基于GIS的土壤地理研究性教學模式初探

王麗，李建梅，王凱

（滁州學院國土信息工程系，安徽滁州 239012）

基于GIS的土壤地理研究性教學模式初探

王麗，李建梅，王凱

（滁州學院國土信息工程系，安徽滁州 239012）

本文從土壤地理教學中GIS應用的必要性分析入手，構(gòu)建基于GIS的土壤地理研究性教學模式，為應用新技術(shù)、新方法優(yōu)化土壤地理教學過程，切實提高土壤地理教學質(zhì)量提供技術(shù)參考和方法借鑒。

GIS；研究性教學模式

注重知識的直接傳授，缺少對學生探索知識能力的培養(yǎng)，使得傳統(tǒng)教學模式在土壤地理教學中的弊端日益顯現(xiàn)，在此背景之下研究性教學模式應運而生。研究性教學實踐的難點及關(guān)鍵在于研究問題的確定和研究情境的創(chuàng)設。GIS技術(shù)的發(fā)展和成熟為研究性教學的應用實踐提供了技術(shù)支持，它的數(shù)據(jù)管理、圖形可視化顯示、空間分析與檢索、統(tǒng)計分析等功能能夠很好的實現(xiàn)研究性教學研究情境的創(chuàng)設。因此，研究性教學與GIS技術(shù)的整合必將成為未來土壤地理教學改革的主導趨勢。

1 土壤地理教學中GIS應用的必要性

1.1 土壤地理學教學目標決定

土壤地理學是高等師范院校地理科學專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是土壤學與自然地理學之間的邊緣科學，它以土壤與環(huán)境之間的這一特殊矛盾為研究對象，研究土壤的發(fā)生、發(fā)展、分異和分布規(guī)律，為調(diào)控、改造和利用土壤資源提供科學依據(jù)，具有較強的區(qū)域性和綜合性。課程的教學目標是使學生牢固掌握土壤地理的基本概念和基礎(chǔ)知識、土壤的發(fā)生和分布規(guī)律、主要土壤類型的特點和利用改良原則，學會土壤調(diào)查和制圖等基本技術(shù)和方法，提高觀察分析和解決土壤問題的能力，為學生以后從事教學和科研工作奠定基礎(chǔ)［1］。因此，土壤地理學本身的特點及其教學目標要求應用GIS技術(shù)對土壤地理信息進行管理，對土壤地理空間概念進行可視化表述，對土壤的發(fā)生、發(fā)展、分異和分布規(guī)律進行輔助分析研究。

1.2 信息社會發(fā)展的要求

隨著信息時代的到來，切實有效地培養(yǎng)地理科學學生的地理信息素養(yǎng)和地理信息技能成為信息社會對高等師范院校地理科學專業(yè)人才提出的新要求，為了適應社會發(fā)展需要，提高學生就業(yè)競爭能力，地理科學專業(yè)人才培養(yǎng)目標、培養(yǎng)方法、也必須隨之發(fā)生相應的變化。為適應時代發(fā)展和技術(shù)進步的要求，很多高等師范院校都將“具有堅實的地理科學基本理論和基本知識，掌握地理科學基本思維方法和基本實踐技能，掌握運用地理信息技術(shù)的基本技能”納入到地理科學專業(yè)培養(yǎng)目標中，土壤地理學的教學也要圍繞這個目標組織實現(xiàn)。由此可見，G I S在地理科學專業(yè)建設中具有舉足輕重的地位，對土壤地理教學影響深遠。

1.3 GIS本身特點決定

首先，GIS本身就是計算機技術(shù)與地理學相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種采集、存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統(tǒng)，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。其次，GIS技術(shù)的出現(xiàn)給土壤地理學帶來了深遠的影響和勃勃生機。對于土壤地理學而言，GIS是地理學的第三種語言，它的出現(xiàn)是地理研究方法上的一次飛躍，為土壤地理學研究從定性描述走向定量分析，從單系統(tǒng)走向復雜系統(tǒng)的研究提供了現(xiàn)代化的工具。第三，GIS是獲取、分析、處理地理信息以及主動參與信息活動、傳遞地理信息的有效工具。由于其本身包含的信息量大，更新速度快，表現(xiàn)效果好，使GIS天然是輔助土壤地理研究性學習有效的教育技術(shù)。隨著GIS技術(shù)的日益成熟和普及，GIS作為教育技術(shù)手段輔助土壤地理教學由構(gòu)想成為可能［2，3］。

2 土壤地理研究性教學理論方法

2.1 研究性學習

研究性學習主要指從學科領(lǐng)域或現(xiàn)實社會生活中選擇和確定研究問題，在教學中，創(chuàng)設一種類似于研究的情境，通過學生自主獨立地發(fā)現(xiàn)問題，實驗、操作、調(diào)查、搜集與處理信息、表達與交流等探索活動，獲得知識、技能、情感與態(tài)度的發(fā)展，特別是探索精神和創(chuàng)新能力學習［4］。

