袁 睿

（湖北師范大學(xué)文理學(xué)院 湖北 黃石 435002）

地理是一門自然性和社會(huì)性很強(qiáng)的學(xué)科，在傳統(tǒng)的地理課堂教學(xué)中，多采用定性描述和地圖圖表等手段。地理信息技術(shù)是依托信息化發(fā)展而來的科學(xué)技術(shù)，已成為地理學(xué)的第三語言[1]。2017 年教育部頒布《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》，并在2020 年發(fā)布了修訂版（以下簡稱為“2017 版高中地理課標(biāo)”），該課標(biāo)指出要充分利用地理信息技術(shù)，營造生動(dòng)的地理教學(xué)環(huán)境[2]。與2003 版高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)相比，“地理信息技術(shù)”一詞共出現(xiàn)了23 次，同時(shí)，地理信息技術(shù)在高中地理教學(xué)中的要求也更加具體，地理信息技術(shù)在教學(xué)中發(fā)揮著日益重要的作用。文章旨在研究地理信息技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用，以期為信息化地理教學(xué)提供參考依據(jù)。

1 地理信息技術(shù)的內(nèi)涵與教學(xué)意義

地理信息技術(shù)（Geographic Information Technology）是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、遙感技術(shù)等獲取、整合、處理、生成地理信息的綜合技術(shù)。一般將全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感（RS）以及地理信息系統(tǒng)（GIS）稱為地理信息技術(shù)的核心技術(shù)[3-4]。地理信息技術(shù)也是2017 版高中地理課標(biāo)要求掌握的內(nèi)容，課標(biāo)中的選修課程8 是地理信息技術(shù)應(yīng)用。《義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下簡稱“2022 版義務(wù)教育地理課標(biāo)”）指出能描述數(shù)字地圖和衛(wèi)星導(dǎo)航軟件給人們生活帶來的便捷，描述數(shù)字地圖在城市管理、災(zāi)害監(jiān)測等方面的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用地理信息技術(shù)等工具觀察并分析地理問題[5]。由此可見，地理信息技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中扮演著重要的角色。

地理信息技術(shù)作為一種信息化教學(xué)方式，具有以下三點(diǎn)教學(xué)意義：

①提升學(xué)生的地理學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)課堂的趣味性。中學(xué)地理課程涉及自然地理、人文地理、區(qū)域地理等知識(shí)，部分知識(shí)過于抽象，采用傳統(tǒng)的地理教學(xué)方式可能無法達(dá)到預(yù)期的效果，通過地理信息技術(shù)將這些抽象的知識(shí)形象地展現(xiàn)給學(xué)生，有助于逐漸提高學(xué)生的地理學(xué)習(xí)興趣。此外，地理信息技術(shù)的運(yùn)用，告別了傳統(tǒng)教學(xué)的教具、教法，并以一種全新的方式融入課堂之中，課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)更加豐富多樣，這將進(jìn)一步增強(qiáng)地理課堂教學(xué)的趣味性。

②培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。2017 版高中地理課標(biāo)和2022 版義務(wù)教育地理課標(biāo)均提出了四大核心素養(yǎng)。地理信息技術(shù)運(yùn)用于中學(xué)地理教學(xué)之中，可以促使學(xué)生更好地分析、解決地理問題的能力，在一定程度上有助于培養(yǎng)學(xué)生的地理空間思維[6]；人地關(guān)系是地理學(xué)的核心問題，區(qū)域地理更加注重探討人地關(guān)系，地理信息技術(shù)輔助區(qū)域地理教學(xué)，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，還可引導(dǎo)學(xué)生樹立人地協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的觀念[7]。

③增強(qiáng)學(xué)生地理實(shí)踐能力。地理信息技術(shù)不僅是一種教學(xué)方式，也是一種地理實(shí)踐活動(dòng)。2017 版高中地理課標(biāo)指出：利用地理信息技術(shù)及相關(guān)工具、材料，分析與處理相關(guān)數(shù)據(jù)與信息，對地理事象進(jìn)行科學(xué)解釋與評價(jià)，從而增強(qiáng)學(xué)生的地理實(shí)踐能力。

地理信息技術(shù)可提供豐富的地理數(shù)據(jù)和工具，將地理學(xué)與其他學(xué)科相結(jié)合，有助于拓展學(xué)生的視野，通過實(shí)踐能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用地理信息技術(shù)解決問題的能力。

2 地理信息技術(shù)輔助地理教學(xué)的應(yīng)用案例

2.1 以“部編版”高中地理必修2 第2 章第1、2 節(jié)“鄉(xiāng)村和城市空間結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化”為例

