自定義教學地圖在中學地理教學中的應用實踐

作為地理知識的重要表達工具，地圖與地理教學密不可分。目前教師采用的地圖主要存在三方面不足：多數教材或網絡上的電子地圖時效性較差；大部分為全國范圍或特定區域地圖，地圖表示范圍有限；地圖信息量較小，多數為單一要素地圖，缺少多要素綜合地圖、動態變化地圖。基于以上問題，我國中學地理教師逐漸開始根據教學需求，利用地理信息技術制作個性化教學地圖。但在制圖過程中，教師常面臨基礎數據不易獲取、制圖操作流程繁瑣等問題，無法將制圖構想付諸實踐。本文以滿足中學地理教學需求為出發點，制作黃河流域專題地圖，應用于“黃河中下游憂患及治理”教學案例，為有制圖需求的地理教育工作者提供參考，推動地理信息技術進一步融入現代地理教學。

1研究思路與方法

自定義教學地圖是指根據教學需求，自主選擇制圖區域、制圖數據、制圖方法，利用地理信息技術制作的教學專題地圖。自定義教學地圖可表達并傳遞最新的、任一區域的單一或綜合地理信息，并能呈現地理現象的動態變化特征。隨著地理信息技術的普及，利用專業軟件制作自定義教學地圖應用于中學地理教學已成為可能。本文基于國家有關部門公開的最新地理信息數據，利用ArcGIS軟件處理，建立可用于設計與制作自定義教學地圖的黃河流域基礎地理信息數據庫，針對初中地理“黃河中下游憂患及治理”知識點，查找黃河流域的相應指標與數據資料，進行制圖研究與設計，最終制作出符合個性化教學需求的教學地圖并運用于教學活動，這有助于教師拓寬教學設計思路，提升課堂教學實效，使學生更直觀地學習并掌握客觀地理現象所蘊含的規律。

2數據源

在綜合考慮教學需求、學生知識水平、教師備課時間與精力成本、制圖數據可獲得性等因素后，堅持科學性、教學示意性與研究示范性兼顧的原則，根據教學主題設計制作了9幅單要素教學地圖和2幅多要素教學地圖，以此支撐“黃河中下游憂患及治理”知識點的課堂教學。基礎地理信息數據主要為黃河流域矢量數據；專題數據則主要來源于中國科學院資源環境科學與數據中心、國家冰川凍土沙漠科學數據中心和陜西省統計年鑒。

3制作自定義教學地圖

依據制圖主題和所得統計數據，依托ArcGIS軟件進行教學地圖的設計與制作，制圖流程具體見圖1、2。

圖1專題地圖制圖流程

依據制圖主題和所搜集的數據，共設計制作出2幅多要素專題地圖，分別為“黃河中下游流域水土流失評價圖”和“黃河中游流域土壤穩定性評價圖”。

采用《生態功能區劃暫行規程》中水土流失專題圖的制作方法，在ArcMap中將黃河中下游流域降雨侵蝕力因子R、黃河中下游流域土壤可蝕性因子K、黃河中下游流域地形起伏度因子LS和黃河中下游流域植被覆蓋因子C共四個數據層通過“柵格計算器”工具進行處理，得到黃河中下游流域水土流失評價圖。

在ArcMap中將黃河中游流域坡度數據層、黃河中游流域坡向數據層和黃河中游流域土地利用數據層共三個數據層通過“柵格計算器”進行加權疊加得到黃河中游流域土壤穩定性評價圖。

4自定義教學地圖在中學地理教學中的應用設計

在講授“黃河中下游憂患及治理”內容時，利用上述ArcGIS軟件制作的單要素和多要素專題地圖輔助教學，培養學生的綜合思維。

4.1明確使用對象和教學內容

本數字地圖的使用對象為我國中學教師與學生群體，具體適配初中階段（八年級）的地理課堂教學及課后自主學習場景，兼顧教師的教學展示需求與學生的直觀認知、互動探究需求。

教學內容選自人教版八年級上冊第二章第三節《河流》第三課時《黃河的治理與開發》，選取內容主要是黃河中下游的環境問題以及針對性的治理措施。通過數字地圖的可視化呈現，幫助師生直觀理解黃河中下游環境問題的空間分布特征，以及治理措施與地理環境的關聯性。

