基于POI数据的服务业区位因素教学实践探索*
——以“深圳市餐饮业区位因素及其变化”为例
2022-11-03邓钧,李婷
邓 钧,李 婷
(1.华南师范大学附属中学,广州 510630;2.华南师范大学地理科学学院,广州 510631)
21世纪以来,在教育大环境变革的推动下,我国的教育实践者纷纷投入到以技术支撑为基础的教学研究中[1]。《普通高中地理课程标准(2017年版2020年修订)》提出“利用地理信息技术,营造直观、实时、生动的地理教学环境”的理念[2]。地理课堂要积极融入地理信息技术,为地理学习者提供第一手数据,使学生身处真实的地理学术情境或生活情境中探索现实地理事物的规律,促进其地理核心素养的形成。
在传统的人文地理教学中,产业区位教学往往以“质性”情境或固有案例为背景,如服务业区位因素一节中,教师往往通过描述某个孤立的“商圈”选址故事,辅之相关的图文材料供学生阅读总结,而后对区位影响因素进行知识讲解,最后回归该“商圈”选址,总结服务业区位影响因素。在此教学模式下,作为区位因素分析对象的情境案例仅用于课堂导入或质性归纳部分,削弱了课堂的逻辑推理性,所得结论不具备大尺度数据下的真实性和科学性,与解决以实际问题为导向的素养教育相悖。
POI数据所反映的地理事物空间格局变化可以把握城市发展的时空变化规律,有利于进行合理的城市功能布局和规划,与中学人文地理区位教学相契合。POI数据具有获取门槛低、数据量大且实时性强、数据分析简洁以及研究过程有趣等特点,将POI融入地理课堂中可为人文地理区位教学模式优化提供有效支撑。基于此,本文以深圳餐饮服务业的区位因素及其变化为例,探讨POI数据与人文地理区位教学的融合路径。
一、POI简介及其空间格局研究范式
POI是“Point of Interest”的缩写,中文可以翻译为“兴趣点”或“信息点”。在地理信息系统中,一个POI数据可以代表一栋房子、一个商铺、一个邮筒或一个公交站等,一般包含名称、类别、经纬度和地址,如“广州市天河区内所有共享单车分布的经纬度数据集”。
基于POI数据的空间格局研究过程一般包含数据收集、数据预处理、空间格局分析和影响因素的相关性分析四个步骤。首先,通过“八爪鱼”等专业爬虫工具爬取某种地理事物在一定区域内的经纬网数据;其次,因直接爬取的地理坐标数据是球面坐标,需要借助ArcMap中的ArcToolbox转化为平面坐标,即处理成投影坐标;再次,将投影坐标导入ArcMap软件中,选择合适的搜索半径阈值后进行核密度分析,初步得出空间分布情况;最后,通过SPSS统计工具中的Person相关或者ArcMap软件中的地理加权回归对影响因素进行相关性分析,得出各要素与研究对象空间分布的相关性系数,如图1所示。
图1 基于POI数据的地理事物空间格局研究范式
二、基于POI数据的服务业区位因素教学模式
基于POI数据的研究范式,本文将学术研究过程拆分为地理课堂教学的三个环节,并针对高中地理课堂条件进行选择性改造,创构基于POI数据的服务业区位因素教学模式,如图2所示。
图2 基于POI数据的服务业区位因素教学模式
1.课前教学环节
主要包括数据收集和数据处理两个部分。因POI数据收集工作量大且耗时长,可将服务业数据收集设计为课前的地理实践活动。首先,教师演示服务业POI数据的爬取过程,降低学生的操作难度;其次,将全班学生按照城市行政区域进行分组,各小组在周末收集服务业POI数据并对负责的行政区进行实地调研,做出点状分布草图,知晓该类服务业大概的空间分布格局。教师则将学生收集的服务业POI数据进行汇总转化地理坐标,下载其他影响因素的数据制成核密度图并打印,为课堂探究活动提供翔实的第一手资料。
2.课堂教学环节
主要包括服务业空间格局分析和相关影响因素的回归分析。首先,教师在课堂上将处理后的投影坐标导入ArcMap软件中做出点状分布图,让学生对比点状分布草图和教师制作的点状分布图,感受手绘制图误差;其次,使用核密度分析工具制出核密度图,让学生体会到地理信息技术制图的便捷性和趣味性;再次,将原本使用软件进行回归分析改为让学生根据调研结论说出服务业的影响因素,将预设的相关因素密度图分发给学生进行叠图,质性分析各影响因素与该类服务业总体空间分布的相关关系;最后,展示小尺度下的服务业选址地图,分析区位因素变化的原因,此过程可以培养学生综合思维与地理实践力。
3.课后教学环节
学生对服务业区位教学的知识框架进行总结,形成思维导图。在此基础上完成教师布置的课后作业,通过举一反三,探究其他类型的服务业区位影响因素与本节课探究的区位影响因素是否相同,若不同则进行说明。教师则根据学生的课堂表现和课前及课后的作业质量及时进行教学总结,反思地理信息化课堂各个环节的优劣,对不足之处加以改正,形成教学反思。
三、基于POI数据的服务业区位因素教学设计
1.课程标准和教学目标
【课程标准】本节课所依据的课标内容要求是“结合实例,说明服务业的区位因素”。
【教学目标】通过课前地理实践活动收集POI数据,学习和掌握地理信息技术相关能力(地理实践力);通过POI数据地图探究深圳餐饮业分布格局,总结服务业的空间格局特征,说明其影响因素(综合思维、区域认知);通过读图探究服务业区位因素变化,感受服务业发展变化与人类活动的关系(人地协调观)。
2.教学过程
(1)课前环节:收集餐饮业POI数据,了解深圳餐饮业布局
教师将全班学生根据深圳市的区划图分为福田区、罗湖区、南山区、龙华区、宝安区、龙岗区、盐田区、光明区、坪山区及大鹏新区十个小组展开课前活动,如表1所示。
表1 课前活动
(2)课堂教学环节:新授服务业区位知识,明白餐饮业影响因素及其变化
课堂教学设计如表2所示。
表2 课堂教学
续表2
图3 深圳市行政区划
图4 深圳市餐饮网点分布
图5 深圳市餐饮店核密度
图6 深圳市各区域GDP
图7 深圳市商场核密度
图8 深圳市公共交通站点核密度
图9 深圳市福田区房屋与餐饮分布
图10 深圳市龙华区路网与餐饮分布
(3)课后教学环节:举一反三,实现思维进阶
学生在课后绘制本节课的思维导图,并根据餐饮服务业的区位因素联系其他类型的服务业,调查商业性服务业的区位影响因素是否和非商业性服务业一致,针对其中一种类型进行区位理论分析并按时提交。教师根据学生的课堂表现和任务完成效果对学生进行评价,在此过程中反思地理信息化课堂的不足之处,并加以完善。
四、教学反思
地理信息化课堂符合新课标下核心素养的育人要求。POI数据能实现大数据下的地理问题分析,将地理现实问题转化为课堂探究的过程,能够激发学生浓厚的学习兴趣。通过观看教师对地理制图的操作过程和解答一系列问题链,可将地理四大核心素养的培育落到实处。但POI数据获取过程不易,软件学习的门槛较高,地理课时有限,进行现场制图易拖慢教学进度等都是制约两者融合的障碍,因此,形成简单易学的教学操作体系、协调教学制图和教学内容的时长、选取合适的地理信息化教学案例是今后广大地理教育工作者仍需深入探讨的问题。