的地理區域，比如學校或學生的家鄉，并使用GIS軟件來展示這些區域的地形、地貌、交通網絡等相關地理信息。演示時，教師可一邊操作一邊解釋，使學生明白GIS軟件是怎樣對地理數據進行處理與演示的。為了讓學生對GIS技術有更深入的感受，教師可設計幾個簡單的實操任務，如要求學生用GIS軟件繪制校園平面圖、標記主要建筑和設施位置等，或要求學生依據所提供的氣象數據在GIS軟件上繪制氣溫分布圖。這些實操任務既能鍛煉學生的動手能力，又能讓其在實踐操作中體會GIS技術的實用性。通過“GIS軟件的初步體驗”這一環節，可以使學生在掌握GIS軟件基本操作的同時，對GIS技術獲得初步的理解與認識，從而為學生隨后深入研究與運用GIS技術奠定扎實的基礎。

（二）地理問題可視化——直觀呈現地理現象，便于學生理解

學生在掌握GIS軟件的基本操作方法之后，就能運用該技術直觀地解決地理問題。所謂地理問題可視化，就是通過GIS技術把抽象的地理概念、數據或現象變成直觀可視的圖形圖像，從而進行更深入的理解與分析[3]。

例如，在研究氣候變化對地理環境影響的過程中，教師可以出一套有關氣溫和降水量的時間序列氣候數據，讓學生借助GIS軟件把這些資料導入地圖中，并用不同色彩或花紋表達不同氣候的特征。這個過程能夠使學生直觀地觀察氣候變化給地理環境帶來的變化，如冰川退縮和海平面上升。地理問題的可視化不僅可以應用于氣候變化，還可以擴展到其他多個領域。例如，在城市規劃學習中，學生可借助GIS技術來表現城市地形地貌、交通網絡和土地利用情況。學生可以通過對不同圖層與分析工具的疊加，對城市發展的空間布局與規劃策略形成深刻的認識。這一可視化學習方式既可以提升學生的空間思維能力，又可以幫助學生更深刻地認識地理現象背后所隱藏的規律與機理。地理問題可視化既是學習的有效手段，也是思維訓練的重要途徑。通過對地理問題進行可視化處理，有助于發展學生的空間想象力、數據分析能力和創新思維能力。同時，這種學習方式也能激發學生的學習興趣與熱情，使學生更積極地投入地理學習中。

（三）小組合作探究——發展團隊協作能力、促進問題解決

在基于GIS技術的高中地理課堂上，小組合作探究是重要的教學模式之一。學生在小組合作探究的過程中，能夠一起解決問題、交流知識與經驗，從而發展團隊協作能力與問題解決能力。

在具體的實施過程中，教師可根據教學內容和學生的學習情況設計若干富有挑戰性、探究性的小組任務。例如，在開展“水資源管理”課程教學時，教師可要求學生對本地水資源狀況進行分組調查，讓學生運用GIS技術繪制水資源分布圖、水質評價圖等。學生要通過分工協作完成作業。小組成員或搜集資料，或加工資料，或繪制圖表。小組合作探究任務既能培養學生的團隊協作能力，又能促進其問題解決能力的提升。學生在探索的過程中會遇到各種各樣的問題與難題，這些問題與難題都需要學生一起去思考、去解決。學生經過不斷的嘗試與練習，能夠逐步掌握解題方法與技巧，增強創新能力與實踐能力。另外，小組合作探究也可以促進學生之間的溝通與交流。在探究的過程中，學生要不斷地交流思想與觀點，一起商量解決。這種溝通與交流既能增強學生間的友誼與信任，又能提高學生的口頭表達能力與溝通技巧。

