基于GIS技术的乡土情境教学研究

汪小清 刘宝康

【摘要】教师信息技术应用能力的提升是推动教育实现数字化转型的必经之路，纵观地理教育，GIS技术在高中地理教学中的应用，能够使地理教学和现代科技发展相结合，推动地理教育实现数字化转型。文章以“秦州大樱桃农业区位因素”为例，让学生利用GIS技术，分析影响农业区位的自然与人文因素，培养学生地理核心素养。

【关键词】GIS；乡土地理；农业区位因素

【中图分类号】G641【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2023）22—0065—06

党的二十大首次将“推进教育数字化”写进报告，标志着国家层面提高了对教育数字化重要性的认识，把落实教育数字化战略行动作为今后重点工作。2022年4月教育部印发了《新时代基础教育强师计划》，将信息技术应用能力与思想政治素质、师德修养、教育教学能力并列为教师素质和水平提升的四个维度。2022年11月，教育部又发布了《教师数字素养》教育行业标准。可见，教师信息技术应用能力的提升是推动教育实现数字化转型的必经之路[1]。

地理信息技术是指获取、管理、分析和应用地理信息的现代技术的总称，包括地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球导航卫星系统（GNSS）等空间信息技术。GIS技术是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术[2]。其功能优势在于它可以对空间信息进行分析和处理，具有图形生成和可视化表达手段，以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。随着GIS技术的快速发展，其已广泛应用于国情监测、资源调查、环境保护、灾害监测、城市建设与规划、人口管理、交通运输等领域[3]。对地理教学而言，课堂中可以使用GIS技术提供实时更新的电子地图、高清可编辑的专题地图，实现交互式教学；课堂外使用GIS技术开展测量、观测等地理实践活动。因此，GIS技术在高中地理教学中的应用，能够使地理教学和现代科技发展相结合，推动地理教育实现数字化转型。

《普通高中地理课程标准》（2017年版2020年修订）（以下简称《新课标》）明确要求：“要充分利用地理信息技术，为学生营造直观、实时、生动的地理教学环境。”地理信息技术是教学的工具，需要在一定的教学情境中施展。新课标在基本理念中指出，学生应具备家国情怀和世界眼光，形成关注地方、国家和全球地理问题及可持续发展问题的意识。因此，选取GIS技术二次开发地理教材内容，结合学生所在区域的自然和人文现象，创设学生能够感受和体验的教学情境[4]，让学生在真实、有效的地理情境中完成学习任务，符合新课标对创新型教学的要求。

二、秦州大樱桃农业区位因素教学示例

（一）示例选择依据

1.依据新课标要求。新课标对“农业区位因素”的要求是“结合实例，说明农业的区位因素”。行为条件“结合实例”，要求教师引用真实情境案例。行为动词“说明”属于理解水平，要求学生能够结合案例说出影响农业区位的自然、人文因素，并能从因地制宜的角度灵活分析农业区位因素对农业选择的影响。

2.依据乡土地理资源。引用乡土地理为案例素材，能够帮助学生了解家乡的地理环境，拓展学生的地方性知识，增强学生依托地方案例设计问题的探究欲，进一步引导学生结合实例分析影响农业的区位因素[5]。秦州区得天独厚的自然条件被众多果树专家认为是西北地区适宜种植优质大樱桃的地区之一。近年来，通过观察实践及大众点评一致认为，秦州地区所产的大樱桃不仅风味独特，而且色泽艳美，其品质远远好于其他大樱桃生产基地。结合这一乡土地理资源，确定以秦州大樱桃农业区位因素为案例，探讨农业区位因素。

3.依据GIS技术的功能优势。GIS技术具有电子地图功能，存储大量的空间数据，能够体现地理事物在时间和空间上动态发展的变化；具有叠加分析、缓冲区分析等空间分析功能，有利于学生分析多要素对地理成因和现象的影响；还具有三维可视化功能，立体地呈现地理要素特征，增强教学内容的空间感。此外，GIS软件平台作为地理学科中重要的技术平台，在教学中应用GIS技术有利于促进师生交流、人机互动，实现交互式教学。

