基于GIS培養(yǎng)高中生人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)初探

云南師范大學地理學部（650000）金婷婷 胡文英

人地協(xié)調(diào)觀是地理學科核心素養(yǎng)的重要組成部分。培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)是一個循序漸進的過程。針對學生地理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，很多學者提出了獨到的意見和策略，但是對于應(yīng)用GIS（地理信息系統(tǒng)）培養(yǎng)學生人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)的探究相對較少，結(jié)合GIS 具體應(yīng)用案例的相關(guān)研究更是少之又少。為此，文章對如何應(yīng)用GIS 培養(yǎng)學生人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)進行探索。

一、人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)的解讀

人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)可以說滲透于整個地理課程中。在《普通高中地理課程標準（2017 年版）》中，各模塊課程內(nèi)容的學業(yè)要求都提出了相應(yīng)的人地協(xié)調(diào)觀方面的要求。地理1 學業(yè)要求中提出要能夠?qū)μ囟▍^(qū)域內(nèi)的自然現(xiàn)象進行合理描述和解釋，并說明其對人類的影響，地理2 學業(yè)要求中提出要能夠形成判斷人類活動與資源環(huán)境問題關(guān)系的初步意識。選擇性必修1、選擇性必修2、選擇性必修3 以及選修課程的學業(yè)要求也有提出要從人地協(xié)調(diào)的角度出發(fā)，通過對地理知識的學習，認識人類發(fā)展與自然環(huán)境的相互關(guān)系，認識尊重自然規(guī)律的重要性，樹立和諧的人地觀念。由此可以看出，人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)的培養(yǎng)在高中地理課程教學中占據(jù)很重要的位置。

《普通高中地理課程標準（2017 年版）》中指出，地理學科核心素養(yǎng)由人地協(xié)調(diào)觀、綜合思維、區(qū)域認知和地理實踐力組成。人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)與其他三大素養(yǎng)是相互聯(lián)系的有機整體。

人類活動要遵循自然規(guī)律，要秉持正確的價值觀。隨著人類社會的發(fā)展，人地關(guān)系不斷出現(xiàn)各種問題。高中地理教師應(yīng)幫助學生更好地分析、認識人地關(guān)系，探索如何解決人地矛盾，培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)，使學生成為和諧世界的建設(shè)者。

二、應(yīng)用GIS 對培養(yǎng)高中生人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)的作用

GIS 是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中有關(guān)地理分布的數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。它在眾多領(lǐng)域中發(fā)揮著不可或缺的作用。GIS 是地理教學的重要助推器，可通過其強大的地理制圖功能、可視化功能，幫助學生理解一些晦澀難懂、枯燥無味的地理知識。高中地理教師通過應(yīng)用GIS 輔助地理教學，有助于讓學生認識人與自然之間的關(guān)系，培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)。

（一）使地理教學內(nèi)容形象化、具體化，進而培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)

高中地理教師在教學中應(yīng)該根據(jù)教學內(nèi)容，培養(yǎng)學生的地理學科核心素養(yǎng)。培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)是一個循序漸進的過程，需要教師引導(dǎo)學生逐漸去達到課程標準中提出的人地協(xié)調(diào)觀等級水平。在課程標準實施建議中指出要“深化信息技術(shù)應(yīng)用”。GIS 是一個很有代表性的教學輔助工具，通過基本的制圖將一些復(fù)雜的地理事象簡單化，將身邊的“人類活動對地理環(huán)境的影響”具體化，將不易理解的地理知識進行對比，使其明朗化。在高中地理教學中運用GIS 對地理空間數(shù)據(jù)進行查詢和分析，能夠使地理知識更加形象化，便于學生感知和觀察“地理環(huán)境對人類活動的影響”，進而使學生形成正確的人地觀念，培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)。

（二）運用可視化地圖激發(fā)學生興趣，進而培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)

