WebGIS平台在高中地理项目式学习中的适切性探析

张清苹 李品仪

［摘 要］WebGIS是基于网络的GIS技术。在高中地理项目式学习中运用WebGIS平台，能为学生创造良好的地理学习环境，有利于优化學生的地理学习方式，培养学生的地理核心素养。文章在介绍WebGIS平台的优势、应用前景、功能等基础上，阐述WebGIS平台在高中地理项目式学习中的适切性，以期为广大地理教师深化信息技术应用提供参考。

［关键词］WebGIS平台；高中地理；项目式学习；适切性分析

［中图分类号］    G633.55            ［文献标识码］    A          ［文章编号］    1674-6058（2023）01-0092-04

2018年教育部颁布的《普通高中地理课程标准（2017年版）》（以下简称“课程标准”）提出了“重视问题式教学（单元式、项目式、主题式教学方式）”“深化信息技术应用”等教学建议。2019年国务院办公厅印发的《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》中提出，注重加强课题研究、项目设计、研究性学习等跨学科综合性教学；推进信息技术与教育教学深度融合，加强教学研究和指导。可见，新时代的地理教育应充分利用好信息技术的优势，开展项目式学习等探究性的教学活动。WebGIS是基于网络的GIS技术。在WebGIS平台的支持下，地理信息资源能够被更加高效地使用。WebGIS是呈现地理空间信息的便捷载体，能为地理项目式学习的开展提供良好的平台。本文在介绍WebGIS平台的优势、应用前景、功能等基础上，阐述WebGIS平台在高中地理项目式学习中的适切性，以期为广大地理教师深化信息技术应用提供参考。

一、WebGIS平台在地理教学中的优势和应用前景

WebGIS是传统GIS在网络上的延伸与发展，能实现地理空间数据的搜索、查找、编辑、制图、输出等现代地理信息技术的基本功能，同时也能实现地理信息的开发、数据共享与沟通交流。可见，WebGIS平台在地理教学中具有一定的优势和应用前景。

（一）WebGIS平台在地理教学中的优势

WebGIS平台可以高效地利用大量的地理信息。总体来看，WebGIS平台的主要优势体现在以下几方面：首先是具有便捷性，WebGIS平台避免了软件安装与熟悉软件操作的过程，方便师生的使用；其次是成本低，WebGIS平台通过网页浏览和操作，许多功能和站点都无须付费，这能让师生节省开支；最后是操作性强，WebGIS平台能够以空间分布为基础，为师生提供多种地理信息服务，提高地理信息资源的利用率和共享水平。使用WebGIS平台可以降低地理教师应用GIS的门槛，缓解地理教师的畏难心理，帮助他们解决因使用GIS而出现的技能要求高、耗时较长等问题，并能帮助师生快速分析和处理各种地理信息问题。

（二）WebGIS平台在地理教学中的应用前景

1.信息化时代育人的需求。《中国学生发展核心素养》中指出了18个学生发展的基本点，其中就包括了“信息意识”和“技术运用”。对于地理学科来说，地理信息技术是一项基本的技能，应用WebGIS平台开展地理教学，学生可以在信息化环境中开展问题探究，进而培育其“信息意识”和“技术运用”素养，这契合《中国学生发展核心素养》的培养需求。同时，应用WebGIS开展地理学习是紧跟时代发展步伐的，能帮助学生满足信息化时代学习、工作、生活的需求。

2.课程标准中“学”与“教”的要求。课程标准在“课程内容”中要求学生利用地理信息技术进行学习，在“实施建议”中指出要“深化信息技术应用”，这说明基于地理信息技术进行教与学是未来地理教育的一大趋势和必然要求。基于WebGIS平台的地理学习能为学生提供丰富多样的学习素材，为学生的个性化学习提供必要帮助。同时，基于WebGIS平台的地理探究学习能开阔学生的视野，提高学生的信息技术应用能力，有利于建构富有实践性和时代性的地理课程内容。因此，WebGIS作为兼具实用性和便捷性的信息技术，可作为一个普适性的教学平台引入日常的地理课堂，以提高师生整体利用地理信息技术进行地理教与学的能力。

二、WebGIS平台在地理教学中的功能应用

（一）WebGIS平台在地理教学中的功能

1.视图操作功能。WebGIS平台的视图操作是指以遥感图像、专题图等为对象，进行图像的获取、加工、表达和操作。具体的视图操作功能包括地图的放大与缩小、地图漫游、经纬网显示、三维可视化、图层叠加等。使用WebGIS平台提供的海量视图材料，能极大地丰富地理教学资源，更新教学素材。