中學生在分析生態環境問題成因過程中可以初步了解地理要素之間相互作用，這為學生今后深入分析地理問題打下基礎，也是培養學生區域認知和綜合思維的重要途徑。而黃河流域尤其是黃河中游流域水土流失問題是中學地理教材中典型的生態環境問題之一，學習本內容對提升學生地理能力和素養具有重要作用。但經調查學科網等中學教育網站發現，在解釋黃河流域生態問題尤其是黃河中游水土流失成因時，當前可利用的教學用圖數量少且內容單薄、滯后，需要更為全面、翔實、具體的教學用圖來補充教學。因此，嘗試圍繞此內容制作專題地圖以輔助教學。

4.2課標分析

課標對本節內容的整體要求是“運用地圖和相關資料，描述長江、黃河的特點，舉例說明其對經濟發展和人們生活的影響”。本文設計運用多幅黃河流域教學地圖，讓學生直觀感受當地植被、土壤、氣候等自然要素特征，以及自然要素和人類活動對自然環境的綜合影響，從而深刻理解地理環境各要素間的相互作用，初步形成整體意識和人地協調觀，培養學生的綜合思維。

4.3學情分析

從知識積累角度看，學生對中國地形地勢和氣候特點已有基本了解，并掌握了認識河流的基本方法。在日常生活中，學生對中國母親河一黃河已有不同程度的認識。但黃河中下游生態問題的知識綜合性強，需借助黃河流域教學地圖，讓學生直觀感受各自然要素特征及其對整體環境的影響，進而理解地理要素間的相互作用。從性格特征看，該階段的學生活潑好動、愛表現，但注意力易分散。針對這一特點，教師可在教學活動中組織學生對多幅教學地圖進行分析，引導其自主提取圖中信息，發揮學習主動性，鼓勵學生自主學習與合作學習。

4.4課程設計與教學過程（1）設計思路

在課堂教學中，遵循“據果循因”“以圖導學”的方式引導學生探索知識，設計思路如圖3所示。

（2）教學過程【講授新課】

第一環節：圖文結合判斷黃河中下游憂患。

① 學生閱讀課本圖文資料，教師引導學生分析黃河干流中含沙量和輸沙量自上游至下游的變化趨勢。提出問題：黃河干流中下游含沙量增加會給下游流域帶來怎樣的影響？教師展示《黃河中下游流域地形圖》《黃河中下游流域坡度圖》，引導學生根據專題地圖，結合黃河流域整體特征，總結黃河中下游流域地形變化特點。

圖3設計思路流程圖

[承接]黃河干流中的泥沙是從哪來的呢？

② 教師展示《黃河中下游水土流失評價圖》，引導學生讀圖分析黃河中下游流域的水土流失情況。

提問學生，學生展示結束后，教師點評和補充：由《黃河中下游水土流失評價圖》可知，黃河流域中下游地區水土流失的嚴重程度大致呈現從西北向東南遞減的趨勢，在西北部水土流失最為嚴重。除此之外，黃河中游流域沿黃河干流均出現了不同程度的水土流失，且絕大部分河床周圍的水土流失程度在中等及以上。

[承接]是什么原因導致中游流域發生水土流失呢？

第二環節：自主學習、合作探究黃河中游憂患的影響因素

① 教師給出《黃河中游流域地形圖》《黃河中游流域坡度圖》《黃河中游流域砂土分布圖》《黃河中游流域土壤穩定性評價圖》《黃河中游流域植被覆蓋度分布圖》《陜西省十年平均降雨量圖》及黃河流域上、中、下游相關數據、圖件資料，結合課本內容，組織學生以小組為單位讀圖、讀課本、讀資料，歸納、分析影響因素。

學生小組討論后展示討論結果，教師點評和補充：總體來說，黃河流域各自然地理要素之間相互作用、相互影響，共同導致了黃河中游流域水土流失問題。

[承接]黃河中游流域地理要素特性與它的地理位置有關。

② 教師展示《中國地形圖》《中國干濕區劃圖》《中國農業區劃圖》《中國氣候區劃圖》《中國植被區劃圖》5幅地圖，帶領學生認識黃河中游流域地理位置的特殊性，引入“地理位置過渡性”的概念。

