基于GIS的地理教學模式研究*

朱超平　朱海金（安慶師范學院資源環境學院，安徽安慶246011）

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基于GIS的地理教學模式研究*

朱超平朱海金
（安慶師范學院資源環境學院，安徽安慶246011）

隨著信息技術突飛猛進，教育理念已發生了深刻變化，傳統地理教學模式在調動學生積極性、培養學生的學習主動性等方面往往發揮作用不明顯，難以適應社會對地理教學提出的要求。同時，地理信息技術與地理學科課程的整合已成為未來課程和教學改革的趨勢。

一、GIS技術在地理教學應用的必要性

（一）地理學科的特點

地理科學是一門表達空間現象關系的科學，地理空間是地理學永恒的主題。地理事物既具有空間特性又有時間特性，這類動態的知識對學生來說，不容易直接感知、不容易掌握，而常規地理教學手段很難達到預期的效果。

（二）GIS的強大功能

GIS在處理海量地理數據具有獨特的優勢，更重要的是它能清晰地回答位置問題（即什么事件發生在什么地方，特定位置上存在什么?）、趨勢問題（哪里發生變化?如何變化?）、關系問題（分析不同地理對象之間的空間關系）、條件問題（判斷哪里是最佳位置，哪些位置滿足某特定條件）、關聯問題（什么影響什么?）[1]。GIS的強大功能與所在區域的社會、環境等熱點問題，相結合，這將豐富課堂的教學內容。

（三）信息時代的需要

人類社會已經進入信息時代，隨著信息技術的不斷發展，GIS的應用領域也將越來越廣。GIS信息表現力強、數據更新速度快，GIS矢量地圖具有數據冗余小，圖像清晰，分層存儲，管理方便、實踐性強的特點，有助于培養學生的動手能力、創新能力和審美情趣。將GIS技術應用于地理課堂教學是信息時代、網絡時代對地理教學的呼喚[2]。

二、GIS在地理教學中的應用模式

（一）基于GIS的地圖繪制與顯示模式

制圖功能GIS最重要的一種功能之一，專題地圖制作可以根據用戶需要分層輸出各種專題地圖，以顯示不同要素和活動的位置，或有關屬性內容。目前常用的GIS軟件已達到500多種，國外的主要有：ArcGIS，MapInfo，GeoMedia等；國內的主要有：Supermap，MapGIS，GeoStar等。每種軟件的功能特色不盡相同，作者建議，根據具體情況學習一兩種即可。如果僅僅繪制和顯示地圖，Coreldraw軟件也不失為很好的選擇。結合3S技術，可繪制信息量大，精度高，實時的電子地圖，使學生獲得的信息更全面、更真實。GIS軟件是分層管理地圖文件的，教師可以根據需要方便地顯示和關閉地圖圖層。另外，學生通過對地理空間信息的繪制、提取，動手能力和創新能力也將會得到提高。（二）基于GIS的空間分析與查詢模式

GIS的核心在于它的空間分析功能，它將空間和屬性信

息有機地結合起來，從空間和屬性兩個方面對實體進行查詢、檢索和分析，并將結果以各種直觀的形式準確、形象地表達出來。通過GIS可以對跨地域的資源數據進行觀察、探索、揭示其中隱含的信息。GIS的空間分析功能包括拓撲空間查詢、緩沖區分析、拓撲疊加分析、距離分析及相鄰相接分析等；GIS的地形分析功能在地理教學中也有廣泛地應用，通過數字地形模型DTM，以離散分布的平面點來模擬連續分布的地形，再從中內插提取各種地形分析數據，包括：等高線分析、透視圖分析、坡度坡向分析、剖面圖分析、地形表面面積和填挖方體積計算等。GIS能將空間和屬性信息結合帶來數據的可視化，這為地理教學中使用好地理圖像、地理圖表提供了一種新的方法，結合當前信息技術與學科課程整合改革，定將在地理教學活動中占有重要的地位[3]。

圖2　2013年中國人口點密度分布圖

（三）基于3DGIS與虛擬現實（VR）模式

三維可視化是以三維立體的形式來表現數據的技術和方法。虛擬現實Virtual Reality，簡稱VR。3DGIS主要利用3S技術、VR技術、計算機技術對地空間信息進行分析和顯示的可視化系統。3DGIS在視覺沖擊上能有效地調動學生的感觀，形象逼真地展示地理現象和事物，但由于3D模型建設費時費力、成本較高、專業性強，基于該種教學模式應用目前還不是很廣。

