GIS在中學(xué)地理教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)狀

馮鑫 李清飛

摘 ?要：地理信息系統(tǒng)（GIS）作為一種解決地理問題的計(jì)算機(jī)技術(shù)而出現(xiàn)，能夠以多種方式處理地理信息、為區(qū)域的發(fā)展提供科學(xué)且合理決策方式。GIS技術(shù)自從20世紀(jì)60年代誕生以來，就作為一種以空間數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、管理、分析的技術(shù)而被社會(huì)大眾所廣泛運(yùn)用，GIS運(yùn)用于中學(xué)教育中也成為必然趨勢(shì)，通過研究GIS和中學(xué)地理的契合點(diǎn)，對(duì)GIS在中學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和問題進(jìn)行分析，為GIS能夠更加有效地推進(jìn)中學(xué)地理教學(xué)工作的進(jìn)行提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：中學(xué)地理 ?地理教學(xué) ?GIS

中圖分類號(hào)：G633.55 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）06（b）-0153-02

GIS教育的發(fā)展研究也逐漸成為一門新興的學(xué)科被世界各國開始重視并發(fā)展，很多國家在中學(xué)地理教學(xué)中開展了GIS課程，GIS技術(shù)也成為中學(xué)地理教學(xué)的方法之一，在中學(xué)地理教材中，GIS內(nèi)容的引入可以展現(xiàn)最新的地理學(xué)發(fā)展面貌，讓學(xué)生可以很牢固地掌握地理知識(shí)而且可以激發(fā)學(xué)生對(duì)地理學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性，通過對(duì)GIS軟件的應(yīng)用還可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，而這一點(diǎn)很好地體現(xiàn)了我國新課程改革中的要求。然而，我國中學(xué)地理教學(xué)中GIS的發(fā)展還不是很成熟，雖然國內(nèi)有很多優(yōu)秀的應(yīng)用軟件，但是GIS這種地理信息工具還不能滿足發(fā)展，而且大部分軟件是為專業(yè)應(yīng)用而開發(fā)，價(jià)格高、功能復(fù)雜、操作復(fù)雜成為GIS在地理教學(xué)應(yīng)用中的缺陷。

1 ?GIS功能

1.1 三維動(dòng)態(tài)模擬功能

具有多層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、多數(shù)據(jù)源、多時(shí)間點(diǎn)、結(jié)合定量和定性的GIS技術(shù)可以在顯示空間的基礎(chǔ)上進(jìn)行三維模擬，這可以運(yùn)用在中學(xué)地理教學(xué)中的地球的運(yùn)動(dòng)、天體的變化、大氣環(huán)流的形成、地殼這些方面。通過對(duì)自然環(huán)境變化的真實(shí)模擬，把自然一系列的演變過程通過動(dòng)畫形式體現(xiàn)出來，這樣復(fù)雜的、多時(shí)空的變化過程就可以清晰地體現(xiàn)在學(xué)生面前，可以幫助學(xué)生了解大自然的，并規(guī)律產(chǎn)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，學(xué)生通過分析地變化過程可以很容易掌握這些知識(shí)。如果這些知識(shí)僅通過教師簡(jiǎn)單地用語言描述或者幻燈片展現(xiàn)來讓學(xué)生理解很困難，GIS動(dòng)態(tài)模擬功能的運(yùn)用可以起到其他教學(xué)手段無法代替的效果。

1.2 空間分析能力

空間分析能力是GIS最為重要的功能和特點(diǎn)。尤其是在人文地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)地理學(xué)和城市地理學(xué)中發(fā)揮尤為重要的作用，所以當(dāng)我們?cè)谥袑W(xué)教育中在涉及這些內(nèi)容時(shí)就要借助GIS的幫助。當(dāng)進(jìn)行工業(yè)位置選址時(shí)，可以利用GIS的空間信息處理，通過綜合處理將信息整體一起進(jìn)行分析，引導(dǎo)學(xué)生找出影響工業(yè)布局的關(guān)鍵因素，經(jīng)過比較找出最佳工業(yè)區(qū)位。這樣學(xué)生不但可以找到主要因素，也可以進(jìn)行實(shí)際選址。同樣的功能也可以應(yīng)用在其他方面，例如：找出某一地區(qū)的森林火災(zāi)高發(fā)地，并分析原因然后提出建議;根據(jù)某一地區(qū)的交通分布圖找出交通通達(dá)度最差的地區(qū);根據(jù)地區(qū)分析幫助房地產(chǎn)開發(fā)商找出低犯罪率、高綠化率、環(huán)境污染最低的地區(qū)。這些都是日常生活中經(jīng)常接觸的問題，但是如果不是借助GIS的空間分析能力就無法快速解決，空間分析能力可以被學(xué)生運(yùn)用在自己的社區(qū)環(huán)境分析建設(shè)[1]。

1.3 地形分析功能

我國在最新課程標(biāo)準(zhǔn)中要求學(xué)生可以弄懂等高線及通過等高線疏密程度分析某一區(qū)域地形的起伏，以此判斷地形類型并能輕易觀察等高線圖。由于傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖難以讓學(xué)生在大腦中對(duì)某一地形有個(gè)立體概念，這就是傳統(tǒng)教學(xué)手段的弊端，學(xué)生無法完全認(rèn)識(shí)山峰、山谷、山脊、鞍部、懸崖這些過于抽象的概念，如果可以通過GIS的可視化方式來呈現(xiàn)某地形的等高線及數(shù)值，然后創(chuàng)建TIN（不規(guī)則三角形）表面，進(jìn)而生成對(duì)應(yīng)的DEM（數(shù)字高程模型），然后進(jìn)行三維可視化處理就可以展現(xiàn)一個(gè)立體地形，這樣學(xué)生可以在GIS的幫助下清晰地觀察各種地形，并且通過旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)處理讓學(xué)生自己親手操作，旋轉(zhuǎn)山體、對(duì)各個(gè)地型進(jìn)行變換顏色等操作，這些靈活的操作可以讓學(xué)生有種身臨其境的感覺，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣，加深學(xué)生對(duì)地形的形象認(rèn)知理解[2]。

