地理师范专业GIS技能培养渗透专业课程教学探究——以GIS在《自然地理学》课程教学中的应用为例

文/方炫

地理师范专业GIS技能培养渗透专业课程教学探究——以GIS在《自然地理学》课程教学中的应用为例

文/方炫

摘要:本文分析了地理师范专业加强GIS技能培养的重要性，基于当前地方高校地理师范专业在GIS技能培养上的不足，提出将GIS技能培养渗透到专业课程教学的观点，以GIS在《自然地理学》课程教学中的应用为例，讨论了GIS在自然地理学课程教学中的应用对象和应用模式。

关键词:GIS; GIS技能培养;自然地理学;地理师范专业

在现今大数据信息时代，GIS作为对空间信息进行采集、存储、管理、分析和显示功能的信息系统，被越来越多行业与人群熟知应用［1］，于此同时对GIS知识与技能普及提出迫切要求。GIS的广泛普及从长远来看需要从基础教育抓起，进而要求中小学地理教师能够掌握GIS技能。而在现实中学教学系统中能够将GIS应用于教学的教师极为缺乏。虽有大量文献探讨GIS在中学地理教学中的应用［2－4］，然而多数文献来自高校(在中国知网中以“GIS”、“地理”、“中学”为主题检索得到163篇文献，其中60%以上来自高校)，反映了中学地理教学中GIS技术的应用还处于探索阶段，中学地理教师的GIS技术亟待于普及和提高。

承担培养中小学教师责任的地理师范专业，首当其冲应该加强地理师范生的GIS技能。而目前地方高校的地理师范专业的GIS技能培养基本上依赖于单一的地理信息系统课程，GIS技能的学习锻炼基本上始于上课、止于下课，学生缺乏GIS技能的实践锻炼机会，以致多数学生对GIS技能掌握肤浅。基于地理科学师范专业的GIS教学现状、中学地理教育对地理教师掌握GIS技能的渴望乃至社会对于GIS普及的现实需求，本文提出将GIS技能培养渗透到专业课程教学中的观点，并通过以GIS在《自然地理学》课程教学中的应用为例，探讨将GIS技能培养渗透到专业课课程教学的重要性、应用对象和应用模式，以期为提高地理师范生GIS技能的提供思路和参考。

一、GIS技能培养渗透到专业课程教学的提出

(一)地理师范专业的GIS教学目标

GIS学习的目标应是知识、方法与思维的多层面，而不是单一的知识层面。在整个教学目标系统中，掌握GIS的基本概念和原理是基础，学会GIS空间查询、编辑、分析与可视化等方法分析与解决地理问题是核心，而通过知识与方法的训练实现地理空间思维与能力的培养是根本目的。GIS教学目标应突出地理师范专业的要求与特色，熟练应用GIS技术于中小学地理课堂教学，是地理师范专业GIS学习的重要目标。

(二)地理师范专业GIS教学实施的现状

地理师范专业GIS教学实施的现状令人担忧。地理科学师范专业的GIS教学，课程设置上依赖于一门地理信息系统课程的学习，如《地理信息系统概论》;教学方式上以理论课为主、实践课为辅助，GIS技能锻炼机会很少;从教学效果来看，其实质上尚处于知识层面的学习和了解层面。很多学生到了高年级毕业论文阶段，仍然对GIS望而生畏，论文中涉及到GIS技术则尽量避开。其原因表面上是由于GIS原理的抽象性和复杂性、学生基础薄弱、GIS实践有限等，而究其根本则在于，地理师范专业的GIS教学目标不够准确到位，从而导致对地理师范专业的GIS教学重视程度不够，没有形成一套科学、系统的GIS技能培养教学方案。

(三) GIS技能培养渗透到专业课程教学的意义

当前地方性本科高校的地理师范专业GIS教学，依赖于单一的地理信息系统课程教学，加上教学目标的不明确或无专业针对性，学生无法领会地理信息技术与各门专业课程之间的关系、GIS学习对于本专业学习的意义，及其对于未来所要从事工作的意义。为此本文提出GIS技能培养渗透到专业课程教学的观点。通过将GIS渗透到专业课教学，搭建GIS与各专业课之间联系，一方面通过GIS的可视化和空间分析等优势，提高各专业课程教学的效率;另一方面通过GIS在各专业课中的应用，强化GIS方法理解和实践训练，从而达到不同专业课之间相辅相成。

