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基于GIS的中学地理教学模式研究摘要地理信息技术的飞速发展，推动着传统的教学模式逐渐向现代 教学方式的转变在总结各种GIS应用案例的基础上，根据教学中学生自 主性程度和GIS应用程度的差异，分别构建了情境化、探究式学习、研究 性学习和自主型学习四种基于GIS的中学地理教学模式，阐明了各模式的 实施程序，给出了相应的教学实例作为参考，并指出各种模式所适用的范 围和要求关键词中学地理教学模式GISGIS是地理信息系统(Geographic Informationsystem)的简称它 是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间 的和动态的地理信息，以多种形式输出数据和图形产品的计算机技术系 统利用GIS可对空间数据进行采集、管理、处理、分析、建模和显示， 以解决复杂的规划和管理问题GIS在中学地理教学方面的应用相当广泛它不仅已经成为中学地理 教材的一部分内容，还经常应用于平时的课堂教学、课后练习和课外活动, 不断影响和改变着中学地理教学的教学目的、教学程序、教学手段，及至 教育思想与观念，促进了教学模式的改变根据建构主义学习理论教学设计的原则和学习口主性程度的不同，可 将基于GIS的教学模式分为以下几类「情境化教学模式、探究式学习模式、 研究性学习模式和自主型学习模式。

一、基于GIS的情境化教学模式建构主义理论强调真实情境的创设，认为这是“意义建构”的必要前 提因此，创设的情境越真实，越有趣味性，体验感越强，就越能激发学 生的学习兴趣利用GIS软件当中的虚拟现实和可视化等功能可以实现对 现实情境的真实模拟，从而实现对地理情境的再造、复现或模拟，使学生 身临其境；另一方面也可通过GIS加入一些游戏互动环节，增强情境的趣 味性学生在对情境的体验、观察、互动和分析过程中逐渐理解和掌握相 关知识，由此形成基于GIS的情境化教学模式情境化教学大致分为5个步骤，如图lo以“等高线地形图”这一知 识点为例，理解等高线形态与地势高低、坡度陡缓的关系以及在等高线图 上识别山峰、山谷、山脊、鞍部与陡崖等地形部位是这一知识点的难点 根据这一难点可确立“创设立体地形模型场景”这一主题，再通过选择合 适的素材来创设情境比如可以寻找现有的等高线地形图进行数字化，也 可以在GIS中自行绘制二维等高线并赋予高程值，形成数字化的等高线地 形图利用该数据创建三角网数据，就能建立数字高程模型，从而创设立 体化的地形模型场景在情境呈现环节，可引导学生对山体模型进行旋转、 缩放、色彩变换和调整视点，学生就能够快速参与到情境的复现活动中。

这时教师再顺势指导学生将等高线叠加于山体模型之上，让学生观看等高 线的投影过程，理解等高线的形成过程在此基础上再进行剖面线分析、 坡度坡向分析及各地形部位的辨识等，从而总结岀等高线与地形部位和坡 度之间的关系，解决难点基于GIS的情境的教学较适用于形象具体的地理事物、原理和过程的 学习通过GIS创设具备动态性、可控性和互动性的场景，使学生容易接 受，激发他们的学习兴趣该模式对创设者的要求可高可低，创设的场景 越逼真、越细腻、互动性越强，对地理信息技术和课堂的把控能力要求也 就越高二、基于G1S的探究式学习模式探究式学习是教师围绕某一主题，为学生提供多种形式的材料，让学 生对这些材料进行阅读、归纳、假设、推理、验证、评价从而获取知识的 过程材料的有效呈现和分析是这个过程的关键GIS具备良好的地图图 层和属性数据库管理功能以及地图查询、制作功能，可为教师提供形象、 直观的图文素材；同时也具备数据统计和地图分析功能，可帮助学生进行 深入的材料分析因此，GIS在这两个关键方面都具备优势，能够构建基 于GIS的探究式学习模式探究式学习大致分为4个步骤，如图2以“世界陆地自然带的分布” 这一知识点为例，建立气候、土壤、植被与自然带的联系，理解世界自然 带的分布规律是这一知识点的重点。

可根据这个主题先准备世界陆地自然 带的分布图、世界气候分布图、世界土壤、植被分布图等纸质材料；再对 这些纸质的地图材料进行扫描，在GIS软件当中进行矢量化，确保各个图 层在数据库中能够准确叠合，并输入与图相对应的自然带、气候、植被、 土壤名称等的属性数据，添加相关的地图要素，从而制作出符合主题的专 题地图呈现材料时，可先演示GIS的一些简单功能，再抛出若干问题让 学牛利用这些功能进行探究问题的设置应由浅入深，如可先引导学牛.对 各图层进行隐藏、显示、调节透明度等操作，直观感受各要素的分布关系; 再引导学生把地图放大到某一区域让学生辨别局部区域的异同最后教师 再进行正确操作，让学生认识进一步深化基于GIS的探究式学习比较适合有丰富图文素材、特别是较多地图素 材的教学内容利用GIS进行探究时，要避免让学生进行复?s的操作，将 过多的注意力放在软件上，所以教师耍实时观察，及时排除学生在软件操 作上的困难，引导学生利用好GIS工具进行有效分析，才能得到较佳的教 学效果三、基于GIS的研究性学习模式研究性学习模式与探究式学习模式具有一定的相似性，都需要学生对 材料进行分析不同之处在于研究性学习模式的材料由教师提供，而研究 性学习模式则要求学牛自己去发现问题并通过实验、社会调查和野外考察 等途径收集、整理、分析材料，最后呈现结论。

