地理信息系統在中學地理教學中的應用調查研究
——以蘭州市三所高中為例

袁健萍

一、 引言

隨著多媒體、投影等現代電教手段的廣泛應用，中學教學過程越來越多地運用電教媒體和計算機來輔助教學，效果明顯。中學地理教學除了應用多媒體和電教手段外，還必須利用能有效采集、貯存、管理、分析和表達地理數據的地理信息系統。我國當前的中學地理教學中，課堂教學以教師講授、學生記憶為主，學生參與課外活動較少，學生感覺枯燥乏味，教學效果不堪理想。同時，地理學科本身具有較強的綜合性、區域性等特點。單憑傳統的教具地理掛圖、幻燈片等未能調動學生對地理知識的渴望和探索，從而嚴重制約我國青少年的基礎教育。新課程明確提出要落實地理核心素養，從而構建起課堂教學完整的目標體系。當前的素質教育根本在于培養能力和結構合理并適應社會需要的高素質人才，新型的教學模式就是要充分利用現代化的教學手段使學生“學會認識、學會做事、學會共處、學會發展”。因此，針對中學地理教學手段和方法單一的現狀，以教育部門依據教育質量等綜合指標而劃分的省級示范性高中、市級示范性高中和一般高中三層取樣，層內取該層平均成績最為普通的班級。學校內取樣，取每班隨機抽取20～30人(根據實際情況確定)確定了蘭州市的三所中學，分布在蘭州市城關區、西固區、七里河區。分別從蘭州市二中、蘭州四中、蘭煉三中的高一、高二年級發放問卷734份，收回734份，剔除作答不完整和作答不認真的問卷后，保留715份，有效率為97.4%。按學校的不同級別劃分，省級示范性高中264人，市級示范性高中341人和一般高中120人。按性別劃分，男生325人，女生390人。按年級劃分，高一402人，高二312人，其中，樣本中還有少數民族學生18人，占樣本總數的2.5%。確定了調查的主要五個緯度：①學生對高中地理的喜好程度的調查；②高中地理的教學方法和手段的調查；③學生對教學形式的滿意程度調查；④學生對地理信息技術的了解程度調查；⑤學生的地理成績與教學方法的相關關系分析。

二、 中學地理教學的統計調查與分析

(一)學生對高中地理的喜好程度的調查分析

“你對高中地理課的喜好程度”，有159人(22.2%)的學生選擇沒感覺，一般；有190人(26.6%)的學生選擇較喜歡；有366人(51.2%)的學生選擇不喜歡。從這項調查可以看出，部分學生還是不太喜歡地理課程，探究喜歡與否的原因，我們設置了第四題和第五題，“高中學生不喜歡高中地理課的原因有哪些”，有297位學生認為地理教師講得不吸引人，有286位同學認為教學方法單調、死板。有339位學生認為地理課枯燥、沒趣味。有112位同學對地理不感興趣，有106人認為地理內容生硬。有77位學生認為地理知識難。從這項調查可以看出，原因有以下兩個方面：其一，現在的高中地理教學方法還存在一定的問題，不能調動起學生的積極性，感覺地理課很沒有趣味，學生厭學地理。其二，筆者對此問題對個別學生進行了訪談，地理作為副課，教師也不是很關注。學生最愛上地理晚自習，因為地理晚自習可以干其他的事情，教師也不會管。相反，像英語或數學等主課，教師會抓得很緊。這也是學生不喜歡學習地理的原因之一。對喜歡地理課的原因有以下幾個方面：有233位學生認為地理知識對生活有用，有187位學生認為對地理知識感興趣。有152人認為能學到很多知識，只有106位學生認為地理課充滿趣味，有95人認為教師講得吸引人，有84位學生認為地理教學形式多樣化。對此項調查，可以看出喜歡學習地理原因排在前幾位的是由于學生學習內部動機的影響，教學方法和形式也沒有提高學生學習地理的積極性。

