張玉孔

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，簡稱GIS)，是處理地理資料的電腦信息系統(tǒng)，它可用來收集、儲存、分析和展示所有形式的地理信息。它是計算機技術(shù)在地理信息領域的具體運用。目前，GIS已廣泛地運用于制圖學、城市規(guī)劃等領域，具有強大的地理信息空間分析與查詢、模擬動態(tài)演示、數(shù)據(jù)存儲以及屬性特征顯示等功能。在中學地理教學中，借助GIS的相關(guān)技術(shù)，不僅可以幫助學生直觀地理解地理知識，而且可以有效地加強學生對空間概念的感知，建立空間現(xiàn)象的關(guān)鍵，提高他們應用GIS分析地理信息、解決地理問題的能力。

GIS在中學地理教學中的功能

根據(jù)地理教學的特點，GIS技術(shù)主要能解決地理事物在哪里、有怎樣的空間分布趨勢、各地理事物之間的空間關(guān)系如何等問題，具體表現(xiàn)在以下方面。

1.利用GIS呈現(xiàn)地理事物在空間和時間上的分布特征和規(guī)律

教學中，教師可以應用GIS在空間上顯示某些特定的地理要素，幫助學生認識地理空間概念。例如，講中國的自然景觀分布時，可利用GIS的電子地圖功能將各景點位置加在相應的位置上，講到礦藏分布時，再在相應位置上加上各礦點，讓學生從整體上把握各地理要素的分布特征，提高學生從宏觀上分析地理問題的能力。

另外，利用GIS能顯示地理事物在不同時段的空間分布，通過對地理事物在不同時期的特征，讓學生認識地理事物的發(fā)展過程和規(guī)律。例如，在講授我國的城市化或土地利用等問題時，利用GIS直觀顯示不同時段的城市擴展或土地利用變化信息，能幫助學生對城市化過程或土地利用變遷有深刻的了解。

2.利用GIS的繪圖功能實現(xiàn)直觀教學

利用GIS的繪圖功能，能實現(xiàn)交通圖、地形圖、行政區(qū)劃圖、旅游規(guī)劃圖等各類專題圖的繪制。另外，利用GIS可對相關(guān)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析并形成直觀的圖形顯示，如圖1為結(jié)合我國行政區(qū)域劃分、人口密度、民族分布、降水量分布等知識做成的專題地圖。通過將具體數(shù)據(jù)與各省市地理位置的直觀結(jié)合，有助于學生對地理信息知識的掌握。

3.利用GIS實現(xiàn)動態(tài)的多媒體輔助教學

利用GIS制作和自帶的各種地圖和地理數(shù)據(jù)屬性，再加上各種多媒體素材，可以制作出形象的多媒體展示課件，如在學習高中地理選修(湘教版)中《中國名景欣賞》這一部分時，用GIS技術(shù)中的“層”技術(shù)分層建立中國的名山、溶洞、園林、石窟旅游景點分布圖，再利用熱鏈接給每個旅游景點配以圖片、錄像資料、文字說明、音樂、動畫等多媒體素材，形象展示中國主要旅游景點的分布。由于各景點信息都是存儲在GIS的地理信息數(shù)據(jù)庫中的，所以可以實現(xiàn)課件的動態(tài)顯示。

在講解某一具體景點時，還可通過三維地理信息技術(shù)(3DGIS)模擬實現(xiàn)三維漫游，真實表現(xiàn)景點的三維信息；同時，學生還可以通過各種屬性庫鏈接查詢感興趣的信息。這樣，不僅使學生掌握了地理信息，而且可以培養(yǎng)學生的空間信息查詢、分析能力。

GIS技術(shù)引入地理教學的形式

1.思想觀念的引入——“教”與“學”孰重孰輕觀念的認識

建構(gòu)主義認為，學習過程是學生根據(jù)自己的學習體驗和經(jīng)驗，使當前知識在自己大腦中的意義建構(gòu)，它帶有一定的“主觀性”，不同學生由于學習體驗和經(jīng)驗不同，學習的效果也不一樣。因此，教學中學生的“學”比教師的“教”更重要。在地理教學中，教師應充分認識到GIS不僅是教師授課的工具，更應是學生建構(gòu)思維的工具。教師在講解知識時，不要過分注重知識的傳授，應加強課堂互動，對學生進行充分的啟發(fā)，通過“沒有固定結(jié)論的問題”，加強學生主觀思維能力的訓練，提高學生提出問題、解決問題的能力。

2.認知手段的引入——提供直觀的知識呈現(xiàn)形式

直觀性教學是地理教學的有效形式，GIS最主要的功能就是能直觀、形象地展示地理學課程中的知識元素和規(guī)律關(guān)系。通過這些直觀形象的展示，學生可輕松地掌握教學的難重點問題，如在講到我國各地區(qū)的高原、平原、丘陵、盆地等地形分布時，如用四個不同的圖示分解講解，由于地理信息量的繁雜，難以對某個地區(qū)的各種地形做到整體的把握，而運用GIS地圖，將高原、平原、丘陵、盆地等做在四個不同的層上，可層層疊加展示，生動形象，便于學生掌握。

3.探究思維的引入——利用GIS技術(shù)提高學生探究問題的能力

地理教學的最終目的是培養(yǎng)學生的地理信息素養(yǎng)，提高他們的創(chuàng)造能力。在地理教學中。應借助GIS呈現(xiàn)地理信息的多樣性特征，引導學生對地理信息進行靈活的應用，從而加強他們對空間概念的感知能力，建立起空間現(xiàn)象的關(guān)聯(lián)性。在此基礎上再引導學生自己從知識的重組中發(fā)現(xiàn)問題，并利用所掌握的知識分析問題、解決問題，從而促進對知識的意義構(gòu)建和遷移，提高學生的綜合分析能力和科學素養(yǎng)。

如學習完中國各地區(qū)的降水量分布時，可結(jié)合以前所學的城市分布、人口分布和工業(yè)發(fā)展狀況分析三者與降水量的關(guān)系，寫出調(diào)查分析報告，這種學習形式使學生既復習了舊知識，又培養(yǎng)了探究知識的能力。

我國GIS輔助地理教學的狀況和策略

在歐美國家，GIS技術(shù)在中小學已用得相當普遍，學生們從因特網(wǎng)獲取地理數(shù)據(jù)，然后利用GIS軟件分析自己的社區(qū)環(huán)境，為社區(qū)建設提出建議。在我國，中學GIS輔助地理教學才剛剛起步，其研究主要限于技術(shù)手段輔助教學的層面，也有專家針對GIS的地理教學應用提出了相關(guān)的教學模式。

筆者認為，目前，為實施和推廣GIS輔助地理教學，可根據(jù)地理教學新標準，設計和開發(fā)適合學生學習的GIS基礎教學軟件，并將地理科相關(guān)知識通過軟件呈現(xiàn)出來，讓學生通過軟件平臺學習地理知識，培養(yǎng)認知能力，提高學生的地理信息素養(yǎng)。