地理信息技术应用在新高中地理课程中有效实施的策略

作者：地理人来源：未知时间：2024-07-20 阅读：次字体：大中小在线投稿

一． “地理信息技术应用”在新高中地理课程中的地位

“地理信息技术”作为地理科学发展与社会信息化的重要内容，对资源与环境可持续发展、国家经济建设以及社会进步方面发挥了非常显著的作用，在基础教育中也有着重大的意义和教育价值。新高中课程改革把“地理信息技术应用”纳入高中地理课程体系，成为这次改革的一个亮点。在2003年中华人民共和国教育部制订的《普通高中地理课程标准》中，在基本理念中明确提出：强调地理信息技术在地理学习中的应用，充分考虑地理信息技术对地理教学的影响，营造有利于学生形成地理信息意识和能力的教学环境。在必修的3个模块和选学课程的7个摸块中，都把地理信息技术的应用作为具有时代性的内容放在主要位置

地理信息技术进入高中地理课程内容，在课程改革之前就有所体现，例如遥感图像的使用，电子地图的介绍等。这次课程改革加大了这方面的力度，不仅在必修课中明确要求学习遥感、地理信息系统、全球定位系统等技术的应用，而且专门规定了一门选修课《地理信息技术应用》，这对信息技术真正与地理课程整合进一步创造了条件。其中必修课程中的模块3中，地理信息技术的应用的内容标准要求：结合实例，了解遥感（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用；举例说出全球定位系统（GPS）在定位导航中的应用；运用有关资料，了解地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能；了解数字地球的含义。其突出的特点是突出地理信息技术在资源环境中的应用。

把地理信息技术纳入高中地理课程的学习内容，意义重大。这是普及地理信息技术知识的有效途径，是信息技术与地理课程整合的重要方面，它使得“通过教学中使用信息技术来提高学生的信息素养”的目标更容易实现。

二、“地理信息技术应用”在高中地理教学中实施的限制因素分析

地理信息技术的教育过程是一种逻辑性、技术性、实践性都较强的认知过程，其学习相对一般地理知识来说比较特殊，要在近期实施，目前还有很多制约的因素。

制约“地理信息技术应用”在高中地理教学中有效实施的主要因素有：

1．师资力量匮乏，教师心理准备明显不足

在高中实施地理信息技术教学，目前主要面临的问题是师资队伍的欠缺。现任高中地理教师对实施新课程的心理准备和知识准备明显不足。

从他们目前的现状看，学习和培训中大多不重视地理信息技术的学习，认为离现实教学实际和高考比较远，对现行教材中涉及的内容，认为讲授些基本概念能够应付考试即可；还有一些教师对地理信息技术有抵触情绪，认为我国现有硬件和软件都没有达到，短期内进行地理信息技术教学比较困难。即使培训内容安排了地理信息技术内容的培训，大多数老师也是被动学习，没有主动思考和应用地理信息技术的意识。总体看，由于“地理信息技术应用”在新高中课程中是选修课程，各方面对新高中教材实施中的“地理信息技术应用”内容都没有足够引起重视，现有师资力量明显达不到教学要求。

2．教师观念落后，知识结构需要更新

“地理信息技术应用”在高中地理教学中的实施，首要解决的是对教师的培训，而培训的内容要知识更新和观念更新并重。

制约“地理信息技术”在高中地理教学中有效实施的首要限制因素是师资力量，而师资中教师观念的滞后比知识的陈旧和匮乏更显得迫切。根据我们对参加教师培训的部分北京市高中地理教师的调查，现有高中地理教师约80%以上是90年代以前毕业的大学生，他们在校接受的地理信息技术内容的学习大多是基础知识和一些技术操作内容，基本老化或者遗忘程度很高。他们对地理信息技术教学的认识，基本停留在讲授一些基本概念和原理的基础上，对地理信息技术的应用和教学教育价值没有思考和认识。因此教师培训的内容，不仅要培训基础知识、技术操作，更要注意观念更新，让教师对地理信息技术在地理教学中的地位和作用有充分认识，对地理信息技术的教育教学价值有深刻体会，才会焕发出主动学习和应用开发的热情。

3．教学资源的欠缺

地理信息技术的特殊性要求教学必须具备特定的硬件（如计算机网络、手持GPS接收机等）软件（如GIS操作软件）以及相关资源（如遥感图像、应用案例）。相对来说，硬件和软件通过购置可以容易达到要求，但应用的案例资源则需要研究人员积累和整理。这是目前比较缺乏而又急需要加强的方面。这是因为地理信息技术应用的内容除了基础理论知识外，还要有相关的操作实践和具体应用，尤其是具体应用，必须与解决地理实际问题结合起来，引导学生进行理性思维，发展学生思考问题和解决问题的能力。要达到现代教育的要求，必须有相应的应用案例来引导教师的教和学生的学。这就要求各方面力量协作开发建设相应的教学案例资源库。

4．评价和考试制度协调机制没有形成

作为选修模块，地理信息技术应用与其他六个模块内容一样，是选修内容，学校和学生可能基于各种条件的制约而不开设该内容，这样就会使课程形同虚设。此外，相应的评价和考试制度协调机制如果不提前形成，也不会形成对选修课程的制约，使选修课程不能得以落实。

