中學地理教育中的地理信息系統：國際視野與土耳其的探索①

呂一海

摘 要：該文介紹了地理信息系統（GIS）及其融入地理教育的國際發展態勢，重點剖析了土耳其針對中學地理中GIS課程和教學要求以及實際實施情況，最后探討了國際中學地理GIS教學對我國的啟示，以期為改善我國中學地理GIS教學水平提供參考和借鑒。

關鍵詞：地理信息系統 中學地理 國際態勢 土耳其

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（b）-0161-02

隨著科技發展的日新月異，相關學科教育的內容和方式也在發生著相應的變化。中學地理教育中有關地理信息系統內容的引入便是一個典型的例子。

地理信息系統（Geographic Information System，簡稱GIS），是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中與地理分布相關的數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統，它把地圖這種獨特的視覺化效果、地理分析功能、一般的數據庫操作集成在一起。當前，GIS已經發展為一門綜合性學科，結合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，已經廣泛應用于不同的領域。GIS在20世紀60年代末的加拿大開始投入實質性研發和應用，是現代意義上GIS技術發展的開端。隨著GIS技術的不斷深化和完善，中學地理教育也開始將其作為課程設置和教學方法的重要內容。

1 GIS引入中學地理教育的國際態勢

很多有關GIS的研究揭示，它是提高學生地理技能的有效工具，可以幫助學生發展地理思維、針對空間數據進行分析和推理，以及激發學生學習和教師教學的內在動力，同時也可以開展基于項目的教與學試驗，從而提高學生的學習興趣，發揮研究性教與學形式的效益，達到提高學生運用地理思維和技能解決實際問題的能力。例如在荷蘭海牙（The Hague），作為研究性學習項目的一部分，15～17歲的中學生，應用GIS制圖功能來研究城市中咖啡館（Coffee Shop）的空間分布[1]。荷蘭的咖啡館以售賣軟性毒品（Soft Drugs）而聞名，通常集中分布在中心城區。學生通過學習了解到，根據法律規定，咖啡館與學校的距離不能小于500m。然而，當學生完成了海牙中心城區咖啡館空間分布的GIS制圖分析以后，他們發現很多咖啡館離學校的距離都非常近，表明政府有理由依法取消這些咖啡館的營業許可。這項研究是他們地理考試作業的一部分，隨后，學生基于這項研究在地方報紙上發表了一篇報道。

國際上，將GIS引入地理教育并強調教育與GIS技能及解決問題能力之間積極相關性的研究開始于20世紀90年代初期。一個很重要的問題是如何將GIS融入地理課程。針對這一問題，美國國家地理信息與分析中心（National Center for Geographic Information and Analysis）和美國學校地理聯盟（State Geographic Alliances in American Schools）經過研究，提出了兩個重要途徑：一是建立中學與當地大學地理專業熟悉GIS的教授之間的合作機制，從而獲取來自大學的GIS素材和方法的支持；二是中學地理教師在這樣的合作機制下提高GIS基本技能和方法的素養，從而轉化到課程教學中。

而實際上，盡管不同國家在GIS融入中學地理教育的具體情況有所差異，但是，都一定程度上面臨著類似的障礙因素，主要表現為七個方面：第一，實施過程較為緩慢、耗時長，課程中GIS所涉及的范圍有限，GIS內容教與學的效果不清楚；第二，教師對于GIS的認知、具體課程內容和教學目標的不足以及在具體授課中GIS的應用不充分；第三，課堂安排，GIS與其它課程內容在時間上的均衡分配；第四，GIS軟硬件的配置及教學應用；第五，適于教學應用的GIS軟件及資源工具包以及相關培訓的不足；第六，教師的地理學觀念問題，很多教師認為中學地理教學主要是對于地點、名稱和區域實物和現象的記憶，并不需要GIS的空間分析；第七，缺少必要的GIS技能、知識、電子化數據、軟件、課程規劃、以及施教材料。基于類似上述的諸多因素，國際上GIS在地理課程設置即課堂教學中的實施都還不夠充分。

有研究表明，美國不到2%的高中已經應用了GIS，并且所調查的1520名具有GIS只是基礎的教師中只有20%至少在一個班一堂課上應用GIS進行了教學實踐，而其他理科老師對GIS的應用要超過地理老師[2]；在荷蘭對200名地理教師的調查表明，12%的老師在其課程教學中應用了GIS，81%的被調查教師認為GIS在地理教學中應該發揮更重要的作用，而40%的教師認為GIS應該成為地理課程中的必修內容[3]。新加坡的調研表明，69%受訪教師熟悉GIS，但只有11.8%的教師曾經講授過相關的內容，而90.3%的受訪教師認為GIS與地理學的教與學關系緊密、適于推廣[4]。

可見，GIS在中學地理教育中的重要性在國際上已經引起了廣泛重視，但是，在教育實踐中的具體運用還處于起步階段，有待進一步深化和拓展。

2 土耳其中學地理教育中引入GIS的積極探索

2.1 GIS在土耳其及其教育發展中應用的簡要歷史

土耳其的公共和私營部門自1980年代初期開始引入和應用GIS，比加拿大晚20年。而土耳其教育系統引入GIS較其他部門更晚一些。土耳其高等教育中引入GIS開始于1990年代，主要是在一些大地測量和攝影測量專業碩士論文中探討GIS的應用問題。將GIS引入中學地理課程教學相比于高等教育更為緩慢。將GIS融入中學地理課程設置開始于2005年。2008年首次出現了面向中學GIS課程的教學材料（包括書籍、CD教學光盤和課程活動資料）。

2.2 土耳其2005年新地理課程設置中的GIS相關內容

土耳其的新版地理課程設置強調技術和地理技能的應用、積極的學習過程和有效的評價方法。在這種新的形勢下，教學過程中學生的積極參與成為必然要求，教育主管部門建議最大限度地在教學課程中應用GIS。

