汪小清 劉寶康

【摘要】教師信息技術(shù)應(yīng)用能力的提升是推動(dòng)教育實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路，縱觀地理教育，GIS技術(shù)在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用，能夠使地理教學(xué)和現(xiàn)代科技發(fā)展相結(jié)合，推動(dòng)地理教育實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。文章以“秦州大櫻桃農(nóng)業(yè)區(qū)位因素”為例，讓學(xué)生利用GIS技術(shù)，分析影響農(nóng)業(yè)區(qū)位的自然與人文因素，培養(yǎng)學(xué)生地理核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】GIS；鄉(xiāng)土地理；農(nóng)業(yè)區(qū)位因素

【中圖分類(lèi)號(hào)】G641【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【文章編號(hào)】1004—0463（2023）22—0065—06

黨的二十大首次將“推進(jìn)教育數(shù)字化”寫(xiě)進(jìn)報(bào)告，標(biāo)志著國(guó)家層面提高了對(duì)教育數(shù)字化重要性的認(rèn)識(shí)，把落實(shí)教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)作為今后重點(diǎn)工作。2022年4月教育部印發(fā)了《新時(shí)代基礎(chǔ)教育強(qiáng)師計(jì)劃》，將信息技術(shù)應(yīng)用能力與思想政治素質(zhì)、師德修養(yǎng)、教育教學(xué)能力并列為教師素質(zhì)和水平提升的四個(gè)維度。2022年11月，教育部又發(fā)布了《教師數(shù)字素養(yǎng)》教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?？梢?jiàn)，教師信息技術(shù)應(yīng)用能力的提升是推動(dòng)教育實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路[1]。

地理信息技術(shù)是指獲取、管理、分析和應(yīng)用地理信息的現(xiàn)代技術(shù)的總稱(chēng)，包括地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）等空間信息技術(shù)。GIS技術(shù)是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)[2]。其功能優(yōu)勢(shì)在于它可以對(duì)空間信息進(jìn)行分析和處理，具有圖形生成和可視化表達(dá)手段，以及地理過(guò)程的演化模擬和空間決策支持功能等。隨著GIS技術(shù)的快速發(fā)展，其已廣泛應(yīng)用于國(guó)情監(jiān)測(cè)、資源調(diào)查、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、城市建設(shè)與規(guī)劃、人口管理、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域[3]。對(duì)地理教學(xué)而言，課堂中可以使用GIS技術(shù)提供實(shí)時(shí)更新的電子地圖、高清可編輯的專(zhuān)題地圖，實(shí)現(xiàn)交互式教學(xué)；課堂外使用GIS技術(shù)開(kāi)展測(cè)量、觀測(cè)等地理實(shí)踐活動(dòng)。因此，GIS技術(shù)在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用，能夠使地理教學(xué)和現(xiàn)代科技發(fā)展相結(jié)合，推動(dòng)地理教育實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版2020年修訂）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《新課標(biāo)》）明確要求：“要充分利用地理信息技術(shù)，為學(xué)生營(yíng)造直觀、實(shí)時(shí)、生動(dòng)的地理教學(xué)環(huán)境?！钡乩硇畔⒓夹g(shù)是教學(xué)的工具，需要在一定的教學(xué)情境中施展。新課標(biāo)在基本理念中指出，學(xué)生應(yīng)具備家國(guó)情懷和世界眼光，形成關(guān)注地方、國(guó)家和全球地理問(wèn)題及可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題的意識(shí)。因此，選取GIS技術(shù)二次開(kāi)發(fā)地理教材內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生所在區(qū)域的自然和人文現(xiàn)象，創(chuàng)設(shè)學(xué)生能夠感受和體驗(yàn)的教學(xué)情境[4]，讓學(xué)生在真實(shí)、有效的地理情境中完成學(xué)習(xí)任務(wù)，符合新課標(biāo)對(duì)創(chuàng)新型教學(xué)的要求。

二、秦州大櫻桃農(nóng)業(yè)區(qū)位因素教學(xué)示例

（一）示例選擇依據(jù)

