地理信息系统在中学地理教学中的应用调查研究——以兰州市三所高中为例

袁健萍

一、 引言

随着多媒体、投影等现代电教手段的广泛应用，中学教学过程越来越多地运用电教媒体和计算机来辅助教学，效果明显。中学地理教学除了应用多媒体和电教手段外，还必须利用能有效采集、贮存、管理、分析和表达地理数据的地理信息系统。我国当前的中学地理教学中，课堂教学以教师讲授、学生记忆为主，学生参与课外活动较少，学生感觉枯燥乏味，教学效果不堪理想。同时，地理学科本身具有较强的综合性、区域性等特点。单凭传统的教具地理挂图、幻灯片等未能调动学生对地理知识的渴望和探索，从而严重制约我国青少年的基础教育。新课程明确提出要落实地理核心素养，从而构建起课堂教学完整的目标体系。当前的素质教育根本在于培养能力和结构合理并适应社会需要的高素质人才，新型的教学模式就是要充分利用现代化的教学手段使学生“学会认识、学会做事、学会共处、学会发展”。因此，针对中学地理教学手段和方法单一的现状，以教育部门依据教育质量等综合指标而划分的省级示范性高中、市级示范性高中和一般高中三层取样，层内取该层平均成绩最为普通的班级。学校内取样，取每班随机抽取20～30人(根据实际情况确定)确定了兰州市的三所中学，分布在兰州市城关区、西固区、七里河区。分别从兰州市二中、兰州四中、兰炼三中的高一、高二年级发放问卷734份，收回734份，剔除作答不完整和作答不认真的问卷后，保留715份，有效率为97.4%。按学校的不同级别划分，省级示范性高中264人，市级示范性高中341人和一般高中120人。按性别划分，男生325人，女生390人。按年级划分，高一402人，高二312人，其中，样本中还有少数民族学生18人，占样本总数的2.5%。确定了调查的主要五个纬度：①学生对高中地理的喜好程度的调查；②高中地理的教学方法和手段的调查；③学生对教学形式的满意程度调查；④学生对地理信息技术的了解程度调查；⑤学生的地理成绩与教学方法的相关关系分析。

二、 中学地理教学的统计调查与分析

(一)学生对高中地理的喜好程度的调查分析

“你对高中地理课的喜好程度”，有159人(22.2%)的学生选择没感觉，一般；有190人(26.6%)的学生选择较喜欢；有366人(51.2%)的学生选择不喜欢。从这项调查可以看出，部分学生还是不太喜欢地理课程，探究喜欢与否的原因，我们设置了第四题和第五题，“高中学生不喜欢高中地理课的原因有哪些”，有297位学生认为地理教师讲得不吸引人，有286位同学认为教学方法单调、死板。有339位学生认为地理课枯燥、没趣味。有112位同学对地理不感兴趣，有106人认为地理内容生硬。有77位学生认为地理知识难。从这项调查可以看出，原因有以下两个方面：其一，现在的高中地理教学方法还存在一定的问题，不能调动起学生的积极性，感觉地理课很没有趣味，学生厌学地理。其二，笔者对此问题对个别学生进行了访谈，地理作为副课，教师也不是很关注。学生最爱上地理晚自习，因为地理晚自习可以干其他的事情，教师也不会管。相反，像英语或数学等主课，教师会抓得很紧。这也是学生不喜欢学习地理的原因之一。对喜欢地理课的原因有以下几个方面：有233位学生认为地理知识对生活有用，有187位学生认为对地理知识感兴趣。有152人认为能学到很多知识，只有106位学生认为地理课充满趣味，有95人认为教师讲得吸引人，有84位学生认为地理教学形式多样化。对此项调查，可以看出喜欢学习地理原因排在前几位的是由于学生学习内部动机的影响，教学方法和形式也没有提高学生学习地理的积极性。

