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摘要：作为现代地理学发展的前沿阵地，GIS技术经过几十年的发展，已经不局限于地理专业方面的应用，而是与普通人的生活联系更加紧密。如何将GIS技术有效地应用到中学地理教学中，是一个亟待探讨的话题。本文选择地理信息系统（GIS）作为多媒体课堂探究的重点，侧重分析运用GIS辅助学生构建空间思维。
关键词：GIS；地理教学；空间思维
地理信息系统（GIS）是一种基于计算机的工具，是地理学与计算机科学、地图学、地球科学和测绘学、遥感学等多种学科交叉形成的产物，具有信息量大、空间层次多、分析功能强等应用特点。初中地理课程标准在课程背景、课程理念以及课程内容这三部分对运用地理信息技术辅助教学都作了必要说明。普通高中地理课程标准也将GIS作为教学内容正式列入高中地理必修模块，并把“地理信息技术应用”纳入选修课程之列。 与此同时， 高中理科教学仪器配备标准中“高中地理教学仪器的配备要求” 对地理信息系统教学软件、地理信息数据的配备等内容也作了相关规定。GIS软件应用在教学中，能够解答用语言难以准确描述的问题。初中阶段的学生考虑问题比较片面，通过GIS软件的帮助，有利于建立地理事物是相互联系、相互影响并且不断发展变化的观点，形成地理思维方式。
一、利用地图缩放功能了解区域特征
作为地理学科的第二语言，地图是学习地理的重要工具。传统的地图是静态的，只能表现早就设计好的内容，而且容量非常有限，固定的比例尺、固定的区域范围、固定的专题…往往使传统地图的应用局限在一个很小的范围内。而GIS是动态地图，可以突出显示特定的地理事物，也可以按照需求生成专题地图。图中的地理事物也可以设置专门的链接，通过网页跳转了解更详细的信息。所以，GIS电子地图具有传统挂图所不具备的交互性、无极缩放、动态载负量调整、多维化、信息丰富、共享性等优点。实际教学时，教师在介绍某一区域的时候，要给学生一个从宏观到微观的认识，只需要利用地图的无极缩放功能，以小比例尺查看区域的整体，了解区域的自然环境特征；再用大比例尺查看区域的局部，了解区域的工农业布局等。这样，可以培养学生由宏观到微观的丰富想象力，帮助学生了解和分析宏观事物与微观要素之间的联系。另外，GIS软件在进行无极缩放的时候，还能够根据当前的比例尺，自动显示或隐藏图层，调整某一图层中信息量，从而保证最佳的视觉效果和最快的显示速度。
例如，学习七年级下册世界地理时，以日本为例，先以小比例尺查看日本所处的地理位置（位于东半球、北半球），确定日本所在的半球，然后再逐步放大到大洲再到具体的日本轮廓，最后以较大比例尺查看日本内部空间结构（包括领土的构成、城市的布局、工业的分布等），甚至可以用大比例尺观察东京的面积、城市规划、土地利用方式等，展现日本在狭小国土上取得的成就，使学生能够进一步反思中国的问题。在学习过程中，随着比例尺的不断变化，所负载的信息量也不断增多。这样一来，既建立了日本的外部环境和内部空间结构之间的关系，又养成了学生客观全面地看待问题的思考习惯，提高学生分析、解决问题的能力。
二、利用GIS软件绘制专题地图
运用GIS软件绘制专题地图不是完全新绘一张地图，而是使用GIS软件分步展现地图内容。不同于以往“死”的纸质地图，“活”的GIS地图新增了图层功能，这是它相较于传统地图的一大优势。教师在教学过程中可以根据实际需求，按照学生认知的过程，使用图层的显示或隐藏功能，将地理信息一步一步呈现在学生面前，引导学生跟随教师的节奏逐步深入思考，从而更好地理解地理要素之间的因果关系，增强教学的有效性。该方法操作简单、易于掌握、适用范围广、实用性强，是GIS辅助中学地理教学初期比较常用的手段。教师可以引导学生建立和管理展示空间的符号、颜色和大小等，将叠加信息表现在不同的图层面上，同时或者逐步展示，以提高学生的动手能力和创新意识，也能让学生直观理解地理现象和原理之间的关系。例如，讲解七年级上册聚落分布时，以美国为例，先加载美国的国土轮廓图层、河流图层、地形图层，分别控制每个自然地理环境图层的隐藏或显示功能，依次分析各个聚落分布地区的自然环境条件，可以让学生真正理解自然地理环境对聚落分布的影响，培养学生分析和解决实际问题的能力。
