“走進現(xiàn)代地理信息技術(shù)”課程開發(fā)與實施

曹駿驊

一、課程開發(fā)背景

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）是現(xiàn)代地理學(xué)科重要的研究手段，近些年也逐步被納入到了中學(xué)地理課程體系之中。近年來，筆者依托“上海市中小學(xué)新科學(xué)新技術(shù)創(chuàng)新課程平臺”，開設(shè)了“走進現(xiàn)代地理信息技術(shù)”校本課程。本課程以項目式案例學(xué)習(xí)為載體，通過范例項目和體驗實踐項目的設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握GIS 的基本知識和技能，發(fā)展學(xué)生運用GIS 技術(shù)分析、解決地理問題的能力，提高學(xué)生的地理實踐力。

二、項目式課程的設(shè)計

1.項目式課程的設(shè)計思路。

筆者認為，在中學(xué)階段開展GIS 校本課程，需要建立學(xué)生小組協(xié)同的學(xué)習(xí)模式，設(shè)計一系列的案例、項目，引導(dǎo)學(xué)生建立學(xué)習(xí)共同體，在解決問題的過程中提高學(xué)生對地理信息的搜集、處理、分析、應(yīng)用能力。

本課程以ArcGIS 軟件為支撐，以鄉(xiāng)土地理區(qū)域環(huán)境為課程資源，圍繞GIS 技術(shù)中的某個具體功能，分別設(shè)計范例項目和體驗實踐項目（見表1）。在范例項目中，教師分步驟、細致地指導(dǎo)學(xué)生如何操作GIS 軟件進行課題研究，而在體驗實踐項目中，教師只給出基本實驗要求和步驟，學(xué)生以小組為單位，自主完成項目。以便評價學(xué)生在新情境中的遷移應(yīng)用能力。

表1 GIS課程學(xué)習(xí)項目列表（節(jié)選）

2.項目式課程的設(shè)計案例。

接下來，筆者以“矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)與疊置分析”教學(xué)內(nèi)容為例，分別介紹范例項目和體驗實踐項目的設(shè)計策略。

（1）范例項目案例。范例項目主題是“徐家匯商業(yè)網(wǎng)點的區(qū)位選擇”。首先，教師介紹地理教材中關(guān)于“商業(yè)區(qū)位”選擇的基本原則，隨后引導(dǎo)學(xué)生思考：倘若即將開設(shè)一家零售店，你需要哪些地理數(shù)據(jù)？隨后，教師給出徐家匯商業(yè)網(wǎng)點分布的地理條件，即本次實驗的具體要求：

①需要分布在距離地鐵站500 米范圍內(nèi)，分布在公交站點350 米范圍內(nèi)，因地鐵站、公交站點是交通結(jié)節(jié)點，交通通達性好；②需要分布在徐家匯已有的大型商業(yè)中心附近（具體距離根據(jù)商業(yè)中心的級別而定），以便獲得商業(yè)中心的集聚效應(yīng)；③需要分布在距離商務(wù)樓、辦公大廈200 米范圍內(nèi)，分布在距離大型醫(yī)院、學(xué)校300米范圍內(nèi)，以便獲得最大的客流。

在明確了實驗要求后，教師指導(dǎo)學(xué)生如何利用ArcGIS 軟件中的“緩沖向?qū)А惫ぞ咧谱鞑煌氐木彌_區(qū)，最后，指導(dǎo)學(xué)生運用ArcToolbox 中的“疊加分析”工具，聯(lián)合不同要素的緩沖區(qū)，制作出徐家匯商業(yè)網(wǎng)點的區(qū)位等級分布圖。

在范例項目學(xué)習(xí)階段，采取的教學(xué)模式為“發(fā)現(xiàn)式”模式（見圖1），即以教師提問和師生互動為主。在這樣的教學(xué)模式中，教師提供教學(xué)支架，學(xué)生運用這些支架開展課題研究，從而掌握GIS 技術(shù)的新知識和新技能，提高教學(xué)效率。

（2）體驗實踐項目案例。體驗實踐項目的主題是“市區(qū)購房區(qū)位選擇”。在體驗實踐項目階段，教師僅提供一份學(xué)習(xí)任務(wù)單和最終的成果，不給出具體的實驗步驟。需要學(xué)生組建學(xué)習(xí)小組，通過范例項目中所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，在小組討論的過程中解決體驗實踐項目的課題。

在體驗實踐項目階段，教師的角色發(fā)生了改變，從原本的知識講授者變?yōu)榱嘶顒咏M織者，這種“探究式”教學(xué)模式更注重學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)過程（見圖2），通過設(shè)置接近真實生活的問題情境，讓學(xué)生模擬地理學(xué)家開展地理問題的分析與研究，從而提高GIS 技術(shù)的知識遷移應(yīng)用能力。

三、GIS課程對學(xué)生地理素養(yǎng)的培育

通過GIS 課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生的“空間思維”“綜合思維”“地理實踐力”等學(xué)科核心素養(yǎng)具有明顯提升。筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在GIS 課程學(xué)習(xí)中充分體現(xiàn)了對地理事物空間分布的分析能力，能夠理解諸多地理要素間的空間關(guān)聯(lián)，并初步建立綜合看待地理環(huán)境的視角。

此外，在GIS 課程的課題研究過程中，學(xué)生需要廣泛閱讀相關(guān)文獻，通過各種途徑搜集、處理地理數(shù)據(jù)，自主設(shè)計和開展社會調(diào)查和訪談，從而形成課題報告。在這一系列的研究過程中，不僅有助于提升學(xué)生的行動意識和行動能力，更能讓學(xué)生在真實情境中觀察和感悟地理環(huán)境及其人類活動的關(guān)系，增強社會責(zé)任感。