1.依據(jù)新課標(biāo)要求。新課標(biāo)對(duì)“農(nóng)業(yè)區(qū)位因素”的要求是“結(jié)合實(shí)例，說(shuō)明農(nóng)業(yè)的區(qū)位因素”。行為條件“結(jié)合實(shí)例”，要求教師引用真實(shí)情境案例。行為動(dòng)詞“說(shuō)明”屬于理解水平，要求學(xué)生能夠結(jié)合案例說(shuō)出影響農(nóng)業(yè)區(qū)位的自然、人文因素，并能從因地制宜的角度靈活分析農(nóng)業(yè)區(qū)位因素對(duì)農(nóng)業(yè)選擇的影響。

2.依據(jù)鄉(xiāng)土地理資源。引用鄉(xiāng)土地理為案例素材，能夠幫助學(xué)生了解家鄉(xiāng)的地理環(huán)境，拓展學(xué)生的地方性知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生依托地方案例設(shè)計(jì)問(wèn)題的探究欲，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)例分析影響農(nóng)業(yè)的區(qū)位因素[5]。秦州區(qū)得天獨(dú)厚的自然條件被眾多果樹(shù)專(zhuān)家認(rèn)為是西北地區(qū)適宜種植優(yōu)質(zhì)大櫻桃的地區(qū)之一。近年來(lái)，通過(guò)觀察實(shí)踐及大眾點(diǎn)評(píng)一致認(rèn)為，秦州地區(qū)所產(chǎn)的大櫻桃不僅風(fēng)味獨(dú)特，而且色澤艷美，其品質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于其他大櫻桃生產(chǎn)基地。結(jié)合這一鄉(xiāng)土地理資源，確定以秦州大櫻桃農(nóng)業(yè)區(qū)位因素為案例，探討農(nóng)業(yè)區(qū)位因素。

3.依據(jù)GIS技術(shù)的功能優(yōu)勢(shì)。GIS技術(shù)具有電子地圖功能，存儲(chǔ)大量的空間數(shù)據(jù)，能夠體現(xiàn)地理事物在時(shí)間和空間上動(dòng)態(tài)發(fā)展的變化；具有疊加分析、緩沖區(qū)分析等空間分析功能，有利于學(xué)生分析多要素對(duì)地理成因和現(xiàn)象的影響；還具有三維可視化功能，立體地呈現(xiàn)地理要素特征，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的空間感。此外，GIS軟件平臺(tái)作為地理學(xué)科中重要的技術(shù)平臺(tái)，在教學(xué)中應(yīng)用GIS技術(shù)有利于促進(jìn)師生交流、人機(jī)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)交互式教學(xué)。

GIS軟件不僅包括商業(yè)軟件ArcGIS、Global Mapper、SuperMap GIS、MapGIS等；還包括開(kāi)源軟件QGIS、OpenGeoDa等。此外，也包括GIS技術(shù)支持下的Google Earth（谷歌地球）、LocaSpace Viewer（圖新地球，簡(jiǎn)稱(chēng)LSV）等數(shù)字地球軟件。其中，ArcGIS是ESRI公司開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的有自己的一套桌面端、web端、手機(jī)端和云平臺(tái)的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)產(chǎn)品，是較為成熟的商業(yè)軟件，具有較強(qiáng)的地理信息處理能力，能提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集、編輯、存儲(chǔ)、管理、空間分析、建模、地圖制作等功能。LSV集成Google Earth、天地圖等多種互聯(lián)網(wǎng)地圖資源，支持自定義圖源；可免費(fèi)下載數(shù)據(jù)，支持二、三維地理數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)的瀏覽和輸出；支持多種類(lèi)型的量測(cè)和空間分析。在高中地理教學(xué)中，需要LSV這樣操作簡(jiǎn)單，交互性高，利于普及的GIS軟件，同樣也需要ArcGIS這樣涉及地理專(zhuān)業(yè)性、能夠進(jìn)行空間分析、專(zhuān)題制圖的GIS軟件[6]。

綜上所述，本文以ArcGIS桌面軟件ArcMap和LSV為教學(xué)工具，以秦州大櫻桃農(nóng)業(yè)區(qū)位因素為例，探討農(nóng)業(yè)區(qū)位因素。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)思路（見(jiàn)表1）

