GIS在中学地理教学中应用现状

冯鑫 李清飞

摘  要：地理信息系统（GIS）作为一种解决地理问题的计算机技术而出现，能够以多种方式处理地理信息、为区域的发展提供科学且合理决策方式。GIS技术自从20世纪60年代诞生以来，就作为一种以空间数据的采集、存储、管理、分析的技术而被社会大众所广泛运用，GIS运用于中学教育中也成为必然趋势，通过研究GIS和中学地理的契合点，对GIS在中学教学中的应用现状和问题进行分析，为GIS能够更加有效地推进中学地理教学工作的进行提供理论依据。

关键词：中学地理  地理教学  GIS

中图分类号：G633.55   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）06（b）-0153-02

GIS教育的发展研究也逐渐成为一门新兴的学科被世界各国开始重视并发展，很多国家在中学地理教学中开展了GIS课程，GIS技术也成为中学地理教学的方法之一，在中学地理教材中，GIS内容的引入可以展现最新的地理学发展面貌，让学生可以很牢固地掌握地理知识而且可以激发学生对地理学习的兴趣和主动性，通过对GIS软件的应用还可以培养学生的动手能力，而这一点很好地体现了我国新课程改革中的要求。然而，我国中学地理教学中GIS的发展还不是很成熟，虽然国内有很多优秀的应用软件，但是GIS这种地理信息工具还不能满足发展，而且大部分软件是为专业应用而开发，价格高、功能复杂、操作复杂成为GIS在地理教学应用中的缺陷。

1  GIS功能

1.1 三维动态模拟功能

具有多层次数据结构、多数据源、多时间点、结合定量和定性的GIS技术可以在显示空间的基础上进行三维模拟，这可以运用在中学地理教学中的地球的运动、天体的变化、大气环流的形成、地壳这些方面。通过对自然环境变化的真实模拟，把自然一系列的演变过程通过动画形式体现出来，这样复杂的、多时空的变化过程就可以清晰地体现在学生面前，可以帮助学生了解大自然的，并规律产生学习的主动性，学生通过分析地变化过程可以很容易掌握这些知识。如果这些知识仅通过教师简单地用语言描述或者幻灯片展现来让学生理解很困难，GIS动态模拟功能的运用可以起到其他教学手段无法代替的效果。

1.2 空间分析能力

空间分析能力是GIS最为重要的功能和特点。尤其是在人文地理学、经济地理学和城市地理学中发挥尤为重要的作用，所以当我们在中学教育中在涉及这些内容时就要借助GIS的帮助。当进行工业位置选址时，可以利用GIS的空间信息处理，通过综合处理将信息整体一起进行分析，引导学生找出影响工业布局的关键因素，经过比较找出最佳工业区位。这样学生不但可以找到主要因素，也可以进行实际选址。同样的功能也可以应用在其他方面，例如：找出某一地区的森林火灾高发地，并分析原因然后提出建议;根据某一地区的交通分布图找出交通通达度最差的地区;根据地区分析帮助房地产开发商找出低犯罪率、高绿化率、环境污染最低的地区。这些都是日常生活中经常接触的问题，但是如果不是借助GIS的空间分析能力就无法快速解决，空间分析能力可以被学生运用在自己的社区环境分析建设[1]。

1.3 地形分析功能

我国在最新课程标准中要求学生可以弄懂等高线及通过等高线疏密程度分析某一区域地形的起伏，以此判断地形类型并能轻易观察等高线图。由于传统的纸质地图难以让学生在大脑中对某一地形有个立体概念，这就是传统教学手段的弊端，学生无法完全认识山峰、山谷、山脊、鞍部、悬崖这些过于抽象的概念，如果可以通过GIS的可视化方式来呈现某地形的等高线及数值，然后创建TIN（不规则三角形）表面，进而生成对应的DEM（数字高程模型），然后进行三维可视化处理就可以展现一个立体地形，这样学生可以在GIS的帮助下清晰地观察各种地形，并且通过旋转动态处理让学生自己亲手操作，旋转山体、对各个地型进行变换颜色等操作，这些灵活的操作可以让学生有种身临其境的感觉，培养学生对学习的兴趣，加深学生对地形的形象认知理解[2]。

2  GIS在中学地理教学中发展存在的问题

2.1 教师资源匮乏

目前一线教师很少接触到GIS相关内容，而且由于新技术的接受需要时间。我国在2003年才出台相关文件规定GIS被纳入中学教学内容。普通高校虽然已经基本开设了GIS课程，但是还未形成完善的教师培训体系，中学教师由于繁重的工作任务，教学压力很大没有时间去学习，而且学校也普遍没有和高校进行合作沟通，所以缺少大量理论知识丰富而且操作熟练的中学教师去完成教学任务。很多中学都一味地根据高考考试对学生学习进行要求，然而GIS内容很少出现造成教师对GIS相关内容的不重视，只是简单地让学生标注可能会考试内容。GIS操作课程普遍是由信息技术教师代课，这些教师只是会熟练地操作计算机软件，基本不具备地理学科知识，对地理规律常识的把握十分有限，所以实际的教学效果很差[3]。

2.2 基础教学数据缺乏

数据对GIS有不言而喻的意义，GIS之所以有如此强大的力量就在于庞大的数据库，GIS只是一个平台来整理、处理、分析这些数据以便于我们能够快速找到需要的信息。我国目前很少有专业的机构或教学单位整理用于中学基础教学的GIS数据，由于一线教师没有大量时间精力整理研究，这方面就很少有专业人士开发。目前一线教师获取数据大部分都是从网络上获取，一来信息量少，二是数据的对口性差，三是数据的时效性差，还有少量的数据来源于一些专业研究机构，这些数据不能紧扣教学内容和教学要求，实际教学意义很小。教师无法获取足够进行教学需求的数据，这在很大程度上限制了GIS在中学基础地理教学中的普及。

2.3 GIS基础教学平台不适合

GIS就其被研究至今各行各业已经研究开发了很多的相关行业需求的专业平台，较为常用的ArcMap、Arcview 都是针对专业用户开发的大型商业软件，功能多、操作复杂、花费大、计算机要求高，而且绝大多数都是英文界面，不仅学生操作困难，甚至连教师都难以完全掌握。GIS的操作课很有可能变成了英语课。国内也有很多学者进行过二次开发，例如裴艳利设计的人口教学平台——Geoserver平台。但目前国内二次开发软件大多数运用的是清华同方电子教学地图编辑系统和超级地图，但是这都只是辅助讲授地理知识的地图教学平台，很难实现真正需要的教学效果，GIS教学也只是徒有其表。

3  结语

步入新时代发展的快速步伐，信息技术成为我们前进的奠基石。中学地理教学亦是如此，GIS作为地理的“第三代语言”，是一个对地理教学前进道路上的良师益友，有了GIS的帮助必将给我们中学地理教学带来蓬勃的活力。

参考文献

[1] 李玉能.中学地理教学中应用GIS的实践与探索[D].福建师范大学，2005.

[2] 杨恒喜，史正涛，李玉凤，等.GIS在中学地理教學中的应用[J].经济研究导刊，2010（18）：271-273.

[3] 姚晓军，张学富，孙美平.GIS在中学地理教学中的应用刍议[J].四川教育学院学报，2006（10）：55-58.