３Ｓ技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中地位的探討

劉　曉　胡慶玲

摘要：筆者在分析3S技術(shù)概念、組成、應(yīng)用領(lǐng)域，并回顧其在中學(xué)地理課程體系定位的基礎(chǔ)上，提出了3S技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的二重性——既是課程教學(xué)內(nèi)容，又是傳授知識的方法和手段。并分析其作為教學(xué)內(nèi)容的必要性和作為教學(xué)手段的優(yōu)越性，最終對其作為教學(xué)內(nèi)容的特點和作為教學(xué)手段的配置需求作了討論。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù)；中學(xué)地理教學(xué)；課程體系；教學(xué)手段；教學(xué)內(nèi)容

中圖分類號：G434文獻標識碼：A 文章編號：1673-8454（2009）14-0049-03

信息社會、知識經(jīng)濟和網(wǎng)絡(luò)時代的到來，給現(xiàn)代地理學(xué)的發(fā)展增添了新的活力，其中最重要的內(nèi)容之一就是3S技術(shù)的產(chǎn)生和推廣普及。伴隨3S技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的擴展，其在中學(xué)地理教學(xué)中也有了較多的體現(xiàn)。2003年4月，教育部修訂頒布了《普通高中地理課程標準（實驗）》，較大幅度地增加了地理信息技術(shù)類教學(xué)內(nèi)容，正是順應(yīng)這一發(fā)展趨勢。但是，有關(guān)3S技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的地位和作用，不同專家，不同教育理論對此認識各不相同。

一、 3S技術(shù)的概念

3S技術(shù)包括三部分：GIS（地理信息系統(tǒng)），GPS（全球定位系統(tǒng)）和RS（遙感）。這三方面技術(shù)內(nèi)容相互聯(lián)系緊密，在實際應(yīng)用中通常進行多種形式的融合，從而構(gòu)成了現(xiàn)代地理信息技術(shù)的主要組成部分。

地理信息系統(tǒng)是對空間數(shù)據(jù)進行采集、存儲、更新、分析、查詢、輸出以及為各種實際應(yīng)用提供科學(xué)的決策咨詢的強大技術(shù)體系。一般的地理信息系統(tǒng)都具有強大的地圖編輯功能，其成果輸出通常使用紙質(zhì)或電子地圖的形式。

全球定位系統(tǒng)是進行地面采樣、導(dǎo)航和定位的有力工具。它具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應(yīng)用廣泛等特點。GPS最初是為軍方提供精確定位而建立的，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛進入民用領(lǐng)域，可以給多個行業(yè)，如交通、國土資源管理、旅游等提供位置信息服務(wù)。

遙感是當今空間信息獲取和更新的一個非常重要的手段和工具，用遙感技術(shù)獲取信息有范圍廣、速度快、信息準確的特點，所以，遙感技術(shù)可以作為地理信息系統(tǒng)所需的空間信息和屬性信息源。遙感技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于資源普查、環(huán)境監(jiān)測與管理、地圖制作與更新等領(lǐng)域。

二、3S技術(shù)與中學(xué)地理教學(xué)的關(guān)系

在中學(xué)地理教學(xué)中，3S技術(shù)具有二重性的特點，既是傳授的知識內(nèi)容，又是傳授知識的手段和方法（如圖1）。一方面，3S技術(shù)作為新興的資源環(huán)境信息管理技術(shù)，可以對資源、環(huán)境等各種與空間位置有關(guān)的信息進行管理，并進行分析、查詢、預(yù)測、信息挖掘、模型模擬等各種操作。伴隨該技術(shù)的推廣與普及，其已經(jīng)進入大眾化應(yīng)用階段，在中學(xué)地理課程體系中應(yīng)當占有相應(yīng)的地位。另一方面，3S技術(shù)由于其與信息技術(shù)的密切關(guān)系，為中學(xué)地理以及其他多門課程的教學(xué)方法，提供了新的內(nèi)容和教學(xué)手段，成為傳授與空間位置有關(guān)的知識新載體。這種新的教學(xué)手段豐富了地理、歷史、政治等多門學(xué)科的課堂授課形式，提高了知識傳授的效率，并為培養(yǎng)和引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣起到積極的作用。

1. 3S技術(shù)作為教學(xué)內(nèi)容的必要性

GIS（地理信息系統(tǒng)）及其相關(guān)技術(shù)是獲取與處理空間數(shù)據(jù)的科學(xué)，也是現(xiàn)代信息技術(shù)的分支和重要應(yīng)用領(lǐng)域；伴隨信息技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)已經(jīng)進入大眾推廣的階段。因此要求在中學(xué)地理教學(xué)中對其有所體現(xiàn)。這也正是教育部修訂普通高中地理課程標準，大幅度增加3S技術(shù)相關(guān)內(nèi)容在中學(xué)地理教學(xué)中比重的原因。