2.数据分析功能。WebGIS平台的数据分析是指通过外部访问实现对地理数据的查询与分析。具体的数据分析功能包括地理空间数据的属性与位置查询、面积测算、距离测算、缓冲区分析等。通过WebGIS平台提供的网络地图服务，教师可以指导学生便捷高效地使用和处理地理信息数据［1］。

3.动态空间分析功能。WebGIS平台能建立庞大的地理空间信息数据网，突破时间与空间的限制，实时捕捉和处理地理数据信息，使多种地理信息能快速地与真实的地理环境结合并直观化呈现。教师能通过WebGIS平台动态模拟气候气象、地球运动、水文等地理现象，帮助学生实现对地理现象的动态分析。

4.地图制作功能。很多WebGIS平台都具有免费的地图制作功能，在获得一定的数据后，师生可以制作人口分布图、交通图、农业分布图、经济地图等。例如教师和学生可以到政府官网下载各种统计年鉴，按研究主题的需要对数据进行筛选后制作相应的Excel表格；随后在“地图慧”或“兰图绘”等WebGIS平台中导入数据，即可生成相应的专题地图。

（二）适用于地理教学的WebGIS平台

按功能分类划分的WebGIS平台见表1。

部分WebGIS平台介绍如下。

天地图（https：//www.tianditu.gov.cn/）。天地图是具有在线地图、专题图层、开发资源等功能的大型互联网地理信息综合应用服务平台，能为地理教学提供全方位、多角度的全球地理信息数据［2］。

兰图绘（https：//www.ldmap.net/）。兰图绘是一个基于互联网的位置标注平台，用户可以根据个人需求绘制点状、线状、面状图形，并添加相关属性信息，其主要功能有测量、路径或距离分析、缓冲区分析和热力分析等。

ArcGIS Online（https：//www.arcgis.com/index.html）。ArcGIS Online是一个基于云技术的WebGIS平台，能提供全球范围内海量的地图数据和高质量的基础地图，将其应用于地理教学能帮助师生较好地实现地图的制作和分享。

Earth NullSchool（https：//earth.nullschool.net/）。Earth NullSchool是一个能呈现全球的大气、海洋和颗粒物污染等要素的交互式、可视化展示平台，可用于常见的天气系统、大规模的海水运动、海水性质等知识点的探究学习。

GlobeLand30（http：//www.globeland30.org/）。GlobeLand30是由国家基础地理信息中心开发的产品，主要用于环境变化分析、地理条件监测、城乡管理、地表过程建模等方面的研究，也可用于高中地理生态问题等知识的探究学习。

Windy（https：//www.windy.com/）。Windy是一个专业的气象可视化平台，能提供包括气温、气压、云量、风向等45类以上的气象图层，可用于高中地理常见的天气系统、气象灾害等知识点的探究学习。

三、WebGIS平台在高中地理项目式学习中的适切性分析

基于WebGIS平台开展高中地理项目式学习，能最大限度地发挥WebGIS平台的优势，主要体现在以下两个方面。

（一）理念上的契合

项目式学习倡导“学以致用”的理念，具有“驱动性问题、聚焦学习目标、投入科学实践、协作、技术工具支持学习、创作有形的人工制品”［3］等基本要素。WebGIS平台能提供大量的自然地理、经济、人口等开放数据，能为学生提出研究问题、选择研究对象、确定研究内容提供支持，有利于实现项目式学习中“设置驱动性问题”“聚焦学习目标”的要求。不同的WebGIS平台能可视化地呈现不同的地理数据，学生可以使用这些数据进行问题探究，也可以在原空间的基础上与其他用户互动并添加新的内容。这样的操作平台为实现项目式学习的“投入科学实践、协作、技术工具支持学习、创作有形的人工制品”提供了可能。在高中地理项目式学习中应用WebGIS平台，可以更便捷、有效地支持学生开展地理探究活动。

（二）方法上的支持

1.扩大选题范围。基于项目的学习要具有一定的学习深度。地理学科有着广泛的研究领域，涉及自然和社会等诸多方面，具有综合性、区域性的特点。WebGIS平台能承载地理学科的多种研究要素、扩大地理教学的研究范围，能拓宽地理项目式学习的思路，提供更丰富的研究选题内容。学生可以选取当下热门的地理学科问题（如空气质量问题）进行项目式学习，也可以选取基于乡土的地理研究问题（如家乡人口问题）进行项目式学习。

