淺析初中地理教學中地理信息技術的應用

葛光舜

摘要：建立在計算機硬件基礎之上的地理信息系統（GIS技術），具有強大的地形分析功能、地圖功能、空間分析功能、三維動態模擬功能等。在現代初中地理教學中整合應用GIS技術，不僅能夠助推地理教育信息化發展，同時也有助于提高教師的專業素養與學生的地理學習效果。然而，當前的初中地理教學中，相關硬件基礎設施建設較為薄弱、教師信息化素養有待提升，導致GIS技術的應用依然較為缺失。在教育信息化背景下，整合應用GIS技術，是教育改革發展的方向和趨勢。而作為教師，要充分利用當前一切可以利用的信息化教育手段，整合創新教學內容，助推地理教育信息化發展。

關鍵詞：初中地理；地理信息技術；應用對策

中圖分類號：G633.55文獻標識碼：A文章編號：1673-8918（2023）09-0124-04

一、 引言

信息技術的迅猛發展為教育的變革提供了強大的技術支持。如今，豐富多樣的教育技術的應用，如多媒體、交互式電子白板以及智慧教育手段等，使現代基礎教育迎來了改革與發展的春天。而作為現代教師，要緊密結合時代發展的需要，科學整合信息化技術手段以及信息化教育資源，不斷優化教學課堂，突破傳統教學瓶頸。

作為初中地理教師，筆者近來深化了初中地理信息化教育的研究，認為建立在計算機硬件、軟件基礎之上的GIS技術，其強大的數據輸入、存儲以及編輯功能，能夠為初中地理空間分析、地形分析等提供強有力的技術支持；而其三維動態模擬功能，能夠有效地改變過去地理教學平面化的情況。文章中，筆者以GIS技術為基礎，探索初中地理教學中地理信息技術應用的優勢、現狀以及方法。

二、 地理信息系統（GIS技術）概述

（一）GIS技術的簡介

20世紀60年代，加拿大研究者羅杰·湯姆林森最先提出了GIS技術概念，這一概念被提出后便被認可并應用。此后，美國哈佛大學開發了更加完整、應用領域更為廣泛的GIS技術系統軟件，至此，GIS技術進入了全面應用時代。在我國，GIS技術的引入較晚，起步于20世紀80年代，如今，我國的GIS技術已經進入了產業化發展的階段。

那么，什么是GIS技術呢？GIS技術英文名稱為：Geographic Information System，翻譯為地理信息系統。這是一款綜合采集、存儲、管理、分析與應用于一體的、具有較強綜合性的地理信息系統。GIS技術是多科學領域共同發展相互交叉的科研成果，具有發展性、創新性的特點。

（二）GIS技術應用于初中地理教學的主要功能

地理是一門知識跨度較大的綜合性學科，涉及自然地理和人文地理兩大領域。在初中地理的教學中，GIS作為建立在計算機系統之上的技術類型，其本身的數據采集、處理和分析功能，使得其能夠為教師優化地理教學提供強有力的技術支持。GIS技術應用于初中地理教學的主要功能表現在以下幾個方面。

1. 地形分析功能

地形是地理教學的重要元素，地形教學是地理教學的重要組成部分。而培養學生的地形認知以及分析能力，應當從中學抓起，方能有效地夯實學生的地理學習基礎。與傳統的教學手段相比，GIS技術具有強大的地形分析功能，教師在應用GIS技術的過程中，可以通過對不同要素的模擬，幫助學生更為直觀地感受不同的地形狀態。同時，GIS技術還能夠對地形圖無限縮放、信息查詢，幫助學生感受不同空間數據；而其可視化功能，還能夠通過各種圖形如餅圖、柱狀圖等實現數據可視化。

2. 地圖功能

地理是一門以地圖為基礎的學科。在地理教學中，培養學生地圖技能，是教學的重點和難點。同時，掌握地圖技能，也是學生適應現代社會發展的根本需要。然而，在初中地理教學中，教師對學生地圖技能培養重視不足，學生地圖技能低下的現象普遍存在。將GIS技術整合應用于初中地理教學，其本身具有的地圖功能，能夠實現地圖可視化表達的目標。而其三維制圖功能，能夠使信息的展示方式更加多元化；同時，結合不同的地理數據生成各種類型的專題地圖，也是GIS技術地圖功能的表現。

3. 空間分析功能

與一般的信息系統、電子地圖系統相比，GIS技術具有強大的空間分析功能。其空間分析功能主要表現如下：將數據信息進行自動化整理、存儲；同時提供空間查詢、統計分析以及路徑分析等。

4. 三維動態模擬功能

在初中地理教學中，對復雜的地理圖像的認知，歷來是地理教學的重點和難點。GIS技術的三維動態模擬功能，能夠幫助學生動態、立體地認知地球運動、地殼變化、洋流等地理問題，這種直觀、立體且動態的視覺沖擊，不僅能夠深化學生對地理知識的理解，同時也有助于激發學生對地理學習的興趣，提高地理教學實效。

