基于GIS培養高中生人地協調觀素養初探

云南師范大學地理學部（650000）金婷婷 胡文英

人地協調觀是地理學科核心素養的重要組成部分。培養學生的人地協調觀素養是一個循序漸進的過程。針對學生地理學科核心素養的培養，很多學者提出了獨到的意見和策略，但是對于應用GIS（地理信息系統）培養學生人地協調觀素養的探究相對較少，結合GIS 具體應用案例的相關研究更是少之又少。為此，文章對如何應用GIS 培養學生人地協調觀素養進行探索。

一、人地協調觀素養的解讀

人地協調觀素養可以說滲透于整個地理課程中。在《普通高中地理課程標準（2017 年版）》中，各模塊課程內容的學業要求都提出了相應的人地協調觀方面的要求。地理1 學業要求中提出要能夠對特定區域內的自然現象進行合理描述和解釋，并說明其對人類的影響，地理2 學業要求中提出要能夠形成判斷人類活動與資源環境問題關系的初步意識。選擇性必修1、選擇性必修2、選擇性必修3 以及選修課程的學業要求也有提出要從人地協調的角度出發，通過對地理知識的學習，認識人類發展與自然環境的相互關系，認識尊重自然規律的重要性，樹立和諧的人地觀念。由此可以看出，人地協調觀素養的培養在高中地理課程教學中占據很重要的位置。

《普通高中地理課程標準（2017 年版）》中指出，地理學科核心素養由人地協調觀、綜合思維、區域認知和地理實踐力組成。人地協調觀素養與其他三大素養是相互聯系的有機整體。

人類活動要遵循自然規律，要秉持正確的價值觀。隨著人類社會的發展，人地關系不斷出現各種問題。高中地理教師應幫助學生更好地分析、認識人地關系，探索如何解決人地矛盾，培養學生的人地協調觀素養，使學生成為和諧世界的建設者。

二、應用GIS 對培養高中生人地協調觀素養的作用

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）空間中有關地理分布的數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。它在眾多領域中發揮著不可或缺的作用。GIS 是地理教學的重要助推器，可通過其強大的地理制圖功能、可視化功能，幫助學生理解一些晦澀難懂、枯燥無味的地理知識。高中地理教師通過應用GIS 輔助地理教學，有助于讓學生認識人與自然之間的關系，培養學生的人地協調觀素養。

（一）使地理教學內容形象化、具體化，進而培養學生的人地協調觀素養

高中地理教師在教學中應該根據教學內容，培養學生的地理學科核心素養。培養學生的人地協調觀素養是一個循序漸進的過程，需要教師引導學生逐漸去達到課程標準中提出的人地協調觀等級水平。在課程標準實施建議中指出要“深化信息技術應用”。GIS 是一個很有代表性的教學輔助工具，通過基本的制圖將一些復雜的地理事象簡單化，將身邊的“人類活動對地理環境的影響”具體化，將不易理解的地理知識進行對比，使其明朗化。在高中地理教學中運用GIS 對地理空間數據進行查詢和分析，能夠使地理知識更加形象化，便于學生感知和觀察“地理環境對人類活動的影響”，進而使學生形成正確的人地觀念，培養學生的人地協調觀素養。

（二）運用可視化地圖激發學生興趣，進而培養學生的人地協調觀素養

可視化地圖對學生來說比較新鮮，相較于文字，學生肯定對圖像更感興趣。教師可以在區域地理教學中將某個區域的地圖進行三維可視化，引導學生觀察和學習，讓學生認識自然與人類之間的相互關系，認識人類的發展對區域環境的影響。教師也可以針對某些地理事物和地理現象進行圖層疊加，運用可視化地圖比對分析自然地理因素對區位選擇的影響。在教學地形方面的知識時，教師可以將特定區域的數字高程模型（Digital Elevation Model，簡稱DEM）以三維圖像的形式展示給學生看，并且以分層設色的方式顯示不同的高度，讓學生能直觀地感受什么是懸崖、平地、山地等。與此同時，教師還可以將人口分布、河流、植被、土壤、巖石以及氣溫、降水等數據疊加到地圖上，引導學生根據地形因素來分析人口分布、河流流向、植被生長情況等信息。將一系列地理問題濃縮在一張圖內，能激發學生對地理的學習興趣，極大地提高地理教學效率。

教師可應用GIS 繪制可視化地圖，引導學生分析某地因人類活動而導致的地質災害或者環境污染問題，對比分析人類活動與地理環境的關系，從而培養學生的可持續發展觀和人地協調觀素養。

三、應用GIS 培養高中生人地協調觀素養的案例

【案例1】新人教版高中地理必修第一冊第五章第一節“植被”

本節的教學應讓學生通過圖形的對比分析和教師的引導了解植被的形成條件，從人地關系的角度認識植被與地理環境之間的關系，培養學生的人地協調觀素養。在導入和教學“植被與自然環境的關系”這部分知識時，教師可以應用GIS輔助教學。