三、利用虚拟现实技术展示区域场景
随着社会和时代的发展，二维GIS技术具有自身难以克服的缺点，不能给人以真实自然的感觉，直观性受到较大限制。虚拟现实是利用计算机技术，将二维空间拓展为三维空间，增加高程数据，模拟一个虚拟的世界，让使用者可以有听觉、视觉甚至嗅觉、触觉的真实感受，可以实时、360°全景观察三度空间内的事物。例如，等高线地形图的判读一直是初中地理教学的一个重难点问题。初中生缺乏空间想象能力，难以理解等高线的含义。而运用虚拟现实技术，可以通过等高线数据为学生创造一组立体地形。在课堂教学中，教师可以拖动鼠标引导学生从不同角度观察不同高度等高线的形状，从而理解等高线的含义。也可以让学生根据山的不同高度，给予不同颜色，从而讲解分层设色地形图的含义，引导学生观察不同颜色所代表的地形，归纳总结这些地形在地图上的特点，使枯燥、难懂的地理课变得生动活泼起来。
图1就是利用虚拟现实技术模拟等高线地形图。电脑利用输入的等高线数据，自动生成的三维场景，可以进行任意的旋转、缩放，让学生能够从不同角度观察地貌特征，有利于空间概念的形成。
与传统教学方法相比，GIS最重要的优势在于它能帮助学生更好地理解和掌握知识，将GIS引入中学地理课堂，将极大地增强地理课堂教学的有效性，改变地理教育现状。
参考文献：
[1] 谭百宏.基于地理信息系统（GIS）的地理教学软件的研究与实现[D].东北大学硕士学位论文，2005.
[2] 王家伟，段玉山，查志江.例谈运用“中学地理信息系统（GIS）教学平台”辅助地理教学[J].地理教学，2011（12）：22-23.
[3] 陳斓.利用网络环境优化高中地理实证教学[J].地理教育，2014（10）：55-56.
关键词：GIS；地理教学；空间思维
地理信息系统（GIS）是一种基于计算机的工具，是地理学与计算机科学、地图学、地球科学和测绘学、遥感学等多种学科交叉形成的产物，具有信息量大、空间层次多、分析功能强等应用特点。初中地理课程标准在课程背景、课程理念以及课程内容这三部分对运用地理信息技术辅助教学都作了必要说明。普通高中地理课程标准也将GIS作为教学内容正式列入高中地理必修模块，并把“地理信息技术应用”纳入选修课程之列。 与此同时， 高中理科教学仪器配备标准中“高中地理教学仪器的配备要求” 对地理信息系统教学软件、地理信息数据的配备等内容也作了相关规定。GIS软件应用在教学中，能够解答用语言难以准确描述的问题。初中阶段的学生考虑问题比较片面，通过GIS软件的帮助，有利于建立地理事物是相互联系、相互影响并且不断发展变化的观点，形成地理思维方式。
一、利用地图缩放功能了解区域特征
作为地理学科的第二语言，地图是学习地理的重要工具。传统的地图是静态的，只能表现早就设计好的内容，而且容量非常有限，固定的比例尺、固定的区域范围、固定的专题…往往使传统地图的应用局限在一个很小的范围内。而GIS是动态地图，可以突出显示特定的地理事物，也可以按照需求生成专题地图。图中的地理事物也可以设置专门的链接，通过网页跳转了解更详细的信息。所以，GIS电子地图具有传统挂图所不具备的交互性、无极缩放、动态载负量调整、多维化、信息丰富、共享性等优点。实际教学时，教师在介绍某一区域的时候，要给学生一个从宏观到微观的认识，只需要利用地图的无极缩放功能，以小比例尺查看区域的整体，了解区域的自然环境特征；再用大比例尺查看区域的局部，了解区域的工农业布局等。这样，可以培养学生由宏观到微观的丰富想象力，帮助学生了解和分析宏观事物与微观要素之间的联系。另外，GIS软件在进行无极缩放的时候，还能够根据当前的比例尺，自动显示或隐藏图层，调整某一图层中信息量，从而保证最佳的视觉效果和最快的显示速度。