(二)地理教学手段和方法的调查分析

“地理老师开展班级活动或户外活动的频度如何”，有56位学生(7.8%)的学生选择经常开展，有25位学生(3.5%)选择有过多次，有33位学生(4.6%)认为很少开展，有531位学生(74.3%)说从来没有开展过地理课外活动。在高中地理课堂上，教师开展的课外活动较少，学生大部分时间还是在教室里学习，基本上没有参与过课外活动。学生对地理知识仅仅依赖书本上的有限内容。并不知道外面世界的变化和动态。其中有诸多因素：一是高中学生的学习任务繁重，时间有限，几乎没多余时间开展课外活动；二是野外活动或户外活动有一定的危险性，教师必须对学生的安全负责任。“在地理课堂上你和老师对某一地理问题的讨论交流的频度”，其中，有42人(4.34%)的学生选择很频繁，有43人(6%)的学生选择很多次，有88人(12.3%)选择偶尔，有232人(32.4%)选择很少，有310人(43.4%)从来没有和教师交流或者讨论。在课堂上，教师和学生的交流、讨论很少。说明现在的地理课堂并没有达到民主、探究的课堂氛围。教师教课，学生是被动接受的传统教学形式，这不利于学生个性和全面发展。“在地理课堂上，老师使用多媒体教学的情况”，其中，有6人(0.8%)的学生选择经常使用，有30人(4.2%)选择大多数会使用，有57人(8.0%)选择有时用，有220人(30.8%)的学生选择很少用，有402人(56.2%)选择不用。通过此项调查，我们发现，教师在地理教学过程中，很少会采用多媒体教学，一般情况都是利用教材、地图册来讲课。对地理学科中，抽象的难以理解的概念，单凭传统的教学形式并不能满足学生的探究欲望，是不能达到预期的教学效果。

(三)学生对教学形式的满意程度调查分析

“对老师讲解世界人口分布时，你对老师使用的教学手段感到是否满意”，有62人(8.7%)选择很满意，有127人(17.8%)选择较满意，有288人(40.3%)的学生选择一般，只有145人(20.3%)选择不太满意，有93人(13.0%)选择不满意。可以看出：学生对教师讲解该题时，很多学生不满意的原因是因为本章的内容没有抽象的地理知识，所以教师只是照本宣科地读书上的内容，学生觉得没有什么兴趣，调动不起同学们的积极性。第十五题“用纸质地图(教学挂图、课本插图、地图等)学习地理知识，您的满意程度如何”，有62人(8.7%)的人选择非常满意，有99人(13.8%)人选择较满意，有358人(50.1%)感觉一般，有116人(16.2%)选择满意，有80人(11.2%)选择不满意。学生很少接触其他的教学手段，对这些传统的形式，没有太大的意见。所以大部分人还是认为一般，无所谓。

(四)学生对地理信息技术和电子地图的认知分析

鉴于兰州高中未推行地理新课程标准，所以并未在问卷众多设计相关地理信息技术在地理教学中应用的问题，“你对地理信息系统的认知程度”一题，其中，有46.5%的学生选择“不知道”，有18人(2.5%)选择非常清楚，有74人(10.4%)选择知道一些，有289人(40.4%)选择听说过，不太清楚。有334人(46.7%)选择不知道。早在二十世纪七十年代，国外发达国家GIS技术已经进入千家万户。然而，GIS技术在我国高中生心目中还是个陌生事物，所以，需要加大力度普及并推行地信技术，让中学生了解获取地理信息技术的知识，以适应现在科技快速发展的时代。对了解地理信息技术的渠道，有118人是通过书刊和报纸了解的，有191人通过互联网了解的，有93人是通过学校教育了解到的，有68人是通过家庭教育了解到的，有47人是通过社会的宣传教育了解到的，有25人是通过影视媒体了解。“你平时是否使用诸如Google earth等工具学习地理知识”这一问题，因为用Google earth来说明对电子地图应用具有较强的代表性。其中，有24人(3.4%)选择经常使用，有74人(10.3%)选择使用很多次，有60人(8.4%)选择有时候使用，有125人(17.5%)选择很少用，有432人(60.4%)选择不曾使用。从这道题目看出，学生对地理信息技术认识还处于较低的阶段，对地理信息的获取还处于滞后的状态。

(五)地理考试的成绩与高中地理的教学方法的相关关系分析

教师在课堂教学中起着主导作用。教师的教学形式和方法对学生的成绩会产生较大的影响。在当前的高中教育中，常常将考试成绩作为评定学生学习效果的唯一方式。本次研究地理考试成绩和对地理考试成绩的满意度两项指标与地理老师教学方法的关系。研究发现，地理成绩与地理教师的教学方法总分值微弱相关，但统计表明是较为显著的(=0.073，=0.016)。因此，在高中地理阶段，加强地理的教学方法和手段是势在必行。对学生提高地理成绩具有一定的影响作用。地理的成绩满意度与地理教师的教学方法的相关关系是不显著的(=0.026，>0.05)。可以认为，教师的教学方法与学生学习地理成绩的好与坏，不存在一定的影响关系。

