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1、中央电教馆“十一五”专项课题GIS在基础地理教育中的应用研究课 题 类 别 专项课题 课题号 063120476 学 科 分 类 教育信息技术 课 题 名 称 GIS在基础地理教育中的应用研究 课 题 负 责 人 周 方 鑫 负责人所在单位 江西省上饶市第二中学 立 项 日 期 2006年8月31日 9中央电教馆“十一五”专项课题GIS在基础地理教育中的应用研究一、选题背景21世纪是信息化的世纪。GIS已经成为一个服务大众的公共地理数据处理平台，并广泛应用于社会各个领域。随着GIS的广泛应用，GIS教育也受到越来越多的关注，掌握GIS知识和技能成为信息社会人才培养的重要方面。基础教育阶段的GI
2、S教育不仅能保证地理学科教育的完整性和先进性，有效地提高国民的信息素养，也将为大学GIS教育打好坚实的基础，为GIS人才的可持续发展提供应有的支持。教育软件类型由“课件”向“组件”发展，具有开放性的资源素材型、工具型、平台型的教学平台成为发展方向。新地理课程标准也明确提出在GIS教育过程中，建议使用二次开发的GIS软件，简化GIS功能，并建议在教学中，开发地理信息技术综合学习软件平台进行辅助教学。目前我国GIS教育刚刚起步，还没有成熟的GIS教育软件。相比国外许多国家和台湾地区，我国大陆的GIS基础教育起步较晚。国家教育部在2003年的第一轮课程改革中才将GIS纳入高中地理课程，我国还没有像E
3、SRI一样自主研发出专门用于基础教育阶段的GIS软件平台，但开发者只是按照地图和普通辅助教学的需要设计，操作者不需要掌握GIS或多媒体工具软件操作技能，所以它只能说是讲授普通地理知识的地图教学平台，称不上真正的GIS教学平台，无法培养学生的地理信息素养。另外，社会上一些公司也越来越关心GIS教育事业，如北京超图公司在2003年8月举办的首届地理信息专业教育研讨会上向与会代表赠送了该公司的大众化的GIS软件SuperMap Editor，并与多所高校在实验室建设、人才培训与就业、教材编等方面展开了合作，在2005年的世界地球日，该公司还赞助了“GIS走进校园”大型科普巡展活动。虽然这些软件成本较
4、低，但对基础教育来说，界面、功能仍然过于复杂，操作难度大，不能满足需求。我国基础地理教育GIS教学软件主要存在以下问题：首先专业软件不适用于中学的教学；其次，依靠国外公司免费赠送软件是不切实际的；再次，购买昂贵。就目前我国GIS技术发展的情况和基础地理教育的现状，开发与课程标准、教材内容及学生接受能力相适合的工具型GIS软件平台最为适合。通过平台的可视化、绘图、空间分析、专题图制作等功能，完全可以满足课程标准及新教材的要求，进一步提高学生的信息素养，培养空间思维。二、课题解释1、本课题从学生的创造性、素质能力培养的角度和中学地理教学实践，论证GIS应用于基础地理教育的必要性和可行性，提出重新认
5、识地理学和地理基础教育的理念；2、本课题对国内GIS在基础地理教育中的应用情况进行深入探讨和比较，探索GIS应用于基础地理教育的功能，提出地理信息资源库、教学工具的更新，同时注重培养学生的操作能力；3、本课题把建构主义教育理论、可持续发展理论、环境教育理论的理念应用到基础地理教育中，对GIS的教育功能进行总结，把寓教于德、寓教于新、寓教于乐、直观清晰、实践功能渗管到基础地理教育中；4、运用GIS的方法和手段，遵循地理教学资源的建设分类、要求、设计、来源、管理等流程，对地理教学资源库的建设与维护具有现实意义，将示例演练法运用于GIS教学，研究基础地理教学内容设计操作性很强的GIS教学实例。5、研
