地理信息系統(tǒng)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用調(diào)查研究
——以蘭州市三所高中為例

袁健萍

一、 引言

隨著多媒體、投影等現(xiàn)代電教手段的廣泛應(yīng)用，中學(xué)教學(xué)過程越來越多地運(yùn)用電教媒體和計(jì)算機(jī)來輔助教學(xué)，效果明顯。中學(xué)地理教學(xué)除了應(yīng)用多媒體和電教手段外，還必須利用能有效采集、貯存、管理、分析和表達(dá)地理數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)。我國當(dāng)前的中學(xué)地理教學(xué)中，課堂教學(xué)以教師講授、學(xué)生記憶為主，學(xué)生參與課外活動較少，學(xué)生感覺枯燥乏味，教學(xué)效果不堪理想。同時(shí)，地理學(xué)科本身具有較強(qiáng)的綜合性、區(qū)域性等特點(diǎn)。單憑傳統(tǒng)的教具地理掛圖、幻燈片等未能調(diào)動學(xué)生對地理知識的渴望和探索，從而嚴(yán)重制約我國青少年的基礎(chǔ)教育。新課程明確提出要落實(shí)地理核心素養(yǎng)，從而構(gòu)建起課堂教學(xué)完整的目標(biāo)體系。當(dāng)前的素質(zhì)教育根本在于培養(yǎng)能力和結(jié)構(gòu)合理并適應(yīng)社會需要的高素質(zhì)人才，新型的教學(xué)模式就是要充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段使學(xué)生“學(xué)會認(rèn)識、學(xué)會做事、學(xué)會共處、學(xué)會發(fā)展”。因此，針對中學(xué)地理教學(xué)手段和方法單一的現(xiàn)狀，以教育部門依據(jù)教育質(zhì)量等綜合指標(biāo)而劃分的省級示范性高中、市級示范性高中和一般高中三層取樣，層內(nèi)取該層平均成績最為普通的班級。學(xué)校內(nèi)取樣，取每班隨機(jī)抽取20～30人(根據(jù)實(shí)際情況確定)確定了蘭州市的三所中學(xué)，分布在蘭州市城關(guān)區(qū)、西固區(qū)、七里河區(qū)。分別從蘭州市二中、蘭州四中、蘭煉三中的高一、高二年級發(fā)放問卷734份，收回734份，剔除作答不完整和作答不認(rèn)真的問卷后，保留715份，有效率為97.4%。按學(xué)校的不同級別劃分，省級示范性高中264人，市級示范性高中341人和一般高中120人。按性別劃分，男生325人，女生390人。按年級劃分，高一402人，高二312人，其中，樣本中還有少數(shù)民族學(xué)生18人，占樣本總數(shù)的2.5%。確定了調(diào)查的主要五個緯度：①學(xué)生對高中地理的喜好程度的調(diào)查；②高中地理的教學(xué)方法和手段的調(diào)查；③學(xué)生對教學(xué)形式的滿意程度調(diào)查；④學(xué)生對地理信息技術(shù)的了解程度調(diào)查；⑤學(xué)生的地理成績與教學(xué)方法的相關(guān)關(guān)系分析。

二、 中學(xué)地理教學(xué)的統(tǒng)計(jì)調(diào)查與分析

(一)學(xué)生對高中地理的喜好程度的調(diào)查分析

“你對高中地理課的喜好程度”，有159人(22.2%)的學(xué)生選擇沒感覺，一般；有190人(26.6%)的學(xué)生選擇較喜歡；有366人(51.2%)的學(xué)生選擇不喜歡。從這項(xiàng)調(diào)查可以看出，部分學(xué)生還是不太喜歡地理課程，探究喜歡與否的原因，我們設(shè)置了第四題和第五題，“高中學(xué)生不喜歡高中地理課的原因有哪些”，有297位學(xué)生認(rèn)為地理教師講得不吸引人，有286位同學(xué)認(rèn)為教學(xué)方法單調(diào)、死板。有339位學(xué)生認(rèn)為地理課枯燥、沒趣味。有112位同學(xué)對地理不感興趣，有106人認(rèn)為地理內(nèi)容生硬。有77位學(xué)生認(rèn)為地理知識難。從這項(xiàng)調(diào)查可以看出，原因有以下兩個方面：其一，現(xiàn)在的高中地理教學(xué)方法還存在一定的問題，不能調(diào)動起學(xué)生的積極性，感覺地理課很沒有趣味，學(xué)生厭學(xué)地理。其二，筆者對此問題對個別學(xué)生進(jìn)行了訪談，地理作為副課，教師也不是很關(guān)注。學(xué)生最愛上地理晚自習(xí)，因?yàn)榈乩硗碜粤?xí)可以干其他的事情，教師也不會管。相反，像英語或數(shù)學(xué)等主課，教師會抓得很緊。這也是學(xué)生不喜歡學(xué)習(xí)地理的原因之一。對喜歡地理課的原因有以下幾個方面：有233位學(xué)生認(rèn)為地理知識對生活有用，有187位學(xué)生認(rèn)為對地理知識感興趣。有152人認(rèn)為能學(xué)到很多知識，只有106位學(xué)生認(rèn)為地理課充滿趣味，有95人認(rèn)為教師講得吸引人，有84位學(xué)生認(rèn)為地理教學(xué)形式多樣化。對此項(xiàng)調(diào)查，可以看出喜歡學(xué)習(xí)地理原因排在前幾位的是由于學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)部動機(jī)的影響，教學(xué)方法和形式也沒有提高學(xué)生學(xué)習(xí)地理的積極性。

