地理信息技术在地理教学的应用综述

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摘要：随着科学技术的快速发展，地理学的研究技术和方法日益现代化。“3S”技术也引入中学地理用于解决教学中的问题。基于此，本文通过阅读整理相关文献，对国内外地理信息技术在中学中的应用概况、发展趋势和国内研究的发文量、研究机构、关键词、主题进行分析，并对地理信息技术在中学地理教学中的应用趋势进行展望。

关键词：地理信息技术；中学地理教学；3S

随着地理科学信息技术的快速发展，以新一代全球地理卫星定位系统（GPS）、遥感（RS）、地理科学与信息系统（GIS）（以下简称3S信息技术）为主的新一代地理科学与地理信息技术（GIT），不仅贯穿于全球地理学相关问题研究中，也逐渐纳入中学地理课程中[1]。随着计算机技术的快速发展，地理信息技术应用在中学地理教学中也逐渐具备可行性。我国最新颁布的普通高中地理课程标准（2017年版）中也明确地要求学生充分利用现代地理教学信息技术，营造直观、实时、生动的普通高中地理课程教学环境[2]。因此了解国内外地理信息技术的现状，对把握未来中学地理教学的研究方向具有重要的意义。

1国外中学地理信息技术研究现状

1.1美国研究现状。美国非常重视GIS等技术的推广应用。到20世纪60年代末，联邦政府、州政府、地方政府和主要大学以各种方式开始使用地理信息系统。在1994年的美国地理国家标准中，明确了GIS是地理教学的工具之一[3]。美国国家研究委员会、国家自然科学基金会和国家地理学会共同呼吁将基于空间结构的思维可视化分析作为空间系统思维标准的组成部分纳入k-12课程。目前，美国的研究者都在探索如何高效地在中小学中使用地理信息技术。NancyPerkins发现使用简单的图形技术教授基础知识，将地理信息系统作为一个课堂工具，可以使缅因州中学生的空间意识得到显著增强。hong等人介绍了一种以用户为中心的设计方法，以协助教师在课堂上有效学习和应用地理信息系统。Mitchell等人通过整合基于网络的GIS技术，探讨了技术、教学法和内容之间的联系，强调了教师和学生使用地理信息技术的重要性[4]。1.2其他国家地理信息技术在中学的应用现状。对英国来说，20世纪80年代中期是地理信息系统等新技术迅速发展和广泛应用的关键期，也是正规化的GIS高等教育模式出现的关键时期。英国地形测量局以及英国地理协会地理信息系统研究所等组织都在努力推广和促进GIS的发展，并且在2014年英格兰国家地理课程方案中，规定学生应该“解释一系列地理信息来源，包括使用地理信息系统查看、分析和解释地点和数据”。但是在NigelWalford看来，英国的学校和大学中进行GIS教学仍然面临着很多挑战。尽管人们普遍认为GIS在地理课堂上应占有重要地位，但是教师往往避免参与地理信息技术教育。在新加坡，地理信息系统于1998年首次引入小学、中学和大专院校。当时国家教育学院和教育部联合开发了一套供ArcView使用的教材，称为edgis。教育地理信息系统包括一系列实践课程，其中包括地理研究的GIS数据集、教师指南和学生活动工作表。Liu等开发了一个基于地理信息系统的学习环境，目前正在一些地理课堂上使用，并正在进行改进和重新开发[5]。

