淺析初中地理教學中地理信息技術(shù)的應(yīng)用

葛光舜

摘要：建立在計算機硬件基礎(chǔ)之上的地理信息系統(tǒng)（GIS技術(shù)），具有強大的地形分析功能、地圖功能、空間分析功能、三維動態(tài)模擬功能等。在現(xiàn)代初中地理教學中整合應(yīng)用GIS技術(shù)，不僅能夠助推地理教育信息化發(fā)展，同時也有助于提高教師的專業(yè)素養(yǎng)與學生的地理學習效果。然而，當前的初中地理教學中，相關(guān)硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為薄弱、教師信息化素養(yǎng)有待提升，導致GIS技術(shù)的應(yīng)用依然較為缺失。在教育信息化背景下，整合應(yīng)用GIS技術(shù)，是教育改革發(fā)展的方向和趨勢。而作為教師，要充分利用當前一切可以利用的信息化教育手段，整合創(chuàng)新教學內(nèi)容，助推地理教育信息化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：初中地理；地理信息技術(shù)；應(yīng)用對策

中圖分類號：G633.55文獻標識碼：A文章編號：1673-8918（2023）09-0124-04

一、 引言

信息技術(shù)的迅猛發(fā)展為教育的變革提供了強大的技術(shù)支持。如今，豐富多樣的教育技術(shù)的應(yīng)用，如多媒體、交互式電子白板以及智慧教育手段等，使現(xiàn)代基礎(chǔ)教育迎來了改革與發(fā)展的春天。而作為現(xiàn)代教師，要緊密結(jié)合時代發(fā)展的需要，科學整合信息化技術(shù)手段以及信息化教育資源，不斷優(yōu)化教學課堂，突破傳統(tǒng)教學瓶頸。

作為初中地理教師，筆者近來深化了初中地理信息化教育的研究，認為建立在計算機硬件、軟件基礎(chǔ)之上的GIS技術(shù)，其強大的數(shù)據(jù)輸入、存儲以及編輯功能，能夠為初中地理空間分析、地形分析等提供強有力的技術(shù)支持；而其三維動態(tài)模擬功能，能夠有效地改變過去地理教學平面化的情況。文章中，筆者以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，探索初中地理教學中地理信息技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢、現(xiàn)狀以及方法。

二、 地理信息系統(tǒng)（GIS技術(shù)）概述

（一）GIS技術(shù)的簡介

20世紀60年代，加拿大研究者羅杰·湯姆林森最先提出了GIS技術(shù)概念，這一概念被提出后便被認可并應(yīng)用。此后，美國哈佛大學開發(fā)了更加完整、應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛的GIS技術(shù)系統(tǒng)軟件，至此，GIS技術(shù)進入了全面應(yīng)用時代。在我國，GIS技術(shù)的引入較晚，起步于20世紀80年代，如今，我國的GIS技術(shù)已經(jīng)進入了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的階段。

那么，什么是GIS技術(shù)呢？GIS技術(shù)英文名稱為：Geographic Information System，翻譯為地理信息系統(tǒng)。這是一款綜合采集、存儲、管理、分析與應(yīng)用于一體的、具有較強綜合性的地理信息系統(tǒng)。GIS技術(shù)是多科學領(lǐng)域共同發(fā)展相互交叉的科研成果，具有發(fā)展性、創(chuàng)新性的特點。

（二）GIS技術(shù)應(yīng)用于初中地理教學的主要功能

地理是一門知識跨度較大的綜合性學科，涉及自然地理和人文地理兩大領(lǐng)域。在初中地理的教學中，GIS作為建立在計算機系統(tǒng)之上的技術(shù)類型，其本身的數(shù)據(jù)采集、處理和分析功能，使得其能夠為教師優(yōu)化地理教學提供強有力的技術(shù)支持。GIS技術(shù)應(yīng)用于初中地理教學的主要功能表現(xiàn)在以下幾個方面。

1. 地形分析功能

地形是地理教學的重要元素，地形教學是地理教學的重要組成部分。而培養(yǎng)學生的地形認知以及分析能力，應(yīng)當從中學抓起，方能有效地夯實學生的地理學習基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)的教學手段相比，GIS技術(shù)具有強大的地形分析功能，教師在應(yīng)用GIS技術(shù)的過程中，可以通過對不同要素的模擬，幫助學生更為直觀地感受不同的地形狀態(tài)。同時，GIS技術(shù)還能夠?qū)Φ匦螆D無限縮放、信息查詢，幫助學生感受不同空間數(shù)據(jù)；而其可視化功能，還能夠通過各種圖形如餅圖、柱狀圖等實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化。

