摘要：隨著新課標的頒布與實施，如何落實地理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成為廣大地理教育工作者關注的焦點。地理信息技術的利用有效加強了學生對真實世界的理解，改變了學生知識獲得的方式，增強了學生地理學習的個性化，有效支持了地理實踐活動，因此地理信息技術不僅是高中地理課程的重要組成部分，更是落實地理學科核心素養(yǎng)的重要工具。但地理信息技術的應用遠沒有達到應有的使用標準，本文基于新課標探討地理信息技術在高中地理學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)中的應用路徑和提升策略，拋磚引玉，以期為一線地理教育工作者提供參考。

關鍵詞：地理信息技術；核心素養(yǎng)；高中地理

一、引言

《普通高中地理課程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課標”）明確提出地理學科四大核心素養(yǎng)，包括人地協(xié)調觀、綜合思維、區(qū)域認知和地理實踐力。同時，在基本理念中也明確創(chuàng)新培育地理學科核心素養(yǎng)的學習方式，要求充分利用地理信息技術，營造直觀、實時、生動的地理教學環(huán)境。[1]由于部分教師對于新課標缺乏足夠的認知，對地理信息技術應用的必要性和可行性沒有清晰地認識，再加上教師地理信息技術素養(yǎng)較低，地理信息技術在高中地理教學過程中遠沒有達到應有的使用標準，地理信息技術還沒有真正地走進地理教學，不利于地理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。教師亟需積極采用遙感（RS）、全球地位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、數(shù)字地球、網絡GIS、虛擬現(xiàn)實技術等地理信息技術開展地理教學活動，提升高中地理教學質量。

二、地理信息技術概況

“3S”技術是地理信息技術的核心。遙感技術（RS）是指通過利用地球上不同物體對電磁波發(fā)射、反射和吸收特性不同的原理，借助對電磁波敏感的儀器，來獲取遠距離外目標物的波譜信息，通過分析，來揭示目標物的特點和發(fā)展變化的綜合探測技術[2]。全球定位系統(tǒng)（GPS）是指借助人造衛(wèi)星傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘杹泶_定地球表面某一地點精確位置的測量定位技術[3]。地理信息系統(tǒng)（GIS）是指在計算機技術支持下，對地球表層的地理數(shù)據(jù)進行收集、存儲、運算、分析和應用的技術系統(tǒng)[4]。地理信息技術已經廣泛應用于社會發(fā)展的各個領域，以地理信息技術為基礎開發(fā)的地理軟件可有效輔助高中地理教學，提升教學質量。如谷歌地球Google Earth、LocaSpace Viewer軟件等，這些軟件不僅操作簡單，而且功能強大，隨著地理信息技術和互聯(lián)網的發(fā)展，地理信息技術軟件在地理教學中應用越來越受關注。

三、新課標下地理信息技術在高中地理學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)中的應用路徑

（一）利用地理信息技術培養(yǎng)高中生區(qū)域認知素養(yǎng)

區(qū)域認知指人們運用空間—區(qū)域的觀點認識地理環(huán)境的思維方式和能力，人類生存的地理環(huán)境多種多樣，將其劃分成不同尺度、不同類型的區(qū)域加以認識，是人們認識地理環(huán)境復雜性的基本方法。地理信息技術在區(qū)域認知、區(qū)域比較和區(qū)域發(fā)展評價方面優(yōu)勢非常突出。LocaSpace Viewer是一款國產三維數(shù)字地球軟件，在教學中該軟件具有服務器穩(wěn)定、操作界面友好、功能齊全、使用說明詳細和數(shù)據(jù)獲取方便等獨特的優(yōu)勢。在區(qū)域地理學習的過程中，運用LocaSpace Viewer軟件可以快速準確地確定某一區(qū)域的空間位置和空間范圍。例如在軟件的地名搜索欄輸入“山東省”進行搜索，在右側三維地球上就會快速顯示出山東省的空間位置和空間范圍，再通過鼠標的縮放，全方位觀察山東省的空間位置和范圍，利于學生理解區(qū)域的概念、樹立區(qū)域尺度思想。在教學的過程中，教師可以利用眾多的具有空間定位功能的地理信息技術軟件不斷訓練提升學生的地理空間理解能力，提高課堂教學效果。

