张玉孔

地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)，是处理地理资料的电脑信息系统，它可用来收集、储存、分析和展示所有形式的地理信息。它是计算机技术在地理信息领域的具体运用。目前，GIS已广泛地运用于制图学、城市规划等领域，具有强大的地理信息空间分析与查询、模拟动态演示、数据存储以及属性特征显示等功能。在中学地理教学中，借助GIS的相关技术，不仅可以帮助学生直观地理解地理知识，而且可以有效地加强学生对空间概念的感知，建立空间现象的关键，提高他们应用GIS分析地理信息、解决地理问题的能力。

GIS在中学地理教学中的功能

根据地理教学的特点，GIS技术主要能解决地理事物在哪里、有怎样的空间分布趋势、各地理事物之间的空间关系如何等问题，具体表现在以下方面。

1.利用GIS呈现地理事物在空间和时间上的分布特征和规律

教学中，教师可以应用GIS在空间上显示某些特定的地理要素，帮助学生认识地理空间概念。例如，讲中国的自然景观分布时，可利用GIS的电子地图功能将各景点位置加在相应的位置上，讲到矿藏分布时，再在相应位置上加上各矿点，让学生从整体上把握各地理要素的分布特征，提高学生从宏观上分析地理问题的能力。

另外，利用GIS能显示地理事物在不同时段的空间分布，通过对地理事物在不同时期的特征，让学生认识地理事物的发展过程和规律。例如，在讲授我国的城市化或土地利用等问题时，利用GIS直观显示不同时段的城市扩展或土地利用变化信息，能帮助学生对城市化过程或土地利用变迁有深刻的了解。

2.利用GIS的绘图功能实现直观教学

利用GIS的绘图功能，能实现交通图、地形图、行政区划图、旅游规划图等各类专题图的绘制。另外，利用GIS可对相关数据进行统计分析并形成直观的图形显示，如图1为结合我国行政区域划分、人口密度、民族分布、降水量分布等知识做成的专题地图。通过将具体数据与各省市地理位置的直观结合，有助于学生对地理信息知识的掌握。

3.利用GIS实现动态的多媒体辅助教学

利用GIS制作和自带的各种地图和地理数据属性，再加上各种多媒体素材，可以制作出形象的多媒体展示课件，如在学习高中地理选修(湘教版)中《中国名景欣赏》这一部分时，用GIS技术中的“层”技术分层建立中国的名山、溶洞、园林、石窟旅游景点分布图，再利用热链接给每个旅游景点配以图片、录像资料、文字说明、音乐、动画等多媒体素材，形象展示中国主要旅游景点的分布。由于各景点信息都是存储在GIS的地理信息数据库中的，所以可以实现课件的动态显示。

在讲解某一具体景点时，还可通过三维地理信息技术(3DGIS)模拟实现三维漫游，真实表现景点的三维信息；同时，学生还可以通过各种属性库链接查询感兴趣的信息。这样，不仅使学生掌握了地理信息，而且可以培养学生的空间信息查询、分析能力。

GIS技术引入地理教学的形式

1.思想观念的引入——“教”与“学”孰重孰轻观念的认识

建构主义认为，学习过程是学生根据自己的学习体验和经验，使当前知识在自己大脑中的意义建构，它带有一定的“主观性”，不同学生由于学习体验和经验不同，学习的效果也不一样。因此，教学中学生的“学”比教师的“教”更重要。在地理教学中，教师应充分认识到GIS不仅是教师授课的工具，更应是学生建构思维的工具。教师在讲解知识时，不要过分注重知识的传授，应加强课堂互动，对学生进行充分的启发，通过“没有固定结论的问题”，加强学生主观思维能力的训练，提高学生提出问题、解决问题的能力。

2.认知手段的引入——提供直观的知识呈现形式

直观性教学是地理教学的有效形式，GIS最主要的功能就是能直观、形象地展示地理学课程中的知识元素和规律关系。通过这些直观形象的展示，学生可轻松地掌握教学的难重点问题，如在讲到我国各地区的高原、平原、丘陵、盆地等地形分布时，如用四个不同的图示分解讲解，由于地理信息量的繁杂，难以对某个地区的各种地形做到整体的把握，而运用GIS地图，将高原、平原、丘陵、盆地等做在四个不同的层上，可层层叠加展示，生动形象，便于学生掌握。

3.探究思维的引入——利用GIS技术提高学生探究问题的能力

地理教学的最终目的是培养学生的地理信息素养，提高他们的创造能力。在地理教学中。应借助GIS呈现地理信息的多样性特征，引导学生对地理信息进行灵活的应用，从而加强他们对空间概念的感知能力，建立起空间现象的关联性。在此基础上再引导学生自己从知识的重组中发现问题，并利用所掌握的知识分析问题、解决问题，从而促进对知识的意义构建和迁移，提高学生的综合分析能力和科学素养。

如学习完中国各地区的降水量分布时，可结合以前所学的城市分布、人口分布和工业发展状况分析三者与降水量的关系，写出调查分析报告，这种学习形式使学生既复习了旧知识，又培养了探究知识的能力。

我国GIS辅助地理教学的状况和策略

在欧美国家，GIS技术在中小学已用得相当普遍，学生们从因特网获取地理数据，然后利用GIS软件分析自己的社区环境，为社区建设提出建议。在我国，中学GIS辅助地理教学才刚刚起步，其研究主要限于技术手段辅助教学的层面，也有专家针对GIS的地理教学应用提出了相关的教学模式。

笔者认为，目前，为实施和推广GIS辅助地理教学，可根据地理教学新标准，设计和开发适合学生学习的GIS基础教学软件，并将地理科相关知识通过软件呈现出来，让学生通过软件平台学习地理知识，培养认知能力，提高学生的地理信息素养。