（三）教學(xué)目標(biāo)（見(jiàn)表2）

二、教學(xué)過(guò)程

環(huán)節(jié)一：播放視頻，導(dǎo)入新課

播放秦州大櫻桃宣傳片片段，讓學(xué)生感受家鄉(xiāng)農(nóng)產(chǎn)品的魅力，并提出問(wèn)題：為何秦州大櫻桃備受青睞？

【設(shè)計(jì)意圖】以家鄉(xiāng)農(nóng)產(chǎn)品導(dǎo)入新課，讓學(xué)生感受地理學(xué)習(xí)的親切感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)為后面情境的創(chuàng)設(shè)作鋪墊。

環(huán)節(jié)二：帶入問(wèn)題，講授新課

【教學(xué)活動(dòng)】教師展示秦州區(qū)行政區(qū)劃圖，引導(dǎo)學(xué)生明確秦州區(qū)的地理位置、行政區(qū)概況等基本信息。

【設(shè)計(jì)意圖】一方面，抓住學(xué)生渴望了解家鄉(xiāng)的心理，培養(yǎng)學(xué)生區(qū)域認(rèn)知素養(yǎng)；另一方面，教師展示秦州區(qū)行政區(qū)劃圖，為后面學(xué)生動(dòng)手制圖起到拋磚引玉的作用。

環(huán)節(jié)三：?jiǎn)栴}探究，小組合作

【教學(xué)活動(dòng)】教師提出問(wèn)題：影響秦州大櫻桃種植的因素有哪些？分別產(chǎn)生什么影響？先按照自然因素的分類(lèi)將學(xué)生分為地形組、氣候組、水源組和土壤組（見(jiàn)表3）。

【結(jié)果匯總】教師組織學(xué)生匯報(bào)小組合作成果并組間分享制圖數(shù)據(jù)，學(xué)生將各組數(shù)據(jù)添加至圖層，實(shí)現(xiàn)疊加分析，明確地形、氣候、土壤、水源等因素對(duì)秦州大櫻桃農(nóng)業(yè)區(qū)位的影響，并確定秦州大櫻桃最適宜種植區(qū)集中在玉泉鎮(zhèn)、藉口鎮(zhèn)、太京鎮(zhèn)、皂郊鎮(zhèn)、關(guān)子鎮(zhèn)。

【設(shè)計(jì)意圖】教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組合作制作和分析專(zhuān)題地圖各自然要素對(duì)櫻桃種植的影響，提高學(xué)生制作、閱讀專(zhuān)題地圖和提取地理信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生地理信息素養(yǎng)。學(xué)生分組制圖，既節(jié)省了課堂時(shí)間，減輕了制圖壓力，又實(shí)現(xiàn)了交互式教學(xué)的目的。結(jié)果匯總，讓學(xué)生分享數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)疊加分析，有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合思維能力。

【教學(xué)活動(dòng)】教師引導(dǎo)學(xué)生在圖新地球上定位秦州大櫻桃最適宜種植區(qū)（玉泉鎮(zhèn)、藉口鎮(zhèn)、太京鎮(zhèn)、皂郊鎮(zhèn)、關(guān)子鎮(zhèn)），找到與秦州大櫻桃相關(guān)的地點(diǎn)。如，遇見(jiàn)大櫻桃采摘園、羅玉溝櫻桃批發(fā)市場(chǎng)。并給出材料（見(jiàn)表4），探討秦州大櫻桃種植的人文因素。

學(xué)生綜合上述材料分析得知秦州大櫻桃種植的人文因素如下。

科技因素：果樹(shù)栽培新技術(shù)、防霜新技術(shù)、水冷技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、櫻桃保鮮技術(shù)。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素：市場(chǎng)、交通條件、政府政策、種植歷史、當(dāng)?shù)厝讼彩硻烟业取?/p>

