论文部分内容阅读
摘要：笔者在分析3S技术概念、组成、应用领域，并回顾其在中学地理课程体系定位的基础上，提出了3S技术在中学地理教学中的二重性——既是课程教学内容，又是传授知识的方法和手段。并分析其作为教学内容的必要性和作为教学手段的优越性，最终对其作为教学内容的特点和作为教学手段的配置需求作了讨论。
关键词：3S技术；中学地理教学；课程体系；教学手段；教学内容
中图分类号：G434文献标识码：A 文章编号：1673-8454（2009）14-0049-03
信息社会、知识经济和网络时代的到来，给现代地理学的发展增添了新的活力，其中最重要的内容之一就是3S技术的产生和推广普及。伴随3S技术的发展和应用范围的扩展，其在中学地理教学中也有了较多的体现。2003年4月，教育部修订颁布了《普通高中地理课程标准（实验）》，较大幅度地增加了地理信息技术类教学内容，正是顺应这一发展趋势。但是，有关3S技术在中学地理教学中的地位和作用，不同专家，不同教育理论对此认识各不相同。
一、 3S技术的概念
3S技术包括三部分：GIS（地理信息系统），GPS（全球定位系统）和RS（遥感）。这三方面技术内容相互联系紧密，在实际应用中通常进行多种形式的融合，从而构成了现代地理信息技术的主要组成部分。
地理信息系统是对空间数据进行采集、存储、更新、分析、查询、输出以及为各种实际应用提供科学的决策咨询的强大技术体系。一般的地理信息系统都具有强大的地图编辑功能，其成果输出通常使用纸质或电子地图的形式。
全球定位系统是进行地面采样、导航和定位的有力工具。它具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点。GPS最初是为军方提供精确定位而建立的，现在已经广泛进入民用领域，可以给多个行业，如交通、国土资源管理、旅游等提供位置信息服务。
遥感是当今空间信息获取和更新的一个非常重要的手段和工具，用遥感技术获取信息有范围广、速度快、信息准确的特点，所以，遥感技术可以作为地理信息系统所需的空间信息和属性信息源。遥感技术现在已经广泛应用于资源普查、环境监测与管理、地图制作与更新等领域。
二、3S技术与中学地理教学的关系
在中学地理教学中，3S技术具有二重性的特点，既是传授的知识内容，又是传授知识的手段和方法（如图1）。一方面，3S技术作为新兴的资源环境信息管理技术，可以对资源、环境等各种与空间位置有关的信息进行管理，并进行分析、查询、预测、信息挖掘、模型模拟等各种操作。伴随该技术的推广与普及，其已经进入大众化应用阶段，在中学地理课程体系中应当占有相应的地位。另一方面，3S技术由于其与信息技术的密切关系，为中学地理以及其他多门课程的教学方法，提供了新的内容和教学手段，成为传授与空间位置有关的知识新载体。这种新的教学手段丰富了地理、历史、政治等多门学科的课堂授课形式，提高了知识传授的效率，并为培养和引导学生学习兴趣起到积极的作用。
1. 3S技术作为教学内容的必要性
GIS（地理信息系统）及其相关技术是获取与处理空间数据的科学，也是现代信息技术的分支和重要应用领域；伴随信息技术的发展，这些技术已经进入大众推广的阶段。因此要求在中学地理教学中对其有所体现。这也正是教育部修订普通高中地理课程标准，大幅度增加3S技术相关内容在中学地理教学中比重的原因。
同时，3S技术作为现代信息技术发展的产物，与信息科学有密不可分的关系。教育部于2000年印发的《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》要求：“培养学生良好的信息素养，把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段，为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。”作为信息科学的重要应用领域，3S技术的内容也应当在中小学信息技术课程中有所体现。