2. 地圖功能

地理是一門以地圖為基礎(chǔ)的學科。在地理教學中，培養(yǎng)學生地圖技能，是教學的重點和難點。同時，掌握地圖技能，也是學生適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的根本需要。然而，在初中地理教學中，教師對學生地圖技能培養(yǎng)重視不足，學生地圖技能低下的現(xiàn)象普遍存在。將GIS技術(shù)整合應(yīng)用于初中地理教學，其本身具有的地圖功能，能夠?qū)崿F(xiàn)地圖可視化表達的目標。而其三維制圖功能，能夠使信息的展示方式更加多元化；同時，結(jié)合不同的地理數(shù)據(jù)生成各種類型的專題地圖，也是GIS技術(shù)地圖功能的表現(xiàn)。

3. 空間分析功能

與一般的信息系統(tǒng)、電子地圖系統(tǒng)相比，GIS技術(shù)具有強大的空間分析功能。其空間分析功能主要表現(xiàn)如下：將數(shù)據(jù)信息進行自動化整理、存儲；同時提供空間查詢、統(tǒng)計分析以及路徑分析等。

4. 三維動態(tài)模擬功能

在初中地理教學中，對復雜的地理圖像的認知，歷來是地理教學的重點和難點。GIS技術(shù)的三維動態(tài)模擬功能，能夠幫助學生動態(tài)、立體地認知地球運動、地殼變化、洋流等地理問題，這種直觀、立體且動態(tài)的視覺沖擊，不僅能夠深化學生對地理知識的理解，同時也有助于激發(fā)學生對地理學習的興趣，提高地理教學實效。

三、 初中地理教學中GIS技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢

（一）促進地理教育信息化發(fā)展

信息化發(fā)展是驅(qū)動教育高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。在我國教育發(fā)展史上，信息化發(fā)展經(jīng)歷了萌芽期、建設(shè)驅(qū)動發(fā)展期、信息化應(yīng)用驅(qū)動發(fā)展期以及2.0新時期。2018年以來，教育信息化2.0行動計劃的實施，標志著我國教育信息化的發(fā)展全面邁入了新的階段。因此，構(gòu)建信息化的地理教學課堂，是現(xiàn)代地理教育改革發(fā)展的關(guān)鍵。而針對當前初中地理教學中，教師的信息化教學手段停留在簡單多媒體層面的現(xiàn)狀，筆者認為：將GIS技術(shù)引入初中地理的課堂教學，充分利用技術(shù)本身的地圖功能、空間分析功能、三維動態(tài)模擬功能等，促使教學動態(tài)化、三維立體化發(fā)展，能夠有效地突破傳統(tǒng)的教學瓶頸，促進初中地理教育信息化發(fā)展。

（二）全面提高地理教學實效

地理學科，因知識跨度較大而顯得更為復雜。初中階段，地理雖不是主要學科，但卻是學生學習高中地理的基礎(chǔ)。因此，在開展地理教學活動中，教師要充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)的支持，不斷優(yōu)化教學內(nèi)容和教學方式，以全面提高教學實效。與傳統(tǒng)以簡單多媒體為載體的地理教育模式相比，初中地理教師科學整合GIS技術(shù)，其強大的功能系統(tǒng)如空間統(tǒng)計分析、地圖分析、三維動態(tài)模擬等，能夠?qū)碗s的地理知識簡單化，將靜態(tài)的地理教學過程動態(tài)化，深化學生對地理知識的理解，同時激發(fā)學生對地理學習的興趣。因此，在教育改革背景下，GIS技術(shù)在初中地理教學中的應(yīng)用，有助于全面提高地理教學實效。

（三）提升地理教師專業(yè)素養(yǎng)

地理教師的專業(yè)素養(yǎng)，是決定最終教學實效的關(guān)鍵元素。通過筆者的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)階段的初中地理教學中，很多教師信息化技能較為欠缺。例如，多數(shù)教師在地理教學中，只能依靠簡單的多媒體課件開展地理教育，且課件的制作極其簡單，不過就是將課本上的內(nèi)容“照搬”到PPT課件上；又如，如今微課成為教育領(lǐng)域的熱門話題，應(yīng)用微課優(yōu)化教學課堂，成為教師教育改革發(fā)展的重中之重。而教學實踐中，能夠設(shè)計開發(fā)并科學整合應(yīng)用微課優(yōu)化地理教學課堂的教師屈指可數(shù)。正是因為地理教師的信息化素養(yǎng)低下，一度影響了初中地理教學質(zhì)量的提升。

GIS技術(shù)在初中地理教學中的整合與應(yīng)用，教師需要深入學習技術(shù)系統(tǒng)本身的各項功能，如地圖功能、空間分析功能等，學習的過程，也是全面提升教師信息化、專業(yè)素養(yǎng)的過程。