6、究思想和策略：以学校为基地，以第一线教师为主体，强化过程研究，注重阶段成果。整体策划分步实施阶段侧重专题突破三、研究目标本课题将以“GIS基础地理教学中的应用”作为研究目标，通过研究国内外GIS基础教学与软件应用情况，以建构主义教育理论、可持续发展理论、环境教育理论为指导，依据新地理课程标准和新地理教材的要求，结合上饶市二中地理教学和GIS拓展型课程的教学实践，应用GIS的方法和手段，尝试提供给学生全方位的地理知识的学习和素质能力的培养，还将对Arcview、MapInfo、GIS自学通、谷歌地球进行比较，选择适合上饶市二中地理教学的软件，并计划设计若干实例将软件的各个功能应用于教学。可以说，
7、GIS应用于基础地理教学是可行的，也是非常有发展远景的。四、课题研究主要成员周方鑫：课题负责人，校长，副教授，从事地理教学多年，中国地理学会会员，江西省地理学会常务理事，人文地理学专业研究生，研究方向为地理信息系统教育，参加多个重点课题项目研究，如教育部世行项目：地理信息系统专业人才知识结构与素质特征教育部高等理工科教育教学改革的课题研究，参加地理信息科学教育部重点实验室组组织的GIS自学通软件设计与开发等。参加过教育部第30期重点中学校长研修班学习。陶桂英：电教教师，中学一级，从事中学多媒体教学多年，参加江西省级课题网络环境下的学校教学管理研究的研究，上饶市二中校园网网站工作室主要成员。李伟
8、：地理教师，中学二级，江西省地理学会会员，受过专业GIS课程培训，参加江西省地理新课程骨干教师培训并且成绩优异，多次获省市级的课件、优质课等比赛一、二等奖。孔令建：地理教师，中学二级，江西省地理学会会员，受过专业GIS课程培训，曾参加江西省地理新课程骨干教师培训并且成绩优异，曾获上饶市地理老师说课比赛二等奖。徐纲：地理教师，中学高级，中国地理学会会员、中国地理中小学教学研究学会会员、江西省中小学地理教学研究会会员、上饶地理教学研究会常务理事，上饶市高中新教材中心组组长、地理教研组组长。曾担任2005年武汉崇文书局出版的上饶高考地理副主编。胡敏：信息技术教师，中学二级，上饶市二中校报电子编辑，上
9、饶市二中校园网网站工作室主要成员，多次率学生参加全国中学生信息技术奥林匹克竞赛及辅导学生全国青少年电脑制作竞赛获得优异成绩。五、研究条件本课题依托学校现有经济、人力、技术条件进行研究。上饶市二中系江西省优秀重点中学，也是江西省现代教育技术实验示范学校，拥有颇具规模的多媒体教育资源（多媒体教室、电子备课室、教学课件资源库等），并且拥有Mapinfo、Arcinfo、GIS自学通、谷歌地球等GIS研究软件。这次将要进行的课题研究将在依托上饶市二中现有的基础上，准备用三年（2006.9-2009.12）的时间进行以上饶市二中为例的“GIS在地理基础教育中的应用”的探究。六、研究方法1、理论综合2、教
10、育实验3、统计分析七、实施步骤根据教育部普通高中课程改革推进计划，江西省普通高中于2008年秋季全面进入新课程实验。本课题主要研究的是GIS技术运用于基础地理教育，基础地理教育的依据，即课程计划发生重大改革，因而课题组必须作出相应的调整和变更，否则课题研究将没有实践意义。课题组决定适当地调整课题实施的步骤，特别增加加本步骤，组织教师进行新课程实验的培训和学习，并重新进行本课题第2步骤中“教材和大纲研讨”等相关工作。1、2006年9 月-2007年3 月1）拟题论证、报批2）方案、组织准备3）理论研究*工作内容或成果：研究报告GIS基于基础地理的理论研究*阶段负责人：周方鑫、李伟、徐纲2、200
