基于GIS的人文地理學(xué)教學(xué)模式構(gòu)建

劉毅華+黎倩雯

一、GIS在人文地理學(xué)研究及其教學(xué)中的趨勢

地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS）是20世紀(jì)60年代中期逐漸發(fā)展起來的一門新技術(shù)，它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機(jī)軟硬件支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，為地理研究和地理決策服務(wù)而形成的計算機(jī)決策支持系統(tǒng)。GIS以其強(qiáng)大的空間可視功能、空間數(shù)據(jù)庫管理和空間分析功能等，廣泛應(yīng)用于區(qū)域規(guī)劃、土地管理、水利水資源管理、旅游管理、城市管理、交通、衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、軍事等領(lǐng)域，成為目前一個全球性的重要行業(yè)。GIS 技術(shù)的使用也是現(xiàn)代地理學(xué)發(fā)展的重要標(biāo)志，其在整合和分析各種數(shù)據(jù)尤其是空間數(shù)據(jù)方面優(yōu)勢獨特。近年來，社會科學(xué)（包括人文地理學(xué)和一些應(yīng)用社會科學(xué)）的一項重要進(jìn)展即是GIS方法在研究復(fù)雜的人類社會系統(tǒng)中的應(yīng)用。如美國加州大學(xué)圣達(dá)巴巴拉分校的社會科學(xué)空間綜合研究中心（簡稱CSISS）在美國國家自然科學(xué)基金資助下成立并發(fā)展起來，為促進(jìn)GIS技術(shù)在社會科學(xué)中的應(yīng)用發(fā)揮著重要作用。英國倫敦大學(xué)學(xué)院的高級空間分析中心（簡稱CASA）也集聚GIS、地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、物理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科專家，集中研究社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)在時空演變中的客觀規(guī)律以及相應(yīng)的政策與規(guī)劃手段。哈佛大學(xué)最近新成立地理分析研究中心，其宗旨是推動空間分析和GIS在人文與社會科學(xué)研究中的應(yīng)用。屬于長青藤聯(lián)盟的布朗大學(xué)也在空間社會科學(xué)結(jié)構(gòu)的旗幟下，致力于GIS與社會科學(xué)的整合。上述事例表明GIS作為在自然科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)流行的技術(shù)及方法逐步融入到國際人文學(xué)與社會科學(xué)研究范圍內(nèi)，在學(xué)科交叉過程中扮演著極其重要的角色。

GIS技術(shù)不僅在人文地理學(xué)研究中蓬勃發(fā)展，其在西方發(fā)達(dá)國家人文地理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用也日趨廣泛，各種層次的相關(guān)教材相繼出版（Goodchild & Janelle， 2004；Okabe，2005；Greene & James B.Pick，2005；F.Wang，2007）。GIS手段在教學(xué)及學(xué)習(xí)中的應(yīng)用日益普遍，成為西方發(fā)達(dá)國家近年來人文地理學(xué)實現(xiàn)研究型、參與型教學(xué)模式中不可或缺的重要方面，反映出西方發(fā)達(dá)國家人文地理學(xué)教學(xué)改革的發(fā)展趨勢。

我國高校人文地理學(xué)教學(xué)與西方發(fā)達(dá)國家相比尚存在差距。總體而言，我國人文地理學(xué)教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識和理論學(xué)習(xí)、輕視獲取知識和理論的方法傳授，重課堂理論教學(xué)，輕研究能力及方法培養(yǎng)。開設(shè)的專業(yè)課程以知識和理論為主，雖開設(shè)地理信息系統(tǒng)、計量地理地圖及遙感等現(xiàn)代技術(shù)手段課程，但幾乎未與人文地理學(xué)各分支課程進(jìn)行關(guān)聯(lián)教學(xué)，學(xué)生掌握大量的知識與理論，卻不知道如何獲取，學(xué)習(xí)的新技術(shù)與手段，也未形成基本的專業(yè)研究能力，所對應(yīng)的教學(xué)模式與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)存在較大差距。近年來，已有不少學(xué)者開始關(guān)注這一問題，并進(jìn)行積極探索，尤其是GIS技術(shù)對整個地理學(xué)教學(xué)影響重要性的探討，或GIS技術(shù)在某一具體教學(xué)內(nèi)容的實現(xiàn)和應(yīng)用方面探索較多。但GIS技術(shù)與課程和教學(xué)體系如何整合，基于GIS的人文地理學(xué)教學(xué)模式如何構(gòu)建尚未形成一套行之有效的思路和解決途徑。因此，切實提高人文地理學(xué)教學(xué)質(zhì)量，將GIS技術(shù)應(yīng)用于人文地理學(xué)教學(xué)模式的改革將是現(xiàn)階段教學(xué)改革的關(guān)鍵。