国内部分省市现有的（新课标）高中地理教材，有部分章节涉及GIS的内容。如江苏全日制普通高级中学地理教科书(选修)第二册第二单元章节“现代化技术在国土整治中的应用”，介绍了3S技术(即地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感技术RS)。其他省市的教材也有类似内容。作为课堂教学内容，3S技术仅占很小一部分，而且由于其前沿性和抽象性，其讲授范围不宜过多、过杂、过难。
2.3S技术作为中学课堂教学手段的优越性
3S技术包含了运用现代信息技术对与空间位置有关的信息进行采集、存储、查询、分析、输出的各个方面，其特点决定了作为教学手段，其在中学地理教学中具有广阔的应用前景。
一方面，3S技术研究对象主要为与资源、环境、生态监测相关的内容，并对这些内容进行可视化、模型化表达和研究。使用可视化、模型化的方法向学生介绍这些内容，简单形象、生动直观，这对于加强中学生的环保意识、生态意识有重要意义。
另一方面，3S技术通常以地图图件作为重要的输出产品，因此运用3S技术开发的系统也都具有较强的制图功能。这可以为中学地理CAI课件提供丰富的素材，使课堂教学更加直观，更加深刻。另外，还可以通过在课件中使用交互式电子地图、网络电子地图、多媒体电子地图， 活跃课堂气氛，提高知识传授的效率。
三、3S技术作为教学内容的特点
3S技术作为中学地理的教学内容，其讲解的深度、范围应根据教学主体的特点进行筛选，以达到因材施教，获得最好教学效果的目的。由于3S技术是新兴的信息技术，其在某些领域的应用还不够成熟，而在其他新兴领域的应用又不断拓展。在中学地理教学中如何把握其稳定性、前沿性、知识深度与广度等问题，以及与教材中其他传统内容关系的问题，都是下一步需要讨论和研究的内容。
1.教学内容标准化
提出这个问题，主要是由于3S技术应用方兴未艾，应用领域不断拓展，而且在很多领域经过与该领域融合之后，形成许多具有特色的内容。故如何从诸多的应用当中提取最核心、最有价值、最具代表性的应用，如何对涉及3S技术教学知识的内容进行标准化，如何处理这部分教学内容与其他传统知识内容的关系，需要在今后的实践当中不断摸索，总结规律。伴随几次新课改的进行和教材的更新，3S技术作为教学内容逐渐固化，但其合理性和发展趋势还值得我们继续研究。
2.知识深度、广度的把握
GIS作为一门交叉学科，相关技术内容多，涉及多学科，多层知识结构。中学地理教学活动中涉及的主要包括地图制图、空间分析、GPS、RS。其他数据库，地图投影，系统开发，由于其过于专业，应该避免涉及。中学地理课程应该具有以下特点：应用范围广；普及程度高；形象直观。
另一方面，3S技术教学内容对于学生学缘结构、知识结构产生的影响，对其今后生活和学习兴趣的影响，也是我们需要考虑的内容。
四、3S技术作为教学手段所需的配套资源
3S技术与现代信息技术紧密结合，使用其作为教学手段，其实现需要一定的系统资源，主要包括软件系统、硬件系统、空间数据和专题数据、具有相关知识和技能的人。这些要求已超出了现代普通中学教育信息化的进程，这也是阻碍3S技术在中学地理教学中普遍推广的重要因素之一。
1.软件配置要求
在中学地理教学中涉及的3S技术知识，绝大多数属于大众普及化的内容，因此对软件的需求相对较低。对于其他需求，如历史、政治、地理课程中的地理模型、地图显示、地图制图要求，由于其应用范围的专业性和应用目的的单一性，因此可以利用多数免费GIS软件，或试用版、学习版软件实现功能。同时由于教育经费限制，仅仅为满足课堂教学，购买大型商业化GIS系统，成本太高，得不偿失。
另外，很多厂家提供的WebGIS服务也能很好满足中学教学中对3S技术的要求，如Google Earth软件可以提供全球绝大多数地区高分辨率遥感影响，并提供面积量算、距离量算、位置查询、三维可视化等功能；我国Mapbar公司提供的桌面地图搜索服务，提供全国绝大多数城市的电子地图，并提供标注功能，也可以应用在中学地理教学当中。
2.硬件配置要求
中学地理教学中，对3S技术进行演示，通常采用计算机多媒体教学的手段，这在经济条件比较好的地区完全可以实现。其他硬件设施，如GPS接收机等，随着价格不断降低，普及程度不断提高，在教学中也很容易得到。其他类型的数据输入输出、数据处理设备，由于价格高、应用范围小，完全可以省去或在必要的时候借助某些商业化公司完成。