可視化地圖對學生來說比較新鮮，相較于文字，學生肯定對圖像更感興趣。教師可以在區(qū)域地理教學中將某個區(qū)域的地圖進行三維可視化，引導(dǎo)學生觀察和學習，讓學生認識自然與人類之間的相互關(guān)系，認識人類的發(fā)展對區(qū)域環(huán)境的影響。教師也可以針對某些地理事物和地理現(xiàn)象進行圖層疊加，運用可視化地圖比對分析自然地理因素對區(qū)位選擇的影響。在教學地形方面的知識時，教師可以將特定區(qū)域的數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，簡稱DEM）以三維圖像的形式展示給學生看，并且以分層設(shè)色的方式顯示不同的高度，讓學生能直觀地感受什么是懸崖、平地、山地等。與此同時，教師還可以將人口分布、河流、植被、土壤、巖石以及氣溫、降水等數(shù)據(jù)疊加到地圖上，引導(dǎo)學生根據(jù)地形因素來分析人口分布、河流流向、植被生長情況等信息。將一系列地理問題濃縮在一張圖內(nèi)，能激發(fā)學生對地理的學習興趣，極大地提高地理教學效率。

教師可應(yīng)用GIS 繪制可視化地圖，引導(dǎo)學生分析某地因人類活動而導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害或者環(huán)境污染問題，對比分析人類活動與地理環(huán)境的關(guān)系，從而培養(yǎng)學生的可持續(xù)發(fā)展觀和人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)。

三、應(yīng)用GIS 培養(yǎng)高中生人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)的案例

【案例1】新人教版高中地理必修第一冊第五章第一節(jié)“植被”

本節(jié)的教學應(yīng)讓學生通過圖形的對比分析和教師的引導(dǎo)了解植被的形成條件，從人地關(guān)系的角度認識植被與地理環(huán)境之間的關(guān)系，培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)。在導(dǎo)入和教學“植被與自然環(huán)境的關(guān)系”這部分知識時，教師可以應(yīng)用GIS輔助教學。

在導(dǎo)入新課環(huán)節(jié)，筆者對獲取的遙感影像進行預(yù)處理（輻射定標、大氣校正、鑲嵌、裁剪），然后在GIS 中對遙感影像進行植被相關(guān)信息的提取，提取出2000—2018 年昆明市植被覆蓋對比圖，讓學生看2000—2018 年昆明市植被的顏色總體有什么變化。這樣，用圖來引起學生的好奇心和求知欲。在講植被與環(huán)境的關(guān)系時，筆者應(yīng)用GIS，通過圖形疊加功能，將昆明市的行政區(qū)劃圖和昆明市主要水系圖進行疊加，讓學生看昆明市主要的水系和經(jīng)緯度，同時提供昆明市日照時長和昆明市土地規(guī)劃等資料，讓學生分析影響植被的自然因素。筆者還放大了昆明市的水系圖，對比2000—2018 年昆明市植被圖，并提出“為什么昆明市挨近滇池的這幾個區(qū)有充足的水分，而植被覆蓋率相比十八年前還要低些？（從人對地的影響角度分析）昆明市為什么要不斷提升植被覆蓋率？（從地對人的影響角度分析）”等問題啟發(fā)學生思考。最后，筆者從人與地相互關(guān)系的角度進行總結(jié)。這樣，通過圖形的對比分析，逐漸讓學生認識到植被的形成與人類活動的影響密切相關(guān)，自然與人類是不可分割的整體，從而培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)。

【案例2】新人教版高中地理必修第二冊第一章第一節(jié)“人口分布”

本節(jié)的教學應(yīng)讓學生通過學習人口分布規(guī)律及其影響因素，認識地理環(huán)境對人類活動的影響以及人類活動對地理環(huán)境的影響，深刻認識人地關(guān)系，提高人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)。

