基于GIS的土壤地理研究性教学模式初探

王丽，李建梅，王凯

（滁州学院国土信息工程系，安徽滁州 239012）

基于GIS的土壤地理研究性教学模式初探

王丽，李建梅，王凯

（滁州学院国土信息工程系，安徽滁州 239012）

本文从土壤地理教学中GIS应用的必要性分析入手，构建基于GIS的土壤地理研究性教学模式，为应用新技术、新方法优化土壤地理教学过程，切实提高土壤地理教学质量提供技术参考和方法借鉴。

GIS；研究性教学模式

注重知识的直接传授，缺少对学生探索知识能力的培养，使得传统教学模式在土壤地理教学中的弊端日益显现，在此背景之下研究性教学模式应运而生。研究性教学实践的难点及关键在于研究问题的确定和研究情境的创设。GIS技术的发展和成熟为研究性教学的应用实践提供了技术支持，它的数据管理、图形可视化显示、空间分析与检索、统计分析等功能能够很好的实现研究性教学研究情境的创设。因此，研究性教学与GIS技术的整合必将成为未来土壤地理教学改革的主导趋势。

1 土壤地理教学中GIS应用的必要性

1.1 土壤地理学教学目标决定

土壤地理学是高等师范院校地理科学专业的专业基础课，是土壤学与自然地理学之间的边缘科学，它以土壤与环境之间的这一特殊矛盾为研究对象，研究土壤的发生、发展、分异和分布规律，为调控、改造和利用土壤资源提供科学依据，具有较强的区域性和综合性。课程的教学目标是使学生牢固掌握土壤地理的基本概念和基础知识、土壤的发生和分布规律、主要土壤类型的特点和利用改良原则，学会土壤调查和制图等基本技术和方法，提高观察分析和解决土壤问题的能力，为学生以后从事教学和科研工作奠定基础［1］。因此，土壤地理学本身的特点及其教学目标要求应用GIS技术对土壤地理信息进行管理，对土壤地理空间概念进行可视化表述，对土壤的发生、发展、分异和分布规律进行辅助分析研究。

1.2 信息社会发展的要求

随着信息时代的到来，切实有效地培养地理科学学生的地理信息素养和地理信息技能成为信息社会对高等师范院校地理科学专业人才提出的新要求，为了适应社会发展需要，提高学生就业竞争能力，地理科学专业人才培养目标、培养方法、也必须随之发生相应的变化。为适应时代发展和技术进步的要求，很多高等师范院校都将“具有坚实的地理科学基本理论和基本知识，掌握地理科学基本思维方法和基本实践技能，掌握运用地理信息技术的基本技能”纳入到地理科学专业培养目标中，土壤地理学的教学也要围绕这个目标组织实现。由此可见，G I S在地理科学专业建设中具有举足轻重的地位，对土壤地理教学影响深远。

1.3 GIS本身特点决定

首先，GIS本身就是计算机技术与地理学相结合的产物，是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。其次，GIS技术的出现给土壤地理学带来了深远的影响和勃勃生机。对于土壤地理学而言，GIS是地理学的第三种语言，它的出现是地理研究方法上的一次飞跃，为土壤地理学研究从定性描述走向定量分析，从单系统走向复杂系统的研究提供了现代化的工具。第三，GIS是获取、分析、处理地理信息以及主动参与信息活动、传递地理信息的有效工具。由于其本身包含的信息量大，更新速度快，表现效果好，使GIS天然是辅助土壤地理研究性学习有效的教育技术。随着GIS技术的日益成熟和普及，GIS作为教育技术手段辅助土壤地理教学由构想成为可能［2，3］。

2 土壤地理研究性教学理论方法

2.1 研究性学习

研究性学习主要指从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究问题，在教学中，创设一种类似于研究的情境，通过学生自主独立地发现问题，实验、操作、调查、搜集与处理信息、表达与交流等探索活动，获得知识、技能、情感与态度的发展，特别是探索精神和创新能力学习［4］。

国内外围绕研究性学习展开了大量研究，达成共识的研究结论是：探究型教学包括提出问题、搜集证据、提出假设、验证假设、成果发布与交流五个要素，这也是探究型学习的一个技术流程，要培养学生的探究能力和探究意识，就必须从这“五要素”和流程入手（见图1）。