2 ?GIS在中學(xué)地理教學(xué)中發(fā)展存在的問題

2.1 教師資源匱乏

目前一線教師很少接觸到GIS相關(guān)內(nèi)容，而且由于新技術(shù)的接受需要時(shí)間。我國在2003年才出臺(tái)相關(guān)文件規(guī)定GIS被納入中學(xué)教學(xué)內(nèi)容。普通高校雖然已經(jīng)基本開設(shè)了GIS課程，但是還未形成完善的教師培訓(xùn)體系，中學(xué)教師由于繁重的工作任務(wù)，教學(xué)壓力很大沒有時(shí)間去學(xué)習(xí)，而且學(xué)校也普遍沒有和高校進(jìn)行合作溝通，所以缺少大量理論知識(shí)豐富而且操作熟練的中學(xué)教師去完成教學(xué)任務(wù)。很多中學(xué)都一味地根據(jù)高考考試對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行要求，然而GIS內(nèi)容很少出現(xiàn)造成教師對(duì)GIS相關(guān)內(nèi)容的不重視，只是簡(jiǎn)單地讓學(xué)生標(biāo)注可能會(huì)考試內(nèi)容。GIS操作課程普遍是由信息技術(shù)教師代課，這些教師只是會(huì)熟練地操作計(jì)算機(jī)軟件，基本不具備地理學(xué)科知識(shí)，對(duì)地理規(guī)律常識(shí)的把握十分有限，所以實(shí)際的教學(xué)效果很差[3]。

2.2 基礎(chǔ)教學(xué)數(shù)據(jù)缺乏

數(shù)據(jù)對(duì)GIS有不言而喻的意義，GIS之所以有如此強(qiáng)大的力量就在于龐大的數(shù)據(jù)庫，GIS只是一個(gè)平臺(tái)來整理、處理、分析這些數(shù)據(jù)以便于我們能夠快速找到需要的信息。我國目前很少有專業(yè)的機(jī)構(gòu)或教學(xué)單位整理用于中學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)的GIS數(shù)據(jù)，由于一線教師沒有大量時(shí)間精力整理研究，這方面就很少有專業(yè)人士開發(fā)。目前一線教師獲取數(shù)據(jù)大部分都是從網(wǎng)絡(luò)上獲取，一來信息量少，二是數(shù)據(jù)的對(duì)口性差，三是數(shù)據(jù)的時(shí)效性差，還有少量的數(shù)據(jù)來源于一些專業(yè)研究機(jī)構(gòu)，這些數(shù)據(jù)不能緊扣教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求，實(shí)際教學(xué)意義很小。教師無法獲取足夠進(jìn)行教學(xué)需求的數(shù)據(jù)，這在很大程度上限制了GIS在中學(xué)基礎(chǔ)地理教學(xué)中的普及。

2.3 GIS基礎(chǔ)教學(xué)平臺(tái)不適合

GIS就其被研究至今各行各業(yè)已經(jīng)研究開發(fā)了很多的相關(guān)行業(yè)需求的專業(yè)平臺(tái)，較為常用的ArcMap、Arcview 都是針對(duì)專業(yè)用戶開發(fā)的大型商業(yè)軟件，功能多、操作復(fù)雜、花費(fèi)大、計(jì)算機(jī)要求高，而且絕大多數(shù)都是英文界面，不僅學(xué)生操作困難，甚至連教師都難以完全掌握。GIS的操作課很有可能變成了英語課。國內(nèi)也有很多學(xué)者進(jìn)行過二次開發(fā)，例如裴艷利設(shè)計(jì)的人口教學(xué)平臺(tái)——Geoserver平臺(tái)。但目前國內(nèi)二次開發(fā)軟件大多數(shù)運(yùn)用的是清華同方電子教學(xué)地圖編輯系統(tǒng)和超級(jí)地圖，但是這都只是輔助講授地理知識(shí)的地圖教學(xué)平臺(tái)，很難實(shí)現(xiàn)真正需要的教學(xué)效果，GIS教學(xué)也只是徒有其表。

3 ?結(jié)語

步入新時(shí)代發(fā)展的快速步伐，信息技術(shù)成為我們前進(jìn)的奠基石。中學(xué)地理教學(xué)亦是如此，GIS作為地理的“第三代語言”，是一個(gè)對(duì)地理教學(xué)前進(jìn)道路上的良師益友，有了GIS的幫助必將給我們中學(xué)地理教學(xué)帶來蓬勃的活力。

參考文獻(xiàn)

[1] 李玉能.中學(xué)地理教學(xué)中應(yīng)用GIS的實(shí)踐與探索[D].福建師范大學(xué)，2005.

[2] 楊恒喜，史正濤，李玉鳳，等.GIS在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用[J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2010（18）：271-273.

[3] 姚曉軍，張學(xué)富，孫美平.GIS在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用芻議[J].四川教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（10）：55-58.