三、 初中地理教學中GIS技術應用的優勢

（一）促進地理教育信息化發展

信息化發展是驅動教育高質量發展的關鍵。在我國教育發展史上，信息化發展經歷了萌芽期、建設驅動發展期、信息化應用驅動發展期以及2.0新時期。2018年以來，教育信息化2.0行動計劃的實施，標志著我國教育信息化的發展全面邁入了新的階段。因此，構建信息化的地理教學課堂，是現代地理教育改革發展的關鍵。而針對當前初中地理教學中，教師的信息化教學手段停留在簡單多媒體層面的現狀，筆者認為：將GIS技術引入初中地理的課堂教學，充分利用技術本身的地圖功能、空間分析功能、三維動態模擬功能等，促使教學動態化、三維立體化發展，能夠有效地突破傳統的教學瓶頸，促進初中地理教育信息化發展。

（二）全面提高地理教學實效

地理學科，因知識跨度較大而顯得更為復雜。初中階段，地理雖不是主要學科，但卻是學生學習高中地理的基礎。因此，在開展地理教學活動中，教師要充分利用現代教育技術的支持，不斷優化教學內容和教學方式，以全面提高教學實效。與傳統以簡單多媒體為載體的地理教育模式相比，初中地理教師科學整合GIS技術，其強大的功能系統如空間統計分析、地圖分析、三維動態模擬等，能夠將復雜的地理知識簡單化，將靜態的地理教學過程動態化，深化學生對地理知識的理解，同時激發學生對地理學習的興趣。因此，在教育改革背景下，GIS技術在初中地理教學中的應用，有助于全面提高地理教學實效。

（三）提升地理教師專業素養

地理教師的專業素養，是決定最終教學實效的關鍵元素。通過筆者的調查研究發現：現階段的初中地理教學中，很多教師信息化技能較為欠缺。例如，多數教師在地理教學中，只能依靠簡單的多媒體課件開展地理教育，且課件的制作極其簡單，不過就是將課本上的內容“照搬”到PPT課件上；又如，如今微課成為教育領域的熱門話題，應用微課優化教學課堂，成為教師教育改革發展的重中之重。而教學實踐中，能夠設計開發并科學整合應用微課優化地理教學課堂的教師屈指可數。正是因為地理教師的信息化素養低下，一度影響了初中地理教學質量的提升。

GIS技術在初中地理教學中的整合與應用，教師需要深入學習技術系統本身的各項功能，如地圖功能、空間分析功能等，學習的過程，也是全面提升教師信息化、專業素養的過程。

四、 初中地理教學中GIS技術的應用現狀

雖然GIS技術起源較早（20世紀60年代在國外興起，20世紀80年代引入我國），但通過筆者深入調查研究發現：如今的初中地理教學課堂，GIS技術的應用尚處于缺失的狀態，主要問題如下：

首先，多數教師并不了解GIS技術。當前，在教學實踐中，較為熱門的信息化教學手段為微課、交互式電子白板等；一些條件發達的地區，已經構建了智慧教育模式，即教學課堂上，師生之間可以充分利用智慧教育終端進行良好的互動。關于GIS技術，很多地理教師表示不了解這一技術手段，更別談在課堂教學中進行應用。同時，部分教師表示：新型技術的引入，理論上講有助于促進教學質量提升；但無形中增加了教師的教學壓力和負擔。整體而言，教師對新技術的引入積極性并不高。

其次，資源的整合無法得到有效的保障。于一線教師而言，相關的硬件、軟件的支持，是教師革新教學課堂的基礎。以GIS技術的應用為例，這一建立在計算機硬件基礎之上的技術手段，其是否能夠得到全面充分的應用，與學校以及上級教育主管部門的推廣息息相關。然而，教學實踐中，受到諸多主客觀因素的影響，導致GIS技術在一線教育中并沒有得到很好的推廣與應用。正是因為資源的整合無法得到有效的保障，使得一線教師對GIS技術仍然處于不了解、不掌握的狀態，更別談在教學中科學合理地進行應用。

整體而言，在如今的初中地理教學中，地理信息技術并沒有得到廣泛的關注以及應用。初中地理的信息化教育依然處于較為“傳統”的狀態：以簡單的PPT課件為主，教學的過程、內容依然沒有得到有效的創新，這不僅影響了地理信息化發展的進程，同時也影響了教學質量提升。

五、 GIS技術應用于初中地理教學的方式

在初中地理的教學中，GIS技術的應用有哪些有效的方式呢？本部分，筆者將結合近來關于GIS技術的研究，簡要闡述初中地理教師如何科學利用GIS技術優化地理教學課堂。

（一）應用動態化的圖像工具優化教學

于初中學生而言，地理知識是較為抽象的。知識的抽象性，給學生的理解和應用帶來了很大的困難。同時，由于地理學科在初中階段屬于副科，學生心理上對地理知識的不重視，不僅會影響其學習的興趣和積極性，也會影響最終地理學習的效果。此外，傳統的初中地理教學以講授為主，平面化、靜態化的地理教育模式，導致地理教學課堂缺乏直觀性和趣味性，進一步影響了地理教育質量的提升。