(二)地理教學(xué)手段和方法的調(diào)查分析

“地理老師開展班級活動或戶外活動的頻度如何”，有56位學(xué)生(7.8%)的學(xué)生選擇經(jīng)常開展，有25位學(xué)生(3.5%)選擇有過多次，有33位學(xué)生(4.6%)認(rèn)為很少開展，有531位學(xué)生(74.3%)說從來沒有開展過地理課外活動。在高中地理課堂上，教師開展的課外活動較少，學(xué)生大部分時(shí)間還是在教室里學(xué)習(xí)，基本上沒有參與過課外活動。學(xué)生對地理知識僅僅依賴書本上的有限內(nèi)容。并不知道外面世界的變化和動態(tài)。其中有諸多因素：一是高中學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，時(shí)間有限，幾乎沒多余時(shí)間開展課外活動；二是野外活動或戶外活動有一定的危險(xiǎn)性，教師必須對學(xué)生的安全負(fù)責(zé)任。“在地理課堂上你和老師對某一地理問題的討論交流的頻度”，其中，有42人(4.34%)的學(xué)生選擇很頻繁，有43人(6%)的學(xué)生選擇很多次，有88人(12.3%)選擇偶爾，有232人(32.4%)選擇很少，有310人(43.4%)從來沒有和教師交流或者討論。在課堂上，教師和學(xué)生的交流、討論很少。說明現(xiàn)在的地理課堂并沒有達(dá)到民主、探究的課堂氛圍。教師教課，學(xué)生是被動接受的傳統(tǒng)教學(xué)形式，這不利于學(xué)生個性和全面發(fā)展。“在地理課堂上，老師使用多媒體教學(xué)的情況”，其中，有6人(0.8%)的學(xué)生選擇經(jīng)常使用，有30人(4.2%)選擇大多數(shù)會使用，有57人(8.0%)選擇有時(shí)用，有220人(30.8%)的學(xué)生選擇很少用，有402人(56.2%)選擇不用。通過此項(xiàng)調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)，教師在地理教學(xué)過程中，很少會采用多媒體教學(xué)，一般情況都是利用教材、地圖冊來講課。對地理學(xué)科中，抽象的難以理解的概念，單憑傳統(tǒng)的教學(xué)形式并不能滿足學(xué)生的探究欲望，是不能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

(三)學(xué)生對教學(xué)形式的滿意程度調(diào)查分析

“對老師講解世界人口分布時(shí)，你對老師使用的教學(xué)手段感到是否滿意”，有62人(8.7%)選擇很滿意，有127人(17.8%)選擇較滿意，有288人(40.3%)的學(xué)生選擇一般，只有145人(20.3%)選擇不太滿意，有93人(13.0%)選擇不滿意?？梢钥闯觯簩W(xué)生對教師講解該題時(shí)，很多學(xué)生不滿意的原因是因?yàn)楸菊碌膬?nèi)容沒有抽象的地理知識，所以教師只是照本宣科地讀書上的內(nèi)容，學(xué)生覺得沒有什么興趣，調(diào)動不起同學(xué)們的積極性。第十五題“用紙質(zhì)地圖(教學(xué)掛圖、課本插圖、地圖等)學(xué)習(xí)地理知識，您的滿意程度如何”，有62人(8.7%)的人選擇非常滿意，有99人(13.8%)人選擇較滿意，有358人(50.1%)感覺一般，有116人(16.2%)選擇滿意，有80人(11.2%)選擇不滿意。學(xué)生很少接觸其他的教學(xué)手段，對這些傳統(tǒng)的形式，沒有太大的意見。所以大部分人還是認(rèn)為一般，無所謂。

