GIS輔助中學(xué)地理教學(xué)面臨的問題與對策

劉方

摘 要：隨著信息技術(shù)發(fā)展和教育改革的不斷推進(jìn)，運(yùn)用GIS技術(shù)結(jié)合高中地理課堂知識進(jìn)行授課已經(jīng)成為一種趨勢。文章通過結(jié)合地區(qū)的高中地理GIS課程授課，分析中學(xué)地理GIS教學(xué)存在的問題，并提出對問題的建議對策，方便GIS能更好地服務(wù)中學(xué)地理課堂教學(xué)。

關(guān)鍵字：地理；GIS；教學(xué)

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System或 Geo-Information system，GIS）又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”，是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)是一門綜合性較強(qiáng)的大數(shù)據(jù)支撐學(xué)科，在結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感知識和計(jì)算機(jī)科學(xué)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在城市規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、環(huán)境資源、空間分析等眾多領(lǐng)域[1]。將其應(yīng)用于地理知識教學(xué)當(dāng)中，可以有效地提高地理教師在課堂教學(xué)中的知識引導(dǎo)性，對學(xué)生在學(xué)習(xí)抽象知識、空間幾何分析、多要素疊加信息查看等有著重要的作用。

一、GIS的現(xiàn)實(shí)教育功能

（一）提升課堂授課質(zhì)量

多媒體的教學(xué)形式帶來的信息量增加，使學(xué)生可以在課堂上接收更多的知識，但跟GIS相比，缺少空間上的直觀查看和分析能力。高中地理新課程標(biāo)準(zhǔn)要求信息技術(shù)在地里學(xué)科學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，充分考慮信息技術(shù)對地理課堂教學(xué)的影響，營造有利于學(xué)生形成地理信息意識和能力的教學(xué)環(huán)境。

運(yùn)用GIS可以幫助高中地理老師用簡捷易懂的方法形象的展示多要素集合的思維組合，結(jié)合實(shí)例對GIS的基本功能進(jìn)行闡述和演示，將學(xué)生從二維空間的知識吸收上升到三維空間[1]。

（二）優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)

運(yùn)用GIS技術(shù)貫穿于高中地理課堂教學(xué)中，不僅會(huì)給教學(xué)的目標(biāo)內(nèi)容、教法學(xué)法帶來重要轉(zhuǎn)變，而且會(huì)對學(xué)生的素質(zhì)、能力和思維培養(yǎng)帶來深遠(yuǎn)影響。借助GIS強(qiáng)大的圖像和數(shù)據(jù)處理操作功能，可將復(fù)雜的自然現(xiàn)象、地理活動(dòng)的空間分布、運(yùn)動(dòng)演變，甚至地理教學(xué)中難以講解、難以理解的概念用動(dòng)態(tài)化的、立體直觀的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，對地理現(xiàn)象電話進(jìn)行仿真，對自然過程的演變進(jìn)行模擬等，使學(xué)生更深切的接收到所學(xué)地理知識。

在體驗(yàn)式教學(xué)和探究性學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念，以學(xué)生為主題，引導(dǎo)其根據(jù)既定的學(xué)習(xí)目標(biāo)與研究方向，通過多種途徑收集地理信息，并運(yùn)用GIS技術(shù)對數(shù)據(jù)、資料、圖件進(jìn)行篩選與處理，最終獲得理想的研究成果，以此培養(yǎng)學(xué)生利用GIS地理信息技術(shù)學(xué)習(xí)地理科學(xué)知識與分析地理空間問題的能力[2]。

（三）培養(yǎng)學(xué)生地理素養(yǎng)能力

作為地理學(xué)的第三代語言，運(yùn)用GIS可提供豐富的學(xué)習(xí)信息和學(xué)習(xí)素材，對學(xué)生地理素養(yǎng)的形成起引導(dǎo)作用。讓學(xué)生利用已開發(fā)好的數(shù)據(jù)庫中的要素屬性，進(jìn)行自我探索學(xué)習(xí)，從而讓學(xué)生自主進(jìn)行地理知識的預(yù)習(xí)，學(xué)習(xí)后又能對知識的復(fù)習(xí)及深入理解發(fā)揮重要作用。將GIS技術(shù)作為教學(xué)工具應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，有助于營造互動(dòng)頻繁的課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；有助于實(shí)現(xiàn)對教學(xué)內(nèi)容信息量的擴(kuò)充；有助于教師講解疑點(diǎn)、難點(diǎn)時(shí)從多角度進(jìn)行分析。讓學(xué)生在教材和GIS學(xué)習(xí)軟件之間構(gòu)成學(xué)習(xí)過程的主體和客體，而教師只需要在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中對主客體之間的信息交流加以指導(dǎo)和幫助，學(xué)生在這過程中享有充分的自主權(quán)。

