基于GIS的高中地理教學(xué)模式探索

摘 要：信息化是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，信息技術(shù)的快速發(fā)展與普及應(yīng)用給教育帶來(lái)了新的機(jī)遇，新教學(xué)模式的出現(xiàn)促進(jìn)了教育的飛速發(fā)展，有效解決了傳統(tǒng)教學(xué)方法難以滿足學(xué)生學(xué)習(xí)和認(rèn)知發(fā)展需求的問(wèn)題。從GIS輔助高中地理教學(xué)的必要性入手展開(kāi)分析，探索基于GIS的高中地理教學(xué)模式，以期有效進(jìn)行教育改革，提高高中地理教學(xué)質(zhì)量和效率，培養(yǎng)學(xué)生的地理核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：GIS；高中地理；教學(xué)模式；信息化

作者簡(jiǎn)介：黃文華（1970—），男，甘肅省臨洮中學(xué)。

GIS是地理信息系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，是一種在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下能夠科學(xué)管理并綜合分析含有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，為相關(guān)人員提供所需信息的技術(shù)系統(tǒng)?；贕IS探索高中地理教學(xué)模式，既符合地理教育發(fā)展及課程改革的需要，達(dá)到高中地理課程內(nèi)容及特點(diǎn)的要求，又能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和特點(diǎn)。因此，地理學(xué)科教師應(yīng)結(jié)合教學(xué)實(shí)際和學(xué)生學(xué)情，研究適合高中生的地理教學(xué)模式，借助GIS的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)提高教學(xué)質(zhì)量和效率，發(fā)展學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

一、GIS輔助高中地理教學(xué)的必要性

（一）地理教育發(fā)展及課程改革的需要

在教育改革發(fā)展的大環(huán)境下，高中地理教學(xué)需要對(duì)教改進(jìn)行積極響應(yīng)，研究符合當(dāng)代學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)需求的課程，滿足地理教育發(fā)展需要。新課標(biāo)對(duì)高中地理教學(xué)提出了新的要求，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的人地協(xié)調(diào)觀、綜合思維、區(qū)域認(rèn)知和地理實(shí)踐力等核心素養(yǎng)，以指導(dǎo)學(xué)生更好地理解和解決實(shí)際生活中的地理問(wèn)題。同時(shí)，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了重新劃分，更加注重全球觀和宇宙觀的培養(yǎng)，從課程教學(xué)實(shí)際出發(fā)，打造集基礎(chǔ)性、時(shí)代性、學(xué)科性與生活性于一體的課程內(nèi)容體系。此外，還在教學(xué)方式、評(píng)價(jià)方式以及地理活動(dòng)等方面做出了改革指示，要求著重培養(yǎng)學(xué)生的地理學(xué)習(xí)能力，推進(jìn)素質(zhì)教育發(fā)展。GIS作為一種現(xiàn)代化的科技手段被應(yīng)用于高中地理教育教學(xué)中，有兩方面的價(jià)值體現(xiàn)：一方面，GIS本身是基于地理信息集成存在的信息系統(tǒng)，在與地理信息相關(guān)的地圖處理和操作方面具有強(qiáng)大的功能，而地圖是高中地理教學(xué)中非常重要的內(nèi)容，以GIS地圖疊加等方式輔助地理教學(xué)，所獲得的效果是傳統(tǒng)的平面地圖教學(xué)不能比擬的。另一方面，GIS技術(shù)一直在發(fā)展創(chuàng)新，許多領(lǐng)域都在應(yīng)用GIS技術(shù)，在高中地理教學(xué)中應(yīng)用GIS技術(shù)能幫助學(xué)生以社會(huì)視角、全球性視角分析地理問(wèn)題，展開(kāi)深度探究，逐步樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展觀和全球觀。