3.需要的数据
3S技术中数据通常可以划分为空间数据和属性数据两种类型。空间数据用以描述空间位置信息，包括矢量和栅格两种模型；属性数据通常是以二维表形式存在的统计数据。很多数据厂家的样本数据，以及软件自带的示例数据，由于精度高，通用性强，数据涵盖范围通常为热点地区，故可以很好的应用。其他类型的数据，通常也可以通过互联网获取。
中学地理教学中直接用到的数据包括各种不同比例尺的地图图件、地理模型图示、专题地图等内容。尽管多数内容可以从互联网上得到，对这些内容进行研究、汇总、标准化并出版发行，还需要一些教育产业机构和教师做更细致的工作。
4.人员配置与培训
人员作为使用系统的主体，担负着系统功能的发掘和应用深度的拓展等功能，对一个系统的成败具有至关重要的作用。对于中学地理教师，他们不仅需要掌握3S技术的知识内容，而且需要掌握软件操作方法。他们需要面对新出现的各种问题和形势，走在科技知识普及的最前端，每一种新软件、新功能的出现，对他们都既是机遇，也是挑战。他们需要不断补充知识，丰富经验，将掌握的内容应用到中学地理教学中。
上述四部分条件构成辅助中学地理教学的一个完整的信息系统，用以进行地理知识的传授，并可以辅助其他课程知识的传授。这些条件的配备，对学生能力的培养和素质的提高，以及对养成学生正确的世界观、科学观也具有重要意义。
五、总结
3S技术的出现，是技术进步、社会发展的必然，其进入中学课堂，作为教学内容和教学手段呈现在学生面前，也是必然的发展趋势。本文论述了其作为教学内容和教学手段的两重特性，并对其双重特性进行了分析，对其今后的发展方向进行展望，希望起到抛砖引玉的功效。
参考文献：
[1]潘立新,黄成林.3S与中学地理教育探讨[J].滁州学院学报,2007,(6).
[2]潘立新,黄成林.地理信息技术与中学地理教育探讨[J].中国电化教育,2008,(2).
[3]张二勋,张同勋.中学地理教育中存在的问题及对策研究[J].教学与管理,2003,(33).
[4]李继术.浅谈中学地理教育的发展趋势与策略[J].四川教育学院学报,2004,(S1).
[5]赵建军.当前地理教育存在的问题及改革对策[J].青岛大学师范学院学报,2004,(1).
（编辑：刘轩）
关键词：3S技术；中学地理教学；课程体系；教学手段；教学内容
中图分类号：G434文献标识码：A 文章编号：1673-8454（2009）14-0049-03
信息社会、知识经济和网络时代的到来，给现代地理学的发展增添了新的活力，其中最重要的内容之一就是3S技术的产生和推广普及。伴随3S技术的发展和应用范围的扩展，其在中学地理教学中也有了较多的体现。2003年4月，教育部修订颁布了《普通高中地理课程标准（实验）》，较大幅度地增加了地理信息技术类教学内容，正是顺应这一发展趋势。但是，有关3S技术在中学地理教学中的地位和作用，不同专家，不同教育理论对此认识各不相同。
一、 3S技术的概念
3S技术包括三部分：GIS（地理信息系统），GPS（全球定位系统）和RS（遥感）。这三方面技术内容相互联系紧密，在实际应用中通常进行多种形式的融合，从而构成了现代地理信息技术的主要组成部分。
地理信息系统是对空间数据进行采集、存储、更新、分析、查询、输出以及为各种实际应用提供科学的决策咨询的强大技术体系。一般的地理信息系统都具有强大的地图编辑功能，其成果输出通常使用纸质或电子地图的形式。
全球定位系统是进行地面采样、导航和定位的有力工具。它具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点。GPS最初是为军方提供精确定位而建立的，现在已经广泛进入民用领域，可以给多个行业，如交通、国土资源管理、旅游等提供位置信息服务。
遥感是当今空间信息获取和更新的一个非常重要的手段和工具，用遥感技术获取信息有范围广、速度快、信息准确的特点，所以，遥感技术可以作为地理信息系统所需的空间信息和属性信息源。遥感技术现在已经广泛应用于资源普查、环境监测与管理、地图制作与更新等领域。
二、3S技术与中学地理教学的关系
