王麗，李建梅，王凱

（滁州學(xué)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(xué)模式初探

王麗，李建梅，王凱

（滁州學(xué)院國土信息工程系，安徽滁州 239012）

本文從土壤地理教學(xué)中GIS應(yīng)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(xué)模式，為應(yīng)用新技術(shù)、新方法優(yōu)化土壤地理教學(xué)過程，切實(shí)提高土壤地理教學(xué)質(zhì)量提供技術(shù)參考和方法借鑒。

GIS；研究性教學(xué)模式

注重知識(shí)的直接傳授，缺少對學(xué)生探索知識(shí)能力的培養(yǎng)，使得傳統(tǒng)教學(xué)模式在土壤地理教學(xué)中的弊端日益顯現(xiàn)，在此背景之下研究性教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生。研究性教學(xué)實(shí)踐的難點(diǎn)及關(guān)鍵在于研究問題的確定和研究情境的創(chuàng)設(shè)。GIS技術(shù)的發(fā)展和成熟為研究性教學(xué)的應(yīng)用實(shí)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(jì)分析等功能能夠很好的實(shí)現(xiàn)研究性教學(xué)研究情境的創(chuàng)設(shè)。因此，研究性教學(xué)與GIS技術(shù)的整合必將成為未來土壤地理教學(xué)改革的主導(dǎo)趨勢。

1 土壤地理教學(xué)中GIS應(yīng)用的必要性

1.1 土壤地理學(xué)教學(xué)目標(biāo)決定

土壤地理學(xué)是高等師范院校地理科學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是土壤學(xué)與自然地理學(xué)之間的邊緣科學(xué)，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(xué)依據(jù)，具有較強(qiáng)的區(qū)域性和綜合性。課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生牢固掌握土壤地理的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)、土壤的發(fā)生和分布規(guī)律、主要土壤類型的特點(diǎn)和利用改良原則，學(xué)會(huì)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(xué)生以后從事教學(xué)和科研工作奠定基礎(chǔ)［1］。因此，土壤地理學(xué)本身的特點(diǎn)及其教學(xué)目標(biāo)要求應(yīng)用GIS技術(shù)對土壤地理信息進(jìn)行管理，對土壤地理空間概念進(jìn)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(jìn)行輔助分析研究。

1.2 信息社會(huì)發(fā)展的要求

隨著信息時(shí)代的到來，切實(shí)有效地培養(yǎng)地理科學(xué)學(xué)生的地理信息素養(yǎng)和地理信息技能成為信息社會(huì)對高等師范院校地理科學(xué)專業(yè)人才提出的新要求，為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要，提高學(xué)生就業(yè)競爭能力，地理科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方法、也必須隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的要求，很多高等師范院校都將“具有堅(jiān)實(shí)的地理科學(xué)基本理論和基本知識(shí)，掌握地理科學(xué)基本思維方法和基本實(shí)踐技能，掌握運(yùn)用地理信息技術(shù)的基本技能”納入到地理科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中，土壤地理學(xué)的教學(xué)也要圍繞這個(gè)目標(biāo)組織實(shí)現(xiàn)。由此可見，G I S在地理科學(xué)專業(yè)建設(shè)中具有舉足輕重的地位，對土壤地理教學(xué)影響深遠(yuǎn)。

1.3 GIS本身特點(diǎn)決定

首先，GIS本身就是計(jì)算機(jī)技術(shù)與地理學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種采集、存儲(chǔ)、管理、分析、顯示與應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)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(xué)帶來了深遠(yuǎn)的影響和勃勃生機(jī)。對于土壤地理學(xué)而言，GIS是地理學(xué)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(xué)研究從定性描述走向定量分析，從單系統(tǒng)走向復(fù)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(dòng)參與信息活動(dòng)、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(xué)習(xí)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(xué)由構(gòu)想成為可能［2，3］。

2 土壤地理研究性教學(xué)理論方法

2.1 研究性學(xué)習(xí)

研究性學(xué)習(xí)主要指從學(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實(shí)社會(huì)生活中選擇和確定研究問題，在教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)一種類似于研究的情境，通過學(xué)生自主獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問題，實(shí)驗(yàn)、操作、調(diào)查、搜集與處理信息、表達(dá)與交流等探索活動(dòng)，獲得知識(shí)、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(xué)習(xí)［4］。

