中学地理教学中GIS的应用策略探讨

欧阳玲

摘要：GIS在地理教学中的应用已经成为必然趋势，在辅助教学及教学效果上有着极大的优势.本项目以随机抽查两个中学为案例，通过对学生和教师GIS应用情况的调查、课堂教学情况的观察和案例教学的研究，了解中学地理教学中GIS应用现状，探析GIS应用中存在的问题，在理论和实践研究的基础上为中学地理教学中GIS的应用提出对策和建议.

关键词：GIS;中学生;地理;案例分析

中图分类号：G633.55  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2019）08-0149-04

著名的地理信息系统专家陈述彭院士认为：“定性描述是地理学的第一代语言，地图是地理学的第二代语言，地理信息系统是地理学的第三代语言.”[1]GIS作为一个独特的信息系统，无论是在辅助教学功能上，还是在教学效果上，都有着极大的优势.GIS技术已逐渐成为基础地理教学的高新手段[2-4].因此急需一大批专业化的地理工作者来研究GIS在中学地理教学中的应用，并在实际的教学之中付诸实施，培养学生初步的GIS知识与技能[5]，以适应信息时代对地理人才和合格公民的最新要求，所以本课题的研究具有重要的意义.

1 研究对象与研究方法

2018年4月，本文采取随机抽样的原则，选取赤峰市两个中学（代码分别为CF1和CF2）的学生和老师为研究对象.编制了《地理信息系统技术应用情况调查问卷（教师用）》和《中学地理教师运用案例教学情况调查问卷》《中学生对地理信息系统知识了解情况的问卷》.发放教师问卷40份，回收34份，回收率为94.44%.回收后的问卷经逐一审查，剔除无效问卷2份，有效问卷为32份，占回收问卷的94.12%.发放学生问卷340份，回收310份，回收率为91.18%，剔除无效问卷38份，有效问卷为272份，占回收问卷的87.74%.从回收率和有效率来看，这一调查结果是可信赖的，可以用于本课题的研究.在问卷设计中，我们将部分问题设计成相同或类似，希望从教师、学生不同的角度对这些问题的回答中，深入研究GIS在中学地理教学应用现状及存在的问题.此外，本文结合课堂教学观察，深入分析GIS教育在中学地理课堂中存在的问题.

2 研究结果

2.1 GIS在中学地理教学中应用现状调查

2.1.1 学生对GIS的认识情况

学生调查问卷的设计主要反映四方面的问题：学生对地理信息系统（GIS）的初步了解情况、GIS在中学课堂中的运用情况、运用GIS给我们的生活和学习带来的影响、对于后期GIS学习的期望程度，共15道题.从下表可以看出两个学校被调查的人数比例接近，CF1占55.51%，CF2占44.49%，文科生占75%，理科生占25%，高一学生占31.99%，高二学生占68.01%.

学生对GIS初步了解情况共4道问题，统计上述问题的调查结果，大部分学生（54.04%）对GIS只了解一点，9.56%的学生不了解GIS;48.53%的学生从没接触过GIS相关的软件，29.04%的学生偶尔使用;77.94%的学生认为GIS的软件难度较大;在Internet网上利用电子地图的学生占67.28%，有32.72%的学生从未使用过电子地图.从调查结果可以看出学生对GIS的了解甚少，与此相对应的是在互联网上学生相关知识的需求很大，对于GIS的高需求和低认识成了鲜明的对比.

GIS技术运用到中学课堂教学中，所有的学生认为让地理课程变得简单了，在教和学中学生更喜欢老师讲授结合可视化GIS技术软件（66.54%）、学生自己动手老师指导的方式（54.04%），多数的学生（60%）认为课堂上使用电子地图和GIS技术会对于地理的学习能起到很好的效果（62.13%）.

传统的纸质地图已经不能满足我们现在的需求， 72.43%的学生认为只靠纸质地图已经不能很好的培养空间思维能了，52.21%的学生认为利用GIS地图进行空间定位、查询、判定方向、量算距离和面积等比传统的纸质地图来得便捷得多.其中，11.03%的学生传统地图能够很好的培养空间思维能力、27.94的学生认为GIS地图和传统纸质地图一样便捷，从以上的调查结果显示绝大多数的学生认识到GIS在我们的生活和学习中的重要性，另外也看到部分学生对GIS的不了解，没有看到GIS对于地理带来了革命性的变化.

从后续发展看有80.51%的学生在大学里计划学习GIS方面的知识，19.49%的学生希望从事相关的专业，69.49%的学生认为开设GIS选修课对将来的发展有很大的帮助，另外也有19.85%的认为没有帮助.可见，大部分学生已经认识到GIS已经融入到我们的生活，对于GIS有着浓厚的兴趣和学习的欲望.

2.1.2 教師对GIS的认识情况

教师调查问卷分为两部分内容，分别为地理信息系统技术应用情况和运用案例教学情况的调查.教师对于GIS认识情况问卷反映四个方面问题：教师对于GIS的认知及期望、GIS在辅助地理教学中的应用、GIS应用的效果和案例教学中GIS应用情况.