（二）高中地理課程內(nèi)容及特點(diǎn)的要求

目前，高中地理由必修課程和選修課程組成，前者包括自然、人文和區(qū)域三個(gè)大模塊，后者涉及的模塊更多，主要有宇宙、海洋、自然災(zāi)害、旅游、城鄉(xiāng)規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)及地理信息技術(shù)應(yīng)用等。高中地理課程內(nèi)容多且雜，從具體內(nèi)容性質(zhì)和特點(diǎn)來(lái)看，更側(cè)重于地理理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，知識(shí)點(diǎn)具有較強(qiáng)的離散性特點(diǎn)，部分知識(shí)較為抽象，不利于學(xué)生理解和掌握。同時(shí)，最新設(shè)計(jì)的高中地理課程要求學(xué)生逐步學(xué)會(huì)利用地理知識(shí)梳理、分析、再現(xiàn)地理過(guò)程，深度探究地理成因，歸納并總結(jié)地理規(guī)律。此外，地理學(xué)的研究對(duì)象具有空間DJJFLjjR3gG42152d5rco1hQYN8zwfdiNi/RCL25PXs=性、廣泛性以及遙遠(yuǎn)性等特點(diǎn)，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)地理知識(shí)的過(guò)程中會(huì)因空間觀念不足而影響學(xué)習(xí)質(zhì)量和效果。GIS作為信息化輔助教學(xué)手段，可以幫助學(xué)生將地理知識(shí)可視化，發(fā)現(xiàn)地理的發(fā)展過(guò)程與規(guī)律，并靈活運(yùn)用所學(xué)的地理空間知識(shí)，解決遇到的實(shí)際地理問(wèn)題。從整體來(lái)看，為有效適應(yīng)課程改革，滿足高中地理課程內(nèi)容及特點(diǎn)的要求，教師應(yīng)創(chuàng)新教學(xué)方法和手段，運(yùn)用GIS開(kāi)展探究活動(dòng)，借助現(xiàn)代信息技術(shù)手段改變地理知識(shí)的呈現(xiàn)方式，有效激發(fā)學(xué)生的地理學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)與教師討論、與其他同學(xué)合作探究，深化對(duì)知識(shí)的理解。

（三）高中生學(xué)習(xí)需求與特點(diǎn)的滿足

高中地理具有較強(qiáng)的綜合性、地域性以及空間性等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式僅能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)地理理論知識(shí)，讓學(xué)生通過(guò)背誦的方式應(yīng)對(duì)考試，很難培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念，不利于學(xué)生地理核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展。應(yīng)用GIS的高中地理教學(xué)模式可以幫助學(xué)生建構(gòu)地理知識(shí)體系，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已掌握的知識(shí)建構(gòu)地理空間結(jié)構(gòu)，深化對(duì)知識(shí)的理解。學(xué)生可以通過(guò)GIS展示的現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)，與地理知識(shí)之間建立起互通的橋梁，讓地理課程與現(xiàn)實(shí)生活有機(jī)聯(lián)系，逐步體現(xiàn)出地理信息技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，激發(fā)學(xué)生對(duì)地理的學(xué)習(xí)興趣和熱情，滿足學(xué)生對(duì)地理知識(shí)的學(xué)習(xí)需求。GIS可以為學(xué)生提供地理結(jié)構(gòu)空間和屬性數(shù)據(jù)等信息，讓學(xué)生在解決地理問(wèn)題的過(guò)程中深化對(duì)問(wèn)題的理解，在自主探究中獲得更豐富的學(xué)習(xí)成果。此外，GIS輔助開(kāi)展的課堂教學(xué)流程也發(fā)生了明顯的變化，改變了教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)方式，有助于學(xué)生從感性向理性發(fā)展，對(duì)知識(shí)產(chǎn)生清晰的認(rèn)知，尤其對(duì)于空間思維能力較差的學(xué)生而言，這樣的教學(xué)可以大大降低學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)習(xí)效果。從應(yīng)用GIS后的課堂教學(xué)效果可以看出，GIS輔助高中地理教學(xué)可以滿足學(xué)生對(duì)地理知識(shí)的學(xué)習(xí)需求，符合學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知和理解特點(diǎn)［1］。

