“走进现代地理信息技术”课程开发与实施

曹骏骅

一、课程开发背景

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是现代地理学科重要的研究手段，近些年也逐步被纳入到了中学地理课程体系之中。近年来，笔者依托“上海市中小学新科学新技术创新课程平台”，开设了“走进现代地理信息技术”校本课程。本课程以项目式案例学习为载体，通过范例项目和体验实践项目的设计，引导学生逐步掌握GIS 的基本知识和技能，发展学生运用GIS 技术分析、解决地理问题的能力，提高学生的地理实践力。

二、项目式课程的设计

1.项目式课程的设计思路。

笔者认为，在中学阶段开展GIS 校本课程，需要建立学生小组协同的学习模式，设计一系列的案例、项目，引导学生建立学习共同体，在解决问题的过程中提高学生对地理信息的搜集、处理、分析、应用能力。

本课程以ArcGIS 软件为支撑，以乡土地理区域环境为课程资源，围绕GIS 技术中的某个具体功能，分别设计范例项目和体验实践项目（见表1）。在范例项目中，教师分步骤、细致地指导学生如何操作GIS 软件进行课题研究，而在体验实践项目中，教师只给出基本实验要求和步骤，学生以小组为单位，自主完成项目。以便评价学生在新情境中的迁移应用能力。

表1 GIS课程学习项目列表（节选）

2.项目式课程的设计案例。

接下来，笔者以“矢量数据的缓冲区与叠置分析”教学内容为例，分别介绍范例项目和体验实践项目的设计策略。

（1）范例项目案例。范例项目主题是“徐家汇商业网点的区位选择”。首先，教师介绍地理教材中关于“商业区位”选择的基本原则，随后引导学生思考：倘若即将开设一家零售店，你需要哪些地理数据？随后，教师给出徐家汇商业网点分布的地理条件，即本次实验的具体要求：

①需要分布在距离地铁站500 米范围内，分布在公交站点350 米范围内，因地铁站、公交站点是交通结节点，交通通达性好；②需要分布在徐家汇已有的大型商业中心附近（具体距离根据商业中心的级别而定），以便获得商业中心的集聚效应；③需要分布在距离商务楼、办公大厦200 米范围内，分布在距离大型医院、学校300米范围内，以便获得最大的客流。

在明确了实验要求后，教师指导学生如何利用ArcGIS 软件中的“缓冲向导”工具制作不同要素的缓冲区，最后，指导学生运用ArcToolbox 中的“叠加分析”工具，联合不同要素的缓冲区，制作出徐家汇商业网点的区位等级分布图。

在范例项目学习阶段，采取的教学模式为“发现式”模式（见图1），即以教师提问和师生互动为主。在这样的教学模式中，教师提供教学支架，学生运用这些支架开展课题研究，从而掌握GIS 技术的新知识和新技能，提高教学效率。

（2）体验实践项目案例。体验实践项目的主题是“市区购房区位选择”。在体验实践项目阶段，教师仅提供一份学习任务单和最终的成果，不给出具体的实验步骤。需要学生组建学习小组，通过范例项目中所学习的内容，在小组讨论的过程中解决体验实践项目的课题。

在体验实践项目阶段，教师的角色发生了改变，从原本的知识讲授者变为了活动组织者，这种“探究式”教学模式更注重学生的自主探究学习过程（见图2），通过设置接近真实生活的问题情境，让学生模拟地理学家开展地理问题的分析与研究，从而提高GIS 技术的知识迁移应用能力。

三、GIS课程对学生地理素养的培育

通过GIS 课程的学习，学生的“空间思维”“综合思维”“地理实践力”等学科核心素养具有明显提升。笔者发现，学生在GIS 课程学习中充分体现了对地理事物空间分布的分析能力，能够理解诸多地理要素间的空间关联，并初步建立综合看待地理环境的视角。

此外，在GIS 课程的课题研究过程中，学生需要广泛阅读相关文献，通过各种途径搜集、处理地理数据，自主设计和开展社会调查和访谈，从而形成课题报告。在这一系列的研究过程中，不仅有助于提升学生的行动意识和行动能力，更能让学生在真实情境中观察和感悟地理环境及其人类活动的关系，增强社会责任感。