59.38%的教师了解一些3S技术，9.38%的教师不了解，31.25%的教师很熟悉，;65.63%的教师在生活中不太经常接触3S技术，12.50%的教师只是听说过;关于GIS的相关软件只有18.75%的教师经常使用，大多数的教师（59.38%）从来没有用过或只是略知一二（21.88%），与其他软件相比，认为GIS软件难度较大（59.38%），只有15.63%的教师认为软件很容易，关于GIS方面的培训，有56.25%的教师很想参加，43.75%的教师不太想参加.可见，中学地理教师缺乏GIS素养，对GIS软件不熟悉甚至根本不会操作.

综合比较学生和教师对GIS的了解情况（图1），师生双方基本达成了共识，多数人对GIS知之甚少，可见GIS在中学地理教学中的运用明显不足.

通过以上两组数据可以看出（图2、3），学生和教师对GIS相关软件的使用的多少和难易程度具有很高的相关性，近80%的人认为GIS的相关软件比一般的办公软件难，很少使用.从中也看到学生和教师的自身评价存在一定的差距，总体上学生的自我评价相对较高，这与学生这方面的知识欠缺有很大的关系，对软件的难易程度估计不足，但学生更喜欢操作性强的应用性知识.

在高中教学过程中有62.5%的教师讲过GIS方面的内容，9.38%的教师没有讲过，自己也不懂;在高中地理必修课中关于3S技术的那节课只讲了不到10分钟的教师占43.75%，有31.25%的教师讲了一节课;有71.88%的教师经常使用的是纸质地图，只有28.12%的教师经常使用电子地图;87.5%的教师基本不会使用GIS技术制作的专题地图，有12.5%的教师会经常使用.在授课过程中，关于GIS方面的内容多数教师一带而过，很少用GIS辅助地理教学.

在地理教学中GIS的应用发挥了很好的效果，96.88%的教师认为使用GIS地图比纸质地图便捷，仅有3.13%的教师认为两类地图差不多;所有的教师都认为使用GIS工具展现三维地形图、地形剖面图效果较好、很灵活方便，对于掌握地形特征帮助较大.

上图显示多数学生和教师都认为中学地理课堂中运用GIS地图比传统地图便捷而且效果较好（图4、5），认为没有区别的教师只有极少数、相比学生的数量较高，教师的认同感高于学生.这主要是因为在中学地理教学中GIS技术没有得到很好的运用和展示，没能调动学生的积极性，导致部分学生的认同感低.

在案例教学中有一半的教师不使用或不经常使用地图帮助教学，只有18.75%的教师经常使用，使用3S技术作为教学工具的教师占56.25%，43.75%的教师基本不使用.可见，案例在中学地理教学中运用不足，3S技术的应用更是停留在表层，不能达到GIS技术应用到教学中应有的教学效果.

2.1.3 教师运用案例教学情况

随着地理课程改革的推进，其课程理念发生了变化，高中地理课程中增加了活动案例素材，即要求公民必须具备地理知识和地理素养，注重对地理问题进行探究，新的理念推动中学教师教学方法的转变，在实际教学中注重培养学生的各项地理能力，运用地理原理探究实际生活中的地理问题[6].而地理案例教学正适应了这一要求，让抽象的知识与实践生活相结合，在具体的情境中提出解决问题的办法，从中培养学生的地理能力.案例教学是中学地理教学重要的教学方法，将GIS技术融入到地理教学案例中还处于尝试阶段.

为了解中学教师运用案例及GIS技術与案例教学的实际运行情况，本项目开展了教师案例教学情况调查，主要反映三个方面的问题：对案例教学的关注和运用情况、案例教学的设计和效果、案例素材的来源.首先，对教师基本情况进行统计，教龄在11-20年的教师占46.88%，31.25%的教师教龄在20年以上，10年以内的教师仅占21.87%.从年龄结构看，中学地理教师缺少青年教师.

调查显示，46.88%的教师经常关注教材中的活动素材和案例，28.12%的教师偶尔关注，25%的教师从没有关注过;37.50%的教师经常使用案例教学，多数教师（43.75%）偶尔使用，有18.75%的教师没有使用过;68.76%的教师认为案例教学操作困难或较困难，31.25%的教师操作比较容易.在案例教学中教师经常用的是地图册（46.88%），使用电子地图的教师占21.88%，有21.88%的教师没有设计过地理教学案例，43.75%的教师偶尔设计，仅有34.37%的教师设计过案例;有43.74%的教师认为案例教学没有效果，31.25%的教师认为效果明显.案例教学素材的来源主要是查阅资料（50%），43.75%的教师能够上网查询并关注地理热点问题，6.25%的教师只靠教材;偶尔让学生搜集素材的教师占56.24%，15.63%的教师经常让学生搜集素材，28.13%的教师从没让学生搜集过;84.38%的教师很少就某一地理案例进行教学.在调查和访谈中显示，中学地理教师对地理教学案例的认识不足，重视程度不够，积极性欠缺，很少进行教学案例的设计，受年龄、理论知识、软件操作等条件的影响，中学地理教师之间存在很大的差异，这在一定的程度上影响案例教学的有效实施.