二、基于GIS的高中地理教學(xué)模式

（一）GIS地理野外考察教學(xué)模式

地理野外考察教學(xué)模式可以幫助學(xué)生直接深入地理現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行研究分析，但學(xué)生一般對(duì)考察地區(qū)比較陌生，很難在短時(shí)間內(nèi)收集整合很多有用的信息；班級(jí)學(xué)生人數(shù)眾多，教師很難兼顧所有學(xué)生，考察效果難以保障；地理考察活動(dòng)應(yīng)定期持續(xù)開(kāi)展，但在實(shí)際教學(xué)中很難實(shí)現(xiàn)。GIS地理野外考察教學(xué)模式可以有效解決以上問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)。以人教版高中必修第一冊(cè)第五章第一節(jié)《植被》為例，教師可以開(kāi)展GIS地理野外考察教學(xué)活動(dòng)，幫助學(xué)生通過(guò)野外觀察和GIS關(guān)于植被信息的收集、整理、分析等理解植被與自然環(huán)境、氣候變化之間的關(guān)系［2］。此教學(xué)模式的應(yīng)用能有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、觀察能力以及解決問(wèn)題的能力。如在教學(xué)前，教師可以利用三維GIS技術(shù)模擬將要考察的地理區(qū)域，讓學(xué)生在課外考察活動(dòng)開(kāi)展前對(duì)目標(biāo)區(qū)域的相關(guān)自然地理?xiàng)l件等有一個(gè)系統(tǒng)的了解，以便選擇最佳的植被觀察地點(diǎn)。此時(shí)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)GIS軟件的操作方法，以便記錄收集到的植被信息。在野外考察活動(dòng)中，教師可以讓學(xué)生使用GIS軟件收集考察區(qū)域的植被分布信息，包括植被的類型、長(zhǎng)勢(shì)、覆蓋度等。學(xué)生還需要記錄考察區(qū)域內(nèi)的氣候條件、土壤類型等信息，并將其以數(shù)據(jù)的形式記錄在GIS系統(tǒng)中。在課堂總結(jié)環(huán)節(jié)，學(xué)生將收集到的與植被相關(guān)的地理?xiàng)l件及氣候等數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入GIS軟件中，讓其自動(dòng)分析數(shù)據(jù)，生成植被分布圖與未來(lái)一段時(shí)間的發(fā)展趨勢(shì)圖，分析植被與環(huán)境之間的關(guān)系。最后，學(xué)生利用GIS對(duì)考察區(qū)域內(nèi)的植被分布情況和特點(diǎn)進(jìn)行分析和表達(dá)，發(fā)展綜合能力。

