GIS辅助中学地理教学面临的问题与对策

刘方

摘 要：随着信息技术发展和教育改革的不断推进，运用GIS技术结合高中地理课堂知识进行授课已经成为一种趋势。文章通过结合地区的高中地理GIS课程授课，分析中学地理GIS教学存在的问题，并提出对问题的建议对策，方便GIS能更好地服务中学地理课堂教学。

关键字：地理；GIS；教学

地理信息系统（Geographic Information System或 Geo-Information system，GIS）又称为“地学信息系统”，是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统是一门综合性较强的大数据支撑学科，在结合地理学与地图学以及遥感知识和计算机科学，已经广泛的应用在城市规划、产业布局、环境资源、空间分析等众多领域[1]。将其应用于地理知识教学当中，可以有效地提高地理教师在课堂教学中的知识引导性，对学生在学习抽象知识、空间几何分析、多要素叠加信息查看等有着重要的作用。

一、GIS的现实教育功能

（一）提升课堂授课质量

多媒体的教学形式带来的信息量增加，使学生可以在课堂上接收更多的知识，但跟GIS相比，缺少空间上的直观查看和分析能力。高中地理新课程标准要求信息技术在地里学科学习中的应用，充分考虑信息技术对地理课堂教学的影响，营造有利于学生形成地理信息意识和能力的教学环境。

运用GIS可以帮助高中地理老师用简捷易懂的方法形象的展示多要素集合的思维组合，结合实例对GIS的基本功能进行阐述和演示，将学生从二维空间的知识吸收上升到三维空间[1]。

（二）优化课堂教学结构

运用GIS技术贯穿于高中地理课堂教学中，不仅会给教学的目标内容、教法学法带来重要转变，而且会对学生的素质、能力和思维培养带来深远影响。借助GIS强大的图像和数据处理操作功能，可将复杂的自然现象、地理活动的空间分布、運动演变，甚至地理教学中难以讲解、难以理解的概念用动态化的、立体直观的方式呈现给学生，对地理现象电话进行仿真，对自然过程的演变进行模拟等，使学生更深切的接收到所学地理知识。

在体验式教学和探究性学习中，教师应转变观念，以学生为主题，引导其根据既定的学习目标与研究方向，通过多种途径收集地理信息，并运用GIS技术对数据、资料、图件进行筛选与处理，最终获得理想的研究成果，以此培养学生利用GIS地理信息技术学习地理科学知识与分析地理空间问题的能力[2]。

（三）培养学生地理素养能力

作为地理学的第三代语言，运用GIS可提供丰富的学习信息和学习素材，对学生地理素养的形成起引导作用。让学生利用已开发好的数据库中的要素属性，进行自我探索学习，从而让学生自主进行地理知识的预习，学习后又能对知识的复习及深入理解发挥重要作用。将GIS技术作为教学工具应用于教学实践，有助于营造互动频繁的课堂氛围，激发学生学习兴趣；有助于实现对教学内容信息量的扩充；有助于教师讲解疑点、难点时从多角度进行分析。让学生在教材和GIS学习软件之间构成学习过程的主体和客体，而教师只需要在整个学习过程中对主客体之间的信息交流加以指导和帮助，学生在这过程中享有充分的自主权。

二、GIS在地理教学应用中存在的问题

缺乏对GIS应用必要性的重视。一方面，在应试教育的大环境下，GIS教育被认为是“花架子”，不能显著提高学生的地理考试成绩而不被接受，学校政策不够重视，更别说进行积极的支持与宣传。教学侧重点是教学生将GIS作为解决实际问题的工具，而不仅仅是在教材中给学生简单的介绍有哪些GIS软件，这些软件的功能是什么。尽管目前许多高校都开设了 GIS专业，但接受过GIS专业教育的学生很少从事中学地理教学工作。且各大地理院校针对师范类专业设置的GIS相关课程并未与中学地理教学紧密结合，导致一线地理教师队伍中GIS人才缺乏。仅有少部分教师自发地学习过GIS，GIS技能还有很大的提升空间。另一方面，中学地理教师的年龄组成大都趋向中年化，他们中的大多数对GIS感到很陌生、排斥，没有对GIS系统学习产生兴趣，导致GIS技术在中学课程教育中的必要性应用阻力重重，影响GIS技术在地理教学中的发展。而且许多一线教师处于职业怠倦期，认为传统的教学方式已经能够满足日常教学，不愿意去接收一种新的、不熟悉的教学方式[3]。