在中学地理教学中，3S技术具有二重性的特点，既是传授的知识内容，又是传授知识的手段和方法（如图1）。一方面，3S技术作为新兴的资源环境信息管理技术，可以对资源、环境等各种与空间位置有关的信息进行管理，并进行分析、查询、预测、信息挖掘、模型模拟等各种操作。伴随该技术的推广与普及，其已经进入大众化应用阶段，在中学地理课程体系中应当占有相应的地位。另一方面，3S技术由于其与信息技术的密切关系，为中学地理以及其他多门课程的教学方法，提供了新的内容和教学手段，成为传授与空间位置有关的知识新载体。这种新的教学手段丰富了地理、历史、政治等多门学科的课堂授课形式，提高了知识传授的效率，并为培养和引导学生学习兴趣起到积极的作用。
1. 3S技术作为教学内容的必要性
GIS（地理信息系统）及其相关技术是获取与处理空间数据的科学，也是现代信息技术的分支和重要应用领域；伴随信息技术的发展，这些技术已经进入大众推广的阶段。因此要求在中学地理教学中对其有所体现。这也正是教育部修订普通高中地理课程标准，大幅度增加3S技术相关内容在中学地理教学中比重的原因。
同时，3S技术作为现代信息技术发展的产物，与信息科学有密不可分的关系。教育部于2000年印发的《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》要求：“培养学生良好的信息素养，把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段，为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。”作为信息科学的重要应用领域，3S技术的内容也应当在中小学信息技术课程中有所体现。
国内部分省市现有的（新课标）高中地理教材，有部分章节涉及GIS的内容。如江苏全日制普通高级中学地理教科书(选修)第二册第二单元章节“现代化技术在国土整治中的应用”，介绍了3S技术(即地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感技术RS)。其他省市的教材也有类似内容。作为课堂教学内容，3S技术仅占很小一部分，而且由于其前沿性和抽象性，其讲授范围不宜过多、过杂、过难。
2.3S技术作为中学课堂教学手段的优越性
3S技术包含了运用现代信息技术对与空间位置有关的信息进行采集、存储、查询、分析、输出的各个方面，其特点决定了作为教学手段，其在中学地理教学中具有广阔的应用前景。
一方面，3S技术研究对象主要为与资源、环境、生态监测相关的内容，并对这些内容进行可视化、模型化表达和研究。使用可视化、模型化的方法向学生介绍这些内容，简单形象、生动直观，这对于加强中学生的环保意识、生态意识有重要意义。
另一方面，3S技术通常以地图图件作为重要的输出产品，因此运用3S技术开发的系统也都具有较强的制图功能。这可以为中学地理CAI课件提供丰富的素材，使课堂教学更加直观，更加深刻。另外，还可以通过在课件中使用交互式电子地图、网络电子地图、多媒体电子地图， 活跃课堂气氛，提高知识传授的效率。
三、3S技术作为教学内容的特点
3S技术作为中学地理的教学内容，其讲解的深度、范围应根据教学主体的特点进行筛选，以达到因材施教，获得最好教学效果的目的。由于3S技术是新兴的信息技术，其在某些领域的应用还不够成熟，而在其他新兴领域的应用又不断拓展。在中学地理教学中如何把握其稳定性、前沿性、知识深度与广度等问题，以及与教材中其他传统内容关系的问题，都是下一步需要讨论和研究的内容。
1.教学内容标准化
提出这个问题，主要是由于3S技术应用方兴未艾，应用领域不断拓展，而且在很多领域经过与该领域融合之后，形成许多具有特色的内容。故如何从诸多的应用当中提取最核心、最有价值、最具代表性的应用，如何对涉及3S技术教学知识的内容进行标准化，如何处理这部分教学内容与其他传统知识内容的关系，需要在今后的实践当中不断摸索，总结规律。伴随几次新课改的进行和教材的更新，3S技术作为教学内容逐渐固化，但其合理性和发展趋势还值得我们继续研究。
2.知识深度、广度的把握
