自定義教學(xué)地圖在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用實踐

作為地理知識的重要表達工具，地圖與地理教學(xué)密不可分。目前教師采用的地圖主要存在三方面不足：多數(shù)教材或網(wǎng)絡(luò)上的電子地圖時效性較差；大部分為全國范圍或特定區(qū)域地圖，地圖表示范圍有限；地圖信息量較小，多數(shù)為單一要素地圖，缺少多要素綜合地圖、動態(tài)變化地圖。基于以上問題，我國中學(xué)地理教師逐漸開始根據(jù)教學(xué)需求，利用地理信息技術(shù)制作個性化教學(xué)地圖。但在制圖過程中，教師常面臨基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不易獲取、制圖操作流程繁瑣等問題，無法將制圖構(gòu)想付諸實踐。本文以滿足中學(xué)地理教學(xué)需求為出發(fā)點，制作黃河流域?qū)ｎ}地圖，應(yīng)用于“黃河中下游憂患及治理”教學(xué)案例，為有制圖需求的地理教育工作者提供參考，推動地理信息技術(shù)進一步融入現(xiàn)代地理教學(xué)。

1研究思路與方法

自定義教學(xué)地圖是指根據(jù)教學(xué)需求，自主選擇制圖區(qū)域、制圖數(shù)據(jù)、制圖方法，利用地理信息技術(shù)制作的教學(xué)專題地圖。自定義教學(xué)地圖可表達并傳遞最新的、任一區(qū)域的單一或綜合地理信息，并能呈現(xiàn)地理現(xiàn)象的動態(tài)變化特征。隨著地理信息技術(shù)的普及，利用專業(yè)軟件制作自定義教學(xué)地圖應(yīng)用于中學(xué)地理教學(xué)已成為可能。本文基于國家有關(guān)部門公開的最新地理信息數(shù)據(jù)，利用ArcGIS軟件處理，建立可用于設(shè)計與制作自定義教學(xué)地圖的黃河流域基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，針對初中地理“黃河中下游憂患及治理”知識點，查找黃河流域的相應(yīng)指標與數(shù)據(jù)資料，進行制圖研究與設(shè)計，最終制作出符合個性化教學(xué)需求的教學(xué)地圖并運用于教學(xué)活動，這有助于教師拓寬教學(xué)設(shè)計思路，提升課堂教學(xué)實效，使學(xué)生更直觀地學(xué)習(xí)并掌握客觀地理現(xiàn)象所蘊含的規(guī)律。

2數(shù)據(jù)源

在綜合考慮教學(xué)需求、學(xué)生知識水平、教師備課時間與精力成本、制圖數(shù)據(jù)可獲得性等因素后，堅持科學(xué)性、教學(xué)示意性與研究示范性兼顧的原則，根據(jù)教學(xué)主題設(shè)計制作了9幅單要素教學(xué)地圖和2幅多要素教學(xué)地圖，以此支撐“黃河中下游憂患及治理”知識點的課堂教學(xué)。基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)主要為黃河流域矢量數(shù)據(jù)；專題數(shù)據(jù)則主要來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心、國家冰川凍土沙漠科學(xué)數(shù)據(jù)中心和陜西省統(tǒng)計年鑒。

3制作自定義教學(xué)地圖

依據(jù)制圖主題和所得統(tǒng)計數(shù)據(jù)，依托ArcGIS軟件進行教學(xué)地圖的設(shè)計與制作，制圖流程具體見圖1、2。

圖1專題地圖制圖流程

依據(jù)制圖主題和所搜集的數(shù)據(jù)，共設(shè)計制作出2幅多要素專題地圖，分別為“黃河中下游流域水土流失評價圖”和“黃河中游流域土壤穩(wěn)定性評價圖”。

采用《生態(tài)功能區(qū)劃暫行規(guī)程》中水土流失專題圖的制作方法，在ArcMap中將黃河中下游流域降雨侵蝕力因子R、黃河中下游流域土壤可蝕性因子K、黃河中下游流域地形起伏度因子LS和黃河中下游流域植被覆蓋因子C共四個數(shù)據(jù)層通過“柵格計算器”工具進行處理，得到黃河中下游流域水土流失評價圖。