區(qū)域比較主要是比較區(qū)域地理事物的空間差異和時間差異。LocaSpace viewer軟件具有加載遙感影像的功能，例如利用LocaSpace viewer的遙感影像來對比我國四大高原的地表特征的差異，借助遙感影像，學生可以容易得出青藏高原遠看是山、近看成川、雪峰連綿、綠草如茵，黃土高原千溝萬壑、支離破碎、溝壑縱橫，云貴高原地形崎嶇、峰嶺眾多，內蒙古高原地形平坦、草地廣布。遙感影像不僅可以對比不同區(qū)域地理事物的空間差異，還可以利用遙感影像對比地理事物隨著時間推移而發(fā)生的空間變化，例如在學習河流地貌的發(fā)育這一節(jié)時，可以利用多年遙感影像的對比來解釋河流侵蝕地貌和河流堆積地貌的形成過程。區(qū)域發(fā)展水平和區(qū)域發(fā)展方向受區(qū)域自然和社會經濟等多種要素共同影響。在評價某一區(qū)域的經濟發(fā)展水平和預測未來發(fā)展方向時，需要對該區(qū)域要素進行綜合分析，利用LocaSpace viewer的圖層疊加功能可以將各專題地圖圖層進行疊加分析，可以最大程度地分析出各地理要素對經濟發(fā)展的影響，明確未來發(fā)展的方向，并據(jù)此提出提升區(qū)域發(fā)展的措施。

（二）利用地理信息系統(tǒng)培養(yǎng)高中生綜合思維素養(yǎng)

綜合思維指人們運用綜合的觀點認識地理環(huán)境的思維方式和能力。可以將其總結概括為要素的綜合、時空的綜合和地方的綜合。GIS的可視化特征有利于培養(yǎng)學生要素綜合能力，動態(tài)化特征有利于培養(yǎng)學生的時空綜合能力，集成性特征有利于培養(yǎng)學生的地方綜合能力。

MeteoEarth是一款可以提供全球溫度、降水量、風力、云量、臺風、氣壓等不同天氣要素變化的氣象預報軟件[5]，具有圖片分辨率高、數(shù)據(jù)實時可靠、氣象要素動態(tài)演示等特點，在教學中應用，可以給學生帶來超強的視覺沖擊，強化教學內容，讓學生樂學。例如研究氣溫的影響因素，打開MeteoEarth應用并展示全球氣溫分布圖，拖動MeteoEarth應用底部的時間軸，展現(xiàn)1月到12全球氣溫變化，讓學生仔細觀察全球氣溫的分布規(guī)律和分布特征，得出緯度是影響氣溫的主要因素，除緯度外，讓學生觀察青藏高原氣溫和四川盆地氣溫的差異和不同月份海洋和陸地氣溫的差異等，讓學生得出地形、海陸分布等也是氣溫的重要影響因素。

Nullschool軟件即全球天氣可視化模擬網，最大的優(yōu)勢在于可以展示“海洋運動”。例如在學習洋流這一節(jié)內容時，打開 Nullschool軟件并展示全球海洋運動動態(tài)演示數(shù)據(jù)，感受實時的洋流運動狀況，首先，讓學生思考洋流流向的影響因素，通過觀察可以看出海陸分布影響洋流流向，將洋流運動與大氣運動疊加得出盛行風是洋流流向的重要影響因素，然后讓學生思考洋流的影響，展示不同季節(jié)北印度洋洋流的運動狀況，讓學生分析鄭和下西洋出發(fā)和返回的時間，得出洋流對海洋航線的影響。通過展示四大漁場的位置，讓學生發(fā)現(xiàn)洋流對海洋生物的影響，通過展示南美洲西海岸狹長的沙漠，讓學生理解洋流對氣候的影響，通過 MeteoEarth、 Nullschool的可視化和動態(tài)化培養(yǎng)學生綜合思維的能力。

GE的歷史地圖功能可以從不同角度比較同一地區(qū)不同時間的歷史景觀差異，從動態(tài)的視角展現(xiàn)地理事物的產生、發(fā)展和消亡過程。比如，使用GE軟件查看不同時間點黃河入?？诘倪b感地圖，并利用其錄屏功能，制作某段時間內黃河三角洲變遷的視頻或動態(tài)圖，讓學生通過觀看視頻或動態(tài)圖理解黃河三角洲的演變過程，降低空間想象的難度。GIS還可以實現(xiàn)空間要素流動的可視化，并以動態(tài)的形式展現(xiàn)，為學生地方性思維的培養(yǎng)提供腳手架。如在人口的遷移教學的過程中，可以選取2022年春運人口遷移狀況作為案例，利用百度遷徙的空間可視化，呈現(xiàn)出春運期間中國國內人口遷徙的分布狀況，幫助學生形象地理解當前我國人口遷出地和人口遷入地的分布特點，在加深人口遷移知識學習的同時，培養(yǎng)學生區(qū)際聯(lián)系思維的養(yǎng)成。