同時，3S技術(shù)作為現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，與信息科學(xué)有密不可分的關(guān)系。教育部于2000年印發(fā)的《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要(試行)》要求：“培養(yǎng)學(xué)生良好的信息素養(yǎng)，把信息技術(shù)作為支持終身學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的手段，為適應(yīng)信息社會的學(xué)習(xí)、工作和生活打下必要的基礎(chǔ)?！弊鳛樾畔⒖茖W(xué)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，3S技術(shù)的內(nèi)容也應(yīng)當在中小學(xué)信息技術(shù)課程中有所體現(xiàn)。

國內(nèi)部分省市現(xiàn)有的（新課標）高中地理教材，有部分章節(jié)涉及GIS的內(nèi)容。如江蘇全日制普通高級中學(xué)地理教科書(選修)第二冊第二單元章節(jié)“現(xiàn)代化技術(shù)在國土整治中的應(yīng)用”，介紹了3S技術(shù)(即地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS、遙感技術(shù)RS)。其他省市的教材也有類似內(nèi)容。作為課堂教學(xué)內(nèi)容，3S技術(shù)僅占很小一部分，而且由于其前沿性和抽象性，其講授范圍不宜過多、過雜、過難。

2.3S技術(shù)作為中學(xué)課堂教學(xué)手段的優(yōu)越性

3S技術(shù)包含了運用現(xiàn)代信息技術(shù)對與空間位置有關(guān)的信息進行采集、存儲、查詢、分析、輸出的各個方面，其特點決定了作為教學(xué)手段，其在中學(xué)地理教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

一方面，3S技術(shù)研究對象主要為與資源、環(huán)境、生態(tài)監(jiān)測相關(guān)的內(nèi)容，并對這些內(nèi)容進行可視化、模型化表達和研究。使用可視化、模型化的方法向?qū)W生介紹這些內(nèi)容，簡單形象、生動直觀，這對于加強中學(xué)生的環(huán)保意識、生態(tài)意識有重要意義。

另一方面，3S技術(shù)通常以地圖圖件作為重要的輸出產(chǎn)品，因此運用3S技術(shù)開發(fā)的系統(tǒng)也都具有較強的制圖功能。這可以為中學(xué)地理CAI課件提供豐富的素材，使課堂教學(xué)更加直觀，更加深刻。另外，還可以通過在課件中使用交互式電子地圖、網(wǎng)絡(luò)電子地圖、多媒體電子地圖， 活躍課堂氣氛，提高知識傳授的效率。

三、3S技術(shù)作為教學(xué)內(nèi)容的特點

3S技術(shù)作為中學(xué)地理的教學(xué)內(nèi)容，其講解的深度、范圍應(yīng)根據(jù)教學(xué)主體的特點進行篩選，以達到因材施教，獲得最好教學(xué)效果的目的。由于3S技術(shù)是新興的信息技術(shù)，其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用還不夠成熟，而在其他新興領(lǐng)域的應(yīng)用又不斷拓展。在中學(xué)地理教學(xué)中如何把握其穩(wěn)定性、前沿性、知識深度與廣度等問題，以及與教材中其他傳統(tǒng)內(nèi)容關(guān)系的問題，都是下一步需要討論和研究的內(nèi)容。

1.教學(xué)內(nèi)容標準化

提出這個問題，主要是由于3S技術(shù)應(yīng)用方興未艾，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，而且在很多領(lǐng)域經(jīng)過與該領(lǐng)域融合之后，形成許多具有特色的內(nèi)容。故如何從諸多的應(yīng)用當中提取最核心、最有價值、最具代表性的應(yīng)用，如何對涉及3S技術(shù)教學(xué)知識的內(nèi)容進行標準化，如何處理這部分教學(xué)內(nèi)容與其他傳統(tǒng)知識內(nèi)容的關(guān)系，需要在今后的實踐當中不斷摸索，總結(jié)規(guī)律。伴隨幾次新課改的進行和教材的更新，3S技術(shù)作為教學(xué)內(nèi)容逐漸固化，但其合理性和發(fā)展趨勢還值得我們繼續(xù)研究。

2.知識深度、廣度的把握

GIS作為一門交叉學(xué)科，相關(guān)技術(shù)內(nèi)容多，涉及多學(xué)科，多層知識結(jié)構(gòu)。中學(xué)地理教學(xué)活動中涉及的主要包括地圖制圖、空間分析、GPS、RS。其他數(shù)據(jù)庫，地圖投影，系統(tǒng)開發(fā)，由于其過于專業(yè)，應(yīng)該避免涉及。中學(xué)地理課程應(yīng)該具有以下特點：應(yīng)用范圍廣；普及程度高；形象直觀。

另一方面，3S技術(shù)教學(xué)內(nèi)容對于學(xué)生學(xué)緣結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，對其今后生活和學(xué)習(xí)興趣的影響，也是我們需要考慮的內(nèi)容。