二、 GIS在人文地理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的基本特點是從單一運(yùn)動形態(tài)走向多運(yùn)動形態(tài)及其相互聯(lián)系、相互滲透的綜合研究，跨學(xué)科、多層次、廣手段的研究趨勢不可阻擋。地球系統(tǒng)的整體觀念和圈層作用，使現(xiàn)代地理學(xué)各學(xué)科的相互交叉、相互滲透成為必然。因此，在人文地理學(xué)的教學(xué)和研究中，運(yùn)用地理信息科學(xué)的研究方法與手段已是大勢所趨。

GIS技術(shù)以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和分析功能，為改變傳統(tǒng)人文地理學(xué)教學(xué)方法提供良好契機(jī)，可有效改變傳統(tǒng)人文地理學(xué)研究手段和方法在數(shù)據(jù)處理與分析中效率低下、周期長、準(zhǔn)確性差等缺陷，為人文地理學(xué)更加方便、快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行教學(xué)改革提供良好信息載體。

（1）教學(xué)表現(xiàn)方式創(chuàng)新。GIS能同時將文字、圖形、影像乃至聲音有效進(jìn)行處理，其它任何方法均無法比擬。在人文地理學(xué)教學(xué)中，將教學(xué)所需的文件數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)、學(xué)生數(shù)據(jù)等屬性信息與空間數(shù)據(jù)結(jié)合實行一體化管理，可為人文地理學(xué)教學(xué)更好使用地理圖像、圖表以及虛擬現(xiàn)實提供新的可視化方法，還可進(jìn)一步為教學(xué)系統(tǒng)平臺的二次開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

（2）空間認(rèn)知及分析能力培養(yǎng)。GIS技術(shù)最重要也是最強(qiáng)大功能是能夠進(jìn)行包括空間位置、分布、形態(tài)、關(guān)系等方面的空間分析，能夠?qū)⒏鞣N與空間有關(guān)數(shù)據(jù)和地理位置鏈接一起，進(jìn)而從空間角度表達(dá)、分析各種數(shù)據(jù)，對培養(yǎng)學(xué)生空間認(rèn)知尤其是空間分析能力具有重要意義。

（3）自主學(xué)習(xí)及創(chuàng)新能力發(fā)展。GIS操作性強(qiáng)，在教學(xué)中引入能強(qiáng)化人文地理學(xué)教學(xué)的實踐性，利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的社會實踐與創(chuàng)新能力。學(xué)生利用GIS研究方法可全面提升學(xué)術(shù)研究水平和實際工作能力。

三、基于GIS的人文地理學(xué)教學(xué)模式構(gòu)建途徑

由于GIS技術(shù)處理和分析空間數(shù)據(jù)具有獨特優(yōu)勢，交互性、動態(tài)性很強(qiáng)的GIS技術(shù)支持下的教學(xué)模式將逐步取代傳統(tǒng)教學(xué)中信息表達(dá)單純使用紙質(zhì)圖紙或靜態(tài)顯示計算機(jī)屏幕的方法。根據(jù)人文地理教學(xué)基本要求和GIS技術(shù)自身特點，基于GIS的人文地理學(xué)教學(xué)模式構(gòu)建主要有以下三種途徑。

（1）GIS可視化功能與人文地理教學(xué)表現(xiàn)方法結(jié)合教學(xué)模式。空間始終是地理學(xué)及其各分支學(xué)科關(guān)注的焦點。教學(xué)過程中利用GIS軟件對地圖操作，不僅可進(jìn)行靈活縮放、漫游和定位，還可進(jìn)行二維或三維可視化表達(dá)及虛擬現(xiàn)實模擬，直觀易懂，對學(xué)生空間想象和思維能力培養(yǎng)起到傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖難以達(dá)到的效果。

（2）GIS空間分析功能與人文地理探究教學(xué)結(jié)合教學(xué)模式。利用GIS的空間定位、查詢和分析功能可對研究的地理要素空間分布及其關(guān)系進(jìn)行分析，從而將研究和分析過程融合教學(xué)過程中，達(dá)到完美輔助教學(xué)之目的。

（3）GIS研究方法與研究性學(xué)習(xí)結(jié)合教學(xué)模式。GIS一方面是非常強(qiáng)大的信息載體，教學(xué)過程中可隨時根據(jù)需要擴(kuò)展信息量和教學(xué)內(nèi)容，開闊學(xué)生知識視野，激勵思維發(fā)散及創(chuàng)新思維生成；另一方面操作性強(qiáng)，無論是專題地圖制作，還是空間查詢、緩沖區(qū)、疊置、網(wǎng)絡(luò)、三維等分析，都涉及到大量動手操作、問題設(shè)計及實現(xiàn)地圖配色與美術(shù)審美、團(tuán)隊合作等知識與能力，是真正能體現(xiàn)研究性學(xué)習(xí)與自主學(xué)習(xí)理念的創(chuàng)新教學(xué)模式?！?/p>

本文為廣東省教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃課題（2010tjk200），廣州大學(xué)2012年度教學(xué)研究項目成果。endprint