基于GIS的高中地理教学模式探索

摘 要：信息化是当今社会发展的必然趋势，信息技术的快速发展与普及应用给教育带来了新的机遇，新教学模式的出现促进了教育的飞速发展，有效解决了传统教学方法难以满足学生学习和认知发展需求的问题。从GIS辅助高中地理教学的必要性入手展开分析，探索基于GIS的高中地理教学模式，以期有效进行教育改革，提高高中地理教学质量和效率，培养学生的地理核心素养，促进学生全面发展。

关键词：GIS；高中地理；教学模式；信息化

作者简介：黄文华（1970—），男，甘肃省临洮中学。

GIS是地理信息系统的简称，是一种在计算机软硬件的支持下能够科学管理并综合分析含有空间内涵的地理数据，为相关人员提供所需信息的技术系统。基于GIS探索高中地理教学模式，既符合地理教育发展及课程改革的需要，达到高中地理课程内容及特点的要求，又能满足学生的学习需求和特点。因此，地理学科教师应结合教学实际和学生学情，研究适合高中生的地理教学模式，借助GIS的优势和特点提高教学质量和效率，发展学生的综合素养。

一、GIS辅助高中地理教学的必要性

（一）地理教育发展及课程改革的需要

在教育改革发展的大环境下，高中地理教学需要对教改进行积极响应，研究符合当代学生知识学习需求的课程，满足地理教育发展需要。新课标对高中地理教学提出了新的要求，强调培养学生的人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力等核心素养，以指导学生更好地理解和解决实际生活中的地理问题。同时，对课程内容进行了重新划分，更加注重全球观和宇宙观的培养，从课程教学实际出发，打造集基础性、时代性、学科性与生活性于一体的课程内容体系。此外，还在教学方式、评价方式以及地理活动等方面做出了改革指示，要求着重培养学生的地理学习能力，推进素质教育发展。GIS作为一种现代化的科技手段被应用于高中地理教育教学中，有两方面的价值体现：一方面，GIS本身是基于地理信息集成存在的信息系统，在与地理信息相关的地图处理和操作方面具有强大的功能，而地图是高中地理教学中非常重要的内容，以GIS地图叠加等方式辅助地理教学，所获得的效果是传统的平面地图教学不能比拟的。另一方面，GIS技术一直在发展创新，许多领域都在应用GIS技术，在高中地理教学中应用GIS技术能帮助学生以社会视角、全球性视角分析地理问题，展开深度探究，逐步树立可持续发展观和全球观。

（二）高中地理课程内容及特点的要求

目前，高中地理由必修课程和选修课程组成，前者包括自然、人文和区域三个大模块，后者涉及的模块更多，主要有宇宙、海洋、自然灾害、旅游、城乡规划、环境保护及地理信息技术应用等。高中地理课程内容多且杂，从具体内容性质和特点来看，更侧重于地理理论知识的学习，知识点具有较强的离散性特点，部分知识较为抽象，不利于学生理解和掌握。同时，最新设计的高中地理课程要求学生逐步学会利用地理知识梳理、分析、再现地理过程，深度探究地理成因，归纳并总结地理规律。此外，地理学的研究对象具有空间DJJFLjjR3gG42152d5rco1hQYN8zwfdiNi/RCL25PXs=性、广泛性以及遥远性等特点，所以学生在学习地理知识的过程中会因空间观念不足而影响学习质量和效果。GIS作为信息化辅助教学手段，可以帮助学生将地理知识可视化，发现地理的发展过程与规律，并灵活运用所学的地理空间知识，解决遇到的实际地理问题。从整体来看，为有效适应课程改革，满足高中地理课程内容及特点的要求，教师应创新教学方法和手段，运用GIS开展探究活动，借助现代信息技术手段改变地理知识的呈现方式，有效激发学生的地理学习兴趣，促进学生主动与教师讨论、与其他同学合作探究，深化对知识的理解。

