發展我國GIS基礎教育的思考

劉梅花

一、我國GIS基礎教育現狀

1.港澳臺地區現狀

20世紀90年代初，在科技全球化發展的新形勢影響下，我國臺灣省教育部啟動了一系列教育改革方案，并于1995年新修訂了《高級中學地理課程標準》，該標準列舉了地理技能及方法的重要性，強調學生解決實際問題的能力。臺灣高中新地理教材的第三學年選修課程中增加了GIS教育課程，并引發了高中地理教師學習進修GIS相關課程的熱潮。為了加強GIS教育的推廣，臺灣教育部門積極組織大量的教育專家和一些學科教師，進行高中地理GIS教學資源的研發，包括GIS教學網絡資源、GIS教育范例、教學配套教材等，大大促進了GIS教育的普及工作。

2.大陸地區現狀

在2003年以前，我國的GIS基礎教育還只是處于一個剛起步的實驗性階段。2000年ESRI公司將K-12計劃引入我國，北京、上海、南京、成都等城市都有中學加入這一計劃，如上海東延安中學和北京市潞河中學。不少公司和學校還合作建立了“中小學現代地理教學示范基地”，整個“示范基地”建設于2005年第一季度完成。該“基地”主要開展以Arc View GIS軟件為平臺的GIS教育，幫助學生了解最前沿科技，認識地理信息系統概念，擴展地理基礎知識，培養他們用科學和理性的觀點來解決問題的能力。以上有關GIS基礎教育種種嘗試，為我國2003年新地理課程標準的頒布奠定了一定的基礎。

我國最早以官方形式規定GIS進入高中課程是在2003年4月，國家教育部在新一輪課程改革中頒布了《普通高中地理課程標準（實驗）》，標準強調地理信息技術在地理學習中的應用。標準中有關地理信息技術內容得到大幅度增加，主要分布在必修3模塊和選修模塊中，且每一部分都由標準和活動建議兩部分構成。但是目前我國還沒有出現像ESRI一樣自主研發的專門用于基礎教育階段的GIS軟件平臺。這種現狀引起了國內一些教育機構與研發部門的關注和重視，如北京大學清華同方教育技術研究院地理教育技術研究所開發的“教學地理圖編輯平臺”。此外，社會上一些公司（如北京超圖公司）也日益關注GIS教育事業。

二、我國GIS基礎教育存在的問題

1.信息化水平低且發展不平衡

GIS基礎教育不同于傳統地理學科教育，要求學校要有一定數量的計算機機房、軟件系統、投影、數字化等設備，能夠讓學生在學習過程中有充分的上機實踐的機會。雖然近年來我國的信息化水平不斷以較高速度發展，但是總體水平仍比較低下且發展很不平衡。據2001年底統計，北京和上海分別為14.87名學生和16.7名學生擁有一臺計算機， 而云南、貴州和甘肅等， 這個數字分別為18.6、11.8 和9.3。此外，學生能夠熟悉計算機的基本操作是GIS基礎教育順利開展的前提，但是目前絕大多數的中學，由于受學校計算機硬件以及計算機教師專業素質低的影響，學生計算機水平很難達到要求。

2.GIS教學軟件、教材及其它配套資源缺乏

目前，我國常用的GIS軟件主要是美國ESRI公司提供的ArcInfo系列產品、MapInfo公司的MapInfo系列產品以及MapCIS等國產軟件，這些軟件的共同特點：價格昂貴，功能強大、過于復雜，短時間內難以上手，對中學地理師生而言都是極大的挑戰，不適用于中學教學。

通俗易懂的GIS教材及配套讀物也很稀少。近些年來，隨著GIS的廣泛應用，有關地理信息系統的教材及參考書籍層出不窮，但是絕大多數語言生澀難懂、程序復雜，只適用于高等院校教學，而通俗易懂，適用于中學教學的教材及配套讀物卻很少。這種現象十分不利于GIS普及教育的發展。

3.教師地理信息技術水平不高

地理信息技術是一種比較先進的現代技術，要真正掌握，對中學地理教師是一項很大的挑戰。目前，我國大多數中學地理教師對GIS軟件不熟悉，信息技術的素養不高，因此，很多學校的GIS教學均是由信息技術課的教師擔任，而這些教師地理知識缺乏，在教學過程中難以很好地結合地理知識和規律進行教學，使GIS課缺乏地理特色，不利于學生地理空間思維和能力的培養。