四、 初中地理教學中GIS技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

雖然GIS技術(shù)起源較早（20世紀60年代在國外興起，20世紀80年代引入我國），但通過筆者深入調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)：如今的初中地理教學課堂，GIS技術(shù)的應(yīng)用尚處于缺失的狀態(tài)，主要問題如下：

首先，多數(shù)教師并不了解GIS技術(shù)。當前，在教學實踐中，較為熱門的信息化教學手段為微課、交互式電子白板等；一些條件發(fā)達的地區(qū)，已經(jīng)構(gòu)建了智慧教育模式，即教學課堂上，師生之間可以充分利用智慧教育終端進行良好的互動。關(guān)于GIS技術(shù)，很多地理教師表示不了解這一技術(shù)手段，更別談在課堂教學中進行應(yīng)用。同時，部分教師表示：新型技術(shù)的引入，理論上講有助于促進教學質(zhì)量提升；但無形中增加了教師的教學壓力和負擔。整體而言，教師對新技術(shù)的引入積極性并不高。

其次，資源的整合無法得到有效的保障。于一線教師而言，相關(guān)的硬件、軟件的支持，是教師革新教學課堂的基礎(chǔ)。以GIS技術(shù)的應(yīng)用為例，這一建立在計算機硬件基礎(chǔ)之上的技術(shù)手段，其是否能夠得到全面充分的應(yīng)用，與學校以及上級教育主管部門的推廣息息相關(guān)。然而，教學實踐中，受到諸多主客觀因素的影響，導致GIS技術(shù)在一線教育中并沒有得到很好的推廣與應(yīng)用。正是因為資源的整合無法得到有效的保障，使得一線教師對GIS技術(shù)仍然處于不了解、不掌握的狀態(tài)，更別談在教學中科學合理地進行應(yīng)用。

整體而言，在如今的初中地理教學中，地理信息技術(shù)并沒有得到廣泛的關(guān)注以及應(yīng)用。初中地理的信息化教育依然處于較為“傳統(tǒng)”的狀態(tài)：以簡單的PPT課件為主，教學的過程、內(nèi)容依然沒有得到有效的創(chuàng)新，這不僅影響了地理信息化發(fā)展的進程，同時也影響了教學質(zhì)量提升。

五、 GIS技術(shù)應(yīng)用于初中地理教學的方式

在初中地理的教學中，GIS技術(shù)的應(yīng)用有哪些有效的方式呢？本部分，筆者將結(jié)合近來關(guān)于GIS技術(shù)的研究，簡要闡述初中地理教師如何科學利用GIS技術(shù)優(yōu)化地理教學課堂。

（一）應(yīng)用動態(tài)化的圖像工具優(yōu)化教學

于初中學生而言，地理知識是較為抽象的。知識的抽象性，給學生的理解和應(yīng)用帶來了很大的困難。同時，由于地理學科在初中階段屬于副科，學生心理上對地理知識的不重視，不僅會影響其學習的興趣和積極性，也會影響最終地理學習的效果。此外，傳統(tǒng)的初中地理教學以講授為主，平面化、靜態(tài)化的地理教育模式，導致地理教學課堂缺乏直觀性和趣味性，進一步影響了地理教育質(zhì)量的提升。

以七年級地理教學“地球的運動”一課教學為例，本部分知識的學習，學生需要重點把握的知識點為：①地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)的概念、周期以及方向；②地球公轉(zhuǎn)引起的晝夜長短、四季變化；③自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)的產(chǎn)生以及帶來的影響。這堂課的知識點與學生的生活密切相關(guān)，但卻具有一定的抽象性。在這堂課的教學中，如果教師采取傳統(tǒng)講授式的教育模式，將難以取得良好的教學效果。在本堂課的教學中，GIS技術(shù)動態(tài)化圖像工具，能夠輔助教師動態(tài)化地模擬地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，借助動態(tài)化的圖像，形象而直觀地幫助學生理解地球的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)以及其帶來的影響。同時，動態(tài)化展示的方式，更有助于刺激學生的感官和視覺，提高教學的實效。

