GIS在地理教学中的应用毕业论文.doc

GIS在地理教学中的应用 摘 要：本文简单阐述了地理信息系统的基本概念，及其功能作用，论述了地理信息系统与地理教学之间的关系，应用的必要性，同时结合教学实际论述了如何在地理教学中应用地理信息系统，而后就其现状浅析了GIS的发展前景关键词：地理信息系统；地理教学；应用Application of GIS in the teaching of GeographyAbstract: This article briefly discusses the basic concepts of geographic information system and its functional role, discusses the relationship between GIS and geography teaching, the necessity of application, combined with the actual teaching discusses how the application of GIS in geography teaching, analysis of the status quo after the prospects for the development of the GIS.Keywords： Geographic information system; Geography Teaching; Application引言当今社会GIS技术已经在社会各个领域发挥了重要的作用。

其广泛应用于社会生活的诸多部门，对地理教学的应用也日益突出 其次对地理教学而言，学习对象是地理环境、地理事物及其之间的规律，具有时空范围的广泛性、多样性、差异性、各要素间的联系、综合和可变性比较大学习对象的特性和学习者的时空局限、认知局限之间存在较大差异，教师仅凭传统教学方式已远远不能满足需求最后，在现代教学中，计算机技术的运用越来越受到重视，其直观、形象、生动等优势，最大程度的激发了学生的求知欲，诱发学生的学习动机，调动学习积极性所以，GIS技术作为地理学的第三代语言，在地理教学中有非常巨大的重要性与价值1 地理信息系统基本概念和功能地理信息系统简称GIS（Geographical Information System），是二十世纪六十年代开始迅速发展起来的地理学研究新技术，是多种学科交叉的产物地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并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的一种系统具有采集编辑、存储管理、处理分析、传输地理数据的基本功能，以多种形式输出数据和图形产品，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统[1]。

1.1在地理教学方面，地理信息系统有如下功能1.1.1微观变宏观神秘莫测、变化多端的微观世界，如太阳能量的来源—--核聚变反应，云滴的生成、增大，酸雨的形成，光化学烟雾的成因，沼气的生成，矿物的结晶、重结晶，微生物的分解作用等，用传统手段很难表现，但若利用GIS模拟，则可将其形态扩大宏观呈现，使变化过程外显化，此时学生就可以通过观察，形象地了解它们的形成过程，建立科学的概念 1.1.2抽象变形象地理学科很多内容十分抽象，如黄赤交角的形成、水平运动物体方向的偏转、正午太阳高度的季节变化、昼夜长短的变化、四季的形成、太阳日与朔望月和回归年的形成、月相的成因、日月食的形成、经纬度的度量、自转方向的定义、地图的投影原理、等高线原理、温室效应、生态系统的能量流动、地幔物质的对流等，这些难以理解的知识点，通过GIS的模拟演示，可以变成形象直观、生动活泼的视觉信息，使抽象思维具有形象的外部支撑点，使学生的思维活动得以顺利进行1.1.3静止变运动许多地理事物看上去好象是静止的，实际上在不断地运动着，只是运动的速度极其缓慢，人眼甚至人一生中都难以觉察，如冰川的运动、星空的变化、大陆的漂移、海底的扩张、板块的运动、地壳物质的循环等，这类地理事物通过GIS模拟就可以变平面静止图式为立体运动状态，加深学生的印象，使学生能较为牢固地掌握所学知识。

1.1.4运动变静止月球、地球、太阳每时每刻都在高速运动着，地球上的空气和水亦是如此，诸如热力环流、三圈环流、季风、气旋、反气旋、气团、锋面、水循环、大洋环流等等为了研究的方便，我们可以利用GIS根据所需将运动变化着的地理事物截取其中的一瞬间定格，供学生仔细观察与探究1.1.5漫长变短暂地壳运动、海陆变迁、地表形态的变化、地质构造的形成、北斗七星形状的变化、生物的进化适应、银河系的形成、矿产资源的生成等，都要经历几万年、几十万年直至几十亿年的漫长岁月，利用地理信息系统可以将其浓缩，用几分钟的时间就可以演示出来，给学生留下明晰的印象1.1.6短暂变漫长地震的发生、断层的形成、火山的爆发、泥石流、山崩、雪崩、滑坡、火流星、陨星撞击地球等都是在很短的时间内发生的，但它们造成的危害很大利用地理信息系统进行模拟演示可以将其速度放慢，进行状态分解，使学生看清每一个环节，帮助学生全面地掌握和理解[2]2 在地理教学中应用GIS的必要性分析2.1信息时代的要求 信息时代要求人们的知识和智力高度发展，否则将很难适应和推动社会的进步同时信息时代对地理教学提出了新的要求:不能只停留在书本知识的对学生的传授上，还要教会学生独立的学习方法，教会学生自己获取地理相关知识的能力和方法。

因此，在掌握各种地理知识的基础上，还应重视学生的能力培养及地理思维方式的培养应用地理信息系统技术分析地理事物将充实理论，为理论提供依据并增强理论的科学性因此，地理信息系统应用于教学并不是单纯的介绍地理信息系统知识，而是让学生通过接触地理信息系统开辟一条学习地理知识以及其它学科知识的新途径素质教育纵深发展的要求在人类跨入国际经济和科技激烈竞争的新世纪，国际竞争归根结底是国民整体素质的竞争，现在的中学生将是21世纪生产建设的主力军因此，全面提高中学生的整体素质是当前基础教育的重点地理教育要“面向现代化、面向世界、面向未来”，要体现“以学生为本”的精神，坚持以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育方向，应该是大家取得共识的而地理信息系统在地理教育中的应用，确实能体现“以学生为本”的创新精神和素质能力的培养GIS的应用，还可以帮助我们从信息社会、知识经济的角度，对地理教育内容重新审视、重新整合传统的教育观认为教育是客观的所有事物皆有一固定的意义，教师的责任就是解释客观事物，引导学生去了解这个世界，而学生的目标是学习教师传授的知识建构主义(Constructivism)则是一种新的教学理念，主张知识并非直接传授而得，而是由学生自己建构而成的。