四、3S技術(shù)作為教學(xué)手段所需的配套資源

3S技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)緊密結(jié)合，使用其作為教學(xué)手段，其實現(xiàn)需要一定的系統(tǒng)資源，主要包括軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)、具有相關(guān)知識和技能的人。這些要求已超出了現(xiàn)代普通中學(xué)教育信息化的進程，這也是阻礙3S技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中普遍推廣的重要因素之一。

1.軟件配置要求

在中學(xué)地理教學(xué)中涉及的3S技術(shù)知識，絕大多數(shù)屬于大眾普及化的內(nèi)容，因此對軟件的需求相對較低。對于其他需求，如歷史、政治、地理課程中的地理模型、地圖顯示、地圖制圖要求，由于其應(yīng)用范圍的專業(yè)性和應(yīng)用目的的單一性，因此可以利用多數(shù)免費GIS軟件，或試用版、學(xué)習(xí)版軟件實現(xiàn)功能。同時由于教育經(jīng)費限制，僅僅為滿足課堂教學(xué)，購買大型商業(yè)化GIS系統(tǒng)，成本太高，得不償失。

另外，很多廠家提供的WebGIS服務(wù)也能很好滿足中學(xué)教學(xué)中對3S技術(shù)的要求，如Google Earth軟件可以提供全球絕大多數(shù)地區(qū)高分辨率遙感影響，并提供面積量算、距離量算、位置查詢、三維可視化等功能；我國Mapbar公司提供的桌面地圖搜索服務(wù)，提供全國絕大多數(shù)城市的電子地圖，并提供標注功能，也可以應(yīng)用在中學(xué)地理教學(xué)當中。

2.硬件配置要求

中學(xué)地理教學(xué)中，對3S技術(shù)進行演示，通常采用計算機多媒體教學(xué)的手段，這在經(jīng)濟條件比較好的地區(qū)完全可以實現(xiàn)。其他硬件設(shè)施，如GPS接收機等，隨著價格不斷降低，普及程度不斷提高，在教學(xué)中也很容易得到。其他類型的數(shù)據(jù)輸入輸出、數(shù)據(jù)處理設(shè)備，由于價格高、應(yīng)用范圍小，完全可以省去或在必要的時候借助某些商業(yè)化公司完成。

3.需要的數(shù)據(jù)

3S技術(shù)中數(shù)據(jù)通?？梢詣澐譃榭臻g數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩種類型?？臻g數(shù)據(jù)用以描述空間位置信息，包括矢量和柵格兩種模型；屬性數(shù)據(jù)通常是以二維表形式存在的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。很多數(shù)據(jù)廠家的樣本數(shù)據(jù)，以及軟件自帶的示例數(shù)據(jù)，由于精度高，通用性強，數(shù)據(jù)涵蓋范圍通常為熱點地區(qū)，故可以很好的應(yīng)用。其他類型的數(shù)據(jù)，通常也可以通過互聯(lián)網(wǎng)獲取。

中學(xué)地理教學(xué)中直接用到的數(shù)據(jù)包括各種不同比例尺的地圖圖件、地理模型圖示、專題地圖等內(nèi)容。盡管多數(shù)內(nèi)容可以從互聯(lián)網(wǎng)上得到，對這些內(nèi)容進行研究、匯總、標準化并出版發(fā)行，還需要一些教育產(chǎn)業(yè)機構(gòu)和教師做更細致的工作。

4.人員配置與培訓(xùn)

人員作為使用系統(tǒng)的主體，擔負著系統(tǒng)功能的發(fā)掘和應(yīng)用深度的拓展等功能，對一個系統(tǒng)的成敗具有至關(guān)重要的作用。對于中學(xué)地理教師，他們不僅需要掌握3S技術(shù)的知識內(nèi)容，而且需要掌握軟件操作方法。他們需要面對新出現(xiàn)的各種問題和形勢，走在科技知識普及的最前端，每一種新軟件、新功能的出現(xiàn)，對他們都既是機遇，也是挑戰(zhàn)。他們需要不斷補充知識，豐富經(jīng)驗，將掌握的內(nèi)容應(yīng)用到中學(xué)地理教學(xué)中。

上述四部分條件構(gòu)成輔助中學(xué)地理教學(xué)的一個完整的信息系統(tǒng)，用以進行地理知識的傳授，并可以輔助其他課程知識的傳授。這些條件的配備，對學(xué)生能力的培養(yǎng)和素質(zhì)的提高，以及對養(yǎng)成學(xué)生正確的世界觀、科學(xué)觀也具有重要意義。

五、總結(jié)

3S技術(shù)的出現(xiàn)，是技術(shù)進步、社會發(fā)展的必然，其進入中學(xué)課堂，作為教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段呈現(xiàn)在學(xué)生面前，也是必然的發(fā)展趨勢。本文論述了其作為教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段的兩重特性，并對其雙重特性進行了分析，對其今后的發(fā)展方向進行展望，希望起到拋磚引玉的功效。

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（編輯：劉軒）