GIS软件不仅包括商业软件ArcGIS、Global Mapper、SuperMap GIS、MapGIS等；还包括开源软件QGIS、OpenGeoDa等。此外，也包括GIS技术支持下的Google Earth（谷歌地球）、LocaSpace Viewer（图新地球，简称LSV）等数字地球软件。其中，ArcGIS是ESRI公司开发设计的有自己的一套桌面端、web端、手机端和云平台的地理信息系统平台产品，是较为成熟的商业软件，具有较强的地理信息处理能力，能提供强大的数据采集、编辑、存储、管理、空间分析、建模、地图制作等功能。LSV集成Google Earth、天地图等多种互联网地图资源，支持自定义图源；可免费下载数据，支持二、三维地理数据、模型数据的浏览和输出；支持多种类型的量测和空间分析。在高中地理教学中，需要LSV这样操作简单，交互性高，利于普及的GIS软件，同样也需要ArcGIS这样涉及地理专业性、能够进行空间分析、专题制图的GIS软件[6]。

综上所述，本文以ArcGIS桌面软件ArcMap和LSV为教学工具，以秦州大樱桃农业区位因素为例，探讨农业区位因素。

（二）教学设计思路（见表1）

（三）教學目标（见表2）

二、教学过程

环节一：播放视频，导入新课

播放秦州大樱桃宣传片片段，让学生感受家乡农产品的魅力，并提出问题：为何秦州大樱桃备受青睐？

【设计意图】以家乡农产品导入新课，让学生感受地理学习的亲切感，激发学生的学习兴趣，同时为后面情境的创设作铺垫。

环节二：带入问题，讲授新课

【教学活动】教师展示秦州区行政区划图，引导学生明确秦州区的地理位置、行政区概况等基本信息。

【设计意图】一方面，抓住学生渴望了解家乡的心理，培养学生区域认知素养；另一方面，教师展示秦州区行政区划图，为后面学生动手制图起到抛砖引玉的作用。

环节三：问题探究，小组合作

【教学活动】教师提出问题：影响秦州大樱桃种植的因素有哪些？分别产生什么影响？先按照自然因素的分类将学生分为地形组、气候组、水源组和土壤组（见表3）。

【结果汇总】教师组织学生汇报小组合作成果并组间分享制图数据，学生将各组数据添加至图层，实现叠加分析，明确地形、气候、土壤、水源等因素对秦州大樱桃农业区位的影响，并确定秦州大樱桃最适宜种植区集中在玉泉镇、藉口镇、太京镇、皂郊镇、关子镇。

【设计意图】教师引导学生通过小组合作制作和分析专题地图各自然要素对樱桃种植的影响，提高学生制作、阅读专题地图和提取地理信息的能力，培养学生地理信息素养。学生分组制图，既节省了课堂时间，减轻了制图压力，又实现了交互式教学的目的。结果汇总，让学生分享数据，实现叠加分析，有利于培养学生综合思维能力。

【教学活动】教师引导学生在图新地球上定位秦州大樱桃最适宜种植区（玉泉镇、藉口镇、太京镇、皂郊镇、关子镇），找到与秦州大樱桃相关的地点。如，遇见大樱桃采摘园、罗玉沟樱桃批发市场。并给出材料（见表4），探讨秦州大樱桃种植的人文因素。

学生综合上述材料分析得知秦州大樱桃种植的人文因素如下。

科技因素：果树栽培新技术、防霜新技术、水冷技术、自动检测技术、樱桃保鲜技术。

社会经济因素：市场、交通条件、政府政策、种植历史、当地人喜食樱桃等。

教师引导学生用图新地球定位功能定位遇见大樱桃采摘园、罗玉沟樱桃批发市场、绿之源农业发展有限公司、天水机场、天水南站等地点。利用其路径规划功能，明确秦州大樱桃产销路线。