二、GIS在地理教學(xué)應(yīng)用中存在的問題

缺乏對GIS應(yīng)用必要性的重視。一方面，在應(yīng)試教育的大環(huán)境下，GIS教育被認(rèn)為是“花架子”，不能顯著提高學(xué)生的地理考試成績而不被接受，學(xué)校政策不夠重視，更別說進(jìn)行積極的支持與宣傳。教學(xué)側(cè)重點(diǎn)是教學(xué)生將GIS作為解決實(shí)際問題的工具，而不僅僅是在教材中給學(xué)生簡單的介紹有哪些GIS軟件，這些軟件的功能是什么。盡管目前許多高校都開設(shè)了 GIS專業(yè)，但接受過GIS專業(yè)教育的學(xué)生很少從事中學(xué)地理教學(xué)工作。且各大地理院校針對師范類專業(yè)設(shè)置的GIS相關(guān)課程并未與中學(xué)地理教學(xué)緊密結(jié)合，導(dǎo)致一線地理教師隊(duì)伍中GIS人才缺乏。僅有少部分教師自發(fā)地學(xué)習(xí)過GIS，GIS技能還有很大的提升空間。另一方面，中學(xué)地理教師的年齡組成大都趨向中年化，他們中的大多數(shù)對GIS感到很陌生、排斥，沒有對GIS系統(tǒng)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，導(dǎo)致GIS技術(shù)在中學(xué)課程教育中的必要性應(yīng)用阻力重重，影響GIS技術(shù)在地理教學(xué)中的發(fā)展。而且許多一線教師處于職業(yè)怠倦期，認(rèn)為傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)能夠滿足日常教學(xué)，不愿意去接收一種新的、不熟悉的教學(xué)方式[3]。

缺乏與之配套的教學(xué)軟硬件。目前，地理信息系統(tǒng)為商業(yè)軟件，多用在商業(yè)規(guī)劃、高校科研、企事業(yè)單位工程生產(chǎn)應(yīng)用等領(lǐng)域，功能繁多且操作復(fù)雜，價(jià)格貴且后期維護(hù)費(fèi)高，是基礎(chǔ)教育階段學(xué)校所不能承擔(dān)的。現(xiàn)在，市面上出現(xiàn)的專門針對中學(xué)的地理教學(xué)的GIS軟件寥寥可數(shù)，且性能方面遠(yuǎn)不及專業(yè)GIS軟件。另外，GIS軟件所要求的硬件配置也需要高性能的計(jì)算機(jī)設(shè)備，由于地域發(fā)展的差異，對于中西部學(xué)校也是一筆不小的開支。據(jù)筆者對所在城市高中地理教師的了解，學(xué)校提供的教育環(huán)境很難滿足教師應(yīng)用GIS、學(xué)生學(xué)習(xí)GIS的需求，雖然也有地理教師將ArcGIS與日常課程輔助教學(xué)相結(jié)合，但都為網(wǎng)絡(luò)下載的破解版本，很難保證軟件性能的穩(wěn)定性以及模塊功能的完整性。

缺乏課程教學(xué)用的GIS地理數(shù)據(jù)。有的地區(qū)重視、推廣了GIS技術(shù)，創(chuàng)設(shè)了GIS教育實(shí)驗(yàn)基地，配置完備的軟硬件設(shè)施，但是，苦于沒有適合地理課程教學(xué)的城市信息、人口信息、環(huán)境信息、資源信息等等GIS數(shù)據(jù)。盡管可以從大數(shù)據(jù)網(wǎng)站上下載一部分免費(fèi)數(shù)據(jù)資源，但能夠直接配備應(yīng)用于課程教學(xué)的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)非常少，很多地理教師并不知道從哪里找到適合地理課堂教學(xué)的數(shù)據(jù)資源。比如，湘教版必修二中第三節(jié)《人口的遷移》，地理老師在通過ArcGIS進(jìn)行課堂的拓展學(xué)習(xí)時(shí)，大到可能需要全世界的人口信息數(shù)據(jù)，小到需要某一鄉(xiāng)鎮(zhèn)或行政村的人口信息數(shù)據(jù)。這些龐大的、多元的、適合教學(xué)的數(shù)據(jù)信息獲取就是大問題，因?yàn)槎颊莆赵谝恍┨卦O(shè)行業(yè)或部門，而我國對地理數(shù)據(jù)的保密程度相對較高，而且很多都是絕密資料，禁止向社會(huì)開放使用的。因此，GIS 數(shù)據(jù)資源的饋乏已經(jīng)是制約我國 GIS 教育普及的重要因素。