教師講解：綜合上述5幅圖可以看出黃河中游流域處于自然地理條件不穩定的過渡地帶，是該區域水土流失較嚴重的原因之一。

[承接]除自然因素導致水土流失外，人類活動會不會對水土流失有所影響呢？

③ 教師提供《黃河中游流域土地利用圖》和文字數據資料，和學生共同讀圖、讀資料，分析黃河中游流域土地利用情況，引導學生思考導致水土流失的人為原因。

[承接]自然環境與人類生活息息相關，請學生思考該如何保護、恢復黃河中游流域的生態環境？

第三環節：思考黃河中下游治理措施

教師展示《水土流失綜合治理》視頻資料，結合以上所學內容，讓學生以競賽的方式搶答治理水土流失的措施。學生競答、展示結束后，教師進行點評和補充。

【課堂小結】

① 教師提供《黃河流域森林工程分布圖》《黃河流域生態功能保護區分布圖》和文字數據資料，帶學生了解我

國在黃河流域設置了哪些森林工程和生態保護區，讓學生了解國家方針政策，密切關注國家生態保護工作，進而正確認識人地關系，促進人與自然和諧發展。

② 教師帶領學生共同構建本節課知識體系見圖4所示。

5教學反思與建議

從中學地理教學需求出發，應用ArcGIS軟件制作自定義教學地圖并將其應用于“黃河中下游憂患及治理”教學設計中，取得了良好的教學效果。課堂上學生能緊緊跟隨教師制作的自定義地圖和教學內容展開學習，課堂討論熱烈，通過讀圖、讀課本、讀資料，能夠將知識串聯起來，解決教師提出的問題，增強了學習的主動性，并對地理信息技術產生了濃厚的興趣。

圖4黃河中下游憂患及治理思維導圖

通過課后對學生開展的問卷調查發現，雖然絕大多數學生是第一次接觸這種自定義地圖，但是有82%的學生喜歡這種自定義地圖，超過87%的學生認為加入自定義地圖課堂學習變得有趣了，而且在整個教學過程中 56% 的學生能積極參與課堂討論，78%的學生愿意在課堂教學中應用自定義地圖，還有 59% 的學生希望能夠更多地了解數字地圖的相關知識。課下亦有多位學生向教師請教地圖的來源與制作方法，在師生的深入交流中，學生不僅對地理信息技術有了更為透徹的理解，其探索地理世界的興趣也被進一步激發。

在實際教學中，需要注意的是自定義地圖對于多數中學生來說新鮮事物，課堂教學中需要教師對自定義地圖進行講解，從而幫助學生有效地獲取地理信息，這對地理教師來說也是一種挑戰。另一方面，地圖往往只能表示一類地理信息，因此在教學過程中應將自定義地圖與其他圖文資料相結合，為學生提供多源多維信息，提高他們的綜合思維能力。

6結語

通過制作數字化專題地圖和教學設計應用，證明從中學地理教學需求出發、設計制作數字化教學用圖并將其應用于課堂教學具備可行性，成果的應用具有廣泛性。一方面制圖所需的絕大多數數據可以通過互聯網便捷得到；制做的數字化教學用圖可以豐富教學素材，彌補教材案例的不足。另一方面，針對一個知識點的教學需求設計產出的成圖可用于高中地理多項課題的教學設計上，實現一舉多得的良好效果。

本文系山東省教育教學研究課題，2022年度山東省“黃河流域生態保護和教育高質量發展”教育教學專項課題“基于地理教學需求的黃河流域電子教學地圖開發與應用”（項目編號：2022HHZX007）；山東省教育教學研究課題“面向中學地理教育的媒體公眾號傳播力研究”（項目編號：2021JXY029）；山東省教育廳2022年本科教學改革研究重點項目“基于學科大概念的地理師范生大單元教學能力培養與實踐”（項目編號：Z2022160）研究成果。

（作者單位：1.濟南大學水利與環境學院；2.泰安第八中學；3.山東省濟南第一中學）