（三）高中生学习需求与特点的满足

高中地理具有较强的综合性、地域性以及空间性等特点，传统的教学模式仅能帮助学生学习地理理论知识，让学生通过背诵的方式应对考试，很难培养学生的空间观念，不利于学生地理核心素养的形成和发展。应用GIS的高中地理教学模式可以帮助学生建构地理知识体系，指导学生运用已掌握的知识建构地理空间结构，深化对知识的理解。学生可以通过GIS展示的现实世界进行实践学习，与地理知识之间建立起互通的桥梁，让地理课程与现实生活有机联系，逐步体现出地理信息技术的应用优势，激发学生对地理的学习兴趣和热情，满足学生对地理知识的学习需求。GIS可以为学生提供地理结构空间和属性数据等信息，让学生在解决地理问题的过程中深化对问题的理解，在自主探究中获得更丰富的学习成果。此外，GIS辅助开展的课堂教学流程也发生了明显的变化，改变了教学内容呈现方式，有助于学生从感性向理性发展，对知识产生清晰的认知，尤其对于空间思维能力较差的学生而言，这样的教学可以大大降低学习难度，提高学习效果。从应用GIS后的课堂教学效果可以看出，GIS辅助高中地理教学可以满足学生对地理知识的学习需求，符合学生对知识的认知和理解特点［1］。

二、基于GIS的高中地理教学模式

（一）GIS地理野外考察教学模式

地理野外考察教学模式可以帮助学生直接深入地理现实场景进行研究分析，但学生一般对考察地区比较陌生，很难在短时间内收集整合很多有用的信息；班级学生人数众多，教师很难兼顾所有学生，考察效果难以保障；地理考察活动应定期持续开展，但在实际教学中很难实现。GIS地理野外考察教学模式可以有效解决以上问题，实现高效教学。以人教版高中必修第一册第五章第一节《植被》为例，教师可以开展GIS地理野外考察教学活动，帮助学生通过野外观察和GIS关于植被信息的收集、整理、分析等理解植被与自然环境、气候变化之间的关系［2］。此教学模式的应用能有效培养学生的实践能力、观察能力以及解决问题的能力。如在教学前，教师可以利用三维GIS技术模拟将要考察的地理区域，让学生在课外考察活动开展前对目标区域的相关自然地理条件等有一个系统的了解，以便选择最佳的植被观察地点。此时，学生可以学习GIS软件的操作方法，以便记录收集到的植被信息。在野外考察活动中，教师可以让学生使用GIS软件收集考察区域的植被分布信息，包括植被的类型、长势、覆盖度等。学生还需要记录考察区域内的气候条件、土壤类型等信息，并将其以数据的形式记录在GIS系统中。在课堂总结环节，学生将收集到的与植被相关的地理条件及气候等数据信息导入GIS软件中，让其自动分析数据，生成植被分布图与未来一段时间的发展趋势图，分析植被与环境之间的关系。最后，学生利用GIS对考察区域内的植被分布情况和特点进行分析和表达，发展综合能力。

（二）GIS问题解决教学模式

问题解决教学模式主要是指围绕问题开展教学探究活动，启发学生寻找问题解决方法并成功建构知识体系的教学方法。应用这种教学模式的流程为创设情境、确定问题、提出假设、推理探究、得出结论。基于GIS创新问题解决教学模式，可以为学生呈现直观的现实情境，将学生带入情境中，让学生深入思考，从而获得丰富的问题解决经验，提高学习质量和效果［3］。以人教版高中地理必修第二册第二章的问题研究“从市中心到郊区，你选择住在哪里”为例，教师可以从社会热点民生问题中选择一个课题创设问题情境，如“一名在市区工作的普通打工人想买房，他提出的要求有：房子面积不用太大，两室一厅，满足三口人住房需求即可，附近要有成熟的商业生活圈，出行必须便利，最好30—60分钟就能到达上班地点。若你是房屋中介，请问你如何帮助这名顾客精准选房？”在问题情境下，学生需要思考并确定问题的核心点，同时提出假设：“如何才能知晓距离公司一小时路程的区域的楼市情况呢？”在传统教学模式下，教师会以文字资料的形式向学生提供帮助和支持，学生需要先阅读资料，然后通过分析理解，在大脑中构建空间立体模型，最后提出观点和假设。这种学习方式对学生的空间思维和逻辑思维能力有较高的要求，同时，班级学生之间存在差异，所以很难保障所有学生都能参与到课堂讨论中，教学效果一般。而在GIS问题解决教学模式下，教师则可以利用GIS软件展示学生选定的区域环境、居民房分布情况及交通出行等立体空间图，以便学生直观观察，验证假设的可行性。若假设与顾客的需求不符，则应放弃该假设，继续提出新的假设，直至找到解决问题的最佳方案和方法。由此可见，GIS问题解决教学模式可以有效降低学生的学习难度，提高学生的思维能力和问题解决能力。

