地理信息系統(tǒng)與中學(xué)課程整合研究

[摘 要]將地理信息系統(tǒng)與中學(xué)課程整合，可通俗地理解為把GIS技術(shù)較完美、較理想地融合到課程之中，一是建立利于GIS發(fā)揮作用的教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境，二是在教學(xué)方式上充分利用GIS輔助教學(xué)，真正發(fā)揮GIS的工具性作用，三是在教學(xué)內(nèi)容中適當(dāng)滲透GIS思想。

[關(guān)鍵詞]地理信息系統(tǒng) 中學(xué)課程 整合

作者簡介：張秀鳳（1972-），女，漢族，云南曲靖人，曲靖師范學(xué)院生物資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院講師，理學(xué)碩士，主要從事地理信息系統(tǒng)教學(xué)與研究。

一、整合的概念

整合就是指一個系統(tǒng)內(nèi)各要素的整體協(xié)調(diào)，相互滲透，使系統(tǒng)各要素發(fā)揮最大效益。課程整合是使分化了的教學(xué)系統(tǒng)中的各要素及其各成分形成有機(jī)聯(lián)系，并成為整體的過程。將GIS與中學(xué)課程整合，可通俗地理解為把GIS技術(shù)較完美、較理想地融合到課程之中，就像在教學(xué)中使用粉筆、黑板一樣，把GIS當(dāng)作真正的教學(xué)工具和學(xué)習(xí)工具。整合不等于混合，不等于替代，整合強(qiáng)調(diào)GIS要服務(wù)于課程，應(yīng)用于教育；強(qiáng)調(diào)運用GIS的有效性，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主探索、自主研究等學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。一切都要符合學(xué)生學(xué)習(xí)的特征，注意學(xué)生的創(chuàng)新精神和解決問題能力的培養(yǎng)等。因此說，將GIS引入中學(xué)教育的切入點應(yīng)是學(xué)生能力素質(zhì)的提高。

二、整合的原則

將GIS與中學(xué)課程整合的基本原則是：第一，以學(xué)生為中心，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情感和情緒體驗，使學(xué)生從情感、認(rèn)知等方面積極投入到學(xué)習(xí)的全過程中。學(xué)生的好奇心、想象力和求知欲得到充分的尊重、保護(hù)和發(fā)展，整個學(xué)習(xí)過程成為學(xué)生在教師的指導(dǎo)、幫助、促進(jìn)下獲得最需要的學(xué)習(xí)指導(dǎo)建議、學(xué)習(xí)信息和學(xué)習(xí)資源，采用最有效的學(xué)習(xí)模式實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，培養(yǎng)能力的學(xué)習(xí)過程；第二，學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)空間的開放性。學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中的心態(tài)是開放的、自由的、不受壓抑的。打破“感知理解結(jié)論”的以掌握結(jié)論為目標(biāo)的封閉式過程，建構(gòu)“問題探究理解問題探究……”的開放式學(xué)習(xí)過程[1]。在搜集信息、處理信息、探究發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造實踐和自我評價反饋等基本形式的學(xué)習(xí)活動中，訓(xùn)練創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。教師引導(dǎo)學(xué)生沖破時空限制，不拘泥于教材，不局限于教師的知識視野，善于利用多樣化的信息資源，來豐富靜止的孤立的學(xué)科課堂教學(xué)。

三、整合的方法

GIS是在地理學(xué)、地圖學(xué)和計算科學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門學(xué)科，它是解決空間問題的工具、方法和技術(shù)。將這樣一個工具拿到中學(xué)去，怎么用呢？我認(rèn)為，可以從三個方面來進(jìn)行整合，充分利用GIS的工具性作用。

（一）建立利于GIS發(fā)揮作用的教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境。就是建立信息化的教育、學(xué)習(xí)環(huán)境，也就是以計算機(jī)為主的多媒體環(huán)境。例如，一些重點中學(xué)建立了校園網(wǎng)、多媒體試驗室等，這就為GIS的引入奠定了基礎(chǔ)。因為，這樣的教育、學(xué)習(xí)環(huán)境，不僅是全面推進(jìn)素質(zhì)教育，實現(xiàn)教育現(xiàn)代化的重要內(nèi)容、重要條件、重要手段和重要途徑，而且也是21世紀(jì)我們所面臨的實實在在的、并將生活于其間的社會環(huán)境。這種信息技術(shù)環(huán)境對于中小學(xué)生尤為重要。以它可以使我們的下一代從小就生活在信息技術(shù)環(huán)境之中，使他們從小就能夠利用這些信息技術(shù)環(huán)境所創(chuàng)造的條件，學(xué)習(xí)并掌握獲取、傳遞和加工處理信息的能力和本領(lǐng)。建立這樣的信息化環(huán)境，對我國中學(xué)教育的現(xiàn)實來講還是有很多困難的，但經(jīng)過近十年的發(fā)展，也已經(jīng)有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)了。據(jù)筆者了解，在云南等經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的省份，由于國家對基礎(chǔ)教育的投入力度加大，在一般的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)里都建起了以遠(yuǎn)程教育為基礎(chǔ)的電腦室，提供了數(shù)量不等的計算機(jī)設(shè)備，基本上能滿足教學(xué)的需要。有些學(xué)校還建起IP數(shù)據(jù)接受室，提供了接收信息資源的硬件設(shè)施。這為GIS與中學(xué)教學(xué)整合提供了有力的媒介。