这里需要强调几点: 1)将GIS技能培养渗透到专业课程教学，并非要在各门专业课教学中将GIS培养作为主要目标，而是要在各门专业课教学中灵活应用GIS技术，使之成为专业课程教学的一项平常手段，在“无形”中发挥GIS价值，给学生以广泛的与GIS接触的机会，让学生在更为高效的学习过程中达成专业课程学习目标。2)将GIS技能培养渗透到专业课程教学，并非否定地理信息系统课程学习的价值与重要性。地理信息系统课程仍然是地理师范专业GIS学习的首先途径与核心课程。将GIS技能培养渗透到专业课程教学，是要体现GIS技术普及的理念，将GIS技术作为师生教学的常态化手段，在不同科目中体现GIS的不同价值。3) GIS技能培养渗透到专业课程教学，不是单方面教师行为，而是通过教师的示范、引导和要求等多元途径，使得学生参与进来，让学生自然而然地或主动地认识和使用GIS技术，从而在专业课程学习过程中实现GIS技术的提升。

二、GIS技能培养渗透到专业课程教学的实施——以《自然地理学》课程为例

(一)意义

《自然地理学》在地理师范专业课程中，属于一门知识体系庞大、理论性与实践性均较强的课程，囊括了分别针对地质、地貌、气候、水文、土壤、生物这六大要素的部门自然地理和自然地理综合研究［5］。有限的学时完成如此庞大的教学任务，容易造成对自然地理知识介绍轻描淡写、研究与实践方法学生难以领会、教学气氛与过程平淡、教学目标不能有效达成的局面。将GIS应用到《自然地理学》课程教学中对于自然地理学的教学有重要意义。强大的GIS数据库、空间分析、可视化功能，将理论性和抽象性较强的、传统教学方法难以阐释的内容较为直观的展示给学生，展示不同自然地理要素的空间分布特征;以空间分析解释不同地理要素之间的关系理解自然地理环境的整体性;借助于多维、多尺度、多色彩等多种手段的空间表达，增强学生兴趣。

(二)应用对象

根据地理信息系统的功能以及自然地理学课程内容，以伍光和主编的《自然地理学》为例，应用对象内容如下:第一章中地球表面的地形起伏、海陆分布;第二章中矿物、世界地质构造、地震带的分布;第三章中世界气温和降水分布、气团和峰的地理分类、气候带分布成因;第四章中河流对地理环境的作用、洋流分布、地球河流与冰川分布;第五章中地貌在地理环境中的作用、典型地貌分布;第六章中世界土壤分布、土壤质量评价;第七章中世界植被带分布;第八章中自然地理要素之间的联系、自然带分异规律、自然区划、土地评价、人地关系案例分析。

(三)应用模式

建立地球表面(世界)地形、气温、降水、水文、地貌、土壤、植被类型等自然地理要素的矢量或栅格数据图形与属性数据库，是GIS在《自然地理学》课程中应用的基础和前提。此外，了解人类活动与自然地理环境之间的关系，还需在数据库中补充人文地理信息。

通过可视化，直观表达地理对象(如山脉、岛屿等)或要素(如气温、降水等)的空间分布特征与规律;通过属性条件查询，了解不同情境下不同地理对象的分布特征;通过空间定点查询，获得不同地理对象或要素之间可能存在的相互关系。

通过对特定空间数据的地统计分析，分析该地理要素的空间分异特征;在统一坐标系统下，对不同数据之间的相关性分析，发现不同地理要素之间的相关关系;对多个图层进行运算，可以进行考虑多地理要素的地理环境综合评价或地理问题的综合判定。

通过建立网络一体化的室内、外地理教学系统，将引导探究式教学模式付诸其中，可以充分体现以学生为主体的教学理念，给予学生充分发挥主观能动性的机会，提高教学效果。

三、结语

将GIS技能培养渗透到专业课程教学的教学观点，是在地方高校地理师范专业在GIS技能培养上的普遍存在的教学目标不到位、教学方案不成体系、教学效果不佳的现状下提出的，将GIS技能灵活运用到各门专业课的课程教学中，试图将GIS发展为地理师范专业课教学的一项常态化手段，使得学生在专业课程学习过程中实现GIS技能培养的一种教学思想。GIS在《自然地理学》课程教学中应用对象和模式的探讨，说明了GIS技能培养渗透到专业课程教学的重要性和可行性，而该教学思想的系统实践方案还需要进一步实践与研究，需要构建适应的GIS技能提升的地理师范专业课程体系与培养方案、全面升地理师范专业教师的GIS技能、探讨GIS与其他教学手段之间的关系、完善地理信息系统实验室硬件条件等多方面的共同努力。

(作者单位:南京晓庄学院)

参考文献:

［1］黄杏元，马劲松．地理信息系统概论［M］．高等教育出版社(第三版)，2008．

［2］段玉山，王家伟．运用“中学GIS教学平台”培养中学生地理空间比较分析能力的研究［J］．地理教学，2012 (10) : 43 －47．

中图分类号:G63

文献标志码:A

文章编号:2095－9214 (2015) 02－0003－02