在這一節(jié)中，教材知識(shí)重點(diǎn)探討了鄉(xiāng)村的土地利用和城鎮(zhèn)的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)。由于學(xué)生對土地利用方式、城鎮(zhèn)空間結(jié)構(gòu)演變過程的理解比較困難，如果教師能夠基于地理信息技術(shù)繪制學(xué)生熟悉區(qū)域的土地利用方式、城鎮(zhèn)結(jié)構(gòu)演變的專題地圖，就可以促使學(xué)生更直觀的理解土地利用的變化以及城鎮(zhèn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成演變的過程。課后學(xué)生手繪土地利用方式等專題地圖，能增強(qiáng)學(xué)生的繪圖能力。地理信息技術(shù)能對鄉(xiāng)村和城市空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間分析與可視化。教師利用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行空間疊加分析，將不同的數(shù)據(jù)圖層疊加在一起，例如人口分布、道路網(wǎng)絡(luò)、城鎮(zhèn)建筑物分布等，從而揭示鄉(xiāng)村和城市空間結(jié)構(gòu)中的關(guān)系與特征。地理信息技術(shù)也可將這些空間數(shù)據(jù)以可視化的方式呈現(xiàn)，幫助學(xué)生更直觀地理解和分析鄉(xiāng)村和城市空間結(jié)構(gòu)，加深對鄉(xiāng)村和城市空間結(jié)構(gòu)的理解。

城市擴(kuò)張演變是一個(gè)抽象、復(fù)雜的過程，教師在講課時(shí)可以借助地理信息技術(shù)，向?qū)W生提供城市變化衛(wèi)星影像地圖以及人口及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)，讓學(xué)生更加直觀地感受城市擴(kuò)張的過程。此外，課本中也提到了地理信息技在城市管理中的運(yùn)用，針對這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教師可以讓學(xué)生調(diào)查學(xué)校附近的公安、物業(yè)管理等城市智慧管理系統(tǒng)建設(shè)情況，并撰寫調(diào)查報(bào)告，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生觀察、解決地理問題的能力。

2.2 以“人教版”初中地理七年級上冊第1 章第3 節(jié)“地形圖的判讀”為例

在本節(jié)中，學(xué)生需要重點(diǎn)掌握地形圖的判讀方法。由于學(xué)生剛接觸地理這門課程，他們在判讀山脊、山谷等地形時(shí)有一定的障礙。《義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》明確提倡多采用地圖、遙感影像等呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，教師可以使用地理信息技術(shù)設(shè)計(jì)多樣化的教學(xué)情境，通過下載衛(wèi)星高程、遙感影像數(shù)據(jù)，借助Arc Map 軟件向?qū)W生演示數(shù)字高程模型、等高線、坡度坡向的繪制過程，將地形圖以數(shù)字化形式展示，使學(xué)生能夠更清晰地觀察地貌特征。

地理信息技術(shù)運(yùn)用于地理教學(xué)中，學(xué)生能更直觀地學(xué)習(xí)并掌握地圖中各種地貌地形的分布規(guī)律，如山脈、河流等地形。地理信息技術(shù)的能夠?qū)⒌匦螆D以三維形式呈現(xiàn)，使學(xué)生可以更加逼真地觀察地貌景觀。例如Arc Scene 軟件可以實(shí)現(xiàn)3D 可視化，能夠創(chuàng)建3D 場景視圖，通過相關(guān)操作，學(xué)生可以更全面地理解地形圖中的地貌特征。

2022 版義務(wù)教育地理課標(biāo)將地理實(shí)踐活動(dòng)和地理工具的使用貫穿于宇宙與地球的關(guān)系和人地關(guān)系之中，并形成了學(xué)科知識(shí)與學(xué)科活動(dòng)一體化的課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)（圖1），由圖1 可知，初中學(xué)生地理學(xué)習(xí)的兩大核心模塊就是認(rèn)識(shí)全球和認(rèn)識(shí)區(qū)域，地理工具側(cè)重于地球儀、地圖等基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用，借助地理信息技術(shù)相關(guān)軟件，學(xué)生的地理知識(shí)學(xué)習(xí)效率可以得以提升。

圖1 地理課程結(jié)構(gòu)內(nèi)容

通過這些軟件，學(xué)生可以直觀地觀察地球表面的各種地理特征，比如山脈、河流，輕松理解它們的形成和影響因素。此外，實(shí)訓(xùn)軟件還提供了互動(dòng)性的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，為初中學(xué)生提供了一種創(chuàng)新的地理學(xué)習(xí)手段，不僅提高了他們的學(xué)習(xí)效率，還能幫助他們更好地關(guān)心身邊的地理現(xiàn)象，培養(yǎng)對地理學(xué)科的興趣。

