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1、 浅谈GIS在中学地理教学中的应用摘要：GIS即地理系统，是具有地理空间数据的获取处理管理分析和可视化功能的前缘技术。本文从它的技术发展应用的必要性及在实际教学中的应用角度出发，阐述GIS走进校园，走进课堂的必然趋势。关键词：高中地理 GIS 数字化地图 GIS技术的发展，使海量地理信息的处理有了一些本质上的进步，也深刻地影响地理教学思维的转变。在我国将GIS应用于高中地理的辅助教学已经有了初步的研究，如中学GIS教学辅助软件设计，GIS技术应用于高中学生信息素养培育，以及从教学内容和教学技术手段两方面探讨GIS在中学地理教学中的具体应用等。这些研究侧重于对GIS引入中学地理教学的理论和应用研
2、究，缺乏结合高中地理教学的具体案例分析。本文将GIS强大的空间信息处理功能与鲜活的高中地理教学课程相结合，突出GIS对中学地理教学图件的制作以及成果的直观展示，以期提高教学效果。 一、GIS概述 GIS（Geographic Information System，地理信息系统）是在计算机软硬件支持下，采集、存储、管理、处理、检索、分析和显示空间信息的一种技术系统。它是在20世纪60年代发展起来的新型学科，是现代科学技术发展和社会需求的产物。目前GIS广泛应用于国民经济的各行各业，而将其应用到教育领域是一项十分有意义的尝试。 二GIS技术的发展1963年，加拿大测量学家RPTomlinson博士
3、提出将常规地图变成数字形式地图，并存入计算机的设想，同时开发了世界上第一个地理信息系统。这一时期世界上有许多与地理信息系统有关的组织建立起来，对于地理信息系统的传播起到了积极作用。60年代为地理信息系统开拓期，注重于空间数据的地学处理。例如，处理人口统计 局数据（如美国人口调查局建立的DIME）、资源普查数据（如加拿大统计局的GRDSR）等 。许多大学研制了一些基于栅格系统的软件包，如哈佛的SYMAP、马里兰大学的MANS等。 综合来看，初期地理信息系统发展的动力来自于诸多方面，如学术探讨、新技术的应用 、大量空间数据处理的生产需求等。对于这个时期地理信息系统的发展来说，专家兴趣 以及政府的推
4、动起着积极的引导作用，并且大多地理信息系统工作限于政府及大学的范畴，国际交往甚少。在美国，20世纪80年代GIS被引进校园。1994年，美国召开了首届GIS在教育上的应用会议，计划利用GIS技术，使学生将地理课教学内容与所在城市的社会，环境等问题联系起来，引导学生关注当地社会热点问题，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，同时提高学生科学素质的双重目的，该计划受到美国科学家基金会的资金支持。 我国GIS起源于1980年，经过十多年的发展，在1996年以后进入产业化生产阶段，国内不少IT企业都制造出优秀的GIS应用软件。但是GIS这一新的地理信息工具，在
5、我国中学地理教育中的应用才刚刚起步，教师和学生对信息技术的掌握程度，对于教学效果有着直接的影响。而大量的GIS商业软件是为专业应用而开发的，功能多且操作复杂，增加了学习使用的难度，同时价格昂贵。因此在高中地理教学实践中缺乏符合其特点的GIS软件。目前很多教师使用的是操作比较简单、有汉化功能的Map Info。 三高中地理教学中应用GIS 的必要性 我国在新课程改革中提出：“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识能力、分析和解决问题能力以及交流与合作能力。”而GIS本身的学科特色就决定了学生能在专业的
6、辅助教学软件平台中，搜集到更多更有用的信息，并能对信息进行更专业的分析处理，使学生更深刻地掌握知识的同时，还激发了他们对新知识的探索欲望，增强了实际动手操作的能力，培养了他们自主学习的能力，可谓一举多得。 四、GIS在高中地理教学中的实际应用地理空间是地理学永恒的主题，地理信息与其他信息的根本区别就在于其强烈的空间特征。高中地理中培养学生的空间思维一直是教学中的重难点，单靠教师的投影、版图或计算机动画演示很难达到理想的教学效果，学生的空间思维也没有达到一个很好的提升。而借助Map Info软件制作专题地图，能够反映地理现象的空间分布特征，使学生一目了然，从而得到很好的教学效果 。 1地理要素空
7、间分布特征、分布规律和影响关系的教学 教学中，我们可以应用GIS在空间上显示符合某一条件的地理要素的特性，帮助学生认识地理空间概念。如利用GIS对地理事物的空间分布、查询、显示功能，辅助讲授自然与人文要素的分布，也可对各地理要素之间的空间关系进行分析，帮助学生掌握地理要素的分布特征、空间分布规律，提高学生分析地理问题、解决地理问题的能力。研究一般的分布特征和规律所需要的地理数据，包括地图数据和主题数据两部分。地图数据是GIS的基础空间数据，例如世界地图， 中国地图，各省市地图；主题数据是与具体教学内容相关的数据，如气温、降水、植被、人口、城市等。利用GIS的图层技术制成不同的地理要素图层。图层
8、叠加可以形成如中国人口分布图，世界降水量分布图等。或者加入其他因素的影响，如地形要素可以得到地形对中国人口分布的影响图等。 2地理事物的环境分析教学 利用GIs技术，可确定某地理要素在一定范围内对于其他地理要素的分布。如确定离某条河流100千米内人口大于20万的城市分布，从而为内河运输、灌溉发电、洪灾预防等各种人类活动提供环境分析与决策，这有助于学生形成理性分析地理问题的能力。另外，也可以借助GIS查询功能，如查询某城市到另一个城市的交通线路，GIS可以提供多条线路，也可给出最佳路径，这些功能对于培养学生的空间分析、空间判断和决策能力都有好处。 3数据统计分析教学 为了用GIS进行数据分析，必
9、需对所收集的数据建立数据库，然后利用GIS的数据分析功能研究地理问题。GIS软件提供的分析功能包括查询分析、叠加分析、缓冲分析等。例如GIS能够迅速地告诉我们世界上人最多的国家在哪里，世界上人口数量超过1亿的国家分布等；或者通过叠加得到降水量400毫米以下人口100万以上的大城市；以及分析南昆铁路两侧40km范围内的人口总量等。GIS的分析结果最终需要通过地图可视化表达并可附以统计图表等。可视化的表达方式使得我们可以清楚地观察到地理现象的分布，空间的联系等，从中归纳总结最后形成结论。GIS能实现统计分析和图表直观显示功能。具体来说，GIS可以进行数据排序显示，如将我国各省按面积从大到小排序，将
10、各种水体类型按比例多少排序等；或绘制专题地图，制作交通图、地形图、行政区划图、旅游规划图等。5、 存在问题与展望GIS作为一种新时代下的教学工具和手段，具有广阔的发展前景。它不仅丰富了课堂教学的内容，也改变了课堂教学的形式，对提升教学质量，提高学生的创新能力和综合素养有着重要的作用。虽然目前我国GIS在辅助高中地理教学中受到种种条件制约，应用范围还不是十分广泛，但我们相信在社会各界人士的共同努力下，这一天将很快到来！参考文献1黄杏元地理信息系统概论M北京：高等教育出版社，20012张超地理信息系统实习教程M北京： 高等教育出版社，2000 3李玉能.中学地理教学中应用GIS的实践与探索D.福建：福建师范大学，2005.4柯旭阳. GIS技术在高中学生信息素养培育中的应用研究D.福州：福建师范大学，2005. 5杨恒喜，史正涛，李玉凤等.GIS在中学地理教学中的应用J.经济研究导刊，2010（92）. 4