三、“地理信息技术应用”在高中地理教学中有效实施的策略

“地理信息技术应用”要落实课程标准的要求，还需要创造一系列条件，针对以上问题和困难，形成若干可行的策略，采取一列相关措施和教学策略才能得以有效实施。

1．加强师资培训中地理教师观念和知识的更新

地理信息技术应用的内容包括地理信息技术知识的学习，包括遥感、地理信息系统、数字地球、全球定位系统等一些基本概念和原理的知识，但地理教师，仅仅了解这些概念和原理和用途以及一些操作知识远远不够，必须从深层上深入理解地理信息技术的内涵，理解地理信息技术对人们认识世界、地理科学的意义。只有站在这个高度和视角上，才能更新观念。

作为一位地理教师在教学时必须明确，对地理信息技术的知识的学习和掌握决不能限于了解用途和知道操作的层面上，我们还应注意到地理信息技术的潜在价值，对地理科学和地理教学带来的巨大影响和变革力量，在教学中帮助学生逐步认识信息技术与社会发展之间的关系，意识到信息技术为人类发展和我们日常生活带来的巨大影响，改变了人们的思维方式、生产方式和生活方式。例如，高中地理课程标准中要求学生了解“数字地球”的含义，不是简单地让学生知道什么叫“数字地球”，而是希望通过认识和理解“数字地球”，感受科学技术发展是怎样促进社会进步的，是怎样帮助人们实现自己的理想、解决传统手段不能解决的问题的。如果我们能把“数字地球”概念的教学建立在高中学生已有地图和地球仪知识的基础上，通过分析已有地图、地球仪等手段的优势和局限来引出数字化地球的必要性和“数字地球”的含义，会有助于学生对地理信息技术应用的理解。

2．教学资源的全方位建设

按照新高中课程标准，对地理信息技术应用的总体要求是：在初步了解地理信息技术内涵和发展状况的基础上，分别对地图与遥感、地理信息系统、全球定位系统的基本原理与相关知识有简单认识，并能对遥感图像进行简单判读，对地理信息系统进行基本操作实践，对3S技术在社会生产、生活中的应用有所了解，形成基本的地理信息素养。

针对以上基本要求，地理信息技术应用不仅需要相应的教学材料和硬件设施的准备与建设，更需要相应内容的实践案例库来支撑和引导教学。具体说主要应该从以下方面着手进行：

（1）地图与遥感方面

应该给教师配备一些典型区域的标准假彩色卫星图像和大比例尺的彩红外航空像片，可以到中国卫星地面接收站购置相应的图像产品，也可以通过其他途径购置电子图像。如北京地区可以配备北京市卫星图像，1：2万周口店地区彩红外航空像片等。另外要给教师提供若干虚拟资源网站，能够随时下载一些遥感图像。

如：http://www.nrscc.gov.cn/2j/kpyd/index.asp?国家遥感中心

http://www.nrscc.gov.cn/2j/kpyd/index.asp 中国科学院遥感应用研究所

http://www.skysymbol.com.cn/news/go3d.asp?ArticleID=1065时空信步

http://www.rsgs.ac.cn/tuku/dianxingyingyong/遥感卫星图库

http://www.75111.com/Photo/bj/200508/136.html 北京卫星遥感地图

http://digitalearth.net.cn/数字地球

http://www.gissky.cn/rsimage/遥感影象

http：//www.hua2.com 地图大世界

为了完成“了解遥感技术的基本工作原理与应用领域”以及“初步掌握进行简单的遥感图像判读的技能”的课程要求，要有示范性很强的判读案例，这就需要开发配备相应的反映不同领域的遥感技术应用的案例和判读示例

（2）GIS操作软件和电子地图

对于进行GIS教学尝试的教师，可以多提供一些网络上的基于GIS技术的电子地图和应用案例，帮助教师进行教学应用。如下面是部分网络电子地图地

http://www.go2map.com/ “图行天下”中的北京商店布局页面。

http://www.by-city.com/ “数字化城市”中的北京商业中心分布。

http://www.shiyan.gov.cn/ “十堰城区电子地图”

http://www.jonline.com/ 南京数字地图（网络GIS）

GIS的操作分两部分，一部分是使用操作，例如在电子地图上查询信息、浏览地图，另一部分可称为制作操作，例如使用软件建立小型的数据库，利用软件生成专题地图等。GIS的软件（如国产supermap editer、mapGIS、国外maptitude、mapinfo等）虽然也是所见即所得的界面，但还是专业性比较强、操作也比较复杂的软件。对中学地理教师来讲，学习使用GIS软件制作自己的数据库或软件一是相当费工夫，同时也比较有技术难度。针对这个问题，课标中已有说明：本课程建议使用二次开发的GIS软件，简化GIS功能。这一点是非常重要，是在高中保证GIS学习得以实施的条件。我们不可能要求所有教师都去学习使用原始的GIS软件做开发工作。这个工作应该由其他部门和社会上的力量共同完成，需要科研单位的支持与配合。目前由人民教育出版社与北京超图地理信息技术有限公司联合研制的《中学地理教学信息系统——超级地图》就是用于中学教学的GIS二次开发软件；它一改地理信息系统软件的高深形象，针对地理教师教学设计，为中学地理教学提供了矢量地图展示、空白图制作、图层叠加以及简单的空间处理等一系列工具手段。