在ArcMap中將黃河中游流域坡度數(shù)據(jù)層、黃河中游流域坡向數(shù)據(jù)層和黃河中游流域土地利用數(shù)據(jù)層共三個數(shù)據(jù)層通過“柵格計算器”進行加權(quán)疊加得到黃河中游流域土壤穩(wěn)定性評價圖。

4自定義教學(xué)地圖在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用設(shè)計

在講授“黃河中下游憂患及治理”內(nèi)容時，利用上述ArcGIS軟件制作的單要素和多要素專題地圖輔助教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維。

4.1明確使用對象和教學(xué)內(nèi)容

本數(shù)字地圖的使用對象為我國中學(xué)教師與學(xué)生群體，具體適配初中階段（八年級）的地理課堂教學(xué)及課后自主學(xué)習(xí)場景，兼顧教師的教學(xué)展示需求與學(xué)生的直觀認知、互動探究需求。

教學(xué)內(nèi)容選自人教版八年級上冊第二章第三節(jié)《河流》第三課時《黃河的治理與開發(fā)》，選取內(nèi)容主要是黃河中下游的環(huán)境問題以及針對性的治理措施。通過數(shù)字地圖的可視化呈現(xiàn)，幫助師生直觀理解黃河中下游環(huán)境問題的空間分布特征，以及治理措施與地理環(huán)境的關(guān)聯(lián)性。

中學(xué)生在分析生態(tài)環(huán)境問題成因過程中可以初步了解地理要素之間相互作用，這為學(xué)生今后深入分析地理問題打下基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生區(qū)域認知和綜合思維的重要途徑。而黃河流域尤其是黃河中游流域水土流失問題是中學(xué)地理教材中典型的生態(tài)環(huán)境問題之一，學(xué)習(xí)本內(nèi)容對提升學(xué)生地理能力和素養(yǎng)具有重要作用。但經(jīng)調(diào)查學(xué)科網(wǎng)等中學(xué)教育網(wǎng)站發(fā)現(xiàn)，在解釋黃河流域生態(tài)問題尤其是黃河中游水土流失成因時，當前可利用的教學(xué)用圖數(shù)量少且內(nèi)容單薄、滯后，需要更為全面、翔實、具體的教學(xué)用圖來補充教學(xué)。因此，嘗試圍繞此內(nèi)容制作專題地圖以輔助教學(xué)。

4.2課標分析

課標對本節(jié)內(nèi)容的整體要求是“運用地圖和相關(guān)資料，描述長江、黃河的特點，舉例說明其對經(jīng)濟發(fā)展和人們生活的影響”。本文設(shè)計運用多幅黃河流域教學(xué)地圖，讓學(xué)生直觀感受當?shù)刂脖弧⑼寥馈夂虻茸匀灰靥卣鳎约白匀灰睾腿祟惢顒訉ψ匀画h(huán)境的綜合影響，從而深刻理解地理環(huán)境各要素間的相互作用，初步形成整體意識和人地協(xié)調(diào)觀，培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維。

4.3學(xué)情分析

從知識積累角度看，學(xué)生對中國地形地勢和氣候特點已有基本了解，并掌握了認識河流的基本方法。在日常生活中，學(xué)生對中國母親河一黃河已有不同程度的認識。但黃河中下游生態(tài)問題的知識綜合性強，需借助黃河流域教學(xué)地圖，讓學(xué)生直觀感受各自然要素特征及其對整體環(huán)境的影響，進而理解地理要素間的相互作用。從性格特征看，該階段的學(xué)生活潑好動、愛表現(xiàn)，但注意力易分散。針對這一特點，教師可在教學(xué)活動中組織學(xué)生對多幅教學(xué)地圖進行分析，引導(dǎo)其自主提取圖中信息，發(fā)揮學(xué)習(xí)主動性，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)。