在導入新課環節，筆者對獲取的遙感影像進行預處理（輻射定標、大氣校正、鑲嵌、裁剪），然后在GIS 中對遙感影像進行植被相關信息的提取，提取出2000—2018 年昆明市植被覆蓋對比圖，讓學生看2000—2018 年昆明市植被的顏色總體有什么變化。這樣，用圖來引起學生的好奇心和求知欲。在講植被與環境的關系時，筆者應用GIS，通過圖形疊加功能，將昆明市的行政區劃圖和昆明市主要水系圖進行疊加，讓學生看昆明市主要的水系和經緯度，同時提供昆明市日照時長和昆明市土地規劃等資料，讓學生分析影響植被的自然因素。筆者還放大了昆明市的水系圖，對比2000—2018 年昆明市植被圖，并提出“為什么昆明市挨近滇池的這幾個區有充足的水分，而植被覆蓋率相比十八年前還要低些？（從人對地的影響角度分析）昆明市為什么要不斷提升植被覆蓋率？（從地對人的影響角度分析）”等問題啟發學生思考。最后，筆者從人與地相互關系的角度進行總結。這樣，通過圖形的對比分析，逐漸讓學生認識到植被的形成與人類活動的影響密切相關，自然與人類是不可分割的整體，從而培養學生的人地協調觀素養。

【案例2】新人教版高中地理必修第二冊第一章第一節“人口分布”

本節的教學應讓學生通過學習人口分布規律及其影響因素，認識地理環境對人類活動的影響以及人類活動對地理環境的影響，深刻認識人地關系，提高人地協調觀素養。

在教學自然環境對人口分布的影響時，筆者應用GIS 軟件，通過分析、處理收集的數據并進行圖形疊加，得出云南省人口分布圖，在GIS 中剪裁遙感影像地形圖，與水系圖疊加得出云南省地形及主要水系圖，讓學生討論云南省人口分布的狀況，并根據三個自然因素的可視化地圖總結云南省人口分布的規律。以圖來引導學生學習影響人口分布的自然因素（地對人的影響），直觀明了，激發了學生的學習興趣。學生理解了自然因素對云南省人口分布的影響，再學習自然因素對中國和世界人口分布的影響，就不難了。在教學人文因素對人口分布的影響時，筆者將云南省行政區劃、公路、鐵路相關圖層疊加得出云南省道路圖，結合云南省人口分布圖，讓學生分析人文因素對人口分布的影響。交通是經濟發展的基礎，交通便利有利于經濟的發展，進而影響人口的分布。接著，筆者提問“玉溪市各種自然環境不比云南其他城市差，為什么人口依然少？”，讓學生閱讀相關資料并找到影響人口分布的人文因素，進而引導學生去總結主要的人文因素對人口分布的影響（人對地的積極和消極影響對人口分布的影響）。最后筆者總結：世界人口的分布狀況是自然、人文各因素綜合作用的結果；自然因素在很大程度上決定人口的分布狀況，而人類的活動對自然也有很大的影響，會導致人口的分布發生很大變化。這樣，讓學生感知人與地協調發展的重要性，培養學生的人地協調觀素養。

四、應用GIS 培養高中生人地協調觀素養的相關思考

（一）推動GIS在高中地理教學中的應用

GIS 在高中地理教學中的應用尚未普及，部分教師不熟悉GIS 軟件，部分年長的教師對軟件使用也不感興趣。部分學校的GIS 相關培訓、教學資源不足，需要加強相關培訓，為教師提供相關優質資源。要在教學中應用GIS 并非一定要去學習一些復雜的制圖和數據分析方法，只需要學習一些基礎的制圖技術并能運用于教學中即可。運用GIS 軟件，教師能對相關數據進行分析并在進行圖像處理后將其直觀呈現在學生眼前，讓學生更好地去分析具體案例，感知人類活動對地理環境的影響以及地理環境對人類發展的影響，使課堂更加生動有趣，從而更好地培養學生的人地協調觀素養。

（二）應用GIS軟件呈現學生熟悉區域的地理問題

GIS 是一種非常有用的地理教學輔助工具。新時代的高中地理教師應學會將地理信息技術運用于教學中，改進教學方式，以取得更好的教學效果。例如在教學選擇性必修3 第三章第三節“生態保護與國家安全”這部分內容時，教師可以應用GIS 軟件，找出學生身邊熟悉地區的生態環境問題，給學生呈現反映局部地區生態問題的直觀形象的地圖，讓學生從局部熟悉的生態問題出發，思考區域或者國家范圍的不熟悉的生態問題，從而培養學生的人地協調觀素養。

（三）培養學生的讀圖、析圖能力

地圖是地理教學中必不可少的工具。學生應該學會如何利用地圖學習地理知識。在高中地理教學中，教師要帶領學生讀地理圖表、分析地圖中的地理現象，以圖啟發學生的地理思維，培養學生的想象力和分析能力，以圖帶領學生學習，以圖引領學生思考。只有學生具備一定的讀圖、析圖能力，教師運用可視化地圖輔助教學才更容易取得好的效果，才能更好地培養學生的人地協調觀素養。

總之，在高中地理教學中，教師應根據教學內容合理設計教學環節，發揮GIS 的信息處理等優勢，逐步培養學生的人地協調觀素養。此外，教師在教學中應該充分利用信息技術，開發更多的課程資源，體現教學的高效性和實用性，從多個途徑、以多種方式培養學生的人地協調觀素養。本文基于GIS 探討培養高中生人地協調觀素養的途徑，望能為高中地理教師提供參考。