【设计意图】通过阅读相关文字材料，明确影响秦州大樱桃产业的人文因素。使用图新地球空间定位、路径规划功能从空间角度理解市场、交通等因素对农业区位的影响，形成空间观念，提高学生区域认知能力。

环节四：召开座谈会，升华主题

【教学活动】教师组织学生召开秦州大樱桃如何走可持续发展道路的座谈会，学生各抒己见。

【设计意图】在学生为家乡农产品可持续发展出谋划策的过程中，培养学生热爱家乡的情感，学生综合考虑地方人地关系，形成关注地方发展问题的意识。

环节五：预留作业，结束新课

规划秦州大樱桃种植基地调查路线。

【设计意图】规划秦州大樱桃种植基地调查路线时必然少不了GIS相关软件的使用，应用GIS技术解决实际问题，让学生认识GIS技术在生产生活中的重要性。

三、结论与讨论

本研究阐述了数字化背景下，GIS技术在乡土情境教学中的重要性，并以秦州大樱桃农业区位因素为例设计教学案例，引導学生使用Arc？ Map、图形地球等GIS相关软件，探究影响农业区位的因素。教学建议如下：

（一）创设基于乡土素材的教学情境

教学情境的创设可以因地制宜地从师生身边选取，借助乡土地理资源创设一镜到底的情境，使课堂情境更具完整性，有利于学生串联主体知识。依据课程需要、学生的发展需要，选取典型乡土地理材料创设教学情境，培养学生对出生地、居住地的情感，与教学情境产生共鸣，深化教学情境的作用，打破教学只是教具和模型堆砌的壁垒，帮助学生理解和迁移应用知识，落实学科核心素养。

（二）地理信息技术应用流程需完整

地图是地理教学的第二语言，GIS制图技术已被地理教学认可[8]，也成为新时代师生必须掌握的地理技能之一。学生遇到地理问题借助专题地图解决时需掌握“一条龙”流程，即从数据的下载、处理、分析到出图，完整的制图流程让学生知其然，知其所以然。使用图形地球这类数字地球平台时能找到对应网页，熟悉其基本功能。在这个过程中逐步培养学生的地理信息素养。

（三）开展研究性学习，转变教学方式

教师在情境创设过程中整合乡土地理资源、应用GIS技术开展研究性学习，转变以往学生被动接受学习的方式，让学生置身于一个贯穿课堂始终的情境，经历深度学习的过程。这个过程给学生提供探究空间和探究工具，培养学生主动探究、搭建知识结构的能力。

参考文献

[1]尹卫霞.数字化教育背景下初中地理教师信息技术应用能力提升策略研究[J].中学地理教学参考，2023（18）：04-07，11.

[2]黄杏元，汤勤.地理信息系统概论[M].北京：高等教育出版社， 1990：09.

[3]孙汉群.地理信息技术与地理教学的整合[M].南京：江苏人民出版社， 2020：08.

[4]李慧媛，李博.基于地方感的高中地理情境教学策略研究[J].中学地理教学参考，2023（14）：27-29.

[5]陈曦.基于乡土情境的高中地理问题式教学——以“服务业区位因素及其变化”为例[J].地理教学，2023（04）：21-24.

[6]关一龙，蔺芳，吴红波.地理信息技术与高中地理教学的融合实践——以“黄土高原水土流失”为例[J].地理教育， 2022（11）：08-12.

[7]程亮，杨瑞斌，谢俊贤，等.影响天水市甜樱桃种植区划的关键因子分析[J].寒旱农业科学，2023（03）：279-283.

[8]李标明.GIS软件在小区域等高线地形图制作中的应用实践[J].地理教育，2023（07）：08-11.

编辑：陈静