（三）GIS互动启发式教学模式

互动启发式教学模式主张教师与学生围绕知识内容进行分析和思考。GIS互动启发式教学模式能够为学生提供丰富的学习资源和工具，引导学生主动参与到课堂讨论与学习活动中，理解和掌握地理知识。同时，GIS的合理应用可以在课堂上营造浓厚的学习氛围，促使学生主动探究。以人教版高中地理必修第一册第六章第三节《防灾减灾》为例，传统课堂以理论教学为主，教师只对教材上的知识内容进行解释说明，显得枯燥、乏味，难以调动学生的学习积极性，不利于学生学科核心素养的形成和发展。教师开展GIS互动启发式教学活动，采用GIS软件提出问题，能够让学生理解GIS在防灾减灾中的具体应用范围和优势。在课堂教学中，教师需要先设计互动情境，引导学生参与到课堂讨论中，在交流与分析中探究知识内容，学习防灾减灾和逃生的相关知识，将灾害的损害降到最低，甚至达到避免灾害发生的目的［4］。教师可选择“泥石流”灾害进行教学，与学生讨论当发生泥石流灾害时应如何自救和他救。在师生讨论过程中，教师应启发学生利用GIS软件进行分析，将泥石流发生区域的地理数据信息录入GIS软件中，如受灾区域的地理位置、受灾面积、人口密度及气候条件等，接着利用GIS的空间分析功能分析本次泥石流灾害的影响范围以及潜在风险。随后，教师可启发学生利用GIS进行模拟演练，如模拟泥石流发生后的疏散路径规划、泥石流灾害预警以及应急响应等。在模拟演练中，学生可以发现减灾防灾的根本要务在于预防，在于应对措施有针对性且有效，这样才能提高应对灾害的能力。

（四）GIS案例分析教学模式

案例分析教学模式是高中地理教学中常用的一种教学方法，旨在通过分析典型案例的方式帮助学生明确地理知识在现实生活中的具体应用，进而更有针对性地学习和掌握地理知识。GIS案例分析教学模式让案例变得直观、立体，可以降低案例分析难度，提高学习效果。以人教版必修第一册第六章第二节《地质灾害》为例，其教学目标是指导学生掌握地震、滑坡和泥石流灾害的形成机制和发生过程，从而明确自然灾害类型及其所带来的影响［5］。传统教学模式多以口述案例的方式向学生介绍知识内容，虽然高中生可以听懂并理解，但不够直观和形象，会在一定程度上影响学生的学习质量和探究兴趣。在GIS案例分析教学模式下，教师可以在课堂教学中应用GIS软件呈现具体的教学案例，带领学生分析地理特征，分析区域内地质灾害的类型及形成原因，分析地质灾害发生后造成的主要伤害和应对措施，并分析地质灾害的发生规律，做好地质灾害的监测、预防工作。教师可以学生都知晓的“汶川大地震”为案例进行分析，让学生明确地震是一定区域内地面震动的现象，主要是由地壳运动等地质作用引起的地球内部能量突然释放的结果。此时，教师可以利用GIS软件模拟地震发生的动态关联图，同时提出“地震发生会释放大量的能量，可以用什么来衡量地震的大小呢？”“地震发生时地面所受影响和破坏程度用什么来表示？主要影响因素有哪些？”等问题。教师利用GIS软件模拟地震发生的整个过程，能够启发学生对地震的发生过程进行分析，然后借助已经学习的地震知识及现实生活经验得出问题答案，明确地震的形成原因、影响因素及带来的后果，继而对应对地震的措施进行深入探究和学习。

三、总结

综上所述，探索基于GIS的高中地理教学模式的目的是借助GIS的优势和特点帮助学生建构地理知识体系，使他们学会利用已有的知识经验主动建构客观事物及其关系的表征，加深对知识的理解和掌握。在基于GIS的教学模式下，学生成为知识的主动学习者和建构者，能将知识变成自身的技能。同时，GIS作为信息化时代的重要标志之一，其在高中地理教学中应用的必要性也非常突出，可以帮助教师应对课程改革和教育改革，将课程内容和知识立体化呈现，满足学生对地理知识的学习需求，提高学习质量和效果，发展学科核心素养。因此，我们应重视持续性研究基于GIS的教学模式。

［参考文献］

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