(四)學(xué)生對地理信息技術(shù)和電子地圖的認(rèn)知分析

鑒于蘭州高中未推行地理新課程標(biāo)準(zhǔn)，所以并未在問卷眾多設(shè)計(jì)相關(guān)地理信息技術(shù)在地理教學(xué)中應(yīng)用的問題，“你對地理信息系統(tǒng)的認(rèn)知程度”一題，其中，有46.5%的學(xué)生選擇“不知道”，有18人(2.5%)選擇非常清楚，有74人(10.4%)選擇知道一些，有289人(40.4%)選擇聽說過，不太清楚。有334人(46.7%)選擇不知道。早在二十世紀(jì)七十年代，國外發(fā)達(dá)國家GIS技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶。然而，GIS技術(shù)在我國高中生心目中還是個陌生事物，所以，需要加大力度普及并推行地信技術(shù)，讓中學(xué)生了解獲取地理信息技術(shù)的知識，以適應(yīng)現(xiàn)在科技快速發(fā)展的時(shí)代。對了解地理信息技術(shù)的渠道，有118人是通過書刊和報(bào)紙了解的，有191人通過互聯(lián)網(wǎng)了解的，有93人是通過學(xué)校教育了解到的，有68人是通過家庭教育了解到的，有47人是通過社會的宣傳教育了解到的，有25人是通過影視媒體了解。“你平時(shí)是否使用諸如Google earth等工具學(xué)習(xí)地理知識”這一問題，因?yàn)橛肎oogle earth來說明對電子地圖應(yīng)用具有較強(qiáng)的代表性。其中，有24人(3.4%)選擇經(jīng)常使用，有74人(10.3%)選擇使用很多次，有60人(8.4%)選擇有時(shí)候使用，有125人(17.5%)選擇很少用，有432人(60.4%)選擇不曾使用。從這道題目看出，學(xué)生對地理信息技術(shù)認(rèn)識還處于較低的階段，對地理信息的獲取還處于滯后的狀態(tài)。

(五)地理考試的成績與高中地理的教學(xué)方法的相關(guān)關(guān)系分析

教師在課堂教學(xué)中起著主導(dǎo)作用。教師的教學(xué)形式和方法對學(xué)生的成績會產(chǎn)生較大的影響。在當(dāng)前的高中教育中，常常將考試成績作為評定學(xué)生學(xué)習(xí)效果的唯一方式。本次研究地理考試成績和對地理考試成績的滿意度兩項(xiàng)指標(biāo)與地理老師教學(xué)方法的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，地理成績與地理教師的教學(xué)方法總分值微弱相關(guān)，但統(tǒng)計(jì)表明是較為顯著的(=0.073，=0.016)。因此，在高中地理階段，加強(qiáng)地理的教學(xué)方法和手段是勢在必行。對學(xué)生提高地理成績具有一定的影響作用。地理的成績滿意度與地理教師的教學(xué)方法的相關(guān)關(guān)系是不顯著的(=0.026，>0.05)?？梢哉J(rèn)為，教師的教學(xué)方法與學(xué)生學(xué)習(xí)地理成績的好與壞，不存在一定的影響關(guān)系。

(六)對中學(xué)地理教學(xué)改革的建議和對策

1. 加強(qiáng)學(xué)生對地理知識的認(rèn)識，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的觀念

在高中地理教學(xué)階段，不斷加強(qiáng)學(xué)生對地理學(xué)科的轉(zhuǎn)變，地理學(xué)科與每一個人都息息相關(guān)，應(yīng)給學(xué)生滲透人地關(guān)系等知識。讓學(xué)生理解學(xué)習(xí)地理的重要性，即使高考不考地理，也應(yīng)該學(xué)習(xí)地理。在生態(tài)文明倡導(dǎo)的今天，地理知識對全面提高學(xué)生的地理素養(yǎng)肩負(fù)著艱巨的任務(wù)。所以作為地理工作者義不容辭地承擔(dān)這一責(zé)任。改變學(xué)生對地理的看法。

2. 加強(qiáng)地理教師對地理新課標(biāo)的認(rèn)識，轉(zhuǎn)變教師自身角色

新課標(biāo)全面實(shí)施，強(qiáng)調(diào)要探究、民主的教學(xué)方式，教師的自身角色需要全面轉(zhuǎn)變，從過去傳統(tǒng)的教學(xué)方式中解放出來，營造一種和諧、民主的課堂氛圍，才能提高教學(xué)效率，達(dá)到事半功倍的效果。新課標(biāo)的實(shí)施，不僅是對學(xué)生要求提高了，作為教師的要求會更高，教師要不斷挖掘地理教學(xué)的方法和模式，全面提高自身的素質(zhì)，才能使學(xué)生對地理的喜愛更持久。

3. 加強(qiáng)對教師和學(xué)生滲透地理信息系統(tǒng)知識，提高學(xué)生地理素養(yǎng)