GIS技能方面包括地圖閱讀和制作、野外考察技能、地理探索技能以及其它有關時間、變化、連續性感知和證據推理能力等。GIS概念方面，地理學關鍵概念包括區域、位置、環境、運動、環境問題和生態系統的地圖化。同時，新的地理課程設置也致力于改進地方、社會發展和公民的價值觀和態度，主要包括團結、隱忍、科學思維、愛、尊重、參與、愛國、和平、審美和責任感。新的地理課程設置中，教學內容包括六大模塊包括（表1）：一、自然系統；二、人文系統；三、環境與社會；四、全球環境—區域和國家；五、土耳其的空間綜合；六、地理技能和實踐。

在新的中學地理課程設置中，土耳其教育部推薦的GIS教學活動共有21項。按照年級的分布（見圖1）。而按照主題的GIS教學活動分布表現為土耳其的自然和人文系統最多為6項、其次是人口4項、地圖3項、經濟和國際問題各2項，其余三個主題包括地形地貌、聚落、土耳其的全球和區域關系、區域和國家各1項。

而實際上，在真正適用的教科書中，上述建議并未得到完全的貫徹。只在9年級和10年級分別有2項和1項GIS的教學活動。在9年級的教材中的2項活動包括提供GIS的信息、在互聯網上分析一個基于GIS的地圖，分別隸屬于地圖投影和等值線主題。10年級教材中的活動項目是用電腦畫一張地圖，并未明確是否需使用GIS軟件，所屬主題是斑塊構造。

3 對我國中學階段地理教育中GIS課程教學的啟示

工信部的資料表明，截至2015年3月，中國互聯網寬帶接入用戶超過2億、移動寬帶用戶總數達6.4億，而移動互聯網用戶接近9億?？梢姡覈呀洸饺胄畔⒒瘯r代。與數字化、信息化社會進程相適應，中學教育也要做出適時的改革，以滿足社會發展對人才和高素質公民的需求。從數字化角度，需要學生打好數學和統計學的良好基礎。歐洲包括比利時、丹麥、捷克、希臘和瑞典多個國家的分析表明，在數學與統計、歷史、自然科學、地理、社會科學和經濟學中，地理學涉及統計分析的內容僅次于數學和統計，因而在培養學生數量思維和統計推斷及解決實際問題的能力中發揮著關鍵作用[5]。

我國2003年出臺的《普通高中地理課程標準（實驗）》已經把GIS正式納入高中地理課程之中，并且經過審訂的普通高中地理教材中，GIS已經成為必修和選修教材的重要內容。隨后，2010年教育部發布了《高中理科教學儀器配備標準》，其中的高中地理教學儀器配備標準規定了GIS、遙感（RS）和全球定位系統（GPS）教學軟件的內容[6]。

而實際上，我國地域遼闊，各地的經濟社會發展水平、學校軟硬件條件和師資力量都有著很大的差異性，所以，在GIS融入中學地理課程及其教學實踐當中的時候也難免發生類似于土耳其和其它國家的類似情況。所以，就需要立足于我國的現實國情和地理教育的發展現狀，廣泛汲取國際經驗，并積極進行地理課程和教學實踐的探索?？上驳氖沁@種探索已經開始，例如在中學地理教學中ArcView地理信息系統軟件的應用[7]、中學地理信息系統（GIS）教學平臺的開發和應用[6]等。隨著互聯網技術的發展和我國應用普及率的大幅度提升，中學地理教學中GIS資源及其可用性也會相應改善，例如百度地圖、圖行天下、Google Earth等，都可以結合GIS相關主題的教學加以應用，只要有互聯網接入條件、電腦和投影儀，就可以實現在課堂上的教學和演示。所以，就需要廣大學校、地理教師（特別是經濟社會發展相對落后地區）積極行動起來，創造條件，改善和提高中學地理GIS教學的水平，培養具有地理思維和技能的人才和公民，同時，也在教學中滲透愛國主義、道德修養和社會主義核心價值觀等人文教育的內容，實現綜合性育人的目標。

參考文獻

[1] Van der Schee J. Geography and new technologies. In： Lidstone J. and Williams， M. （eds.） Geographical education in a changing world： past experience， current trends， and future challenges[J].Springer， Dordrecht， The Netherlands，2006：185-193.

[2] Kerski J.J. The Implementation and Effectiveness of Geographic Information Systems Technology and Methods in Secondary Education[J].Journal of Geography， 2003， 102（3）： 128-137.

[3] Incekara S. The place of geographic information systems （GIS） in the new geography curriculum of Turkey and relevant textbooks： Is GIS contributing to the geography education in secondary schools[J]. Scientific Research and Essays， 2010， 5（6）： 551-559.

[4] Yap LY， Tan GCI， Zhu X， Wettasinghe MC. An Assessment of The Use of Geographical Information Systems （GIS） In Teaching Geography In Singapore Schools[J]. Journal of Geography， 2011，107（2）： 52-60.

[5] Zwartjes L，Donert K，Klonari A.The Introduction of Use of Statistics in Education （I-Use）： The Case of Use of Statistics in the Geography Curriculum. In： Vogler R， Car A， Strobl J. & Griesebner G，ed. GI_Forum 2014. Geospatial Innovation for Society[J].Herbert Wichmann Verlag， VDE VERLAG GMBH，Berlin/Offenbach：242-253.

[6] 王家偉，段玉山，查志江.例談運用“中學地理信息系統（GIS）教學平臺”輔助地理教學[J].地理教學，2011（12）：56-59.

[7] 鄧生娥，葉樂安.ArcView在中學地理教學中的運用[J].科技創新導報，2008（1）：91-92.