2.2 中学地理课堂教学观察

高质量的地理课堂观察是一种研究性活动，它在教学实践和教学理论之间架起一座沟通的桥梁，明确项目的观察目的，选择观察对象，确定观察行为，处理观察数据[7]，并分析GIS教育在中学地理课堂中存在的问题.

课题组成员对CF1的课堂教学情况进行了观察，主要从教师的讲授方式和学生的听课状态两方面进行评价.本节课教师讲授的内容是“黄河”，在授课过程中教师主要采用讲授法进行教学（教室中有投影仪，老师没用，主要的内容在黑板上板书，并勾画出黄河的大体轮廓），辅助教学工具为地图册，主要讲了黄河的基本情况、流经的省份、黄河的治理等内容，整体看教师按照大纲的要求完成了教学计划，授课条理清晰，重点突出.从学生的听课状态看，只有少部分前排的学生能够跟着老师的思路认真听课，大部分学生听10分钟左右就走神了，有的小声说话，有的睡觉，有的看别的课程的书等.可以看出，如此的授课方式学生处于被动层面，无法调动学生的积极性.

同时，课题组对赤峰学院教育实习生在CF1地理授课情况进行了观察，整体情况更是不尽如意，有的理科班的地理课被其他的课程挤掉，即使能够上课的班级，认真听课的学生数量在不足10人，学生迟到、睡觉、说话、玩手机、做作业等现象非常普遍.因受高考指挥棒的影响，中学地理课堂教学动力不足，关于GIS在课堂中的应用，多数教师反映受学生的升学压力的影响，心有余而力不足，只能高考考什么，学生学什么.虽然GIS在地理教学中的应用是必然的趋势，但是也只能围着高考的指挥棒走.

3 中学地理教学中GIS应用对策分析

GIS应用地理教学中的问题应该从地理教师和其他课程资源两方面进行考虑，针对以上GIS中学地理教学中存在的问题，参考课程改革中提出的要求，中学地理GIS教学应该从政府的支持、地理信息数据库和师资培训三个方面提出对策.

GIS的开展需要社会各方面的支持，发达国家在GIS兴起之初，政府和企业都投入了巨大的关注，我国应该借鉴国外的经验，政府和教育主管部门应该统一推行GIS基础教育计划.由教育主管部门、研发公司、高校和中学地理教师共同合作，根据中学地理教学大纲的内容和要求、中学生的特点等师生的不同要求研发中学地理GIS辅助教学软件.调查结果中显示多数的学生更喜欢自己动手教师指导的方式，而学生的操作需要实验室的支持，所以学校建立GIS实验室，开设GIS应用的选修课程.

GIS教学需要海量的数据，而我国中学GIS教学的资源又十分匮乏，GIS数据是教学的基本保障，这需要社会各部门为中学GIS教育创建专业的网站和数据平台，提供符合中学地理教学内容的教学资料，并及时更新数据，使得GIS能够很好的融入中学地理教学.

由于GIS是一门综合性、技术性很强的学科，作为辅助教学的工具，对教师的GIS的理论和技术的要求很高，目前的非GIS专业的教师能够讲解课程中的相关内容，但是相关的软件大多不能操作.在调查中有56.25%的教师希望参加GIS方面的培訓，引进GIS专业的人才，并组织进行地理教师的培训，是进行GIS有效课堂的前提.基于中学地理课程标准的改革，以GIS技术作为支撑，中学教师和大学教师共同设计、开发中学地理教学案例，并运用到中学地理的课堂中，以此为契机，既能激发学生学习地理的兴趣，又能调动教师的积极性和主动性，在这个过程中，提高教师运用GIS相关软件的能力.

中学地理教学中GIS的应用还处于起步阶段.多数学生和教师能够认识到GIS的优势和重要性，但主要源于师资的问题，基本没有走进地理课堂.这与课程改革的要求还存在很大的差距，必须引起我们的注意.

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参考文献：

〔1〕彭云龙，陈泰龙，褚君，王婕婷.初中地理自主学习调查现状及教学启示——以南师附中新城初中黄山路分校为例[J].地理教学，2018（23）：34-38.

〔2〕顾志宏.地理信息系统在中学地理教学实践中的应用与展望[J].中学地理教学参考，2018（18）：43-45.

〔3〕孟祥锐，禇丽娟，孟祥爽.3S技术在中学地理野外实践教学中的应用[J].中学地理教学参考，2019（04）：26-28.

〔4〕林培英.探讨中学地理教学的“图层方法”[J].课程.教材.教法，2014，34（08）：64-69.

〔5〕段玉山，周维国，周晓辉.1977年以来地理高考大纲及能力要求变迁研究[J].中学地理教学参考，2016（21）：16-19.

〔6〕夏志芳.关于高中地理教材改革的几个问题[J].中学地理教学参考，2005（05）：4-6.

〔7〕林培英.名师的高度[J].中学地理教学参考，2015（23）：1-5.