（四）成果展示與交流——共享學習成果，共同實現能力提升

基于GIS的高中地理課堂互動教學模式離不開成果展示與交流。該環節旨在為學生提供展示學習成果、交流學習經驗與心得體會的機會，讓學生通過互相學習，實現共同進步。

經過一定時期的學習與實踐，學生將會積累一些GIS技能與地理知識。為了檢測學生的學習效果，教師可舉辦成果展示與交流活動。在活動期間，教師可以讓學生展示自己的GIS創作，如繪制的地圖、撰寫的空間分析報告等，并鼓勵學生向其他同學分享自己的創作理念和經驗。成果展示與交流既是對學生學習成果的認可與激勵，也是行之有效的學習方式。學生在展示與交流中，能夠了解其他學生的學習方法與思維，進而開闊眼界與思維。同時，這類活動也能激發學生的競爭意識、創新精神等。教師在成果展示與交流的過程中要充分發揮引導作用，促使學生主動參與、大膽展示、積極表達。與此同時，教師也要對學生的工作進行評論與反饋，指出其優點與不足之處，從而有助于學生更好地完善與提高。

（五）教師引導深化——鞏固學習成果、提高應用能力

在基于GIS技術的高中地理課堂互動教學模式中，教師的引導發揮著關鍵作用。該環節的目的是幫助學生鞏固學習成果、促進其應用能力的提高，使學生能夠較好地掌握GIS技術與地理知識。

教師要密切注意學生在學習期間的學習進展和遇到的問題。對于學生存在的疑惑與困難，教師要及時加以解釋與演示，以幫助學生加深對有關知識和技能的理解與掌握。同時，教師也可設計一些富有挑戰性、具有較強實用性的練習題或項目任務，供學生在練習中鞏固、運用所學內容。除常規指導與輔導之外，教師也可在課尾安排總結性指導，以深化學生對知識與技能的掌握。例如，教師可引導學生回顧課程的全過程，對已學知識與技能進行總結，為今后的學習指明方向、明確目標。這樣，學生就能更清楚地認識到自己在學習中所取得的成績和存在的缺點，以便對今后的學習進行更明確的規劃。教師的引導既有助于學生鞏固學習成果，又能促進其應用能力的提高。通過教師的指導，能夠使學生對GIS技術和地理知識有更深刻的了解與掌握，使其能夠更好地將知識運用于實際生活。與此同時，這個過程也可以培養學生的自主學習能力和創新思維能力，從而為其今后的發展打下堅實的基礎。

（六）GIS拓展應用——擴大學習領域，發展綜合素質

以GIS技術為基礎構建高中地理課堂互動教學模式并不限于地理學科自身，也可擴展至其他相關方面的應用。該環節旨在通過GIS技術的拓展應用來拓展學生的學習領域、培養學生的綜合素質。

GIS技術作為功能強大的地理信息處理工具，被廣泛應用于環境保護、城市規劃和災害預警等諸多領域。教師可結合這幾個方面的真實案例，指導學生理解GIS技術的應用場景及其價值。例如，在開展“環境保護”課程教學時，教師可通過GIS技術讓學生繪制環境污染分布圖，并對污染源的分布擴散進行分析。教師在研究城市規劃時，可讓學生運用GIS技術對城市的用地適宜性做出評價，從而為城市的規劃提供科學的依據。借助GIS技術的廣泛應用，學生不僅能更深入地理解和掌握地理學，還能掌握其他相關學科的知識和應用場景。這種跨學科的學習方式既能拓展學生的學習視野與思維，又能發展學生的綜合素質與創新能力。與此同時，這一應用也能使學生對GIS技術的實用性與價值有更深入的了解，從而促進其更主動地研究與探究相關的技術與知識。

四、結束語

本研究旨在探討GIS技術對高中地理教學的價值。相信隨著GIS技術的不斷發展和教育信息化的深入推進，GIS技術將在高中地理教學中發揮更加重要的作用。與此同時，教育工作者或相關研究者還需進一步探究如何將GIS技術更好地融入高中地理教學，以促進學生地理核心素養和綜合能力的發展。

作者單位：梁琰 環縣第四中學

參考文獻

[1]陳鵬飛，陳明真.互動視頻在高中地理教學中的應用初探[J].教育參考，2023，（04）：74-80.

[2]張飛.高中地理“互動合作”教學模式的構建及優化路徑探討[J].求知導刊，2023，（07）：11-13.

[3]吳林郁.如何打造“減量提質”的高中地理盛宴——“雙減”背景下高中地理互動式高效課堂的構建[J].亞太教育，2022，（23）：115-118.