（二）應(yīng)用立體圖像構(gòu)建三維知識結(jié)構(gòu)體系

在知識習得中，立體化的三維知識結(jié)構(gòu)體系具有不可替代的優(yōu)勢。尤其是相對靜態(tài)而平面的教育而言，立體化的知識呈現(xiàn)方式，不僅形象直觀，同時也有助于給學生以身臨其境之感，助推高效課堂目標的構(gòu)建。我們知道，地理學科的教育中，地圖是其中最為重要的元素。而培養(yǎng)學生的讀圖、繪圖以及用圖能力，則是地理教育的重中之重。與傳統(tǒng)的教學手段相比，GIS技術(shù)的立體圖像功能，能夠為學生構(gòu)建三維的知識結(jié)構(gòu)體系，變抽象為直觀，變復雜為簡單。如上述的“地球的運動”教學中，教師亦可借助GIS技術(shù)的三維立體圖形功能，呈現(xiàn)更加立體和通透的知識結(jié)構(gòu)體系；又如，在“海陸的變遷”一課教學中，GIS技術(shù)的三維立體優(yōu)勢更加得以凸顯。教師完全可以借助立體、分層、分色演示的方式，立體化、動態(tài)化地給學生呈現(xiàn)大海、陸地變遷的過程，這種立體感的呈現(xiàn)方式，更有助于優(yōu)化地理教學課堂，提高教學實效。

（三）疊加分析復雜的地理要素

地理學科具有較強的綜合性且知識跨度較大，這給學生理解和應(yīng)用地理知識帶來了一定的難度。在初中地理的教學中，亦有一些復雜的地理要素，影響學生學習和理解的效果。針對這些復雜的地理要素，教師需要充分借助綜合分析的圖像輔助工具，方能有效地突破教學的重點和難點。例如，在“我們生活的大洲——亞洲”的教學中，學生需要重點掌握的知識點如下：①認識亞洲是世界第一大洲并說明依據(jù)；亞洲的地理位置及范圍；②結(jié)合地圖，描述亞洲的緯度位置、海陸位置及范圍；運用地圖描述某地區(qū)的地理位置；③以亞洲的學習為基礎(chǔ)，掌握認識大洲的基本方法。但從學習目標來看，本章節(jié)的知識結(jié)構(gòu)似乎并不算復雜，但實際上，地理位置與環(huán)境之間千絲萬縷的關(guān)系，決定了本部分知識的學習需要利用一定的技術(shù)手段，方能提高教學實效。為了全面提高學生的綜合分析能力，深化其對地理知識的理解，本節(jié)課的教學中，教師完全可以科學整合GIS技術(shù)，將亞洲的氣溫圖、地形圖、降水圖、海陸分布圖等，采取疊加分析的方式，幫助學生直觀地分析、綜合亞洲不同地理現(xiàn)象以及特點之間的相互關(guān)聯(lián)性，更加直觀地把握內(nèi)在原因，提高教學實效。

（四）注重教學情境的創(chuàng)設(shè)

與傳統(tǒng)的教學手段相比，GIS技術(shù)應(yīng)用的顯著優(yōu)勢在于：其強大的制圖和演示功能，能夠給人以強大的視覺盛宴。而這種獨特的視覺體驗和感受，為教師充分利用GIS技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學情境奠定了基礎(chǔ)。因此，為了更好地增強地理課堂的趣味性，初中地理教師在教學中，要善于運用現(xiàn)代教育技術(shù)的支持，強化教學情境的創(chuàng)設(shè)，以更好地提高教學實效。例如，“大洲和大洋”的教學中，本節(jié)課教學的基本內(nèi)容是要科學引導學生緊密結(jié)合地圖，分析世界上海陸各自占比以及分布特征；結(jié)合世界地圖，說出七大洲、四大洋地理分布并能夠描述。從教學內(nèi)容和教學目標可以看出，“圖”依然是本節(jié)課教學的重要載體。為了深化學生對相關(guān)知識的理解，教師在本節(jié)課教學中，可以充分利用GIS技術(shù)地圖功能、空間分析功能等，直觀地引入七大洲、四大洋的分布圖；七大洲、四大洋的位置圖；七大洲的輪廓圖；七大洲的位置關(guān)系圖等立體化的方式，創(chuàng)設(shè)了良好的地理教學情境，提高了教學實效。

六、 結(jié)語

綜上所述，筆者立足近年來關(guān)于地理信息化教育的研究，闡述了GIS技術(shù)在初中地理教學中應(yīng)用的優(yōu)勢、現(xiàn)狀以及方法。就當前的地理教育環(huán)境而言，GIS技術(shù)的應(yīng)用依然還受到很多因素的阻礙，如學校硬件基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善、教師的信息化技能低下等，這些都會直接導致GIS技術(shù)難以得到全面、充分的應(yīng)用。筆者認為：基于地理教育信息化發(fā)展的目標，強化GIS技術(shù)的宣傳與推廣應(yīng)用，不僅能夠全面提高地理教育的質(zhì)量，同時也有助于提高教師的專業(yè)素養(yǎng)，為助推初中地理教學的持續(xù)改革創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

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