4.GIS基礎教育研究十分薄弱

自2003年4月教育部頒布《普通高中地理課程標準（實驗）》以來，已經經歷了9年的時間，表面上看我國當前GIS基礎教育進行得轟轟烈烈，絕大多數中學都開設地理信息技術課程，但多數只是形如虛設，很少向學生開展，其中重要原因之一是我國GIS基礎教育缺少有中國特色教育理論的指導。在網上通過對中國期刊全文數據庫（CNKI）發表的論文進行檢索，2003—2011年，有關GIS或者地理信息系統的論文有20 060余篇，其中涉及到教育的有86篇，而僅有十幾篇涉及到GIS的普及教育，其它都是以GIS專業為研究對象。此外，相關著作也比較少見。因此，我國GIS基礎教育的重要性雖然得到社會普遍認可，但是教育實踐缺乏我國特色教學理論的指導，最終將難以擺脫混亂的困境。

三、我國GIS基礎教育有效實施建議

1.積極采取多層次教學

多層次教學是指針對不同學習對象提出不同的教學要求。由于我國當前各地區計算機硬件普及率、經濟發展水平、教育水平等還存在很大差異，且在短時間內難以全面提高。因此，要真正落實GIS基礎教育，需要根據各地實際教學環境（硬件、軟件、學生狀況、教師隊伍），采取分層次、分地區、分級別有區別地對待。筆者認為，可以根據全國的經濟分區（西部、中部、東部地區），給各地區GIS基礎教育設定不同的層次要求，實現各地區GIS基礎教育最優化發展。具體情況見表1。

2.逐步開發GIS教學資源

（1）開發適合中學地理GIS教學的軟件。據了解，目前我國的GIS專業軟件公司開發的GIS專業軟件接近國際水平，已經完全有能力開發出GIS基礎教育軟件平臺。因此，非常有必要組織一些GIS軟件開發者、相關教育專家以及一線地理教師進行軟件的開發，借鑒國外先進經驗，在成熟的商業或專業的GIS軟件的基礎上對原有的界面和功能進行簡化，實現GIS軟件的二次開發，試圖開發出一些符合中學生年齡特點及知識水平的中文版GIS軟件，這是開展GIS基礎教育的當務之急。

（2）組織編寫出版優秀地理信息技術中學教材及配套讀物。優秀地理信息技術教材和配套讀物是中學生快速了解和認識GIS基本知識的有效工具。建議出版機構積極組織國內知名地理信息科學技術專家、學者以及中學地理教師，針對中學生年齡特點、知識水平、接受能力，編寫并出版一些通俗易懂的中學GIS教材和配套讀物，激發學生對地理信息技術的興趣。

（3）建立GIS基礎教育網站。目前，我國還沒有一個專門的GIS基礎教育網站，而在歐美等發達國家，都曾先后建立了專門的網頁在互聯網上進行經驗交流、問題解答、資料下載等服務，實現了GIS的教育資源共享，大大節省了人力、物力。筆者認為這一做法非常值得借鑒，建議有關機構牽頭建立專門的GIS基礎教育網站，聯絡各個中學和高校，收集有用的教學資源，提供有償或無償的資源下載空間，并鼓勵網上進行教學經驗的充分交流等。

3.不斷加強GIS師資隊伍建設

（1）加強現有中學地理教師的培訓。高水平的地理教師隊伍是順利開展地理信息技術教育的基礎和前提，為提高中學地理教師的地理信息水平，應大力開展各種教師地理信息技術培訓，鼓勵骨干地理教師進行繼續教育，盡快使現有的骨干教師成為我國中學地理信息技術教學中的砥柱。

（2）加大高校地理科學專業（師范類）教學改革。高校地理科學專業（師范類）是中學地理教師的搖籃，其教學質量高低直接決定我國未來中學地理教師的素質，在新一輪地理基礎教育改革之際，高校地理科學專業可通過修訂課程計劃、課程標準、教學大綱，加強大學生實踐環節，促使畢業生在知識結構、實踐能力等方面適應地理基礎教育改革需求。

4.加快建設中國特色GIS基礎教育理論

先進的GIS基礎教育理論是指導普及GIS教育的重要依據。而目前我國GIS基礎教育的開展基本照搬西方發達國家理論，大部分GIS基礎教育的文章，以介紹性居多，應用性很少，這將造成我國GIS基礎教育最終變為“紙上談兵”，永遠無法向前發展。筆者在此呼吁高等院校和教育研究機構中從事地理教學研究的有關專家、學者能夠積極投入到地理信息技術基礎教育的研究中，致力于提出有中國特色的GIS基礎教育理論，并鼓勵廣大一線地理教師能夠積極學習和運用各種先進的教學理論，在實踐中發現并提出問題，從而推動我國GIS基礎教育理論向前發展。