2国内研究现状

国内的GIS教育发展始于20世纪90年代。将GIS概念引入中学教学实践符合现代建构主义等现代教育教学理论的理念，因此推进GIS在中学教学中的综合应用具有重要的意义。笔者在CNKI数据库中以主题“地理信息技术”并含词频“中学地理”作为关键词进行检索获得239条结果，并分别通过年度分布、关键词频次、主题分析几个方面对这一领域的研究文献进行分析，从宏观上把握我国关于GIT在中学地理教学应用的研究现状。2.1数量的年度分布。期刊论文的时间分布情况可以反映该领域学术研究的理论水平和发展速度。最早研究地理信息技术应用于教学方面的研究始于2002年。截至2019年，相关研究论文共检索到239篇，去掉1篇会议论文，剩余238篇样本。从检索结果可见，2002-2009年相关研究的文献数量相对较少，2010年以来增速较快，文献数量总体呈现增长的趋势，但尚未饱和，如图2.2关键词频次分析关键词常被用来揭示该研究领域的主题。图2反映了2002-2019年地理信息技术应用于中学地理教学的关键词出现5次及以上的分布。图上圆圈越大代表出现频次越高，可以看到，“中学地理教学”“地理知识”“地理课程标准”“中学地理”等出现的频次较高，说明主要的研究是围绕这些关键词展开的。2.3地理信息技术在地理教学中应用的主题分析。根据文献统计及对文献内容的分析，总结出地理信息技术在中学地理教学中的运用主要体现在辅导教学模式研究、案例设计研究等方面。2.3.1辅导教学模式研究。在新课改实施以来，教学质量的关注度越来越高。在国外地理信息技术引入地理教学取得显著成效的同时，我国的研究者也不断地探索利用GIT辅导中学地理教学。段玉山等在研究中提出GIS辅助教学的5种模式，并研发了应用于基础教育的GIS软件[6]。侯姣采用任务驱动模式将GIS运用到人文地理的教学中，指引学生去探索发现问题、思考问题、尝试解决问题的途径[7]。这种任务驱动模式能充分地体现学生的主体性与教师的主导作用。2.3.2案例设计研究。在地理教学中，大多数教师会将地理信息技术作为一种辅导教学的工具，建立以GIS为基础的案例教学。国内的研究内容主要涉及基于GIS案例设计的不同方面。于向达论述了培养空间思维能力的重要性，并设计了有关水资源合理利用的案例教学[8]。白茹雪将GIS运用于区域地图教学的案例中，设计了“亚马逊雨林开发计划及其影响”的教学案例，提高了学生对GIS的理解与掌握程度[9]。

3结语

将地理信息技术应用在中学地理教学中，对教师的综合素养有一定的要求。目前，对GIS运用于中学地理教学的研究相对较少，且主要集中在美国。美国在相关研究方面走在世界前列，我国学者在积极借鉴的同时，也要尝试提出运用地理信息技术的新方法。虽然国内将地理信息技术运用到教学的时间相对较晚，但是近年来发展迅速。从文献被引排名可以看出，将GIS运用于地理课堂的案例教学是目前研究的重点。在新课标中更加强调地理信息技术在教学中运用的今天，也要主要加强相关方向的研究。目前，将地理信息技术运用到中学地理教学正处在起步阶段，并且一部分教师已经尝试将地理信息技术引入中学地理教学中，这无疑是一个良好的开端。因此还需要勇于创新，提高地理教学水平，不断缩小与发达国家的差距。

参考文献

[1]郭丽敏,李鹏,苏迎春.GIS在辅助高中地理教学中的应用[J].中学教学参考,2013(9):54-56.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准[S].北京:人民教育出版社,2018.

[3]刘忠林.地理信息技术在中学地理教学中的应用研究[D].长春:东北师范大学,2011.

[4]MitchellJT,RoyG,FritchS,etal.GISprofessionaldevelopmentforteachers:lessonslearnedfromhigh-needsschools[J].CartographyandGeographicInformationScience,2018,45(4):292-304.[5]LiuS,ZhuX.DesigningaStructuredandInteractiveLearningEnvironmentBasedonGISforSecondaryGeographyEducation[J].JournalofGeography,2008,107(1):12-19.

[6]段玉山,夏志芳.基础教育阶段地理信息(GIS)教育研究[J].全球教育展望,2002(11):54-58.

[7]侯姣.GIS在高中人文地理教学中的应用研究[D].昆明:云南师范大学,2018.

[8]于向达.基于案例教学培养高中生地理空间思维能力研究[D].桂林:广西师范大学,2019.

[9]白茹雪.GIS技术辅助高中区域地理教学案例设计[D].呼和浩特:内蒙古师范大学,2018.

作者:黄靖 袁金国 王娅静 单位:1.河北师范大学教师教育学院 2.河北师范大学资源与环境科学学院 3.河北省环境变化遥感识别技术创新中心 4.河北省环境演变与生态建设重点实验室