（二）GIS問(wèn)題解決教學(xué)模式

問(wèn)題解決教學(xué)模式主要是指圍繞問(wèn)題開(kāi)展教學(xué)探究活動(dòng)，啟發(fā)學(xué)生尋找問(wèn)題解決方法并成功建構(gòu)知識(shí)體系的教學(xué)方法。應(yīng)用這種教學(xué)模式的流程為創(chuàng)設(shè)情境、確定問(wèn)題、提出假設(shè)、推理探究、得出結(jié)論?；贕IS創(chuàng)新問(wèn)題解決教學(xué)模式，可以為學(xué)生呈現(xiàn)直觀的現(xiàn)實(shí)情境，將學(xué)生帶入情境中，讓學(xué)生深入思考，從而獲得豐富的問(wèn)題解決經(jīng)驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和效果［3］。以人教版高中地理必修第二冊(cè)第二章的問(wèn)題研究“從市中心到郊區(qū)，你選擇住在哪里”為例，教師可以從社會(huì)熱點(diǎn)民生問(wèn)題中選擇一個(gè)課題創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，如“一名在市區(qū)工作的普通打工人想買房，他提出的要求有：房子面積不用太大，兩室一廳，滿足三口人住房需求即可，附近要有成熟的商業(yè)生活圈，出行必須便利，最好30—60分鐘就能到達(dá)上班地點(diǎn)。若你是房屋中介，請(qǐng)問(wèn)你如何幫助這名顧客精準(zhǔn)選房？”在問(wèn)題情境下，學(xué)生需要思考并確定問(wèn)題的核心點(diǎn)，同時(shí)提出假設(shè)：“如何才能知曉距離公司一小時(shí)路程的區(qū)域的樓市情況呢？”在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師會(huì)以文字資料的形式向?qū)W生提供幫助和支持，學(xué)生需要先閱讀資料，然后通過(guò)分析理解，在大腦中構(gòu)建空間立體模型，最后提出觀點(diǎn)和假設(shè)。這種學(xué)習(xí)方式對(duì)學(xué)生的空間思維和邏輯思維能力有較高的要求，同時(shí)，班級(jí)學(xué)生之間存在差異，所以很難保障所有學(xué)生都能參與到課堂討論中，教學(xué)效果一般。而在GIS問(wèn)題解決教學(xué)模式下，教師則可以利用GIS軟件展示學(xué)生選定的區(qū)域環(huán)境、居民房分布情況及交通出行等立體空間圖，以便學(xué)生直觀觀察，驗(yàn)證假設(shè)的可行性。若假設(shè)與顧客的需求不符，則應(yīng)放棄該假設(shè)，繼續(xù)提出新的假設(shè)，直至找到解決問(wèn)題的最佳方案和方法。由此可見(jiàn)，GIS問(wèn)題解決教學(xué)模式可以有效降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生的思維能力和問(wèn)題解決能力。

（三）GIS互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)模式

互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)模式主張教師與學(xué)生圍繞知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行分析和思考。GIS互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)模式能夠?yàn)閷W(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源和工具，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與到課堂討論與學(xué)習(xí)活動(dòng)中，理解和掌握地理知識(shí)。同時(shí)，GIS的合理應(yīng)用可以在課堂上營(yíng)造濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，促使學(xué)生主動(dòng)探究。以人教版高中地理必修第一冊(cè)第六章第三節(jié)《防災(zāi)減災(zāi)》為例，傳統(tǒng)課堂以理論教學(xué)為主，教師只對(duì)教材上的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行解釋說(shuō)明，顯得枯燥、乏味，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不利于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展。教師開(kāi)展GIS互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)活動(dòng)，采用GIS軟件提出問(wèn)題，能夠讓學(xué)生理解GIS在防災(zāi)減災(zāi)中的具體應(yīng)用范圍和優(yōu)勢(shì)。在課堂教學(xué)中，教師需要先設(shè)計(jì)互動(dòng)情境，引導(dǎo)學(xué)生參與到課堂討論中，在交流與分析中探究知識(shí)內(nèi)容，學(xué)習(xí)防災(zāi)減災(zāi)和逃生的相關(guān)知識(shí)，將災(zāi)害的損害降到最低，甚至達(dá)到避免災(zāi)害發(fā)生的目的［4］。教師可選擇“泥石流”災(zāi)害進(jìn)行教學(xué)，與學(xué)生討論當(dāng)發(fā)生泥石流災(zāi)害時(shí)應(yīng)如何自救和他救。在師生討論過(guò)程中，教師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生利用GIS軟件進(jìn)行分析，將泥石流發(fā)生區(qū)域的地理數(shù)據(jù)信息錄入GIS軟件中，如受災(zāi)區(qū)域的地理位置、受災(zāi)面積、人口密度及氣候條件等，接著利用GIS的空間分析功能分析本次泥石流災(zāi)害的影響范圍以及潛在風(fēng)險(xiǎn)。隨后，教師可啟發(fā)學(xué)生利用GIS進(jìn)行模擬演練，如模擬泥石流發(fā)生后的疏散路徑規(guī)劃、泥石流災(zāi)害預(yù)警以及應(yīng)急響應(yīng)等。在模擬演練中，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)減災(zāi)防災(zāi)的根本要?jiǎng)?wù)在于預(yù)防，在于應(yīng)對(duì)措施有針對(duì)性且有效，這樣才能提高應(yīng)對(duì)災(zāi)害的能力。

