谢勇

引言：

在信息化高速发展的今天，人们对信息系统并不陌生，在各种各样的管理信息系统，咨询服务系统，专家决策系统在时刻不停的为人们提供规划，管理，决策和事务处理，极大的提高人们的工作效率。人们日常使用的信息中80%以上地理信息。地理信息系统（GIS）正是这种以处理地理空间数据的信息系统，在人们日常生产生活中有着广泛的应用。

一、国内外 GIS 入门教育现状

GIS 刚出现时就逐步向人们普及 GIS 基础知识和教育，1994年，美国制定了“生活化的地理学”国家地理标准，开始了对于 GIS 基础教育的肯定。随后便召开了首届 GIS 在教育上应用的会议，着手实施Mapping Our City计划，该计划试图利用 GIS 技术，引导学生借助GIS 技术将这些问题可视化并寻找解决方案，最终达到在青少年中普及 GIS 知识，同时提高中学生科学素质的双重目的。20 世纪 90 年代初， 英国的地理信息协会的年会专刊中，已经有文章从不同的方面讨论将 GIS 引入学校教育。如今，英国中小学各个不同年级的地理课程中，都已开展不同程度的 GIS 教育。

2017年4月，我国教育部修订、颁布了《普通高中地理课程标准（实验）》，在必修地理中人教版教材，在必修三第一章第二节中有一个知识点的教学，作为地理信息技术运用的一个考点。国内很多地理工作者，长期以来大声呼吁，在将GIS教学纳入中学地理教学中，南京师范大学地理科学院汤国安教授及其所在江苏省理事会，每年投入大量的资金，对高中地理骨干老师进行GIS培训，希望能将 GIS 教学在高中开展起来。但由于高考的压力，进行GIS 教学投入的时间和精力又较多，加上软硬件条件的限制，长期以来在学校很难开展。

二、地理信息系统实践教学与地理核心素养的培养

在这一次的高考改革中，强调学生的核心素养，在地理学科教学中，突出四大学科素养“人地协调观、综合思维、区域认知、地理实践力”。

1、地理信息系统主要功能是分析处理地理空间数据，对政府决策提供科学的证据，对不断出现的人口、资源、环境问题得到更好解决方案，尊重自然规律，科学的发展观是人地协调基础，让学生理解人地协调的必要性和可行性，形成尊重自然、和谐发展的态度。同是地理信息系统的空间分析功能，要考虑到地理事象的多方面影响因素，最后得出科学的结论，是对学生综合思维能力培养。

2、从“空间-区域”的维度探寻地球表面复杂多样性的潜在空间秩序、空间规律是区域认知的基本意涵。地理信息系统被称为地理学科的第三语言。地理空间数据获取就是区域认知的过程，地理信息系统中空间分析过程中（如缓冲区分析，网络分析），让学生对区域认知理解更加深入。

3.“地理实践力”是地理的四大核心素养之一，地理实践力是在地理实践活动中表现出来的意志品质和行为动力，其中重要一项是收集和处理地理信息的能力，运用 GIS 技术处理现实的各种热点问题，正是地理信息系统技术的强项所在。在中学进行地理信息系统实践教学，可以成为充分落实地理核心素养的重要手段之一。

三、地理信息系统实践课程的设计思路

新的高考评价体系要求高中学生要有研究性学习课程和社团课的学习经历，在学校通过社团课的形式，基于兴趣小组进行地理信息系统教学，利用免费的ArcView软件，笔者进行了有益的尝试。

本课程主要能项目教学，完成一个小型地理信息系统的建立，使其具备简单的显示，查询，输出的功能，最后学生通过完成项目之后，自主建立一个信息系统。

1.项目内容

江苏省13个大市的人口，土地，经济的信息查询系统。

2.实施过程

（1）收集江苏省13个大市的地图数据。

（2）利用ArcView软件完成13个大市地图数据的数字化，并且精度要达区县级。这个过程用时较长，学生要熟悉软件过程，操作建立地理空间数据的一般方法。为学生日后自己制作地理信息系统作准备。

（3）收集各个区县的人口、土地类型、农业产值、工业产值、第三产业的产值，并将数据数字化，制作成属性数据，并且与空间数据相关联，形成信息系统。

（4）对信息进行简单查询，输入为各种专题地图和统计图表。至此项目完成。

（5）学生自主建立信息统计（如方言系统、美食系统，气候系统等）

3.课程评价

过程性评价和终端评价相相结合。以平时的出勤和操作的完成情况，记录平时成绩占50%，最终完成了项目作为终端评价的占20%，自建信息系统占30%。

四、地理信息系统实践教学设计之一

1. ArcView软件简介，ArcView是美国ESRI的GIS产品，是桌面地理信息系统典型代表，可以在桌面系统中进行数据采集，建立属性和空间数据库，进行空间分析、网络分析、和三维分析，使原来极为专业的地理系统软件，变以相当普遍实用的应用软件，普通的消费者也可以进行地理信息系统的通识的学习。

2.以地理实践教学的入门课为例。

【教学目标】

（1）熟悉ArcView软件。

（2）学会输入地图数据，并学会新建自己的地图数据。

（3）学会简单的属性数据库的建立，并进行简单查询。

【教学重点】

（1）学会输入地图数据，并进行地理坐标配准

（2）学会简单的栅格图数字化，建立空间数据库

【教学过程】

1）自主学习熟悉ArcView软件，学生打开软件，建立工程项目和工程文件所在文件夹和设置临时文件。项目是ArcView处理和操作的基本对象，在ArcView中用户只能对项目进行相关操作。项目通过项目工程文件进行项目管理和操作，主要包括视图（View）、表格、图表、图版和脚本。本研究性学习的内容主要集中在前四个，脚本涉及到计算机编程，对中学生能要求太高。

2）学生学会加载矢量数据，ArcView的Shape文件，是这ArcView的特有有数据格式，用于存储空间数据和属性数据，Shape文件一般是通过绘图操作即普通图纸的数字化过程，逐步建立的。本研究性学习的主要过程就是通过江苏省13个大市的地图的数字化，建立正相应的空间数据库和属性数据库，让学生体验地理信息系统主要功能和形成过程，从而加深对地理信息系统的认识。学生在视图中加载Shape文件。

3）学生学会新建自习的 Shape 文件， Shape 文件文件的主要类型有点（points）表示点状数据，如城市、港口，采样点等，主要记录点状数据的位置数据。线状数据（arcs），如道路，河流，航线等和面状数据（多边形 polygons）表达由指定边界封闭起来的区域。首先在主题中新建主题，出现类型窗口， 选择相应的类型，并保存到指定的位置。

4）表格数据的操作，简单的查询和排序。

【教学后记】

本节课以熟悉 ArcView 软件操作，让学生了解地理信息系统的工作原理，数据处理和数据查询输出。以软件操作为主，学生的电脑操作水平和英语能力各有不同，在上课过程表现不同。有的同学很快上手，有的同学则比较困难。在后面社团课选人的时候需要酌情考虑。

在学生自主探索学习阶段，学生们表现出对地理信息系统浓厚的学习兴趣，对表格的操作，简單的查询。不同的学生输出了自己喜欢的格式，还有的同学利用现有的数据查询世界人口，查找人口超过 1 亿的国家，在地图上显示。还有的同学为了达到想要的显示结果，主要向老师请教，同学之间相互讨论，不停的进行软件操作上的尝试，自主进行研究性学习。