三、對策及建議

與高?！按顜汀?，組建GIS教學(xué)授課的專業(yè)隊(duì)伍。地理教育的信息化實(shí)質(zhì)是達(dá)到教學(xué)思想、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程、教學(xué)評價(jià)的全面信息化，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)信息社會(huì)所需要的高素質(zhì)人才。學(xué)校應(yīng)著力構(gòu)建GIS教學(xué)團(tuán)隊(duì)，以年輕教師為骨干，加強(qiáng)思想認(rèn)識。構(gòu)建學(xué)校與高校GIS專業(yè)的聯(lián)通，依托高校GIS專業(yè)的優(yōu)勢培養(yǎng)GIS教學(xué)團(tuán)隊(duì)?；蜓埜咝IS方面的專家進(jìn)行有針對性的重點(diǎn)教授，幫助其提高GIS技術(shù)和地理知識的融合學(xué)習(xí)技能。組織GIS教學(xué)團(tuán)隊(duì)參與高校GIS技能的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)教師的GIS專業(yè)素養(yǎng)，舉辦GIS技能比賽等。各個(gè)學(xué)校間也可進(jìn)行地理教師GIS教學(xué)的研討，加強(qiáng)彼此交流，將GIS更好地同高中地理課堂教學(xué)緊密結(jié)合，逐步將GIS結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)踐于教學(xué)中，達(dá)到地理與GIS技術(shù)“教學(xué)相長”的效果。

完善GIS所需的信息化教育環(huán)境。需要政府部門和社會(huì)團(tuán)體加大支持力度，開發(fā)更多適應(yīng)我國基礎(chǔ)地理教育現(xiàn)狀、價(jià)格低廉智能化高的GIS軟件，擴(kuò)大基礎(chǔ)地理教育需要的地理數(shù)據(jù)。建設(shè)地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，幫助學(xué)校配套硬件、軟件設(shè)施建設(shè)、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)速的提升等。為學(xué)生提供學(xué)習(xí)、實(shí)踐的試驗(yàn)場所[4]。每年投入一定的專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，用于硬件設(shè)備維護(hù)、軟件的更新。

提高地素養(yǎng)，引導(dǎo)教師改變教學(xué)觀念。加強(qiáng)教育部門對GIS在地理教學(xué)中應(yīng)用的的認(rèn)識，加大宣傳地理教育信息化的在當(dāng)下地理課程教學(xué)中的重要性。教師在 GIS 輔助中學(xué)地理教學(xué)過程中既是決策者也是實(shí)踐者，應(yīng)積極主動(dòng)接受全新的、快捷的、可視化的技術(shù)成果，摒棄對 GIS 軟件難上手的錯(cuò)誤認(rèn)知。深刻認(rèn)識到GIS對地理教學(xué)的影響，認(rèn)識到GIS能輔助教師更好地培養(yǎng)學(xué)生的地理素養(yǎng)能力。

總之，GIS技術(shù)在本地區(qū)還處在起步階段，本文通過分析GIS教學(xué)中存在的問題及對策建議，可幫助教師明確不足之處，認(rèn)識到GIS在課堂教學(xué)中的重要性，輔助地理教師提升教學(xué)水平，從而提高學(xué)生的地理信息素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]岳秀云.GIS技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].太原大學(xué)教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，12（30）.

[2]張效裕.GIS技術(shù)與高中地理教學(xué)的融合[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2015，（9）：38-39.

[3]都園園，姜豐，都升升，劉云珍等.從美國GIS教學(xué)應(yīng)用的現(xiàn)狀看我國地理教學(xué)信息化的問題[J].環(huán)球，2011，05（74）.

[4]孫靜.GIS在高中地理課堂教學(xué)中的有效融合[J].江蘇省沐陽建陵高級中學(xué)，2016，11（072）.