（四）GIS案例分析教學(xué)模式

案例分析教學(xué)模式是高中地理教學(xué)中常用的一種教學(xué)方法，旨在通過(guò)分析典型案例的方式幫助學(xué)生明確地理知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的具體應(yīng)用，進(jìn)而更有針對(duì)性地學(xué)習(xí)和掌握地理知識(shí)。GIS案例分析教學(xué)模式讓案例變得直觀、立體，可以降低案例分析難度，提高學(xué)習(xí)效果。以人教版必修第一冊(cè)第六章第二節(jié)《地質(zhì)災(zāi)害》為例，其教學(xué)目標(biāo)是指導(dǎo)學(xué)生掌握地震、滑坡和泥石流災(zāi)害的形成機(jī)制和發(fā)生過(guò)程，從而明確自然災(zāi)害類型及其所帶來(lái)的影響［5］。傳統(tǒng)教學(xué)模式多以口述案例的方式向?qū)W生介紹知識(shí)內(nèi)容，雖然高中生可以聽(tīng)懂并理解，但不夠直觀和形象，會(huì)在一定程度上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和探究興趣。在GIS案例分析教學(xué)模式下，教師可以在課堂教學(xué)中應(yīng)用GIS軟件呈現(xiàn)具體的教學(xué)案例，帶領(lǐng)學(xué)生分析地理特征，分析區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的類型及形成原因，分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后造成的主要傷害和應(yīng)對(duì)措施，并分析地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律，做好地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)、預(yù)防工作。教師可以學(xué)生都知曉的“汶川大地震”為案例進(jìn)行分析，讓學(xué)生明確地震是一定區(qū)域內(nèi)地面震動(dòng)的現(xiàn)象，主要是由地殼運(yùn)動(dòng)等地質(zhì)作用引起的地球內(nèi)部能量突然釋放的結(jié)果。此時(shí)，教師可以利用GIS軟件模擬地震發(fā)生的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)圖，同時(shí)提出“地震發(fā)生會(huì)釋放大量的能量，可以用什么來(lái)衡量地震的大小呢？”“地震發(fā)生時(shí)地面所受影響和破壞程度用什么來(lái)表示？主要影響因素有哪些？”等問(wèn)題。教師利用GIS軟件模擬地震發(fā)生的整個(gè)過(guò)程，能夠啟發(fā)學(xué)生對(duì)地震的發(fā)生過(guò)程進(jìn)行分析，然后借助已經(jīng)學(xué)習(xí)的地震知識(shí)及現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)得出問(wèn)題答案，明確地震的形成原因、影響因素及帶來(lái)的后果，繼而對(duì)應(yīng)對(duì)地震的措施進(jìn)行深入探究和學(xué)習(xí)。

三、總結(jié)

綜上所述，探索基于GIS的高中地理教學(xué)模式的目的是借助GIS的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)幫助學(xué)生建構(gòu)地理知識(shí)體系，使他們學(xué)會(huì)利用已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)主動(dòng)建構(gòu)客觀事物及其關(guān)系的表征，加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握。在基于GIS的教學(xué)模式下，學(xué)生成為知識(shí)的主動(dòng)學(xué)習(xí)者和建構(gòu)者，能將知識(shí)變成自身的技能。同時(shí)，GIS作為信息化時(shí)代的重要標(biāo)志之一，其在高中地理教學(xué)中應(yīng)用的必要性也非常突出，可以幫助教師應(yīng)對(duì)課程改革和教育改革，將課程內(nèi)容和知識(shí)立體化呈現(xiàn)，滿足學(xué)生對(duì)地理知識(shí)的學(xué)習(xí)需求，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和效果，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，我們應(yīng)重視持續(xù)性研究基于GIS的教學(xué)模式。

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