利用GIS和RS的中学地理教学探讨

作者：地理人来源：未知时间：2024-06-11 阅读：次字体：大中小在线投稿

1.地理信息系统
　　地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。简单地说，GIS就是管理各种地图数据，再结合其他属性数据进行各种分析，以满足工程的应用需求。
　　遥感(RS，Remote Sensing)影像是利用卫星传感器从高空拍摄的图像，其优势是可以快速实时地提供大区域地物分布现状数据，可以从宏观的角度研究事物的发生发展规律。
　　在地理常规教学中，一般注重文字的推理和记忆，强调对课本提供的图幅和教学地图的分析；多媒体教学使感性化的信息大量增加，优化了课堂结构，但“ 从感性到理性，从理性升华到理论、规律性认识”的过程往往还需教师用过多的语言去描述和讲解，学生也只能凭思维想象去构筑“理性的规律性的知识结构”。GIS和RS的出现，可以帮助教师用简捷的手法形象地展现这一思维重组、理性升华的认知过程，这无疑会使课堂结构的优化上升到一个新层次，也使教师对教材结构的开发重组进入一个新境界，从而使学生认知水平的再提高成为可能。当前，将GIS引入中学地理教学的讨论相对较多，而将遥感影像应用于地理教学的研究还较少。比较成功的例子是由人民教育音像出版社和北京超图公司共同开发的《超级地图》备课系统，该系统为中学地理教学中GIS的应用提供了较为方便的手段。
2 将GIS和RS技术应用于中学地理教学，体现在以下几方面：
（1）制作各种教学地图
传统的教学挂图往往具有要素较多、主题不鲜明并且容易破损等缺点。运用GIS技术和遥感影像制作教学数字地图，信息容量大，知识精度高，集图、文、声、像信号于一体，以动静结合和可触可感的方式，把教学内容立体地呈现在学习者的面前，为学习者提供多样的外部刺激，使学生获得的信息更全面、更深刻。教师在地图制作过程中，可以根据需要方便地显示和关闭地图图层，这为地图的灵活制作提供了有利的条件。同时，用GIS制图解决了传统地理教学中纸制教学挂图易破损，难以保存及数量不足等问题。
（2）3DGIS和虚拟现实
如在地形分析中，平面地图缺乏对山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等概念的直观形象的可视化表达，利用3DGIS技术创建数字高程模型(DEM)，便可三维立体显示一座山体，让学生直观地观察山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等多种地形。并通过旋转动态技术，让学生自己上机操作，使山峰的方向任意旋转，或移走山体，或变换颜色以突出某种地形，在此基础上，将影像数据与矢量数据再镶嵌在数字高程模型上，进行数据的融合，则教学效果更加突出。这种教学明显调动了学生学习的积极性和主动性，加深了学生对地形特征的理解，让学生有身临其境的感觉。
(3) 空间查询功能
GIS 不但可以通过地理位置查询地理实体的属性，还可以通过实体属性来查询地理实体的位置、形状特征，更重要的是它还能进行条件查询。如配合GIS 软件，讲述四川省的行政区划时，四川省各级行政单位的名称、分布范围可以逐个以动态闪烁的方式显示，而且分别赋予相应的属性，可以即时查询每个行政单位的面积、人口、社会经济情况等内容，同时为了突出某级行政单位的轮廓界线，还可以将其单独显示。这对于静态的、感性的地理知识， GIS可以使其可视化，使学生对于地理实体的轮廓、状态、位置、分布模式都有一个非常直观的感知。
(4) 空间分析功能
可以将各种空间分析应用于中学地理教学中，如叠置分析将不同要素特征的图层叠加，可分析地理要素间的影响关系。例如，将人口密度分布与地形叠置即可观察自然条件对人口分布的影响。缓冲区分析是对地理现象或事件等影响范围的分析操作。例如，确定水源地10km范围的保护区，分析长江干流两岸10km范围内的人口总量等都属于缓冲区分析。
3 应用GIS和RS技术的必要条件分析
（1）地理教育者对GIS和RS的重视程度
GIS和RS技术已经发展成为地理分析研究的一项基础技术工具，中学GIS和RS教学已经在国外蓬勃展开。2003年颁布的《普通高中地理课程标准》中明确指出：“新的高中地理课程在必修、选修模块中必须介绍有关3S（RS，GIS，GPS）的知识，这是课程内容本身的要求。”但事实上由于地理教育者的认识不够，GIS和RS技术运用于地理教学并没有引起足够的重视，还处于刚刚起步阶段。
（2）地理教师对GIS和RS的掌握程度
要掌握GIS和RS技术需要一个长期的学习过程，这给地理教师顺利掌握GIS和RS技术带来了一定的难度。教师认知GIS和RS这一新的地理信息工具，在我国中学地理教育中的应用才刚刚起步，教师对信息技术的掌握程度，对教学效果有着直接的影响。操作GIS和RS相关平台一般需要计算机专业知识，对于中学地理教师来说还存在很大的难度，更何况要将GIS应用在地理教学中，将地理教学内容的重点、难点内容与GIS技术很好地融合在一起。因此，尽快提高教师和学生的信息技术水平成为当务之急。
（3）教学的软硬件环境
（4）数据条件
4 结论
由以上分析可知，将GIS和RS技术应用于中学地理教学，对丰富教学手段，促进学生对相关知识的理解具有极大的促进作用。但是，由于存在一些制约条件，影响了该技术的推广，因此，迫切需要有一个专门的GIS平台，以及相关数据、政策的支持，促进GIS和RS在中学地理教学中的推广应用。