在研究性学习过程中，学 生可以利用GIS的地理空间数据录入、分析和呈现功能，进行数据处理、 材料整理和成果表达因此，GIS完全可以成为研究性学习的冇力工具， 形成基于GIS的研究性学习模式研究性学习大致分为4个步骤，如图3在确定主题时除要考虑与所 学知识点相对应外，还要充分考虑主题的可行性如果实施有难度，教师 要建议学生改变选题或研究角度也可先给出若干可行选题让学生自选， 保证研究性学习任务能按时完成比如“人口分布状况与城市功能区分布 的关系”这一选题虽好，但可行性不足可建议学生从各功能区人流量人 手进行调查再如“学校周边商店分布规律”比较贴进中学生的牛活，具 有可行性当确定主题后，学生可以以小组为单位，分工协作、整体配合 完成研究任务有的同学可以到校外对商店进行定位，调查各商店销售的 商品类型和营业规模等情况；有的同学可以在校内运用GIS软件进行分布 图的制作、材料整理与录入等工作在分析材料环节有时需要应用GIS当 中的缓冲分析、叠加分析、网络分析以及各种插值计算等功能教师可在 选题前先介绍这些内容，让学生了解各功能的用途、特点，以便使选定的 主题更具可行性在最后的小组汇报交流环节，教师可鼓励学牛应用GIS 的专题地图制作功能导出规范、漂亮的图表，加以精彩解说，让他们感受 成功，培养竞争意识。

基于GIS的研究性学习适用于有多个并列知 识点的教学内容，且这些知识点较贴近学生生活该模式对学生的自学能 力有较高的耍求，有些研究方法需耍学生利用课外时间进行学习，所以教 师在整个过程中要注意加强和学牛的沟通，帮助学牛解决软件操作上的障 碍，保持较高兴趣四、基于GIS的自主型学习模式自主型学习模式是让学生自己选择学习方法和策略，而教师只对学生 的学习过程进行监控，并进行针对性的个别该模式的关键是建立一 个满足学牛不同学习需求的自主学习平台，且该平台必须具备操作简单易 懂、内容资料丰富、形式新颖趣味、可修改拓展、可定制打包等特点GIs 具有较强的二次开发功能和数据库管理功能，与网络技术相结合能够组建 一个较好的自主学习平台，为构建基于GIs的自主型学习模式提供基础自主型学习大致分为4个环节，如图4在主题引入环节可以通过GIS 软件进行开发，制作优美的平台界面吸引学生注意力如在学习某地区区 域地理时，可安排一些跟该区域有关的热点文字、精美有趣的图片或者网 络热门小视频放置于平台界面，激发学生兴趣在自主学习环节，学习材 料的组织可分为向导式、问题解决式两种向导式是在每个或多个节点给 出不同选择，学生根据兴趣定制不同的学习路径或形式。

问题解决式则是 呈现较多材料给学生，并提出一些问题，学生可通过查找资源或利用软件 提供的工具对材料进行分析，解答问题如采用向导模式对区域地理的知 识内容进行学习，可先用地图呈现该区域的地理位置学牛找到位置点击 后，界面跳出该区域气候、地形地貌、人口、经济、风土人情等知识点链 接学生可根据自己的兴趣点，选择要学习的内容在学习每个知识点时, 可安排相应的练习或问题，且设置一些问题与其他他知识点相关联，互动 交流环节一方面是学生在学习过程中遇到困难时向教师请教，或教师根据 学生自主学习的完成度对学生进行针对性；另一方面是在分小组学习 前提下，学生之间对主题进行讨论和分工协作学生在完成学习后，还应 进行相应的测试或成果评价教师可将测试的结果和讲解?@示于软件界 面，让学生及吋了解知识掌握的程度并进行错误分析；也可以根据所学知 识点的难易度和时间安排，将最后环节设计为成果展示，让学生自己呈现 学习成果，增强学习自主性基于GIS的自主型学习比较适合于区域地理的学习该模式当中学生 的自主性最强，也有利于教师因材施教但对教师或平台制作者的要求非 常高，即教师不仅要具备软件二次开发和信息收集、整理和修改等信息技 术能力，还耍有专业的地理学科素养，能够在平台中组织好材料。

因此平 台的建设最好采取团队开发的形式进行基于GIs的各种教学模式适用于不同的教学内容和教学情境，对教师 和学生的要求也不一样因此，教师应根据教学内容灵活运用适宜的教学 方法［责任编辑王颖］。