(二)地理教學手段和方法的調查分析

“地理老師開展班級活動或戶外活動的頻度如何”，有56位學生(7.8%)的學生選擇經常開展，有25位學生(3.5%)選擇有過多次，有33位學生(4.6%)認為很少開展，有531位學生(74.3%)說從來沒有開展過地理課外活動。在高中地理課堂上，教師開展的課外活動較少，學生大部分時間還是在教室里學習，基本上沒有參與過課外活動。學生對地理知識僅僅依賴書本上的有限內容。并不知道外面世界的變化和動態。其中有諸多因素：一是高中學生的學習任務繁重，時間有限，幾乎沒多余時間開展課外活動；二是野外活動或戶外活動有一定的危險性，教師必須對學生的安全負責任。“在地理課堂上你和老師對某一地理問題的討論交流的頻度”，其中，有42人(4.34%)的學生選擇很頻繁，有43人(6%)的學生選擇很多次，有88人(12.3%)選擇偶爾，有232人(32.4%)選擇很少，有310人(43.4%)從來沒有和教師交流或者討論。在課堂上，教師和學生的交流、討論很少。說明現在的地理課堂并沒有達到民主、探究的課堂氛圍。教師教課，學生是被動接受的傳統教學形式，這不利于學生個性和全面發展。“在地理課堂上，老師使用多媒體教學的情況”，其中，有6人(0.8%)的學生選擇經常使用，有30人(4.2%)選擇大多數會使用，有57人(8.0%)選擇有時用，有220人(30.8%)的學生選擇很少用，有402人(56.2%)選擇不用。通過此項調查，我們發現，教師在地理教學過程中，很少會采用多媒體教學，一般情況都是利用教材、地圖冊來講課。對地理學科中，抽象的難以理解的概念，單憑傳統的教學形式并不能滿足學生的探究欲望，是不能達到預期的教學效果。

(三)學生對教學形式的滿意程度調查分析

“對老師講解世界人口分布時，你對老師使用的教學手段感到是否滿意”，有62人(8.7%)選擇很滿意，有127人(17.8%)選擇較滿意，有288人(40.3%)的學生選擇一般，只有145人(20.3%)選擇不太滿意，有93人(13.0%)選擇不滿意。可以看出：學生對教師講解該題時，很多學生不滿意的原因是因為本章的內容沒有抽象的地理知識，所以教師只是照本宣科地讀書上的內容，學生覺得沒有什么興趣，調動不起同學們的積極性。第十五題“用紙質地圖(教學掛圖、課本插圖、地圖等)學習地理知識，您的滿意程度如何”，有62人(8.7%)的人選擇非常滿意，有99人(13.8%)人選擇較滿意，有358人(50.1%)感覺一般，有116人(16.2%)選擇滿意，有80人(11.2%)選擇不滿意。學生很少接觸其他的教學手段，對這些傳統的形式，沒有太大的意見。所以大部分人還是認為一般，無所謂。

(四)學生對地理信息技術和電子地圖的認知分析

鑒于蘭州高中未推行地理新課程標準，所以并未在問卷眾多設計相關地理信息技術在地理教學中應用的問題，“你對地理信息系統的認知程度”一題，其中，有46.5%的學生選擇“不知道”，有18人(2.5%)選擇非常清楚，有74人(10.4%)選擇知道一些，有289人(40.4%)選擇聽說過，不太清楚。有334人(46.7%)選擇不知道。早在二十世紀七十年代，國外發達國家GIS技術已經進入千家萬戶。然而，GIS技術在我國高中生心目中還是個陌生事物，所以，需要加大力度普及并推行地信技術，讓中學生了解獲取地理信息技術的知識，以適應現在科技快速發展的時代。對了解地理信息技術的渠道，有118人是通過書刊和報紙了解的，有191人通過互聯網了解的，有93人是通過學校教育了解到的，有68人是通過家庭教育了解到的，有47人是通過社會的宣傳教育了解到的，有25人是通過影視媒體了解。“你平時是否使用諸如Google earth等工具學習地理知識”這一問題，因為用Google earth來說明對電子地圖應用具有較強的代表性。其中，有24人(3.4%)選擇經常使用，有74人(10.3%)選擇使用很多次，有60人(8.4%)選擇有時候使用，有125人(17.5%)選擇很少用，有432人(60.4%)選擇不曾使用。從這道題目看出，學生對地理信息技術認識還處于較低的階段，對地理信息的獲取還處于滯后的狀態。

(五)地理考試的成績與高中地理的教學方法的相關關系分析

教師在課堂教學中起著主導作用。教師的教學形式和方法對學生的成績會產生較大的影響。在當前的高中教育中，常常將考試成績作為評定學生學習效果的唯一方式。本次研究地理考試成績和對地理考試成績的滿意度兩項指標與地理老師教學方法的關系。研究發現，地理成績與地理教師的教學方法總分值微弱相關，但統計表明是較為顯著的(=0.073，=0.016)。因此，在高中地理階段，加強地理的教學方法和手段是勢在必行。對學生提高地理成績具有一定的影響作用。地理的成績滿意度與地理教師的教學方法的相關關系是不顯著的(=0.026，>0.05)。可以認為，教師的教學方法與學生學習地理成績的好與壞，不存在一定的影響關系。