而正因为每个人的经验不同，对外在世界的认知也会各有不同由此可见，学习应该以事实为基础，经各种机会建构出自己对事物的了解GIS可让学生经过建立数据库及地图来建构自己的知识在制图和GIS的空间分析中发现事物的相关性，认识真实世界的事物、地点，并在运用GIS工具的过程中学习[3]2.2学科发展的需要目前地理教学使用的相关参考书部分内容有些陈旧，再加上受到客观因素的制约，不可能做到及时更新，影响了地理教学的深度和广度使用GIS进行地理教学，可以实现地理资料与世界的同步更新，让我们可以在最短的时间内掌握其他国家的学科发展情况我国教育部2003年颁布的《全日制高中地理课程标准(实验)》已经把地理信息技术纳入必修的地理课程内容范围，并把它列为七大地理选修模块课程之一，并明确指出：“强调信息技术在地理学习中的应用，充分考虑信息技术对地理教学的影响，营造有利于学生形成地理信息意识和能力的教学环境2.3学生个体发展的需要新课标指出，教学一切为了学生的发展作为教学主体，学生的情况存在很大差异传统的教学方式很难关注全体学生的需要GIS可以为学生提供互动的教学情境，他们可以根据自己的实际情况进行相关地理内容的学习，使每个学生都有所得。

3 GIS技术应用于地理教学中的现状及应用实例 现今在很多地区和学校，GIS技术已被应用于大中小学地理教学中针对新的教学理念所强调的对学生动手能力的培养，学生应尝试进行资料的收集GIS不仅是资料来源也是汇集、整理、储存资料的工具,随着地理信息系统的普及和新一轮课程改革的需要，地理信息系统逐渐应用于大、中、小学地理教学中3.1在中学地理中引入GIS主要体现的方面GIS作为一种思想、知识出现在教材中在现行教材中，部分高中地理教材中安排了“遥感技术与地理信息系统在地理学研究中的应用”的内容，介绍了遥感的概念，遥感技术的特点、应用、遥感影像的判读以及地理信息系统等，体现了信息时代地理发展的基本特征和地理学技术的发展，注重了地理信息系统的应用对学生创新能力与素质的培养具有重要的意义人教版全日制普通高级中学《地理》选修第二册的第二单元“中国的国土整治与区域发展”中的第二节“现代化技术在国土整治中的应用”中介绍3S技术，遥感技术、地理信息系统技术及其应用和全球定位技术但这些内容属于选学内容，没有和实际联系起来，尤其在高中阶段从知识经济、信息社会的角度来看，这些要求还远远不够在2003年4月教育部制定颁布的《普通地理课程标准(实验)》中，已经把“地理信息技术应用”确定为高中地理选修课程之一。

而GIS本身不仅是一门学科，而且是一项渗透性很强的信息系统应用技术[4]3.2 GIS技术作为一种教学工具引入地理教学中的作用3.2.1实现地理信息系统的基本功能充分发挥地图作用，让地图发挥它的可视化功能将教学地图的背景资料作为原始数据输入.进行数据存储和管理，最后将数据输出，输出的结果可作为地理信息展示而在教学及科研中，地理信息系统的应用系统分析功能，显示地理研究成果，这是一般的软件所不能代替的3.2.2数据的查询及空间分析功能地理学包括多项地理要素，每项地理要素又包括大量的地理信息，这些地理信息构成的地理数据是海量的如何从大量的地理数据中搜索所需要的信息，是地理教学中常见的问题地理信息系统提供多种有效的交叉关联与搜索，提供了强有力的查询工具，如人口大于100万的特大城市、工业产值、人口增长率等的查询，显示这些城市的特征对比分析，从中可掌握地理规律性认识地理信息系统是一个有效的地图分析工具，可以进行快速的面积量算、图形叠加等作为数据分析工具，地理信息系统具有很大的潜力如数据局部更新、特征提取、特征合并、图幅拼接、特征属性合并、缓冲区建立等空间分析劝能应用于地理教学，能帮助学生理解一些抽象的地理概念以及地理事物的分布规律及演化过程[5]。

3.3 GIS技术在地理教学中的应用实例我国著名的地图与信息系统专家陈述彭院士认为：“定性描述是地理学的第一代语言，地图是地理学的第二代言，地理信息系统是地理学的第三代语言这句话充分体现出GIS技术应用到计算机辅助地理教学中的必要性及价值所在[6]所以为更好的把握课堂，以及学生的实际接受情况，在实际教学中应用了一些GIS辅助地理教学的课堂教学3.3.1案例一地形分析在地形分析中，等高线地图对山峰、山谷、山脊、鞍部与陡崖等概念是通过等高线值的高低、疏密程度和弯曲方向来表达的，表达形式抽象，教师讲解难度大，学生不易理解所以利用Arcview3．2软件的数字高程模型创建模块，将等高线图矢量化处理，制作出相应的数字高程模型，并进行可视化表达处理，便可展示出一幅立体的地形图，可直观地观察山峰、山谷、山脊、鞍部、陡崖等多种地形从Arcview3.3软件制作出的DEM图上很容易得出：何处为山顶，对应等高线值中间高四周低；何处在两个山顶之间，高程比前后的山顶低，但比两侧的山谷高，为鞍部；何处为山脊，对。