在教學自然環(huán)境對人口分布的影響時，筆者應(yīng)用GIS 軟件，通過分析、處理收集的數(shù)據(jù)并進行圖形疊加，得出云南省人口分布圖，在GIS 中剪裁遙感影像地形圖，與水系圖疊加得出云南省地形及主要水系圖，讓學生討論云南省人口分布的狀況，并根據(jù)三個自然因素的可視化地圖總結(jié)云南省人口分布的規(guī)律。以圖來引導(dǎo)學生學習影響人口分布的自然因素（地對人的影響），直觀明了，激發(fā)了學生的學習興趣。學生理解了自然因素對云南省人口分布的影響，再學習自然因素對中國和世界人口分布的影響，就不難了。在教學人文因素對人口分布的影響時，筆者將云南省行政區(qū)劃、公路、鐵路相關(guān)圖層疊加得出云南省道路圖，結(jié)合云南省人口分布圖，讓學生分析人文因素對人口分布的影響。交通是經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，交通便利有利于經(jīng)濟的發(fā)展，進而影響人口的分布。接著，筆者提問“玉溪市各種自然環(huán)境不比云南其他城市差，為什么人口依然少？”，讓學生閱讀相關(guān)資料并找到影響人口分布的人文因素，進而引導(dǎo)學生去總結(jié)主要的人文因素對人口分布的影響（人對地的積極和消極影響對人口分布的影響）。最后筆者總結(jié)：世界人口的分布狀況是自然、人文各因素綜合作用的結(jié)果；自然因素在很大程度上決定人口的分布狀況，而人類的活動對自然也有很大的影響，會導(dǎo)致人口的分布發(fā)生很大變化。這樣，讓學生感知人與地協(xié)調(diào)發(fā)展的重要性，培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)。

四、應(yīng)用GIS 培養(yǎng)高中生人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)的相關(guān)思考

（一）推動GIS在高中地理教學中的應(yīng)用

GIS 在高中地理教學中的應(yīng)用尚未普及，部分教師不熟悉GIS 軟件，部分年長的教師對軟件使用也不感興趣。部分學校的GIS 相關(guān)培訓、教學資源不足，需要加強相關(guān)培訓，為教師提供相關(guān)優(yōu)質(zhì)資源。要在教學中應(yīng)用GIS 并非一定要去學習一些復(fù)雜的制圖和數(shù)據(jù)分析方法，只需要學習一些基礎(chǔ)的制圖技術(shù)并能運用于教學中即可。運用GIS 軟件，教師能對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析并在進行圖像處理后將其直觀呈現(xiàn)在學生眼前，讓學生更好地去分析具體案例，感知人類活動對地理環(huán)境的影響以及地理環(huán)境對人類發(fā)展的影響，使課堂更加生動有趣，從而更好地培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)。

（二）應(yīng)用GIS軟件呈現(xiàn)學生熟悉區(qū)域的地理問題

GIS 是一種非常有用的地理教學輔助工具。新時代的高中地理教師應(yīng)學會將地理信息技術(shù)運用于教學中，改進教學方式，以取得更好的教學效果。例如在教學選擇性必修3 第三章第三節(jié)“生態(tài)保護與國家安全”這部分內(nèi)容時，教師可以應(yīng)用GIS 軟件，找出學生身邊熟悉地區(qū)的生態(tài)環(huán)境問題，給學生呈現(xiàn)反映局部地區(qū)生態(tài)問題的直觀形象的地圖，讓學生從局部熟悉的生態(tài)問題出發(fā)，思考區(qū)域或者國家范圍的不熟悉的生態(tài)問題，從而培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)。

（三）培養(yǎng)學生的讀圖、析圖能力

地圖是地理教學中必不可少的工具。學生應(yīng)該學會如何利用地圖學習地理知識。在高中地理教學中，教師要帶領(lǐng)學生讀地理圖表、分析地圖中的地理現(xiàn)象，以圖啟發(fā)學生的地理思維，培養(yǎng)學生的想象力和分析能力，以圖帶領(lǐng)學生學習，以圖引領(lǐng)學生思考。只有學生具備一定的讀圖、析圖能力，教師運用可視化地圖輔助教學才更容易取得好的效果，才能更好地培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)。

總之，在高中地理教學中，教師應(yīng)根據(jù)教學內(nèi)容合理設(shè)計教學環(huán)節(jié)，發(fā)揮GIS 的信息處理等優(yōu)勢，逐步培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)。此外，教師在教學中應(yīng)該充分利用信息技術(shù)，開發(fā)更多的課程資源，體現(xiàn)教學的高效性和實用性，從多個途徑、以多種方式培養(yǎng)學生的人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)。本文基于GIS 探討培養(yǎng)高中生人地協(xié)調(diào)觀素養(yǎng)的途徑，望能為高中地理教師提供參考。