(六)對中學地理教學改革的建議和對策

1. 加強學生對地理知識的認識，轉變傳統的觀念

在高中地理教學階段，不斷加強學生對地理學科的轉變，地理學科與每一個人都息息相關，應給學生滲透人地關系等知識。讓學生理解學習地理的重要性，即使高考不考地理，也應該學習地理。在生態文明倡導的今天，地理知識對全面提高學生的地理素養肩負著艱巨的任務。所以作為地理工作者義不容辭地承擔這一責任。改變學生對地理的看法。

2. 加強地理教師對地理新課標的認識，轉變教師自身角色

新課標全面實施，強調要探究、民主的教學方式，教師的自身角色需要全面轉變，從過去傳統的教學方式中解放出來，營造一種和諧、民主的課堂氛圍，才能提高教學效率，達到事半功倍的效果。新課標的實施，不僅是對學生要求提高了，作為教師的要求會更高，教師要不斷挖掘地理教學的方法和模式，全面提高自身的素質，才能使學生對地理的喜愛更持久。

3. 加強對教師和學生滲透地理信息系統知識，提高學生地理素養

提高學生的地理信息素養，首先要提高教師的地理信息素養，教師應不斷學習地信技術，才能游刃有余地運用地理信息系統到地理教學當中，改變地理教學方法單一、枯燥的印象。從而加強學生對地理信息系統的認識，激發學生探究地理的熱情，全面提高學生的地理信息素養。

4. 提高學校的教學設施條件，全面提高教學質量

學校的教學設施也是需要改變的現狀，全國有很多地方都存在的問題，學校應為了下一代的發展，投入資金逐步改變教學設施，為現代化的教學形式奠定基礎，這不是一朝一夕就能完成的。對這一現狀還需要學校領導和教育有關部門積極獻計獻策，共同解決這一問題，實現基礎教育和諧發展。

三、 地理信息系統在中學地理教學中的案例研究

(一)地理信息系統概論

地理信息系統(簡稱GIS)是集計算機科學、地理學、測繪遙感學、地圖制圖學、人工智能、信息科學和管理科學等學科為一體的新興交叉和邊緣學科，是全球信息化重要組成部分。經過幾十年的發展，已經應用于城市規劃管理、環境監測與評價、資源管理、軍事等領域，其發展前景更為廣闊。作為中學地理教學工作者，應該努力提高自身的地理信息素質，把地理技術融入中學地理教學中。因此，需要從地理基礎知識的角度進行重新審視、整合，把最前沿的GIS知識滲透教材之中，樹立教學新理念，因地制宜地改善傳統的教學方法。逐漸改變學生對地理學科的看法，調動其學習地理的積極性。

(二)地理信息系統在中學地理教學中的案例研究

下面以初中地理(人教2011版)八年級地理第一章疆域第二節《人口》中的中國人口與環境的關系的這個知識點。

首先，在講授新課時提出：“人口的多少與環境有何關系？”讓學生思考人口對環境的影響，顯示世界各國的人口比例圖，學生可一目了然根據各國的人口比重，看出中國是一個人口大國，談談人口與環境的關系。

其次，教師還可以根據同學的疑問和需要，在Arcview里的空間數據與屬性數據之間的查詢，是通過屬性記錄和空間記錄中的關鍵字，把空間數據與屬性數據放在一起，從而實現數據庫中的空間數據和屬性數據的連接、檢索和查詢。并且可以輸入限定條件，查詢符合條件的區位，得出直觀的專題地圖，讓學生對某一地理現象印象深刻，達到理想的教學效果。

最后，從ArcGIS演示三維動畫，教師運用三維動畫制作模擬風蝕洼地的形成過程。學生可以通過動畫看見風蝕洼地的整個過程，使地理教學不再像過去那樣枯燥、無味。地理信息系統功能強大，它的輔助教學不但使地理課堂的信息容量增加，而且使學生對地理事物的空間關系認識得更加直觀、具體。通過GIS還可以獲得各地區地形、土壤、氣候、植被、土地利用等的信息，再通過某些GIS軟件進行動態分析，了解人類生產活動對環境的影響，讓學生根據所學的知識制定可持續發展戰略。

四、 結語

無論是傳統的地理教學方法，還是借助多媒體技術，對中學地理教學都存在一些不足。因為，地理學科是一門涉及諸多地理空間數據的學科，而地理信息系統是采集、貯存、管理、分析和表達地理數據的工具。隨著數字地球、數字城市等數字化系統工程的開發，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也越來越多地進入人們的日常生活當中。因此，地理信息系統進入中學地理教學課堂，不僅可提高教學效果、培養學生的創新意識，而且可以與數字化時代同步前進。