國內(nèi)外圍繞研究性學(xué)習(xí)展開了大量研究，達(dá)成共識(shí)的研究結(jié)論是：探究型教學(xué)包括提出問題、搜集證據(jù)、提出假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)、成果發(fā)布與交流五個(gè)要素，這也是探究型學(xué)習(xí)的一個(gè)技術(shù)流程，要培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和探究意識(shí)，就必須從這“五要素”和流程入手（見圖1）。

圖1 研究性學(xué)習(xí)流程模式

2.2 土壤地理研究性教學(xué)

土壤地理學(xué)因其區(qū)域性、綜合性的特點(diǎn)，為研究性學(xué)習(xí)提供了廣闊發(fā)展空間。土壤地理研究性教學(xué)就是將研究性學(xué)習(xí)引入土壤地理教學(xué)，使學(xué)生在教師引導(dǎo)下，應(yīng)用土壤地理知識(shí)、地學(xué)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(dòng)探究過程和方式。這種土壤地理教學(xué)模式適用于土壤地理概念、原理、規(guī)律等類型的教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)過程由教師先呈現(xiàn)概念、原理的例證，而不是直接告訴學(xué)生這些例證的共有本質(zhì)特征，或引導(dǎo)學(xué)生利用先前習(xí)得的知識(shí)去分析解決新問題，通過新問題的解決進(jìn)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(xué)實(shí)現(xiàn)方式，主要是構(gòu)建土壤地理視角的研究性教學(xué)要素和流程模式（見圖2）。

圖2 土壤地理研究性教學(xué)流程模式

2.3 土壤地理研究性教學(xué)研究意義

傳統(tǒng)土壤地理教學(xué)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(xué)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(xué)習(xí)往往流于機(jī)械性記憶，很大程度上影響了土壤地理的教學(xué)質(zhì)量與效果。有鑒于此，應(yīng)用研究性學(xué)習(xí)理論方法，進(jìn)行土壤地理教學(xué)改革研究具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

3 基于GIS的土壤地理研究性教學(xué)模式設(shè)計(jì)

GIS支持下的土壤地理研究性教學(xué)，強(qiáng)調(diào)在GIS平臺(tái)上利用各種信息資源來支持“教”，從而引導(dǎo)學(xué)生的主動(dòng)探索，由學(xué)生運(yùn)用所學(xué)土壤地理知識(shí)、計(jì)算機(jī)知識(shí)、GIS功能去發(fā)現(xiàn)、思考、分析、解決問題，在學(xué)習(xí)過程中處處體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性。通過GIS支持下的研究性教學(xué)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生綜合運(yùn)土壤地理用知識(shí)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(xué)模式設(shè)計(jì)思路：從土壤地理研究性學(xué)習(xí)“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(yīng)用到土壤地理研究性教學(xué)中，從而創(chuàng)建土壤地理研究情境，實(shí)現(xiàn)土壤地理研究性教學(xué)的信息化、可視化，進(jìn)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(xué)模式

經(jīng)過已有的教學(xué)實(shí)踐證明，基于GIS的研究性學(xué)習(xí)模式具有科學(xué)性和可行性，該模式優(yōu)化了土壤地理教學(xué)過程，提高了學(xué)生對土壤地理信息的收集、處理能力，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)分析土壤地理信息，應(yīng)用信息解決土壤地理問題，提高其地理信息素養(yǎng)，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生對土壤地理中空間概念的感知，加深了學(xué)生對土壤的發(fā)生、發(fā)展、分異和分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力等地理核心能力，值得在土壤地理教學(xué)領(lǐng)域推廣。

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

［2］陳述彭.地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論［M］.北京：科學(xué)出版社，2001.

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

［4］學(xué)科教育.研究性學(xué)習(xí)的特點(diǎn).［2002］.［2010］.http：／／www.pep.com.cn／200212／ca6314.htm.

［5］宋安輝.中學(xué)地理探究型教學(xué)中GIS應(yīng)用研究［D］.南京：南京師范大學(xué)，2007.

［6］沈素玲.GIS用于中學(xué)地理探究式學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)研究［D］.福建：福建師范大學(xué)，2003.

［7］次 仁.淺談多媒體在土壤地理教學(xué)中的應(yīng)用［J］.西藏大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）：2009，10，92～94.

［8］宮作民.研究性學(xué)習(xí)是地理學(xué)科能力培養(yǎng)的重要途徑.［2003］.［2010］.含山中學(xué)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(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目（2009jy039）；安徽省教育科學(xué)研究項(xiàng)目（JG09145）

2010－04－23