图1 研究性学习流程模式

2.2 土壤地理研究性教学

土壤地理学因其区域性、综合性的特点，为研究性学习提供了广阔发展空间。土壤地理研究性教学就是将研究性学习引入土壤地理教学，使学生在教师引导下，应用土壤地理知识、地学研究方法和研究手段发现与土壤地理有关的问题，并分析问题和解决题的主动探究过程和方式。这种土壤地理教学模式适用于土壤地理概念、原理、规律等类型的教学内容。教学过程由教师先呈现概念、原理的例证，而不是直接告诉学生这些例证的共有本质特征，或引导学生利用先前习得的知识去分析解决新问题，通过新问题的解决进一步发现新的规律，并提出解决问题的策略［5，6］。土壤地理研究性教学实现方式，主要是构建土壤地理视角的研究性教学要素和流程模式（见图2）。

图2 土壤地理研究性教学流程模式

2.3 土壤地理研究性教学研究意义

传统土壤地理教学方式比较单一，以教师的讲述为主，简单的辅以地图挂图和多媒体资料介绍，不能有效帮助学生建立土壤地理空间概念和深入理解土壤的发生、发展、分异和分布规律，学习往往流于机械性记忆，很大程度上影响了土壤地理的教学质量与效果。有鉴于此，应用研究性学习理论方法，进行土壤地理教学改革研究具有积极的现实意义。

3 基于GIS的土壤地理研究性教学模式设计

GIS支持下的土壤地理研究性教学，强调在GIS平台上利用各种信息资源来支持“教”，从而引导学生的主动探索，由学生运用所学土壤地理知识、计算机知识、GIS功能去发现、思考、分析、解决问题，在学习过程中处处体现学生学习的主体性。通过GIS支持下的研究性教学，能够培养学生的创新意识和创新能力，提高学生综合运土壤地理用知识的能力，发现问题、分析问题、解决问题的能力［5～8］。

基于GIS的土壤地理研究性教学模式设计思路：从土壤地理研究性学习“五要素”和流程模式入手，将GIS的数据管理、索引查询、空间分析以及地图制图等功能应用到土壤地理研究性教学中，从而创建土壤地理研究情境，实现土壤地理研究性教学的信息化、可视化，进而解决土壤地理特定问题并展示研究结果［5～8］（见图3）。

图3 基于GIS的土壤地理研究性教学模式

经过已有的教学实践证明，基于GIS的研究性学习模式具有科学性和可行性，该模式优化了土壤地理教学过程，提高了学生对土壤地理信息的收集、处理能力，帮助学生学会分析土壤地理信息，应用信息解决土壤地理问题，提高其地理信息素养，同时加强学生对土壤地理中空间概念的感知，加深了学生对土壤的发生、发展、分异和分布规律的认识，培养学生的空间想象力等地理核心能力，值得在土壤地理教学领域推广。

［1］武丽萍，张 毅，李 诚，等.基于“问题”的研究型教学模式在土壤地理教学中的应用［J］.2010，23，（1）：19～23.

［2］陈述彭.地理信息系统导论［M］.北京：科学出版社，2001.

［3］段玉山.信息技术辅助地理教学［M］.北京：高等教育出版，2003.

［4］学科教育.研究性学习的特点.［2002］.［2010］.http：／／www.pep.com.cn／200212／ca6314.htm.

［5］宋安辉.中学地理探究型教学中GIS应用研究［D］.南京：南京师范大学，2007.

［6］沈素玲.GIS用于中学地理探究式学习的教学实验研究［D］.福建：福建师范大学，2003.

［7］次 仁.浅谈多媒体在土壤地理教学中的应用［J］.西藏大学学报（自然科学版）：2009，10，92～94.

［8］宫作民.研究性学习是地理学科能力培养的重要途径.［2003］.［2010］.含山中学网，http：／／www.kexiaohong，myrice.com／do7.htm.

G642

A

1673－1794（2011）05－0119－02

王 丽（1978－），女，硕士，讲师，从事地理教育、土地资源信息管理方面的研究。

滁州学院教学研究项目（2009jy039）；安徽省教育科学研究项目（JG09145）

2010－04－23