2.3 以“人教版”選修地理3 旅游地理為例

旅游地理是地理學(xué)課程的重要組成部分，地理信息技術(shù)在旅游地理中也有較為廣泛的使用。在教學(xué)中，地理信息技術(shù)有以下3 方面的運(yùn)用：①空間數(shù)據(jù)采集與處理。地理信息技術(shù)可以用于采集和處理與旅游地理相關(guān)的空間數(shù)據(jù)。通過使用地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)，可以收集旅游資源分布、景點(diǎn)位置、交通網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理，從而為旅游地理研究提供準(zhǔn)確的空間信息。②旅游資源評價(jià)。地理信息技術(shù)可以幫助評價(jià)和規(guī)劃旅游資源。學(xué)生通過對旅游資源的空間分析，可以確定特定區(qū)域內(nèi)的旅游資源的類型、數(shù)量和分布情況，并對旅游資源作出簡要的評價(jià)，可以提高學(xué)生分析地理問題的能力。③旅游地圖制作與展示。地理信息技術(shù)可以用于制作旅游地圖和展示旅游信息。學(xué)生可以利用Arc GIS 等軟件制作旅游地圖，將旅游資源、景點(diǎn)位置、交通等信息整合在一起，通過動(dòng)手制作旅游地圖，有助于培養(yǎng)學(xué)生的地理學(xué)科實(shí)踐能力。

不僅如此，未來地理信息技術(shù)在旅游地理教學(xué)中大有可為。隨著技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，地理信息技術(shù)將更加智能化、集成化，譬如結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，可以輔助學(xué)生更全面系統(tǒng)的學(xué)習(xí)旅游地理專業(yè)知識(shí)，學(xué)生可以借助地理信息技術(shù)對旅游資源進(jìn)行深層次的評價(jià)、制定個(gè)性化的旅游路線等，從而做到學(xué)以致用，這有助于培養(yǎng)學(xué)生對地理的興趣和地理實(shí)踐力?？偟膩碚f，地理信息技術(shù)在旅游地理的教學(xué)中具有重要的作用。

3 地理信息技術(shù)在中學(xué)教學(xué)中的困境

3.1 硬件設(shè)備限制

中學(xué)目前已經(jīng)安裝了多媒體教學(xué)設(shè)備，如投影儀、平板電腦等，但地理信息技術(shù)對硬件設(shè)備要求較高，可能面臨缺乏軟件許可和數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的困難，購買和維護(hù)GIS 系統(tǒng)需要投入大量的資金和人力資源，這可能限制一些學(xué)校的教學(xué)實(shí)踐。學(xué)校應(yīng)積極建設(shè)地理多媒體專用教室，可以提供相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)用具，配備星空觀測軟件、遙感影像數(shù)據(jù)資料等數(shù)字教學(xué)資源，以幫助學(xué)生更直觀地學(xué)習(xí)地理知識(shí)。

3.2 教師素養(yǎng)限制

地理信息技術(shù)對地理教師的專業(yè)素養(yǎng)提出了更高的要求，中學(xué)地理教師的GIS技術(shù)水平和應(yīng)用能力可能不足。在推進(jìn)地理信息技術(shù)融入地理課堂教學(xué)的過程中，一方面，教師需要進(jìn)行地理信息技術(shù)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變以往的傳統(tǒng)教學(xué)方式，另一方面，也需要教師投入更多時(shí)間精力來備課和教學(xué)。教育部門應(yīng)向教師提供地理信息技術(shù)相關(guān)的培訓(xùn)，促進(jìn)地理信息技術(shù)相關(guān)的公司與學(xué)校合作，提供軟件和硬件上的支撐。

3.3 教學(xué)內(nèi)容整合困難

將GIS 技術(shù)與地理課程內(nèi)容整合起來可能具有一定的挑戰(zhàn)性。如何將其與地理概念和理論相結(jié)合，并有效地融入教學(xué)中，目前尚未形成統(tǒng)一的共識(shí)，需要政府、學(xué)校和地理教師的共同努力，探討基于地理信息技術(shù)的信息化的教學(xué)機(jī)制。

3.4 教學(xué)評估局限

傳統(tǒng)的考試和評估方式可能無法全面評估學(xué)生對3S技術(shù)的理解和運(yùn)用能力，由于中學(xué)階段學(xué)生課業(yè)壓力較重，尚不支持將地理信息技術(shù)進(jìn)行單獨(dú)的考試，因此需要制定符合中學(xué)生實(shí)際的考核評估方式，從而科學(xué)全面地評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

盡管存在一些問題，地理信息技術(shù)在中學(xué)地理課堂教學(xué)中仍具有巨大的潛力，學(xué)校和教師可以有效地利用地理信息技術(shù)來提升學(xué)生的地理學(xué)習(xí)效果和興趣，相信在地理信息技術(shù)輔助教學(xué)下，中學(xué)地理教學(xué)會(huì)朝著智能化、信息化快速邁進(jìn)。