GIS作为一门交叉学科，相关技术内容多，涉及多学科，多层知识结构。中学地理教学活动中涉及的主要包括地图制图、空间分析、GPS、RS。其他数据库，地图投影，系统开发，由于其过于专业，应该避免涉及。中学地理课程应该具有以下特点：应用范围广；普及程度高；形象直观。
另一方面，3S技术教学内容对于学生学缘结构、知识结构产生的影响，对其今后生活和学习兴趣的影响，也是我们需要考虑的内容。
四、3S技术作为教学手段所需的配套资源
3S技术与现代信息技术紧密结合，使用其作为教学手段，其实现需要一定的系统资源，主要包括软件系统、硬件系统、空间数据和专题数据、具有相关知识和技能的人。这些要求已超出了现代普通中学教育信息化的进程，这也是阻碍3S技术在中学地理教学中普遍推广的重要因素之一。
1.软件配置要求
在中学地理教学中涉及的3S技术知识，绝大多数属于大众普及化的内容，因此对软件的需求相对较低。对于其他需求，如历史、政治、地理课程中的地理模型、地图显示、地图制图要求，由于其应用范围的专业性和应用目的的单一性，因此可以利用多数免费GIS软件，或试用版、学习版软件实现功能。同时由于教育经费限制，仅仅为满足课堂教学，购买大型商业化GIS系统，成本太高，得不偿失。
另外，很多厂家提供的WebGIS服务也能很好满足中学教学中对3S技术的要求，如Google Earth软件可以提供全球绝大多数地区高分辨率遥感影响，并提供面积量算、距离量算、位置查询、三维可视化等功能；我国Mapbar公司提供的桌面地图搜索服务，提供全国绝大多数城市的电子地图，并提供标注功能，也可以应用在中学地理教学当中。
2.硬件配置要求
中学地理教学中，对3S技术进行演示，通常采用计算机多媒体教学的手段，这在经济条件比较好的地区完全可以实现。其他硬件设施，如GPS接收机等，随着价格不断降低，普及程度不断提高，在教学中也很容易得到。其他类型的数据输入输出、数据处理设备，由于价格高、应用范围小，完全可以省去或在必要的时候借助某些商业化公司完成。
3.需要的数据
3S技术中数据通常可以划分为空间数据和属性数据两种类型。空间数据用以描述空间位置信息，包括矢量和栅格两种模型；属性数据通常是以二维表形式存在的统计数据。很多数据厂家的样本数据，以及软件自带的示例数据，由于精度高，通用性强，数据涵盖范围通常为热点地区，故可以很好的应用。其他类型的数据，通常也可以通过互联网获取。
中学地理教学中直接用到的数据包括各种不同比例尺的地图图件、地理模型图示、专题地图等内容。尽管多数内容可以从互联网上得到，对这些内容进行研究、汇总、标准化并出版发行，还需要一些教育产业机构和教师做更细致的工作。
4.人员配置与培训
人员作为使用系统的主体，担负着系统功能的发掘和应用深度的拓展等功能，对一个系统的成败具有至关重要的作用。对于中学地理教师，他们不仅需要掌握3S技术的知识内容，而且需要掌握软件操作方法。他们需要面对新出现的各种问题和形势，走在科技知识普及的最前端，每一种新软件、新功能的出现，对他们都既是机遇，也是挑战。他们需要不断补充知识，丰富经验，将掌握的内容应用到中学地理教学中。
上述四部分条件构成辅助中学地理教学的一个完整的信息系统，用以进行地理知识的传授，并可以辅助其他课程知识的传授。这些条件的配备，对学生能力的培养和素质的提高，以及对养成学生正确的世界观、科学观也具有重要意义。
五、总结
3S技术的出现，是技术进步、社会发展的必然，其进入中学课堂，作为教学内容和教学手段呈现在学生面前，也是必然的发展趋势。本文论述了其作为教学内容和教学手段的两重特性，并对其双重特性进行了分析，对其今后的发展方向进行展望，希望起到抛砖引玉的功效。
参考文献：
[1]潘立新,黄成林.3S与中学地理教育探讨[J].滁州学院学报,2007,(6).
[2]潘立新,黄成林.地理信息技术与中学地理教育探讨[J].中国电化教育,2008,(2).
[3]张二勋,张同勋.中学地理教育中存在的问题及对策研究[J].教学与管理,2003,(33).
[4]李继术.浅谈中学地理教育的发展趋势与策略[J].四川教育学院学报,2004,(S1).
[5]赵建军.当前地理教育存在的问题及改革对策[J].青岛大学师范学院学报,2004,(1).
（编辑：刘轩）