（四）基于Google Earth的教學模式

Google Earth以高分辨率衛星影像和航片為基礎數據，數據涵蓋全球。除了提供免費高精度衛星地圖，GE可讓學生瀏覽地球上的任何地方，查看衛星圖像、地圖、地形地貌和3D建筑，GE已成為地理教學重要的空間數據源。GE更有趣的功能是支持用戶上傳地圖標注，可以在極短時間里把一張無標注的衛星照片改進成有詳細標注地圖。可以讓學生收集“我的家鄉”旅游景點素材，如圖片、文字、視頻等，利用GE基本功能制作“我的家鄉旅游”，培養學生熱愛家鄉，熱愛祖國的情懷。

表1　2013年中國人口分布數據(單位：萬人)

三、GIS在地理教學中的應用案例

GIS在中國人口分布教學中的應用。如在講述《中國地理》第四章第一節人口及其問題時，我們可以采用GIS技術與多媒體相結合教學的方式來組織地理教學。中國是世界上人口最多的國家，那么中國人口的分布有什么特征？讓學生利用GIS和統計數據制作的2013年人口分布圖。觀察2013年人口分布圖（圖1），分析造成東西部的人口分布巨大差異的原因和人口分布態勢及中國人口分布的沿海效應。利用ArcGIS疊加上等高線地形圖，通過空間尺度的變換，使學生對人口分布的完整認識由遠及近、由粗到細、逐步深入。在Arcmap中把中國人口分為五級，不難看出：第一級為廣東、四川、河南、山東、江蘇、河北等；第二級為湖南、湖北、安徽、浙江等；第三級為云南、廣西、江西、福建、黑龍江、遼寧、山西、陜西、江西等；第四級為新疆、甘肅、內蒙古、吉林等；第五級且人口最少的為西藏、青海等。

我國人口分布大致分界線為云南騰沖到黑龍江的黑河，這條界線把中國人口一分為二，至此顯得西部的人口的少，此線的東部人口眾多，聚集了全國絕大多數人口，這些省份大都是經濟比較發達的省份，人口具有聚集效應，同時人口也有平原效應，平原地區人口多于山地、高原。這有利于培養學生獨立思考的能力、實際操作能力，增強學習的能動性，有利于激發學生自主分析的能力和解決實際問題的興趣，提高學習的主動性。

四、結束語

隨著數字地球、數字城市等數字化系統工程的開展，作為其核心技術的地理信息系統的應用也越來越廣泛，各類如電子地圖等信息產品普遍地進入了人們的日常生活中。因此，讓地理信息系統進入地理教學課堂，不僅可提高教學效果、培養學生的創新能力，而且可以真正推動地理素質教育的發展。

參考文獻

[1]黃杏元.地理信息系統教程（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2007：24-45+103-123.

[2]師忠濤.中學GIS教學輔助軟件設計與案例研究[D].上海：華東師范大學，2011.

[3]柯旭陽.GIS技術在高中學生信息素養培育中的應用研究[D].福州：福建師范大學，2005.

[4]郭巍.信息與電腦（理論版）[J].中國學術期刊（光盤版）電子雜志社，2010，5.

摘要：本文簡要地介紹了地理信息系統（GIS）并對地理信息系統技術運用于地理教學的必要性作了分析，探討GIS技術在地理教學活動中的應用現狀，最后列舉GIS技術在地理教學中的典型案例。

關鍵詞：地理信息系統；地理教學；教學模式

*基金項目院國家自然科學基金項目野基于圖的譜方法的空間目標形狀表達與度量研究淵41071240冤冶資助遙

Abstract:This paper briefly introduces the Geographic Information System and analyzes the necessity of applica-tion of GIS technology in geography teaching. What is more, it also explores the current situation for GIS technology application in geography teaching activities. Finally, it illustrates the typical cases for GIS technology application in geography teaching.

Keywords:geographic information system; geographic teaching; teaching pattern

作者簡介：朱超平，男，湖北武穴人，碩士，安慶師范學院資源環境學院講師。

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）02-0077-02