2.优化情境创设。WebGIS平台能通过网络媒介存储、分析和显示一系列地理信息数据，如地图、卫星遥感影像、表格和图形等。在高中地理课堂教学中利用WebGIS平台可以有效地做到地理情境可视化，更形象地呈现地理项目式学习的问题，提高学生学习地理的兴趣，增强学生解决地理问题的信心。

3.提供学习工具。由于具有基于网络的特征，WebGIS平台能提供海量、多维、实时的数字化资源，能为学生的学习提供便捷的“脚手架”，为学生进行地理空间分析提供学习工具，为培育学生核心素养提供途径。

（1）为学生进行地理空间分析提供学习工具。传统教学的学习资源多是平面化、二维化的，WebGIS平台克服了传统教学的缺点，不但能够呈现各类空间地图数据信息、属性数据信息，而且能将地理事件化抽象为直观，将客观真实世界中错综复杂的地理事物用可视化的图表、影像等方式表现出来，丰富了学习资源，为地理空间逻辑思维的训练提供了基础条件。

通过WebGIS平台的不同功能可以帮助学生辨别空间要素（地理空间概念学习）、建立空间联系（地理空间认知过程）、形成空间决策（地理空间表征）。例如，在基于WebGIS平台的“如何利用气压图预报天气”地理项目式学习中，学生可利用Windy平台的视图操作功能分析气旋、反气旋、雨带等地理要素的空间分布位置、空间形态、空间关系；还可利用“三维台风”平台的动态空间分析功能观察、描述台风的空间动态形成过程并归纳其移动规律，从而提高学生的地理空间思维能力。

（2）为培育学生核心素养提供途径。首先，通过WebGIS平台可以把实际的日常生活、工作及科学研究活动等情境尽可能地在地理课堂教学中还原，从而增加直观、动态、全方位的教学资源，搭建多样化的学习支架。学生在應用WebGIS平台进行项目式学习的过程中，能提升信息意识与信息技术应用能力、地理实践力。其次，通过WebGIS平台还可以展示多个学习空间和多种地理要素，有助于学生在地理项目式学习中进一步探索地理事物的空间分布、区别和关联，有助于培养学生的区域认知能力和综合思维能力。最后，通过WebGIS平台还能够把真实世界中的环境现象搬到地理课堂中，并呈现出不同地理问题的时空变化，这有助于学生在地理项目式学习中开展人地关系问题的分析，从而潜移默化地培养学生的人地协调观。

4.丰富学生的学习方式。在传统的教学过程中，学生主要是被动地接受教师讲授的知识，并在课后完成相应的书面作业。这种学习方式在一定程度上制约了学生的个性化发展，教学效果不佳。基于WebGIS平台的地理项目式学习与传统的学习方式不同，在地理项目式学习中学生要调动已有的知识与经验，在真实的、复杂的情境中进行地理问题的探索。同时，WebGIS平台的功能多样、数据庞大，这就需要学生以学习共同体的形式开展学习。学生通过小组协作，互助互勉，利用不同的WebGIS平台进行资料的查找和数据的收集，进而分析和解决地理问题。最后，学生需要通过地图绘制、PPT制作、语言解说等形式对地理问题的研究结论进行阐述，或者借助WebGIS平台完成项目产品的制作和展示。在这个探究过程中，学生可选的学习方式是多样的，学习体验是丰富的，学习动力是可持续的，学习成果是可视化的。可以说，WebGIS平台功能的丰富性、操作的简易性促进了学生的小组合作，也为学生之间的学习协作提供了多种可能。

综上所述，WebGIS平台作为强大的地理数据可视化处理工具和空间分析工具，在地理教学中具有一定的优势，在辅助高中地理项目式学习方面具有较好的契合度。为充分体现WebGIS平台在高中地理项目式学习中的应用价值，今后还应进一步对WebGIS平台开展高中地理项目式学习的操作原则、实施路径和案例应用等方面进行研究。

［   参   考   文   献   ］

［1］  侯璐.WebGIS应用于地理教学功能初探：以培育区域认知核心素养为例［J］.地理教学，2020（2）：49-52.

［2］  车红岩，赵军.基于“天地图”和Flex RIA技术的教育信息服务系统设计研究［J］.数字技术与应用，2013（7）：123-124.

［3］  赵楠，裴新宁.问题式学习和项目式学习［J］.上海教育，2019（7）：72-74．

（责任编辑 陈 明）