指向时空观念素养的GIS技术在高中历史教学中的实践

许月玲

一、GIS应用于高中历史教学的思考缘起

时空观念是历史学科的本质体现，是在特定的时间联系和空间联系中对事物进行观察、分析的意识和思维方式。[1]时序与空间是学生认识、把握历史事件的前提，是学生理解历史的必备条件。但是我们在教学实践和考试反馈中发现学生反复出现“历史时序不清、空间分布不明”等问题，尤其是学生的空间感，较时间感更为薄弱。这样，如何让学生准确记住历史事件的时间、演进的过程，如何精准定位事件发生的地域，引起一线教师的重视与思考。研究出的培育时空观念的方法众多，经教学实践最直观高效的办法就是利用历史地图进行教学。而随着信息技术突飞猛进的发展，历史地图由传统的黑白、纸质地图不断升级，有声地图、数字地图、卫星导航地图等吸人眼球的地图应运而生。而日趋先进的地图的出现背后正是GIS这一先进技术的不断提升。

地理信息系统（ Geographical Information System 和 Geographical Information Science，简称 GIS） 是以计算机技术为基础，以具有地理内涵的空间数据为处理对象，运用系统工程和信息科学的理论、方法，采集、存储、管理、显示、处理、分析和输出地理信息及其产品（如数字地图） 的集成型计算机信息系统。[2]GIS强大的独特的管理和分析功能引起越來越多学者的关注，其可视化、动态化表达也开始得到历史教学工作者的青睐。历史本身具有时空属性，将GIS引入历史教学，可以在其可视化、动态化表达中最大限度还原历史事件的始末（时间、地点、人物、事件），进而对历史事件的发生进行细致深刻的分析，探究时空因素的作用，并“透过现象看本质”，总结历史发展的时空规律，对历史教学大有裨益。

二、GIS应用于高中历史教学的教学实践

GIS应用于高中历史教学，主要是通过运用GIS技术绘制出的形式多样时空分明的历史地图辅助历史课堂教学，从时空角度分析、理解历史事件的发生，涵养学生的时空观念素养。现从《中外历史纲要》课程内容中选取三个典型的GIS应用案例进行分析，以期对GIS在高中历史教学的应用作进一步的探索。

GIS在高中历史教学的应用案例之教材知识考查点（表1）

案例一：利用GIS技术从地方区划的变化解锁元朝行省“犬牙加错”加强中央集权的密码

西汉汉中             唐代汉中            元代汉中

出示“西汉—唐代—元代”汉中地区所属地方行政区划示意图（上图所示），引导学生观察有何差异？观察结论：西汉、唐代汉中地区归属同一区划，而元代的汉中分属四川行省和陕西行省。教师追问：这样划分界限意味着什么呢？紧接着出示GIS陕西行省地形图。

教师讲解：像西汉、唐朝时期将整个汉中地区划入一地方行政区划当中，即地方州道拥有一个完整的地理形胜区域，各地区依山川地形划分界限，这称之为依“山川形便”划界，而在元朝时期人为割裂打破自然地理界限，如将汉中地区分别划分给四川、陕西行省，这叫“犬牙交错”划界。教师进一步追问：西汉、唐朝的地方区划就是依“山川形便”划分的，结合所学，试着谈谈“山川形便”的划界原则可能会造成什么影响？而像元朝将秦岭以南的汉中地区划给陕西行省的这一做法又能起到什么作用呢？

答案预设（师生探究）：地方势力容易取山川形便物产丰富之利掌握经济资源，凭借山川之险坐拥一方形成割据。而元朝时期，四川行省与陕西行省将汉中地区割裂，打破天险，不利地方称雄割据，与此同时，四川行省北部无险可守，军事镇压便于形成以北制南的有利局面。元朝行省改行“犬牙交错”的地方区划原则，一来可以削弱各地方间的经济、文化认同感，二来各行省失去扼险而守、割据称雄的地利之便，从而实现加强中央对地方的控制。

案例二：利用GIS技术动态演绎土地革命时期在井冈山创立革命根据地的意图

利用GIS技术输出的动态化历史信息表达极具吸引力，在课堂上使用动态数字地图能起到很好地活跃课堂气氛、调动学生积极性的效果。如在纲要上册第22课《南京国民政府的统治和中国共产党开辟革命新道路》一课中，在介绍中国共产党开辟的第一块革命根据地——井冈山革命根据地时，抛出问题：为什么选择井冈山作为根据地？观察教材插图《1929—1932年农村革命根据地示意图》，这些革命根据地具有哪些共同的特点？学生或许都能发现这些根据地都处于各省交界处，教师进一步追问：但为什么首先选择了井冈山呢？这些地方还具备哪些优势？