(六)对中学地理教学改革的建议和对策

1. 加强学生对地理知识的认识，转变传统的观念

在高中地理教学阶段，不断加强学生对地理学科的转变，地理学科与每一个人都息息相关，应给学生渗透人地关系等知识。让学生理解学习地理的重要性，即使高考不考地理，也应该学习地理。在生态文明倡导的今天，地理知识对全面提高学生的地理素养肩负着艰巨的任务。所以作为地理工作者义不容辞地承担这一责任。改变学生对地理的看法。

2. 加强地理教师对地理新课标的认识，转变教师自身角色

新课标全面实施，强调要探究、民主的教学方式，教师的自身角色需要全面转变，从过去传统的教学方式中解放出来，营造一种和谐、民主的课堂氛围，才能提高教学效率，达到事半功倍的效果。新课标的实施，不仅是对学生要求提高了，作为教师的要求会更高，教师要不断挖掘地理教学的方法和模式，全面提高自身的素质，才能使学生对地理的喜爱更持久。

3. 加强对教师和学生渗透地理信息系统知识，提高学生地理素养

提高学生的地理信息素养，首先要提高教师的地理信息素养，教师应不断学习地信技术，才能游刃有余地运用地理信息系统到地理教学当中，改变地理教学方法单一、枯燥的印象。从而加强学生对地理信息系统的认识，激发学生探究地理的热情，全面提高学生的地理信息素养。

4. 提高学校的教学设施条件，全面提高教学质量

学校的教学设施也是需要改变的现状，全国有很多地方都存在的问题，学校应为了下一代的发展，投入资金逐步改变教学设施，为现代化的教学形式奠定基础，这不是一朝一夕就能完成的。对这一现状还需要学校领导和教育有关部门积极献计献策，共同解决这一问题，实现基础教育和谐发展。

三、 地理信息系统在中学地理教学中的案例研究

(一)地理信息系统概论

地理信息系统(简称GIS)是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、地图制图学、人工智能、信息科学和管理科学等学科为一体的新兴交叉和边缘学科，是全球信息化重要组成部分。经过几十年的发展，已经应用于城市规划管理、环境监测与评价、资源管理、军事等领域，其发展前景更为广阔。作为中学地理教学工作者，应该努力提高自身的地理信息素质，把地理技术融入中学地理教学中。因此，需要从地理基础知识的角度进行重新审视、整合，把最前沿的GIS知识渗透教材之中，树立教学新理念，因地制宜地改善传统的教学方法。逐渐改变学生对地理学科的看法，调动其学习地理的积极性。

(二)地理信息系统在中学地理教学中的案例研究

下面以初中地理(人教2011版)八年级地理第一章疆域第二节《人口》中的中国人口与环境的关系的这个知识点。

首先，在讲授新课时提出：“人口的多少与环境有何关系？”让学生思考人口对环境的影响，显示世界各国的人口比例图，学生可一目了然根据各国的人口比重，看出中国是一个人口大国，谈谈人口与环境的关系。

其次，教师还可以根据同学的疑问和需要，在Arcview里的空间数据与属性数据之间的查询，是通过属性记录和空间记录中的关键字，把空间数据与属性数据放在一起，从而实现数据库中的空间数据和属性数据的连接、检索和查询。并且可以输入限定条件，查询符合条件的区位，得出直观的专题地图，让学生对某一地理现象印象深刻，达到理想的教学效果。

最后，从ArcGIS演示三维动画，教师运用三维动画制作模拟风蚀洼地的形成过程。学生可以通过动画看见风蚀洼地的整个过程，使地理教学不再像过去那样枯燥、无味。地理信息系统功能强大，它的辅助教学不但使地理课堂的信息容量增加，而且使学生对地理事物的空间关系认识得更加直观、具体。通过GIS还可以获得各地区地形、土壤、气候、植被、土地利用等的信息，再通过某些GIS软件进行动态分析，了解人类生产活动对环境的影响，让学生根据所学的知识制定可持续发展战略。

四、 结语

无论是传统的地理教学方法，还是借助多媒体技术，对中学地理教学都存在一些不足。因为，地理学科是一门涉及诸多地理空间数据的学科，而地理信息系统是采集、贮存、管理、分析和表达地理数据的工具。随着数字地球、数字城市等数字化系统工程的开发，作为其核心技术的地理信息系统的应用也越来越广泛，各类如电子地图等信息产品也越来越多地进入人们的日常生活当中。因此，地理信息系统进入中学地理教学课堂，不仅可提高教学效果、培养学生的创新意识，而且可以与数字化时代同步前进。