（三）利用地理信息技術培養(yǎng)高中生地理實踐力

地理實踐力指人們在觀察、實驗和調查等地理實踐活動中所具備的意志品質和行動能力。地理實踐活動的形式多種多樣，新課標定義的地理實踐主要包括考察、實驗和調查三種形式。地理信息技術為地理實踐活動的開展提供有力的支撐，運用地理信息技術模擬、調查、分析、解決地理問題正逐步成為數(shù)字時代必備的一種能力。學生利用軟件自主學習，不但可以提高自身的學習能力，還可以培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新意識。

研學旅行是地理學科踐行培養(yǎng)學生地理實踐力的重要形式，隨著地理信息技術的不斷發(fā)展，越來越多的軟件被應用在地理研學課程中。這些軟件為學生獲取信息、參與實踐提供了基礎支持，使得學生成為研學旅行中實踐操作的主體，提高了研學旅行規(guī)劃設計的科學性。例如泰山研學旅行，可以讓學生利用地理信息技術規(guī)劃到達的路線和旅游線路，測算路途需要時長，利用戶外助手APP記錄游覽路線和測量景區(qū)面積，利用GPS接收器測算泰山的位置和海拔，利用遙感影像展示泰山的地貌景觀等。實地考察、實驗等地理實踐活動存在實踐場域、安全性等限制性條件，而基于地理信息技術的實踐活動具有仿真性和交互性強的特點，不受時空的限制，是落實地理實踐力的有效補充。Google Earth是一款由美國谷歌公司推出的虛擬地球軟件，具有免費安裝、操作簡單等特點，Google Earth具有自定義地標、定位、歷史圖像、圖層控制等功能。學生可以利用該軟件進行身臨其境的地理考察和研究。例如要考察黃河三角洲，學生啟動Google Earth軟件，利用定位功能找到考察點，然后利用軟件中的遙感影像或圖片庫中的實景圖片，并借助軟件中的路徑、標尺和視角功能對考察點進行觀察，得出考察結果。最后借助軟件的歷史圖像功能考察三角洲的變化情況，并總結規(guī)律。

在整個高中地理知識體系中，地球的運動是學生學習的重難點，Google Earth軟件具有仿真性和沉浸性強的特點，可以高效、逼真地模擬地理實驗。例如利用Google Earth軟件拖動地球模擬旋轉，模擬地球自轉，教師引導學生仔細觀察并完成地球自轉方向、速度、周期等相關知識的學習，利用Google Earth軟件圖層控制功能疊加晨昏線和陽視運動模型讓學生理解地球自轉產生的地理意義。利用Google Earth的圖層疊加功能，將赤道、南北回歸線、極圈、太陽直射點等地理要素疊加到一起，可以有效地幫助學生理解地球公轉運動特點和產生的地理意義。

（四）利用地理信息技術培養(yǎng)高中生人地協(xié)調觀

人地協(xié)調觀指人們對人類與地理環(huán)境之間關系秉持的正確的價值觀，是現(xiàn)代地理學和地理教育的核心觀念。地理信息技術所呈現(xiàn)的多種信息的可視化結果更形象地展示了人類和地理環(huán)境的關系。在地理環(huán)境對人類的影響方面，GIS可以制作不同屬性的專題地圖，如分析氣候地形、水文、土壤等自然因素對農業(yè)區(qū)位選擇影響，有助于學生直觀地理解自然環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基礎。在人類對地理環(huán)境的作用方面，利用GPS的定位功能對黃土高原進行定位，并利用遙感影像展示黃土高原的梯田景觀，讓學生感受人類的聰明才智。而在協(xié)調人類與地理環(huán)境關系方面，結合遙感技術收集到的不同年份的黃土高原地貌景觀的遙感影像，可以得出黃土高原已經成為綠色的高原，從而幫助學生感受人類活動對地理環(huán)境的影響。最終目的是讓學生意識到人地協(xié)調和可持續(xù)發(fā)展的重要性，并形成正確的人地協(xié)調觀。