教師引導(dǎo)學(xué)生用圖新地球定位功能定位遇見(jiàn)大櫻桃采摘園、羅玉溝櫻桃批發(fā)市場(chǎng)、綠之源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司、天水機(jī)場(chǎng)、天水南站等地點(diǎn)。利用其路徑規(guī)劃功能，明確秦州大櫻桃產(chǎn)銷(xiāo)路線。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)閱讀相關(guān)文字材料，明確影響秦州大櫻桃產(chǎn)業(yè)的人文因素。使用圖新地球空間定位、路徑規(guī)劃功能從空間角度理解市場(chǎng)、交通等因素對(duì)農(nóng)業(yè)區(qū)位的影響，形成空間觀念，提高學(xué)生區(qū)域認(rèn)知能力。

環(huán)節(jié)四：召開(kāi)座談會(huì)，升華主題

【教學(xué)活動(dòng)】教師組織學(xué)生召開(kāi)秦州大櫻桃如何走可持續(xù)發(fā)展道路的座談會(huì)，學(xué)生各抒己見(jiàn)。

【設(shè)計(jì)意圖】在學(xué)生為家鄉(xiāng)農(nóng)產(chǎn)品可持續(xù)發(fā)展出謀劃策的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)家鄉(xiāng)的情感，學(xué)生綜合考慮地方人地關(guān)系，形成關(guān)注地方發(fā)展問(wèn)題的意識(shí)。

環(huán)節(jié)五：預(yù)留作業(yè)，結(jié)束新課

規(guī)劃秦州大櫻桃種植基地調(diào)查路線。

【設(shè)計(jì)意圖】規(guī)劃秦州大櫻桃種植基地調(diào)查路線時(shí)必然少不了GIS相關(guān)軟件的使用，應(yīng)用GIS技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)GIS技術(shù)在生產(chǎn)生活中的重要性。

三、結(jié)論與討論

本研究闡述了數(shù)字化背景下，GIS技術(shù)在鄉(xiāng)土情境教學(xué)中的重要性，并以秦州大櫻桃農(nóng)業(yè)區(qū)位因素為例設(shè)計(jì)教學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生使用Arc？ Map、圖形地球等GIS相關(guān)軟件，探究影響農(nóng)業(yè)區(qū)位的因素。教學(xué)建議如下：

（一）創(chuàng)設(shè)基于鄉(xiāng)土素材的教學(xué)情境

教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)可以因地制宜地從師生身邊選取，借助鄉(xiāng)土地理資源創(chuàng)設(shè)一鏡到底的情境，使課堂情境更具完整性，有利于學(xué)生串聯(lián)主體知識(shí)。依據(jù)課程需要、學(xué)生的發(fā)展需要，選取典型鄉(xiāng)土地理材料創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)出生地、居住地的情感，與教學(xué)情境產(chǎn)生共鳴，深化教學(xué)情境的作用，打破教學(xué)只是教具和模型堆砌的壁壘，幫助學(xué)生理解和遷移應(yīng)用知識(shí)，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)。

（二）地理信息技術(shù)應(yīng)用流程需完整

地圖是地理教學(xué)的第二語(yǔ)言，GIS制圖技術(shù)已被地理教學(xué)認(rèn)可[8]，也成為新時(shí)代師生必須掌握的地理技能之一。學(xué)生遇到地理問(wèn)題借助專(zhuān)題地圖解決時(shí)需掌握“一條龍”流程，即從數(shù)據(jù)的下載、處理、分析到出圖，完整的制圖流程讓學(xué)生知其然，知其所以然。使用圖形地球這類(lèi)數(shù)字地球平臺(tái)時(shí)能找到對(duì)應(yīng)網(wǎng)頁(yè)，熟悉其基本功能。在這個(gè)過(guò)程中逐步培養(yǎng)學(xué)生的地理信息素養(yǎng)。

（三）開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變教學(xué)方式

教師在情境創(chuàng)設(shè)過(guò)程中整合鄉(xiāng)土地理資源、應(yīng)用GIS技術(shù)開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變以往學(xué)生被動(dòng)接受學(xué)習(xí)的方式，讓學(xué)生置身于一個(gè)貫穿課堂始終的情境，經(jīng)歷深度學(xué)習(xí)的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程給學(xué)生提供探究空間和探究工具，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究、搭建知識(shí)結(jié)構(gòu)的能力。

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編輯：陳靜