4.4課程設(shè)計與教學(xué)過程（1）設(shè)計思路

在課堂教學(xué)中，遵循“據(jù)果循因”“以圖導(dǎo)學(xué)”的方式引導(dǎo)學(xué)生探索知識，設(shè)計思路如圖3所示。

（2）教學(xué)過程【講授新課】

第一環(huán)節(jié)：圖文結(jié)合判斷黃河中下游憂患。

① 學(xué)生閱讀課本圖文資料，教師引導(dǎo)學(xué)生分析黃河干流中含沙量和輸沙量自上游至下游的變化趨勢。提出問題：黃河干流中下游含沙量增加會給下游流域帶來怎樣的影響？教師展示《黃河中下游流域地形圖》《黃河中下游流域坡度圖》，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)專題地圖，結(jié)合黃河流域整體特征，總結(jié)黃河中下游流域地形變化特點。

圖3設(shè)計思路流程圖

[承接]黃河干流中的泥沙是從哪來的呢？

② 教師展示《黃河中下游水土流失評價圖》，引導(dǎo)學(xué)生讀圖分析黃河中下游流域的水土流失情況。

提問學(xué)生，學(xué)生展示結(jié)束后，教師點評和補充：由《黃河中下游水土流失評價圖》可知，黃河流域中下游地區(qū)水土流失的嚴重程度大致呈現(xiàn)從西北向東南遞減的趨勢，在西北部水土流失最為嚴重。除此之外，黃河中游流域沿黃河干流均出現(xiàn)了不同程度的水土流失，且絕大部分河床周圍的水土流失程度在中等及以上。

[承接]是什么原因?qū)е轮杏瘟饔虬l(fā)生水土流失呢？

第二環(huán)節(jié)：自主學(xué)習(xí)、合作探究黃河中游憂患的影響因素

① 教師給出《黃河中游流域地形圖》《黃河中游流域坡度圖》《黃河中游流域砂土分布圖》《黃河中游流域土壤穩(wěn)定性評價圖》《黃河中游流域植被覆蓋度分布圖》《陜西省十年平均降雨量圖》及黃河流域上、中、下游相關(guān)數(shù)據(jù)、圖件資料，結(jié)合課本內(nèi)容，組織學(xué)生以小組為單位讀圖、讀課本、讀資料，歸納、分析影響因素。

學(xué)生小組討論后展示討論結(jié)果，教師點評和補充：總體來說，黃河流域各自然地理要素之間相互作用、相互影響，共同導(dǎo)致了黃河中游流域水土流失問題。

[承接]黃河中游流域地理要素特性與它的地理位置有關(guān)。

② 教師展示《中國地形圖》《中國干濕區(qū)劃圖》《中國農(nóng)業(yè)區(qū)劃圖》《中國氣候區(qū)劃圖》《中國植被區(qū)劃圖》5幅地圖，帶領(lǐng)學(xué)生認識黃河中游流域地理位置的特殊性，引入“地理位置過渡性”的概念。

教師講解：綜合上述5幅圖可以看出黃河中游流域處于自然地理條件不穩(wěn)定的過渡地帶，是該區(qū)域水土流失較嚴重的原因之一。

[承接]除自然因素導(dǎo)致水土流失外，人類活動會不會對水土流失有所影響呢？

③ 教師提供《黃河中游流域土地利用圖》和文字數(shù)據(jù)資料，和學(xué)生共同讀圖、讀資料，分析黃河中游流域土地利用情況，引導(dǎo)學(xué)生思考導(dǎo)致水土流失的人為原因。

[承接]自然環(huán)境與人類生活息息相關(guān)，請學(xué)生思考該如何保護、恢復(fù)黃河中游流域的生態(tài)環(huán)境？

第三環(huán)節(jié)：思考黃河中下游治理措施

教師展示《水土流失綜合治理》視頻資料，結(jié)合以上所學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生以競賽的方式搶答治理水土流失的措施。學(xué)生競答、展示結(jié)束后，教師進行點評和補充。