四、地理信息技術培養(yǎng)高中地理核心素養(yǎng)的提升策略

（一）加強自身學習，提升地理信息技術素養(yǎng)

隨著新課標的不斷落實，越來越多的高中地理教師認識到了地理信息技術應用在高中地理教學中的重要性和必要性，然而現(xiàn)實是大部分的高中地理教師地理信息技術素養(yǎng)不高，缺乏專業(yè)技能，不能夠熟練使用地理信息技術，這就需要教師積極學習，從而提升自身的技術素養(yǎng)。一方面學?；蚪逃嚓P部門可以為教師創(chuàng)造學習機會，比如可以組織教師遠程研修或外出進修，也可以邀請高校專家走進中學為一線教師提供理論和實踐的專業(yè)指導。另一方面許多線上教育平臺有專業(yè)的地理信息技術相關課程，教師可以利用課余時間或寒暑假進行系統(tǒng)的學習，并動手操作相關的軟件。另外還可以加強合作交流，同備課組或教研組通過集體教研活動彼此分享心得體會和教學經驗，實現(xiàn)共同提高和進步。

教師應該轉變傳統(tǒng)教學觀念，樹立以學生為主體的教學模式。學生不僅是地理信息技術的應用對象，更是地理信息技術的應用主體，課堂上學生在學習地理信息技術知識和應用的同時，教師應引導學生操作地理信息技術相關軟件解決地理問題，課下學生還可以利用地理信息技術開展自主實踐學習，參加地理信息技術興趣社團等，讓學生切實感受到地理信息技術對學習和生活的幫助，從而提升學生的地理信息技術素養(yǎng)。

（二）完善基礎設施，優(yōu)化教學環(huán)境

地理信息技術應用高度依賴學校配套的基礎設施，在硬件方面，學校應配備基本的多媒體設備，方便教師展示圖片、視頻和安裝地理信息技術軟件等，有條件的學校還可以建設多功能教室，并定期檢查和更新教室中的電子設備。有些地理信息技術需要聯(lián)網運行，因此學校還要實現(xiàn)網絡的全覆蓋。在軟件方面，一方面學?？梢再徺I和安裝操作較為簡單、應用相對成熟的現(xiàn)成軟件，另一方面教育部門可以加強與地理信息技術研發(fā)公司之間的合作，開發(fā)更加符合教師和學生需求的便捷教學軟件。地方和學校應加強數(shù)字化地理課程資源建設，逐步建設專門的地理學科數(shù)字化課程資源，例如地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)、遙感輔助教學系統(tǒng)、數(shù)字氣象站平臺系統(tǒng)、天文望遠鏡遙控觀測平臺系統(tǒng)、野外實踐采集分析與顯示系統(tǒng)等。另外還可以研發(fā)地理課程情境資源庫，包括課程實例或案例。數(shù)字化課程資源可以以微課等形式集中體現(xiàn)，地方和學?？梢栽O計、錄制、共享微課資源，促進課程資源的數(shù)字化，在更廣泛的范圍內傳播優(yōu)秀的課程實例與案例。

五、結束語

綜上所述，地理信息技術的應用是新課標的要求，更是信息時代背景下教育作出的必然選擇，加強信息技術與課程的整合是地理學科發(fā)展和學生發(fā)展的需要。因此，高中地理教師要充分認識地理信息技術在高中生地理學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)中的意義，積極探索地理信息技術與高中地理教學的融合路徑，參與到新課程改革的過程中。教師應加強自身的建設，熟練運用地理信息技術解決地理問題，展現(xiàn)地理學科的魅力，提升教育教學質量。

參? 考? 文? 獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]尹占娥.現(xiàn)代遙感導論[M].北京：科學出版社，2008.

[3]曾蘇清.3S技術應用高中地理教學研究綜述[J].地理教育，2014（Z1）： 97-98.

[4]吳靜，何必，李海濤.ArcGIS9.3Desktop地理信息系統(tǒng)應用教程[M].清華大學出版社，2011.

[5]楊惠茹，李英俊.MeteoEarth軟件在高中自然地理教學中的應用[J].中學地理教學參考，2016，41（12）：40-43.

沈偉（1981.10-），男，漢族，山東棗莊，碩士研究生，中學一級教師，研究方向：高中地理教學。