基于GIS的人文地理学教学模式构建

刘毅华+黎倩雯

一、GIS在人文地理学研究及其教学中的趋势

地理信息系统（简称GIS）是20世纪60年代中期逐渐发展起来的一门新技术，它是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，为地理研究和地理决策服务而形成的计算机决策支持系统。GIS以其强大的空间可视功能、空间数据库管理和空间分析功能等，广泛应用于区域规划、土地管理、水利水资源管理、旅游管理、城市管理、交通、卫生、农业、军事等领域，成为目前一个全球性的重要行业。GIS 技术的使用也是现代地理学发展的重要标志，其在整合和分析各种数据尤其是空间数据方面优势独特。近年来，社会科学（包括人文地理学和一些应用社会科学）的一项重要进展即是GIS方法在研究复杂的人类社会系统中的应用。如美国加州大学圣达巴巴拉分校的社会科学空间综合研究中心（简称CSISS）在美国国家自然科学基金资助下成立并发展起来，为促进GIS技术在社会科学中的应用发挥着重要作用。英国伦敦大学学院的高级空间分析中心（简称CASA）也集聚GIS、地理学、经济学、物理学、计算机科学等多学科专家，集中研究社会经济系统在时空演变中的客观规律以及相应的政策与规划手段。哈佛大学最近新成立地理分析研究中心，其宗旨是推动空间分析和GIS在人文与社会科学研究中的应用。属于长青藤联盟的布朗大学也在空间社会科学结构的旗帜下，致力于GIS与社会科学的整合。上述事例表明GIS作为在自然科学和工程技术领域已经流行的技术及方法逐步融入到国际人文学与社会科学研究范围内，在学科交叉过程中扮演着极其重要的角色。

GIS技术不仅在人文地理学研究中蓬勃发展，其在西方发达国家人文地理学教学中的应用也日趋广泛，各种层次的相关教材相继出版（Goodchild & Janelle， 2004；Okabe，2005；Greene & James B.Pick，2005；F.Wang，2007）。GIS手段在教学及学习中的应用日益普遍，成为西方发达国家近年来人文地理学实现研究型、参与型教学模式中不可或缺的重要方面，反映出西方发达国家人文地理学教学改革的发展趋势。

我国高校人文地理学教学与西方发达国家相比尚存在差距。总体而言，我国人文地理学教学强调知识和理论学习、轻视获取知识和理论的方法传授，重课堂理论教学，轻研究能力及方法培养。开设的专业课程以知识和理论为主，虽开设地理信息系统、计量地理地图及遥感等现代技术手段课程，但几乎未与人文地理学各分支课程进行关联教学，学生掌握大量的知识与理论，却不知道如何获取，学习的新技术与手段，也未形成基本的专业研究能力，所对应的教学模式与创新型人才培养目标存在较大差距。近年来，已有不少学者开始关注这一问题，并进行积极探索，尤其是GIS技术对整个地理学教学影响重要性的探讨，或GIS技术在某一具体教学内容的实现和应用方面探索较多。但GIS技术与课程和教学体系如何整合，基于GIS的人文地理学教学模式如何构建尚未形成一套行之有效的思路和解决途径。因此，切实提高人文地理学教学质量，将GIS技术应用于人文地理学教学模式的改革将是现阶段教学改革的关键。

二、 GIS在人文地理学教学中的应用

当代科学发展的基本特点是从单一运动形态走向多运动形态及其相互联系、相互渗透的综合研究，跨学科、多层次、广手段的研究趋势不可阻挡。地球系统的整体观念和圈层作用，使现代地理学各学科的相互交叉、相互渗透成为必然。因此，在人文地理学的教学和研究中，运用地理信息科学的研究方法与手段已是大势所趋。

GIS技术以其强大的数据处理和分析功能，为改变传统人文地理学教学方法提供良好契机，可有效改变传统人文地理学研究手段和方法在数据处理与分析中效率低下、周期长、准确性差等缺陷，为人文地理学更加方便、快速、准确地进行教学改革提供良好信息载体。

（1）教学表现方式创新。GIS能同时将文字、图形、影像乃至声音有效进行处理，其它任何方法均无法比拟。在人文地理学教学中，将教学所需的文件数据、地图数据、学生数据等属性信息与空间数据结合实行一体化管理，可为人文地理学教学更好使用地理图像、图表以及虚拟现实提供新的可视化方法，还可进一步为教学系统平台的二次开发奠定基础。

（2）空间认知及分析能力培养。GIS技术最重要也是最强大功能是能够进行包括空间位置、分布、形态、关系等方面的空间分析，能够将各种与空间有关数据和地理位置链接一起，进而从空间角度表达、分析各种数据，对培养学生空间认知尤其是空间分析能力具有重要意义。

（3）自主学习及创新能力发展。GIS操作性强，在教学中引入能强化人文地理学教学的实践性，利于培养和提高学生的社会实践与创新能力。学生利用GIS研究方法可全面提升学术研究水平和实际工作能力。

三、基于GIS的人文地理学教学模式构建途径

由于GIS技术处理和分析空间数据具有独特优势，交互性、动态性很强的GIS技术支持下的教学模式将逐步取代传统教学中信息表达单纯使用纸质图纸或静态显示计算机屏幕的方法。根据人文地理教学基本要求和GIS技术自身特点，基于GIS的人文地理学教学模式构建主要有以下三种途径。

（1）GIS可视化功能与人文地理教学表现方法结合教学模式。空间始终是地理学及其各分支学科关注的焦点。教学过程中利用GIS软件对地图操作，不仅可进行灵活缩放、漫游和定位，还可进行二维或三维可视化表达及虚拟现实模拟，直观易懂，对学生空间想象和思维能力培养起到传统纸质地图难以达到的效果。

（2）GIS空间分析功能与人文地理探究教学结合教学模式。利用GIS的空间定位、查询和分析功能可对研究的地理要素空间分布及其关系进行分析，从而将研究和分析过程融合教学过程中，达到完美辅助教学之目的。

（3）GIS研究方法与研究性学习结合教学模式。GIS一方面是非常强大的信息载体，教学过程中可随时根据需要扩展信息量和教学内容，开阔学生知识视野，激励思维发散及创新思维生成；另一方面操作性强，无论是专题地图制作，还是空间查询、缓冲区、叠置、网络、三维等分析，都涉及到大量动手操作、问题设计及实现地图配色与美术审美、团队合作等知识与能力，是真正能体现研究性学习与自主学习理念的创新教学模式。▲

本文为广东省教育科学“十一五”规划课题（2010tjk200），广州大学2012年度教学研究项目成果。endprint