缺乏与之配套的教学软硬件。目前，地理信息系统为商业软件，多用在商业规划、高校科研、企事业单位工程生产应用等领域，功能繁多且操作复杂，价格贵且后期维护费高，是基础教育阶段学校所不能承担的。现在，市面上出现的专门针对中学的地理教学的GIS软件寥寥可数，且性能方面远不及专业GIS软件。另外，GIS软件所要求的硬件配置也需要高性能的计算机设备，由于地域发展的差异，对于中西部学校也是一笔不小的开支。据笔者对所在城市高中地理教师的了解，学校提供的教育环境很难满足教师应用GIS、学生学习GIS的需求，虽然也有地理教师将ArcGIS与日常课程辅助教学相结合，但都为网络下载的破解版本，很难保证软件性能的稳定性以及模块功能的完整性。

缺乏课程教学用的GIS地理数据。有的地区重视、推广了GIS技术，创设了GIS教育实验基地，配置完备的软硬件设施，但是，苦于没有适合地理课程教学的城市信息、人口信息、环境信息、资源信息等等GIS数据。尽管可以从大数据网站上下载一部分免费数据资源，但能够直接配备应用于课程教学的基础地理数据非常少，很多地理教师并不知道从哪里找到适合地理课堂教学的数据资源。比如，湘教版必修二中第三节《人口的迁移》，地理老师在通过ArcGIS进行课堂的拓展学习时，大到可能需要全世界的人口信息数据，小到需要某一乡镇或行政村的人口信息数据。这些庞大的、多元的、适合教学的数据信息获取就是大问题，因为都掌握在一些特设行业或部门，而我国对地理数据的保密程度相对较高，而且很多都是绝密资料，禁止向社会开放使用的。因此，GIS 数据资源的馈乏已经是制约我国 GIS 教育普及的重要因素。

三、对策及建议

与高校“搭帮”，组建GIS教学授课的专业队伍。地理教育的信息化实质是达到教学思想、教学目标、教学内容、教学过程、教学评价的全面信息化，最终实现培养信息社会所需要的高素质人才。学校应着力构建GIS教学团队，以年轻教师为骨干，加强思想认识。构建学校与高校GIS专业的联通，依托高校GIS专业的优势培养GIS教学团队。或邀请高校GIS方面的专家进行有针对性的重点教授，帮助其提高GIS技术和地理知识的融合学习技能。组织GIS教学团队参与高校GIS技能的学习，培养教师的GIS专业素养，举办GIS技能比赛等。各个学校间也可进行地理教师GIS教学的研讨，加强彼此交流，将GIS更好地同高中地理课堂教学紧密结合，逐步将GIS结合课堂教学实践于教学中，达到地理与GIS技术“教学相长”的效果。

完善GIS所需的信息化教育环境。需要政府部门和社会团体加大支持力度，开发更多适应我国基础地理教育现状、价格低廉智能化高的GIS软件，扩大基础地理教育需要的地理数据。建设地理信息系统实验室，帮助学校配套硬件、软件设施建设、互联网网速的提升等。为学生提供学习、实践的试验场所[4]。每年投入一定的专项经费，用于硬件设备维护、软件的更新。

提高地素养，引导教师改变教学观念。加强教育部门对GIS在地理教学中应用的的认识，加大宣传地理教育信息化的在当下地理课程教学中的重要性。教师在 GIS 辅助中学地理教学过程中既是决策者也是实践者，应积极主动接受全新的、快捷的、可视化的技术成果，摒弃对 GIS 软件难上手的错误认知。深刻认识到GIS对地理教学的影响，认识到GIS能辅助教师更好地培养学生的地理素养能力。

总之，GIS技术在本地区还处在起步阶段，本文通过分析GIS教学中存在的问题及对策建议，可帮助教师明确不足之处，认识到GIS在课堂教学中的重要性，辅助地理教师提升教学水平，从而提高学生的地理信息素养和学习能力。

参考文献：

[1]岳秀云.GIS技术在中学地理教学中的应用研究[J].太原大学教育学院学报，2012，12（30）.

[2]张效裕.GIS技术与高中地理教学的融合[J].中学地理教学参考，2015，（9）：38-39.

[3]都园园，姜丰，都升升，刘云珍等.从美国GIS教学应用的现状看我国地理教学信息化的问题[J].环球，2011，05（74）.

[4]孙静.GIS在高中地理课堂教学中的有效融合[J].江苏省沐陽建陵高级中学，2016，11（072）.