國內(nèi)外圍繞研究性學習展開了大量研究，達成共識的研究結(jié)論是：探究型教學包括提出問題、搜集證據(jù)、提出假設、驗證假設、成果發(fā)布與交流五個要素，這也是探究型學習的一個技術(shù)流程，要培養(yǎng)學生的探究能力和探究意識，就必須從這“五要素”和流程入手（見圖1）。

圖1 研究性學習流程模式

2.2 土壤地理研究性教學

土壤地理學因其區(qū)域性、綜合性的特點，為研究性學習提供了廣闊發(fā)展空間。土壤地理研究性教學就是將研究性學習引入土壤地理教學，使學生在教師引導下，應用土壤地理知識、地學研究方法和研究手段發(fā)現(xiàn)與土壤地理有關(guān)的問題，并分析問題和解決題的主動探究過程和方式。這種土壤地理教學模式適用于土壤地理概念、原理、規(guī)律等類型的教學內(nèi)容。教學過程由教師先呈現(xiàn)概念、原理的例證，而不是直接告訴學生這些例證的共有本質(zhì)特征，或引導學生利用先前習得的知識去分析解決新問題，通過新問題的解決進一步發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律，并提出解決問題的策略［5，6］。土壤地理研究性教學實現(xiàn)方式，主要是構(gòu)建土壤地理視角的研究性教學要素和流程模式（見圖2）。

圖2 土壤地理研究性教學流程模式

2.3 土壤地理研究性教學研究意義

傳統(tǒng)土壤地理教學方式比較單一，以教師的講述為主，簡單的輔以地圖掛圖和多媒體資料介紹，不能有效幫助學生建立土壤地理空間概念和深入理解土壤的發(fā)生、發(fā)展、分異和分布規(guī)律，學習往往流于機械性記憶，很大程度上影響了土壤地理的教學質(zhì)量與效果。有鑒于此，應用研究性學習理論方法，進行土壤地理教學改革研究具有積極的現(xiàn)實意義。

3 基于GIS的土壤地理研究性教學模式設計

GIS支持下的土壤地理研究性教學，強調(diào)在GIS平臺上利用各種信息資源來支持“教”，從而引導學生的主動探索，由學生運用所學土壤地理知識、計算機知識、GIS功能去發(fā)現(xiàn)、思考、分析、解決問題，在學習過程中處處體現(xiàn)學生學習的主體性。通過GIS支持下的研究性教學，能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提高學生綜合運土壤地理用知識的能力，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力［5～8］。

基于GIS的土壤地理研究性教學模式設計思路：從土壤地理研究性學習“五要素”和流程模式入手，將GIS的數(shù)據(jù)管理、索引查詢、空間分析以及地圖制圖等功能應用到土壤地理研究性教學中，從而創(chuàng)建土壤地理研究情境，實現(xiàn)土壤地理研究性教學的信息化、可視化，進而解決土壤地理特定問題并展示研究結(jié)果［5～8］（見圖3）。

圖3 基于GIS的土壤地理研究性教學模式

經(jīng)過已有的教學實踐證明，基于GIS的研究性學習模式具有科學性和可行性，該模式優(yōu)化了土壤地理教學過程，提高了學生對土壤地理信息的收集、處理能力，幫助學生學會分析土壤地理信息，應用信息解決土壤地理問題，提高其地理信息素養(yǎng)，同時加強學生對土壤地理中空間概念的感知，加深了學生對土壤的發(fā)生、發(fā)展、分異和分布規(guī)律的認識，培養(yǎng)學生的空間想象力等地理核心能力，值得在土壤地理教學領(lǐng)域推廣。

［1］武麗萍，張 毅，李 誠，等.基于“問題”的研究型教學模式在土壤地理教學中的應用［J］.2010，23，（1）：19～23.

［2］陳述彭.地理信息系統(tǒng)導論［M］.北京：科學出版社，2001.

［3］段玉山.信息技術(shù)輔助地理教學［M］.北京：高等教育出版，2003.

［4］學科教育.研究性學習的特點.［2002］.［2010］.http：／／www.pep.com.cn／200212／ca6314.htm.

［5］宋安輝.中學地理探究型教學中GIS應用研究［D］.南京：南京師范大學，2007.

［6］沈素玲.GIS用于中學地理探究式學習的教學實驗研究［D］.福建：福建師范大學，2003.

［7］次 仁.淺談多媒體在土壤地理教學中的應用［J］.西藏大學學報（自然科學版）：2009，10，92～94.

［8］宮作民.研究性學習是地理學科能力培養(yǎng)的重要途徑.［2003］.［2010］.含山中學網(wǎng)，http：／／www.kexiaohong，myrice.com／do7.htm.

G642

A

1673－1794（2011）05－0119－02

王 麗（1978－），女，碩士，講師，從事地理教育、土地資源信息管理方面的研究。

滁州學院教學研究項目（2009jy039）；安徽省教育科學研究項目（JG09145）

2010－04－23