例如，学习七年级下册世界地理时，以日本为例，先以小比例尺查看日本所处的地理位置（位于东半球、北半球），确定日本所在的半球，然后再逐步放大到大洲再到具体的日本轮廓，最后以较大比例尺查看日本内部空间结构（包括领土的构成、城市的布局、工业的分布等），甚至可以用大比例尺观察东京的面积、城市规划、土地利用方式等，展现日本在狭小国土上取得的成就，使学生能够进一步反思中国的问题。在学习过程中，随着比例尺的不断变化，所负载的信息量也不断增多。这样一来，既建立了日本的外部环境和内部空间结构之间的关系，又养成了学生客观全面地看待问题的思考习惯，提高学生分析、解决问题的能力。
二、利用GIS软件绘制专题地图
运用GIS软件绘制专题地图不是完全新绘一张地图，而是使用GIS软件分步展现地图内容。不同于以往“死”的纸质地图，“活”的GIS地图新增了图层功能，这是它相较于传统地图的一大优势。教师在教学过程中可以根据实际需求，按照学生认知的过程，使用图层的显示或隐藏功能，将地理信息一步一步呈现在学生面前，引导学生跟随教师的节奏逐步深入思考，从而更好地理解地理要素之间的因果关系，增强教学的有效性。该方法操作简单、易于掌握、适用范围广、实用性强，是GIS辅助中学地理教学初期比较常用的手段。教师可以引导学生建立和管理展示空间的符号、颜色和大小等，将叠加信息表现在不同的图层面上，同时或者逐步展示，以提高学生的动手能力和创新意识，也能让学生直观理解地理现象和原理之间的关系。例如，讲解七年级上册聚落分布时，以美国为例，先加载美国的国土轮廓图层、河流图层、地形图层，分别控制每个自然地理环境图层的隐藏或显示功能，依次分析各个聚落分布地区的自然环境条件，可以让学生真正理解自然地理环境对聚落分布的影响，培养学生分析和解决实际问题的能力。
三、利用虚拟现实技术展示区域场景
随着社会和时代的发展，二维GIS技术具有自身难以克服的缺点，不能给人以真实自然的感觉，直观性受到较大限制。虚拟现实是利用计算机技术，将二维空间拓展为三维空间，增加高程数据，模拟一个虚拟的世界，让使用者可以有听觉、视觉甚至嗅觉、触觉的真实感受，可以实时、360°全景观察三度空间内的事物。例如，等高线地形图的判读一直是初中地理教学的一个重难点问题。初中生缺乏空间想象能力，难以理解等高线的含义。而运用虚拟现实技术，可以通过等高线数据为学生创造一组立体地形。在课堂教学中，教师可以拖动鼠标引导学生从不同角度观察不同高度等高线的形状，从而理解等高线的含义。也可以让学生根据山的不同高度，给予不同颜色，从而讲解分层设色地形图的含义，引导学生观察不同颜色所代表的地形，归纳总结这些地形在地图上的特点，使枯燥、难懂的地理课变得生动活泼起来。
图1就是利用虚拟现实技术模拟等高线地形图。电脑利用输入的等高线数据，自动生成的三维场景，可以进行任意的旋转、缩放，让学生能够从不同角度观察地貌特征，有利于空间概念的形成。
与传统教学方法相比，GIS最重要的优势在于它能帮助学生更好地理解和掌握知识，将GIS引入中学地理课堂，将极大地增强地理课堂教学的有效性，改变地理教育现状。
参考文献：
[1] 谭百宏.基于地理信息系统（GIS）的地理教学软件的研究与实现[D].东北大学硕士学位论文，2005.
[2] 王家伟，段玉山，查志江.例谈运用“中学地理信息系统（GIS）教学平台”辅助地理教学[J].地理教学，2011（12）：22-23.
[3] 陳斓.利用网络环境优化高中地理实证教学[J].地理教育，2014（10）：55-56.