提高學(xué)生的地理信息素養(yǎng)，首先要提高教師的地理信息素養(yǎng)，教師應(yīng)不斷學(xué)習(xí)地信技術(shù)，才能游刃有余地運(yùn)用地理信息系統(tǒng)到地理教學(xué)當(dāng)中，改變地理教學(xué)方法單一、枯燥的印象。從而加強(qiáng)學(xué)生對地理信息系統(tǒng)的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生探究地理的熱情，全面提高學(xué)生的地理信息素養(yǎng)。

4. 提高學(xué)校的教學(xué)設(shè)施條件，全面提高教學(xué)質(zhì)量

學(xué)校的教學(xué)設(shè)施也是需要改變的現(xiàn)狀，全國有很多地方都存在的問題，學(xué)校應(yīng)為了下一代的發(fā)展，投入資金逐步改變教學(xué)設(shè)施，為現(xiàn)代化的教學(xué)形式奠定基礎(chǔ)，這不是一朝一夕就能完成的。對這一現(xiàn)狀還需要學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和教育有關(guān)部門積極獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，共同解決這一問題，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)教育和諧發(fā)展。

三、 地理信息系統(tǒng)在中學(xué)地理教學(xué)中的案例研究

(一)地理信息系統(tǒng)概論

地理信息系統(tǒng)(簡稱GIS)是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、地圖制圖學(xué)、人工智能、信息科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的新興交叉和邊緣學(xué)科，是全球信息化重要組成部分。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)應(yīng)用于城市規(guī)劃管理、環(huán)境監(jiān)測與評價(jià)、資源管理、軍事等領(lǐng)域，其發(fā)展前景更為廣闊。作為中學(xué)地理教學(xué)工作者，應(yīng)該努力提高自身的地理信息素質(zhì)，把地理技術(shù)融入中學(xué)地理教學(xué)中。因此，需要從地理基礎(chǔ)知識的角度進(jìn)行重新審視、整合，把最前沿的GIS知識滲透教材之中，樹立教學(xué)新理念，因地制宜地改善傳統(tǒng)的教學(xué)方法。逐漸改變學(xué)生對地理學(xué)科的看法，調(diào)動其學(xué)習(xí)地理的積極性。

(二)地理信息系統(tǒng)在中學(xué)地理教學(xué)中的案例研究

下面以初中地理(人教2011版)八年級地理第一章疆域第二節(jié)《人口》中的中國人口與環(huán)境的關(guān)系的這個知識點(diǎn)。

首先，在講授新課時(shí)提出：“人口的多少與環(huán)境有何關(guān)系？”讓學(xué)生思考人口對環(huán)境的影響，顯示世界各國的人口比例圖，學(xué)生可一目了然根據(jù)各國的人口比重，看出中國是一個人口大國，談?wù)勅丝谂c環(huán)境的關(guān)系。

其次，教師還可以根據(jù)同學(xué)的疑問和需要，在Arcview里的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)之間的查詢，是通過屬性記錄和空間記錄中的關(guān)鍵字，把空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)放在一起，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接、檢索和查詢。并且可以輸入限定條件，查詢符合條件的區(qū)位，得出直觀的專題地圖，讓學(xué)生對某一地理現(xiàn)象印象深刻，達(dá)到理想的教學(xué)效果。

最后，從ArcGIS演示三維動畫，教師運(yùn)用三維動畫制作模擬風(fēng)蝕洼地的形成過程。學(xué)生可以通過動畫看見風(fēng)蝕洼地的整個過程，使地理教學(xué)不再像過去那樣枯燥、無味。地理信息系統(tǒng)功能強(qiáng)大，它的輔助教學(xué)不但使地理課堂的信息容量增加，而且使學(xué)生對地理事物的空間關(guān)系認(rèn)識得更加直觀、具體。通過GIS還可以獲得各地區(qū)地形、土壤、氣候、植被、土地利用等的信息，再通過某些GIS軟件進(jìn)行動態(tài)分析，了解人類生產(chǎn)活動對環(huán)境的影響，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識制定可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

四、 結(jié)語

無論是傳統(tǒng)的地理教學(xué)方法，還是借助多媒體技術(shù)，對中學(xué)地理教學(xué)都存在一些不足。因?yàn)?，地理學(xué)科是一門涉及諸多地理空間數(shù)據(jù)的學(xué)科，而地理信息系統(tǒng)是采集、貯存、管理、分析和表達(dá)地理數(shù)據(jù)的工具。隨著數(shù)字地球、數(shù)字城市等數(shù)字化系統(tǒng)工程的開發(fā)，作為其核心技術(shù)的地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛，各類如電子地圖等信息產(chǎn)品也越來越多地進(jìn)入人們的日常生活當(dāng)中。因此，地理信息系統(tǒng)進(jìn)入中學(xué)地理教學(xué)課堂，不僅可提高教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，而且可以與數(shù)字化時(shí)代同步前進(jìn)。