（二）在教學(xué)方式上充分利用GIS輔助教學(xué)，真正發(fā)揮GIS的工具性作用。首先，教師可運用GIS對教材內(nèi)容重新組合再完善，對課堂結(jié)構(gòu)再優(yōu)化，對學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)再開發(fā)。傳統(tǒng)教材和教學(xué)方法注重文字的推理和記憶，至多是對課本提供的圖幅、簡單數(shù)據(jù)、單一的信息進(jìn)行的分析；電化教學(xué)和一般CAI的引用使得感性化的信息容量大幅度增加，雖然活化了學(xué)生的認(rèn)知，優(yōu)化了課堂結(jié)構(gòu)。但“從感性到理性，再從理性升華到理論、規(guī)律性認(rèn)識”，這一深化過程往往還需要老師用過多的語言去描述和講解，學(xué)生在這一認(rèn)知階段也只能憑思維想象去構(gòu)筑，往往是貪得多而嚼不爛。GIS的使用，可以幫助教師用最簡捷的手法形象地展現(xiàn)這一思維重組和理性升華的認(rèn)知過程，這無疑會使課堂結(jié)構(gòu)的優(yōu)化上升到一個新層次，也使教師對教材結(jié)構(gòu)的開發(fā)重組進(jìn)入了一個新的境界，從而使學(xué)生認(rèn)知水平的再提高成為可能。例如，在講到高中地理世界陸地自然帶分布圖時，往往從世界氣候類型的分布入手，通過投影、版圖、掛圖或計算機(jī)動畫演示，標(biāo)示出氣壓帶、風(fēng)帶的分布和季節(jié)移動，講明氣候類型的成因，得出相對應(yīng)的陸地自然帶。但這一過程中老師講述過多，反而累贅，學(xué)生盡管思考仍會感到困難。但如果借助GIS提供的圖層控制和數(shù)據(jù)合成以及專題圖制作功能，教師可以利用一張氣候類型分布圖，再疊置到世界陸地自然帶分布圖上，制作成一張氣候帶與自然帶的專題地圖，學(xué)生通過對比分析這張圖就會對自然帶的形成和分布一目了然了。其次，GIS的強(qiáng)大工具性作用可為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)和解決問題的模擬的“現(xiàn)實”條件和環(huán)境，培養(yǎng)和開發(fā)學(xué)生主動探索和自我尋求解答的能力。GIS的利用，使得一些歷史的、客觀的、難以企及的條件、數(shù)據(jù)、環(huán)境等成為了可能，尤其使那些動態(tài)的變化過程成為了可能。因而，學(xué)生可以自己設(shè)問并解答，通過信息分析、信息加工、信息處理，通過相互探討，最后歸納得出結(jié)論，然后通過對比深入地、完整地掌握知識。這樣既學(xué)習(xí)了知識，鍛煉了思維，又培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力、創(chuàng)造能力以及團(tuán)結(jié)合作精神。正所謂既得了魚，又學(xué)會了漁。

（三）在教學(xué)內(nèi)容中適當(dāng)滲透GIS思想。其一，GIS的發(fā)展使制圖手段發(fā)生了根本的變革，過去通過素描繪制的景觀圖和通過等高線分層設(shè)色繪制的地形圖已經(jīng)逐漸被遙感衛(wèi)星圖片所取代，這些圖片經(jīng)過技術(shù)處理后呈現(xiàn)的全真的色彩便于判讀。在初中教材中已經(jīng)多處應(yīng)用到這些圖片，教師在講述相關(guān)知識時可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容介紹給學(xué)生，教會學(xué)生根據(jù)圖片的形態(tài)、色彩和標(biāo)志性建筑判斷地表景觀和地形起伏。其二，教師可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容穿插一些GIS的趣聞實例和GIS的最新應(yīng)用來調(diào)動學(xué)生的興趣。例如，9.11恐怖襲擊之后，美國利用GIS建立的全國防恐體系；2004年底印度尼西亞發(fā)生強(qiáng)烈地震引發(fā)了海嘯，這一事件發(fā)生后，世界各國開始紛紛利用GIS建立預(yù)警系統(tǒng)等等，這樣一些事例充分說明了GIS在向廣泛化、大眾化、普及型逐漸滲透。此外，在國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)網(wǎng)上，可指導(dǎo)學(xué)生調(diào)用各區(qū)域的地圖，并可任意縮放、查閱各種地理事物的數(shù)據(jù)。該網(wǎng)站還有三峽、雅魯藏布江大峽谷等地區(qū)的虛擬三維動態(tài)景觀，讓學(xué)生領(lǐng)略GIS的神奇功能。

參考文獻(xiàn)

[1]曹葆華，《信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的基本模式建構(gòu)策略》[J]安徽教育科研，2002.1