浅谈GIS技术与高中地理学习的融合

孔正方

摘 要：GIS技术在高中地理学习中有很重要的作用，学生能够通过自主学习、合作学习等各种学习模式，不断利用GIS技术提高主动学习和自主学习能力，开阔视野，培养地理素养，提高地理学习效率与质量。

关键词：GIS技术；高中地理；学习；融合

GIS即地理信息系统，是借助于计算机软件与硬件系统的支持，采集、储存、运算、分析、管理、显示、描述整个或部分包括大气层在内的地球表层空间中的相关地理分布数据的一种技术系统。2003年，教育部颁布的《普通高中地理课程标准（实验）》将GIS的内容引入了高中地理必修课中，并设置了一门专门介绍GIS的“地理信息技术应用”作为选修课程。2010年，教育部将包括GIS在内的3S教学软件引入到高中地理教学配备仪器中，用于辅助高中地理教学，进一步提高高中地理教育的信息化、现代化。在日常的高中地理学习中，学生也能充分利用GIS学习高中地理，锻炼自己的地理思维能力，提高学习效果。

一、GIS技术在高中地理学习中的融合价值

1.GIS技术能够提高学习主动性

通过GIS学习高中地理，能够将传统的被动学习的模式转变为主动学习的模式。在学习过程中，GIS能够创设各种问题情境，便于分析地理数据，掌握地理知识，探究地理问题，降低地理学习难度，激发地理学习兴趣。GIS的直观性与交互性优势，能够更好地方便学生进行合作学习。比如，在查看地图时，GIS有无级缩放以及漫游等功能能够让学生用小比例尺观察地图，用中比例尺能够观察局部，用大比例尺则能够仔细观察细部，对于现实世界的空间关系能够有更为直观化、具体的认识。这样能让学生更有兴趣、更方便地掌握相关地图知识。GIS强大的软件功能，让学生认识到了一个新奇、直观的地理世界，看到地图原来可以动态化，地形图原来可以立体化，生活中的地图导航原来是这样运行的，能够让自己找到的各种地理数据在软件中变成丰富、美丽的图表，自己能够主动运用软件创生多樣化的地图效果，学生能够在地理学习中获得很多快乐，学习主动性也更高。

2.GIS开阔学生的视野

在知识大爆炸时代，我们学生需要不断接受、掌握新信息，GIS是地理学科的前沿知识系统，是具有鲜明时代化特点的技术，学生通过GIS全面了解地理，分析地理原理，掌握技术操作过程。GIS中的庞大信息量，让学生能够跳出高中地理课本之外，掌握更为丰富的知识，不同学生能够根据自己的兴趣，从GIS中寻找感兴趣的知识或地理信息等。比如，我们在学习某个城市的时候，就能够根据GIS中提供的关于这个城市的旅游、交通、环境、城市职能等各种专题去不断深入探寻，大大地提高了学生对于该城市的认知，并吸引学生探究该城市。

3.GIS技术培养了学生的地理素养

高中地理基本素养要求学生从知识、能力及情感等方面进行培养，GIS技术在地理学科、计算机学科中驾起了一座桥梁，还具有明显的地理专业特点，通过GIS技术，学生能对高中地理知识、基本地理过程进行学习，从中掌握独特的地理思维逻辑。GIS技术中包含了丰富的功能，比如，学生能够利用GIS软件的各种操作通过地图显示，具体认识现实世界空间关系；通过GIS软件查询功能，分析地理位置空间；通过GIS软件观察某个缓冲区的特征等。利用GIS的数据输出功能，学生能够将GIS自带的地图属性数据制作成专题地图，根据自己的学习进度或兴趣设计出一些交通图、地形图、旅游规划图以及行政区划图等；GIS数据输出后还能够转换其他格式，在Word等其他软件中查看这些数据。3D GIS则是一种更为真实的现实世界表达的方式，能够三维化显示、分析、操作地理空间信息，表现空间对象之间的平面、垂向关系，学生能够获得基本地理过程动态化演变的形象认识、直观查看山脉等地形的走向和具体地势，还能够模拟一些自然界中无法直接观察的地理过程。通过网络地理信息系统，学生能够有更为互动、丰富的学习环境，丰富了GIS的内容、表现力，能够多角度思考。

比如，在GIS软件中的电子地图功能，让学生能够充分掌握空间分布特征，培养地理空间分析能力。如，通过GIS技术的电子地图功能学习甘肃、青海、新疆之间的空间位置和分布。老师先通过“甘、青、新城镇体系有什么空间位置分布特点，有哪些特大城市与大型城市？”的问题引导学生利用GIS开始学习。首先点开ArcGIS软件，输入甘、青、新的行政区域与人口数据，再根据“属性设置”要求逐步设置人口数据相关属性值，标注城市名称，制作出一幅城镇体系的空间组成结构（图1）。

根据这幅示意图，学生就能够清楚地看到，这三个省（区）包括了40个市州，主要是小型城市，只有5个大型城市、5个中型城市，但没有特大城市，能够看出这三个省（区）的城镇化发展规模仍然比较小，而且各个城镇之间的规模等级层次有比较大的差异，大部分的城市都没有较强的综合实力。

二、GIS技术与高中地理学习的融合应用

1.GIS与自主学习的融合

GIS将地图作为知识基础，所有地图信息都以一种全新的形式展现给学生，通过这个系统，学生能够更好地认识、读取、运用地图。GIS的可视化特点还能够提高学生的空间想象力、空间分析能力、模型构建能力，通过数据和空间的关系分析地理空间和信息数据的关系，不断总结这些关系的时候，学生地理空间思维能力也能够获得明显地提升。通过GIS系统，学生能够自主探究自己感兴趣的地理问题，掌握学习进度，锻炼自主学习能力，在操作软件的同时，学会搜集、分析地图数据。比如，我们在学习“全国政治文化中心——北京”这一节的时候，学生能够自主操作GIS系统，从哪个知识点开始，到哪个知识点结束，先学习哪个问题，后学习哪个问题，学习到哪个层次，怎么分配各个问题的学习时间，选择哪类型材料，查询哪个具体的地点或问题，怎么表达或提交关于这个问题的看法等，学生有很大的自主选择空间，在学习中加入很多个性化元素，老师不会替代学生的学习决策，而是由每个学生自己控制自己的学习进度，能够根据自己的掌握能力、水平特点自由控制学习进度与深度。老师能够利用GIS系统指导学生建构地理知识与地理能力，但不会替代，个性化学习得到了很大的满足，也有利于学生能力培养的多元化。