利用通过GIS技术制作的“为什么选择井冈山作为根据地”三维地图巧妙地把“南昌起义——秋收起义——井冈山革命根据地的创建”等历史事件的时空信息转移输出到以地理空间坐标为基础的数字化地图上，动态演绎井冈山根据地的自然地理优势和战略地位：①江西、湖南交界的罗霄山中段，海拔高，进可攻，退可守，而且地产丰富;②省县交界处，敌人势力比较薄弱;③江西、湖南一带曾经经过太平天国农民起义、国民大革命的洗礼，群众基础好等。这样空间表达力极强的演绎与描述直击学生的眼球与心灵，问题迎刃而解，不仅强化了学生的时空观念，而且可以形成印象深刻的“为什么选择在井冈山建立革命根据地”的历史解释。

案例三：利用GIS技术揭开古代西亚两河流域和埃及尼罗河流域文明差异的谜底

材料一：两河地区天然无屏障…许多古代民族在此演出一部战争史。苏美尔人和其后继者的宗教信仰深受自然环境的影响，尤其是受底格里斯河和幼发拉底河每年河水泛滥的影响……北部的大雨加上源头山脉的积雪常引起特大洪水，毁坏农田。在苏美尔人眼里，他们的洪水之神是一位恶毒的神。

——摘编自斯塔夫利阿诺斯《全球通史：从史前到21世纪（上）》

材料二：埃及沙漠少有雨水，水源是许多条热带河流，它们分布的范围很广……很少有强烈的泛滥。尼罗河的定期泛滥为河谷带来大量的沃土，而且保障了这种条件的持续，即避免了困扰两河地区的土地盐碱化问题。

——马克垚《世界文明史》

在从苏美尔诗歌和埃及诗歌里了解了兩个不同地区截然不同的心态后，出示历史地图和相关史料，教师设问：“请大家仔细观察地图，充分挖掘地图上的信息，结合史料和相关的地理知识，解释为什么两河流域的人们总是充满悲观、恐惧？而古埃及人却洋溢着乐观自信？”

给学生充分的时间观察、思考后，教师通过问答互动引导学生分析得出认识：两河流域地处美索不达米亚平原的西亚两河流域，四周一马平川，没能形成天然屏障，容易遭受外来侵略。两河流域的洪水又难以预测，容易对农业造成严重的冲击。外族的入侵、帝国的频繁更换、土地的贫瘠、难以预测的洪水这些都令这个地方的人们充满了不安全感，所以他们充满了悲观与恐惧，只关心现世，不关心来世。地处尼罗河流域的埃及较古代西亚不同的是它的四周形成了天然的防护屏障，北临地中海，东西南三面大沙漠，不容易受到外来侵略，它的政权相对就比较稳定。同样有洪水，但是尼罗河定期泛滥，农人摸索出规律后知道何时搬迁何时回来。河水泛滥后留下的是两岸肥沃的土地，年复一年，日复一日，为农业生产提供充足的保障。他们就比较乐观、自信，而大自然的循环也使埃及人形成一种循环的时间观。他们对来世信仰笃定不移，认为人死后灵魂不会毁灭，所以，在埃及，法老王等死后均制成了木乃伊。

如上所述，结合GIS技术绘制的历史地图进行分析，很容易引导学生得出两大文明古国呈现出的不同特点形成的不同时空条件。

三、关于GIS应用到历史教学的几点思考

首先，GIS显然不仅仅是制作地图，它是一种结构化、集成化、可视化和分析空间参考数据的空间数据库技术。[3]但将其应用到历史教学也确实更多的是利用GIS技术生成输出的能够服务历史教学的形式各样的地图，数据库的构建耗时且需专业，万幸的是有很多有兴趣且有专业特长、研究精神的机构、个人给我们开发出了像“三维地图看世界”“地图书”等好的网站和平台，一线历史教师适时有效地利用相关成果服务教学不失为一个好对策。

其次，基于培育学生历史时空观念将GIS应用于高中历史教学，实现了地理信息技术与高中历史教学的有机融合，而在教学实践中我们发现更值得关注的是经常需要利用相关的地理知识帮助学生解读历史现象。这应该引起我们的思考，核心素养时代的到来，学生和教师都面临更高的要求、更大的挑战。而一线教师能做的且必须做的就是与时代共舞，更新教学观念、教学手段。如本文探究的将GIS技术应用到高中历史教学，就是基于跨学科教学视角，进行史地知识的融合，加强史地学科之间的联系。著名历史学家傅斯年就主张可以利用地理、环境这些因素来分析历史，在《夷夏东西说》中写到“历史凭借地理而生”。GIS技术正是从时间和空间角度组织历史信息，实现可视化、生动化表达，实现助力历史时空观念的培育与强化。

【注释】

[1]教育部：《普通高中历史课程标准（2017年版）》，北京：人民教育出版社，2018年，第5页。

[2]张萍：《地理信息系统（GIS） 与中国历史研究》，《史学理论研究》2018年第2期，第36页。

[3]Ian N. Gregory， Paul S. Ell， Historical GIS： Technologies， Methodologies and Scholarship， Cambridge University Press，2007， p89-118.