GIS辅助地理课堂教学研究

李雅楠

（辽宁师范大学，辽宁 大连 116000）

1 GIS应用于地理课堂的必然性

1.1 信息技术飞速发展

随着科技的迅猛发展，人类文明跨入信息时代，人类社会已经被各式各样的信息充斥。在这种浪潮中，国家敏锐地意识到国家信息化的重要意义，在2016年发布的《国家信息化发展战略纲要》对未来中国的信息化发展做出了规划，希望引导中国健康、高速的发展信息。教育部相应地颁布了《教育信息化2.0行动计划》号召利用信息技术开展课堂教学。

1.2 课程标准的要求

2003年发布的《普通高中地理课程标准（实验）》[1]首次提出将GIS纳入课堂教学，其要求为：利用有关资料，了解地理信息系（GIS）在城市管理中的功能。2017年发布的《普通高中地理课程标准（2017版）》在必修课程和选修课程的学业要求中都提出——运用地理信息技术或者其他技术，对本模块的内容进行巩固加深。

1.3 GIS对地理学科的重要性

古往今来的地理学者研究地理学科时都离不开地图、模型、数据、图表、野外考察，地理信息技术的发展和应用极大地促进了地理学科的进步。同样学生在学习高中地理时也要借助各式各样的地理材料，如：学习自然地理的地形、地貌需要相应区域的地形图、地貌图；学习区域地理的人口、产业区位因素时要借助人口数据和各种产业布局地图。通常学生在学习这些知识时大多通过教科书或者其他教辅材料提供的图表、数据，内容抽象，不利于学生的理解记忆。利用GIS的可视化处理、分级设色、专题制图、空间叠加等功能，可以动态直观地确定地理事物、地理要素和地理现象在空间上的差异点和共同点[2]，便于学生理解复杂的地理现象和地理过程以及地理事物的空间分布规律，从而更好地培养中学生地理学科素养[2]。

2 GIS相关软件介绍

目前在GIS领域较为流行的GIS软件：ARCGIS、天地图、图新地球。

上述列举的软件属于从事于地理信息方向的专业人士的常用软件，但随着网络GIS软件的发展，诸如高德地图、百度全景地图，不仅向社会提供GPS导航定位服务，同时还提供卫星地图、地震地图、全景地图等多种地图服务，操作方法对比专业软件更加简单，适合不了解GIS领域的教师进行初步研究。

3 教学案例设计

3.1 案例一：分析中国人口分布特征

3.1.1 教材及课标分析

“人口的变化”是地理必修二第一章的内容，新课标要求：运用资料，描述人口分布、迁移的特点及其影响因素，并结合实例，解释区域资源环境承载力、人口合理容量。普通课程讲授这一章节通常借助图表，辅助教师讲解和同学讨论观察完成。由于教材内容的滞后性和数据图表的更新不及时，讲授内容很可能与现实情况有较大差异，并且这种师生互动较少的授课形式对学生而言比较枯燥，难以激发学生的学习热情。为了让学生更加直观生动的理解：中国人口分布——东部沿海地区多，西北内陆少的特点，也为了解决教材内容滞后的问题，可以ARCGIS软件为辅助，借助其空间叠加功能，利用网络查找最新人口普查数据来制作中国的人口分布图。与分析数据图表相比更加直观生动，便于学生理解掌握，且操作简单，教师在课堂操作耗时少。

3.1.2 教学设计

教师活动：导入相关数据，在教室电脑上展示制作相关操作，并引导学生亲自动手制作。

制图过程：打开ARCMAP，点击“添加数据”添加“省级行政区”和“国界线”两个图层；右击“省级行政区”图层，再单击“连接与关联”中的“连接”，将该图层与人口数据连接，再次右击“省级行政区”图层，选择“属性”，在符号系统的“显示”中选择“数量”，并将“值”中也选择“人口数量”并挑选一个合适的色带，同时添加标题、图例、指北针以及比例尺就完成了中国人口分布图的制作。

学生活动：在教师讲解之后，完成这样一份中国人口分布图，并且通过读图，分析、总结中国人口分布特点。

教学优势：对学生而言，不仅提高了学生学习地理的兴趣，而且在制图、识图过程中锻炼了学生的动手能力和空间思维能力；对课堂教学而言，增加了师生互动，课堂氛围更加融洽了。

3.2 案例二：地震点分布

3.2.1 教材及课标分析

“地质灾害”是高中地理必修一第六章“自然灾害”的一节内容，课标中对于“自然灾害”这节课的内容要求为：运用资料，说明常见自然灾害的成因，了解避灾、防灾的措施。对于教材中举例的三种地质灾害，学生对地震最为熟悉，但教材对于地震方面的知识以文字描述居多，缺乏图例、数据等相关内容。在描述地震带分布和我国的地震灾害时更是只进行了文字描述。对于学生来讲内容较为枯燥，缺乏教学特色，学生不易理解。这时借助网络GIS——高德地图所提供的地震地图功能，可实时监测地震点分布及强度，帮助学生更好的理解世界地震带分布以及我国地震灾害特点。学生在探究过程中，锻炼了读图能力和分析能力，加深了对地震分布规律和我国地震灾害的理解。

3.2.2 教学环节设计

课前导入：以学生熟知的唐山大地震、汶川大地震作为课前导入。

教师活动：课堂完成教材介绍的地震基本知识之后，在教室网络设备中打开高德地图中的地震地图，引导学生观察当日的地震点分布，探究内容是否与教材所介绍一致。

其实针对GIS融入课堂的教学设计已经有很多学者或者在职老师已经进行了相关内容设计。比如：华东师范大学的段玉山教授利用GIS的分级设色、专题制图、分类设色以及空间叠加功能来比较我国不同省份的GDP差异克服传统教学仅利用图表数据教学给学生带来思维上的割裂感；林海萍在“省区地形与形象记忆”案例中运用GIS三维识别功能识别我国各个行政区，将三维图定位到我国地图上，不仅精准的发现中国的位置、形象，也拓展了课外知识……对广大的老师来讲都是很好的素材。

4 总结与反思

地理信息技术作为地理学的第三代语言，不仅要作为研究手段在地理学科领域继续发挥重要重用，同时也要作为现代地理教学的教学手段辅助地理课堂教学。研究证明使用ARCGIS进行教学活动，会给学生更强的冲击力，激发其学习兴趣，促使其投入课堂；同时给学生提供了地理信息技术方面的启蒙，促进其学习环境的信息化，为其分析、解决地理问题提供了技术手段。这里笔者也希望通过社会、学校的宣传、教育使更多的学生接触到地理信息技术，感受它的魅力。