【課堂小結(jié)】

① 教師提供《黃河流域森林工程分布圖》《黃河流域生態(tài)功能保護區(qū)分布圖》和文字數(shù)據(jù)資料，帶學(xué)生了解我

國在黃河流域設(shè)置了哪些森林工程和生態(tài)保護區(qū)，讓學(xué)生了解國家方針政策，密切關(guān)注國家生態(tài)保護工作，進而正確認識人地關(guān)系，促進人與自然和諧發(fā)展。

② 教師帶領(lǐng)學(xué)生共同構(gòu)建本節(jié)課知識體系見圖4所示。

5教學(xué)反思與建議

從中學(xué)地理教學(xué)需求出發(fā)，應(yīng)用ArcGIS軟件制作自定義教學(xué)地圖并將其應(yīng)用于“黃河中下游憂患及治理”教學(xué)設(shè)計中，取得了良好的教學(xué)效果。課堂上學(xué)生能緊緊跟隨教師制作的自定義地圖和教學(xué)內(nèi)容展開學(xué)習(xí)，課堂討論熱烈，通過讀圖、讀課本、讀資料，能夠?qū)⒅R串聯(lián)起來，解決教師提出的問題，增強了學(xué)習(xí)的主動性，并對地理信息技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。

圖4黃河中下游憂患及治理思維導(dǎo)圖

通過課后對學(xué)生開展的問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雖然絕大多數(shù)學(xué)生是第一次接觸這種自定義地圖，但是有82%的學(xué)生喜歡這種自定義地圖，超過87%的學(xué)生認為加入自定義地圖課堂學(xué)習(xí)變得有趣了，而且在整個教學(xué)過程中 56% 的學(xué)生能積極參與課堂討論，78%的學(xué)生愿意在課堂教學(xué)中應(yīng)用自定義地圖，還有 59% 的學(xué)生希望能夠更多地了解數(shù)字地圖的相關(guān)知識。課下亦有多位學(xué)生向教師請教地圖的來源與制作方法，在師生的深入交流中，學(xué)生不僅對地理信息技術(shù)有了更為透徹的理解，其探索地理世界的興趣也被進一步激發(fā)。

在實際教學(xué)中，需要注意的是自定義地圖對于多數(shù)中學(xué)生來說新鮮事物，課堂教學(xué)中需要教師對自定義地圖進行講解，從而幫助學(xué)生有效地獲取地理信息，這對地理教師來說也是一種挑戰(zhàn)。另一方面，地圖往往只能表示一類地理信息，因此在教學(xué)過程中應(yīng)將自定義地圖與其他圖文資料相結(jié)合，為學(xué)生提供多源多維信息，提高他們的綜合思維能力。

6結(jié)語

通過制作數(shù)字化專題地圖和教學(xué)設(shè)計應(yīng)用，證明從中學(xué)地理教學(xué)需求出發(fā)、設(shè)計制作數(shù)字化教學(xué)用圖并將其應(yīng)用于課堂教學(xué)具備可行性，成果的應(yīng)用具有廣泛性。一方面制圖所需的絕大多數(shù)數(shù)據(jù)可以通過互聯(lián)網(wǎng)便捷得到；制做的數(shù)字化教學(xué)用圖可以豐富教學(xué)素材，彌補教材案例的不足。另一方面，針對一個知識點的教學(xué)需求設(shè)計產(chǎn)出的成圖可用于高中地理多項課題的教學(xué)設(shè)計上，實現(xiàn)一舉多得的良好效果。

本文系山東省教育教學(xué)研究課題，2022年度山東省“黃河流域生態(tài)保護和教育高質(zhì)量發(fā)展”教育教學(xué)專項課題“基于地理教學(xué)需求的黃河流域電子教學(xué)地圖開發(fā)與應(yīng)用”（項目編號：2022HHZX007）；山東省教育教學(xué)研究課題“面向中學(xué)地理教育的媒體公眾號傳播力研究”（項目編號：2021JXY029）；山東省教育廳2022年本科教學(xué)改革研究重點項目“基于學(xué)科大概念的地理師范生大單元教學(xué)能力培養(yǎng)與實踐”（項目編號：Z2022160）研究成果。

（作者單位：1.濟南大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院；2.泰安第八中學(xué)；3.山東省濟南第一中學(xué)）