（3）GPS

GPS技术有些特殊，用GPS支持教学受到条件设备的限制更大，只能根据学校的情况而定。随着技术的进步，GPS手持机单机的价格越来越能够被用户接受，现在一个单机的价格可与手机的价格相当，有条件的学校可以到测绘部门购置

3．教学内容处理的若干策略。

地理信息技术的学习要求有两个层次，一是在必修模块中，学生只需了解地理信息技术在社会发展和日常生活中的应用即可。在暂时不具备相关设备的条件下，可以只通过教科书中的图片和文字进行学习。有条件的学校，可以观看录像，使用电子地图学习，涉及的技术也只是进行查询。第二个层次是在选修模块中，学生需要学习简单的GIS软件使用技术，如地图数字化、建立数据库等，同时学习一些技术的工作原理。在这两个层次中，都应把让学生了解地理信息技术的实际用途放在首位。

在教学内容处理方面，可以采取三种不同策略进行地理信息技术的教学。

一是学习具体基础知识和操作技术。具体基础知识要提供RS、GIS和GPS三种核心技术和数字地球的基本概念、原理和功能、应用领域的知识。中学课程地理信息技术的操作依具体技术不同而不同。RS的操作实际是指图像的判读；GPS的操作要依条件而定。如果有条件，可以学习操作GPS设备，如车载GPS、手持GPS；

其次是在使用地理信息技术中学习。学习技术的最好方法是在用中学。例如，学习RS，可从学会判读一张遥感影像地图入手；学习GPS，可从车载GPS的用途开始，有条件的学校可以从学习如何使用手持GPS开始；学习GIS，可从使用电子地图开始。“任务驱动”也是一种有效的方法。“任务驱动”的核心是让学生在完成任务的过程中自然产生学习技术的要求，并为完成这个任务主动学习。学习任务可大可小，可课堂上完成，也可在其他时间完成。例如，台湾高中的教师和学生以社团的形式为使用GIS进行校园和社区调查活动开列了一些主题，学生曾利用GIS技术完成了“麦当劳设立分店区位时空变迁图及区位分析”，并在当地高中地理奧林匹克竞赛中获奖（可到http://gisedu.geog.ntu.edu.tw/ 网站查看详细内容）这种活动属于比较大的任务，需要学生利用课堂以外的时间进行调查，再使用GIS技术对数据进行处理和分析，比较适合在选修课中进行。我们可以根据实际通过给学生布置任务来驱动GIS的学习，例如，让同学分组建立班级同学家庭分布地理信息系统。

最后是利用地理信息技术学习地理知识。这里的“学习”是指高中地理课程中的非技术内容，如自然地理和人文地理、区域地理方面的内容学习。地理信息技术的学习不应该孤立地就技术谈技术，它的作用不仅可以体现课堂以外的社会生活中，同时也应该体现在提高地理课学习的效果，是为了地理学习技术，而不是为了技术学习技术。在这个意义上，地理信息技术的作用同普通信息技术的作用是一样的。例如，在初中地理教学使用中国卫星遥感图像，就是将地理信息技术与地理学习内容融合学习中国区域地理知识。高中阶段，如自然资源、自然灾害等内容学习，都可以利用遥感技术学习。在几乎所有与空间分布有关的学习中，都可以使用现有的基于GIS技术的电子地图，例如，利用网络上的城市电子地图学习商业中心分布的内容。

为了帮助教师更好地应用GIS软件或二次开发软件进行教学，利用地理信息技术学习地理知识，可以开发配备若干应用案例，例如：崇文区广渠门中学的张悦老师在进行“陆地资源”一节教学时，从“超级地图”上生成“中国年降水量图”和“中国水资源图”，把中国年降水量图叠加到中国水资源图上（水资源图为底图），分析年降水量与水资源分布的空间关系“超级地图应用示例”。

再生成“中国土地利用类型图”和“中国能源分布图”与“中国三个经济地带图”，把中国年降水量图叠加到中国土地利用类型图上（土地图是底图），分析年降水量与中国土地利用类型的空间分布关系；把中国能源分布图叠加到中国三个经济地带图上（经济地带图是底图），分析中国能源分布与经济地带分布的空间关系。

4．在职教师培训和师范院校的人才培养策略

基于前面的地理信息技术教学特点和要求，在对在职教师继续教育培训时，培训的内容也不能限于知识和技术操作，要加强培训教学实践中地理信息技术应用的具体策略，如遥感图像判读分析解决一个具体地理问题；应用地理信息系统调查解决实际问题等。培训部门应该提前了解中学一线教师的需求，使培训内容更具有针对性，帮助教师形成教学策略。

师范院校地理教育专业制订教学计划时也要考虑中学地理教学的实际需要，改变过分着重原理和技术操作的教学内容的做法，增加解决实际问题和与中学地理教学相关的应用内容。