GIS在中學地理教學中應用現狀

馮鑫 李清飛

摘 ?要：地理信息系統（GIS）作為一種解決地理問題的計算機技術而出現，能夠以多種方式處理地理信息、為區域的發展提供科學且合理決策方式。GIS技術自從20世紀60年代誕生以來，就作為一種以空間數據的采集、存儲、管理、分析的技術而被社會大眾所廣泛運用，GIS運用于中學教育中也成為必然趨勢，通過研究GIS和中學地理的契合點，對GIS在中學教學中的應用現狀和問題進行分析，為GIS能夠更加有效地推進中學地理教學工作的進行提供理論依據。

關鍵詞：中學地理 ?地理教學 ?GIS

中圖分類號：G633.55 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）06（b）-0153-02

GIS教育的發展研究也逐漸成為一門新興的學科被世界各國開始重視并發展，很多國家在中學地理教學中開展了GIS課程，GIS技術也成為中學地理教學的方法之一，在中學地理教材中，GIS內容的引入可以展現最新的地理學發展面貌，讓學生可以很牢固地掌握地理知識而且可以激發學生對地理學習的興趣和主動性，通過對GIS軟件的應用還可以培養學生的動手能力，而這一點很好地體現了我國新課程改革中的要求。然而，我國中學地理教學中GIS的發展還不是很成熟，雖然國內有很多優秀的應用軟件，但是GIS這種地理信息工具還不能滿足發展，而且大部分軟件是為專業應用而開發，價格高、功能復雜、操作復雜成為GIS在地理教學應用中的缺陷。

1 ?GIS功能

1.1 三維動態模擬功能

具有多層次數據結構、多數據源、多時間點、結合定量和定性的GIS技術可以在顯示空間的基礎上進行三維模擬，這可以運用在中學地理教學中的地球的運動、天體的變化、大氣環流的形成、地殼這些方面。通過對自然環境變化的真實模擬，把自然一系列的演變過程通過動畫形式體現出來，這樣復雜的、多時空的變化過程就可以清晰地體現在學生面前，可以幫助學生了解大自然的，并規律產生學習的主動性，學生通過分析地變化過程可以很容易掌握這些知識。如果這些知識僅通過教師簡單地用語言描述或者幻燈片展現來讓學生理解很困難，GIS動態模擬功能的運用可以起到其他教學手段無法代替的效果。

1.2 空間分析能力

空間分析能力是GIS最為重要的功能和特點。尤其是在人文地理學、經濟地理學和城市地理學中發揮尤為重要的作用，所以當我們在中學教育中在涉及這些內容時就要借助GIS的幫助。當進行工業位置選址時，可以利用GIS的空間信息處理，通過綜合處理將信息整體一起進行分析，引導學生找出影響工業布局的關鍵因素，經過比較找出最佳工業區位。這樣學生不但可以找到主要因素，也可以進行實際選址。同樣的功能也可以應用在其他方面，例如：找出某一地區的森林火災高發地，并分析原因然后提出建議;根據某一地區的交通分布圖找出交通通達度最差的地區;根據地區分析幫助房地產開發商找出低犯罪率、高綠化率、環境污染最低的地區。這些都是日常生活中經常接觸的問題，但是如果不是借助GIS的空間分析能力就無法快速解決，空間分析能力可以被學生運用在自己的社區環境分析建設[1]。

1.3 地形分析功能

我國在最新課程標準中要求學生可以弄懂等高線及通過等高線疏密程度分析某一區域地形的起伏，以此判斷地形類型并能輕易觀察等高線圖。由于傳統的紙質地圖難以讓學生在大腦中對某一地形有個立體概念，這就是傳統教學手段的弊端，學生無法完全認識山峰、山谷、山脊、鞍部、懸崖這些過于抽象的概念，如果可以通過GIS的可視化方式來呈現某地形的等高線及數值，然后創建TIN（不規則三角形）表面，進而生成對應的DEM（數字高程模型），然后進行三維可視化處理就可以展現一個立體地形，這樣學生可以在GIS的幫助下清晰地觀察各種地形，并且通過旋轉動態處理讓學生自己親手操作，旋轉山體、對各個地型進行變換顏色等操作，這些靈活的操作可以讓學生有種身臨其境的感覺，培養學生對學習的興趣，加深學生對地形的形象認知理解[2]。

2 ?GIS在中學地理教學中發展存在的問題

2.1 教師資源匱乏

目前一線教師很少接觸到GIS相關內容，而且由于新技術的接受需要時間。我國在2003年才出臺相關文件規定GIS被納入中學教學內容。普通高校雖然已經基本開設了GIS課程，但是還未形成完善的教師培訓體系，中學教師由于繁重的工作任務，教學壓力很大沒有時間去學習，而且學校也普遍沒有和高校進行合作溝通，所以缺少大量理論知識豐富而且操作熟練的中學教師去完成教學任務。很多中學都一味地根據高考考試對學生學習進行要求，然而GIS內容很少出現造成教師對GIS相關內容的不重視，只是簡單地讓學生標注可能會考試內容。GIS操作課程普遍是由信息技術教師代課，這些教師只是會熟練地操作計算機軟件，基本不具備地理學科知識，對地理規律常識的把握十分有限，所以實際的教學效果很差[3]。

2.2 基礎教學數據缺乏

數據對GIS有不言而喻的意義，GIS之所以有如此強大的力量就在于龐大的數據庫，GIS只是一個平臺來整理、處理、分析這些數據以便于我們能夠快速找到需要的信息。我國目前很少有專業的機構或教學單位整理用于中學基礎教學的GIS數據，由于一線教師沒有大量時間精力整理研究，這方面就很少有專業人士開發。目前一線教師獲取數據大部分都是從網絡上獲取，一來信息量少，二是數據的對口性差，三是數據的時效性差，還有少量的數據來源于一些專業研究機構，這些數據不能緊扣教學內容和教學要求，實際教學意義很小。教師無法獲取足夠進行教學需求的數據，這在很大程度上限制了GIS在中學基礎地理教學中的普及。

2.3 GIS基礎教學平臺不適合

GIS就其被研究至今各行各業已經研究開發了很多的相關行業需求的專業平臺，較為常用的ArcMap、Arcview 都是針對專業用戶開發的大型商業軟件，功能多、操作復雜、花費大、計算機要求高，而且絕大多數都是英文界面，不僅學生操作困難，甚至連教師都難以完全掌握。GIS的操作課很有可能變成了英語課。國內也有很多學者進行過二次開發，例如裴艷利設計的人口教學平臺——Geoserver平臺。但目前國內二次開發軟件大多數運用的是清華同方電子教學地圖編輯系統和超級地圖，但是這都只是輔助講授地理知識的地圖教學平臺，很難實現真正需要的教學效果，GIS教學也只是徒有其表。

3 ?結語

步入新時代發展的快速步伐，信息技術成為我們前進的奠基石。中學地理教學亦是如此，GIS作為地理的“第三代語言”，是一個對地理教學前進道路上的良師益友，有了GIS的幫助必將給我們中學地理教學帶來蓬勃的活力。

參考文獻

[1] 李玉能.中學地理教學中應用GIS的實踐與探索[D].福建師范大學，2005.

[2] 楊恒喜，史正濤，李玉鳳，等.GIS在中學地理教學中的應用[J].經濟研究導刊，2010（18）：271-273.

[3] 姚曉軍，張學富，孫美平.GIS在中學地理教學中的應用芻議[J].四川教育學院學報，2006（10）：55-58.