以七年級地理教學“地球的運動”一課教學為例，本部分知識的學習，學生需要重點把握的知識點為：①地球自轉、公轉的概念、周期以及方向；②地球公轉引起的晝夜長短、四季變化；③自轉、公轉的產生以及帶來的影響。這堂課的知識點與學生的生活密切相關，但卻具有一定的抽象性。在這堂課的教學中，如果教師采取傳統講授式的教育模式，將難以取得良好的教學效果。在本堂課的教學中，GIS技術動態化圖像工具，能夠輔助教師動態化地模擬地球的自轉和公轉，借助動態化的圖像，形象而直觀地幫助學生理解地球的自轉、公轉以及其帶來的影響。同時，動態化展示的方式，更有助于刺激學生的感官和視覺，提高教學的實效。

（二）應用立體圖像構建三維知識結構體系

在知識習得中，立體化的三維知識結構體系具有不可替代的優勢。尤其是相對靜態而平面的教育而言，立體化的知識呈現方式，不僅形象直觀，同時也有助于給學生以身臨其境之感，助推高效課堂目標的構建。我們知道，地理學科的教育中，地圖是其中最為重要的元素。而培養學生的讀圖、繪圖以及用圖能力，則是地理教育的重中之重。與傳統的教學手段相比，GIS技術的立體圖像功能，能夠為學生構建三維的知識結構體系，變抽象為直觀，變復雜為簡單。如上述的“地球的運動”教學中，教師亦可借助GIS技術的三維立體圖形功能，呈現更加立體和通透的知識結構體系；又如，在“海陸的變遷”一課教學中，GIS技術的三維立體優勢更加得以凸顯。教師完全可以借助立體、分層、分色演示的方式，立體化、動態化地給學生呈現大海、陸地變遷的過程，這種立體感的呈現方式，更有助于優化地理教學課堂，提高教學實效。

（三）疊加分析復雜的地理要素

地理學科具有較強的綜合性且知識跨度較大，這給學生理解和應用地理知識帶來了一定的難度。在初中地理的教學中，亦有一些復雜的地理要素，影響學生學習和理解的效果。針對這些復雜的地理要素，教師需要充分借助綜合分析的圖像輔助工具，方能有效地突破教學的重點和難點。例如，在“我們生活的大洲——亞洲”的教學中，學生需要重點掌握的知識點如下：①認識亞洲是世界第一大洲并說明依據；亞洲的地理位置及范圍；②結合地圖，描述亞洲的緯度位置、海陸位置及范圍；運用地圖描述某地區的地理位置；③以亞洲的學習為基礎，掌握認識大洲的基本方法。但從學習目標來看，本章節的知識結構似乎并不算復雜，但實際上，地理位置與環境之間千絲萬縷的關系，決定了本部分知識的學習需要利用一定的技術手段，方能提高教學實效。為了全面提高學生的綜合分析能力，深化其對地理知識的理解，本節課的教學中，教師完全可以科學整合GIS技術，將亞洲的氣溫圖、地形圖、降水圖、海陸分布圖等，采取疊加分析的方式，幫助學生直觀地分析、綜合亞洲不同地理現象以及特點之間的相互關聯性，更加直觀地把握內在原因，提高教學實效。

（四）注重教學情境的創設

與傳統的教學手段相比，GIS技術應用的顯著優勢在于：其強大的制圖和演示功能，能夠給人以強大的視覺盛宴。而這種獨特的視覺體驗和感受，為教師充分利用GIS技術創設教學情境奠定了基礎。因此，為了更好地增強地理課堂的趣味性，初中地理教師在教學中，要善于運用現代教育技術的支持，強化教學情境的創設，以更好地提高教學實效。例如，“大洲和大洋”的教學中，本節課教學的基本內容是要科學引導學生緊密結合地圖，分析世界上海陸各自占比以及分布特征；結合世界地圖，說出七大洲、四大洋地理分布并能夠描述。從教學內容和教學目標可以看出，“圖”依然是本節課教學的重要載體。為了深化學生對相關知識的理解，教師在本節課教學中，可以充分利用GIS技術地圖功能、空間分析功能等，直觀地引入七大洲、四大洋的分布圖；七大洲、四大洋的位置圖；七大洲的輪廓圖；七大洲的位置關系圖等立體化的方式，創設了良好的地理教學情境，提高了教學實效。

六、 結語

綜上所述，筆者立足近年來關于地理信息化教育的研究，闡述了GIS技術在初中地理教學中應用的優勢、現狀以及方法。就當前的地理教育環境而言，GIS技術的應用依然還受到很多因素的阻礙，如學校硬件基礎設施不夠完善、教師的信息化技能低下等，這些都會直接導致GIS技術難以得到全面、充分的應用。筆者認為：基于地理教育信息化發展的目標，強化GIS技術的宣傳與推廣應用，不僅能夠全面提高地理教育的質量，同時也有助于提高教師的專業素養，為助推初中地理教學的持續改革創新奠定基礎。

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