11、7年4 月-2007年 9 月1）教材和大纲研讨2）定向分析3）教学资源挑选和收集*工作内容或成果：地理教学资源库*阶段负责人：周方鑫、陶桂英、李伟、胡敏3、2007年10月-2008年5月1）GIS选型分工2）计算机操作技能培训3）谷歌地球操作培训4）教学设计试验5）教学试验*工作内容或成果：确定GIS类型*阶段负责人：周方鑫、陶桂英、李伟、胡敏4、2008年6月-2008年12月*工作内容：教师新课程培训，软件操作与课件制作培训*阶段负责人：周方鑫、陶桂英、胡敏5、2009年1月-2009年7月1）教学设计定型2）GIS教学实践（公开课）*工作内容或成果：GIS在上饶市二中地理教学中的实践
12、系列*阶段负责人：周方鑫、李伟、徐纲、孔令建6、2009年8月-2009年12月*工作内容或成果：课题研究总结*阶段负责人：周方鑫、陶桂英八、课题研究管理和档案的管理1、课题研究实行分阶段负责制各阶段小组由课题负责人、阶段负责人组成，各阶段研究任务完成时，召开会议，部署和指挥课题研究工作。各成员依自己的专长选取研究方向，负责各阶段相关部分的研究工作。分阶段负责制便于发挥全体参与者的聪明才智保证课题成果的全方位和立体性。2、原则上课题各阶段各自由负责小组管理自己的档案，各阶段负责成员的研究资料、报告、论文等。在按要求上交的前提下，自行保留存本。3、课题组成员应上交的材料是：论文、研究报告、研究过
13、程中的活动方案、教育教学及研究成果获奖证的复印件、公开发表或交流的相关证明复印件等。4、各阶段应上交的材料是：阶段性小结及研究过程中相关的调查提纲、统计报表等。同时应按阶段自行做好课题结题资料的管理和准备工作。九、研究成果1.公开发表研究论文及论文获奖GIS应用于基础地理教育的理论基础J，现代科技，CN53-1179/N，ISSN1671-8089，2009年第8卷第6期（总第120期）基础地理教育中的GIS软件选型问题研究J，教师，CN46-1072G4，ISSN 1674-120X，2009年10月（总第49期）；基于GIS的地理教学资源库建设若干问题的研究J，学问，CN22-1273/C
14、，ISSN1009-5241，2009年第16期；浅谈GIS的教育功能J，现代科技，CN53-1179/N，ISSN1671-8089，2009年第8卷第7期（总第123期）GIS在国内外基础地理教育中的应用研究J，现代科技，CN53-1179/N，ISSN1671-8089，2009年第8卷第8期（总第126期）GIS辅助中学地理教学的尝试，2009年江西省地理新课程研讨会论文评比一等奖。2.地理信息资源库目前课题组已经构建出一个教学资源库的雏形，我们将在教学过程中以此为基础不断地继续扩充和丰富教学资源，也要对库中的资源进行检测，使之更具针对性、实用性和科学性。教学资源库目录如下。一、自然地
15、理必修（一）第一章行星地球第一节宇宙中的地球第二节太阳对地球的影响第三节地球的运动问题研究月球基地应该是什么样子第二章地球上的大气第一节冷热不均引起大气运动第二节气压带和风带第三节常见天气系统第四节全球气候变化问题研究为什么市区气温比郊区高第三章地球上的水第一节自然界的水循环第二节大规模的海水运动第三节水资源的合理利用问题研究是否可以用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题第四章地表形态的塑造第一节营造地表形态的力量第二节山岳的形成第三节河流地貌的发育问题研究崇明岛的未来是什么样子第五章自然地理环境的整体性与差异性第一节自然地理环境的整体性第二节自然地理环境的差异性问题研究如何看待我国西北地区城市引进欧洲冷季型草坪二、人文地理必修（二）第一章人口的变化第一节人口的数量变化第二节人口
