葛光舜
摘要：建立在计算机硬件基础之上的地理信息系统（GIS技术），具有强大的地形分析功能、地图功能、空间分析功能、三维动态模拟功能等。在现代初中地理教学中整合应用GIS技术，不仅能够助推地理教育信息化发展，同时也有助于提高教师的专业素养与学生的地理学习效果。然而，当前的初中地理教学中，相关硬件基础设施建设较为薄弱、教师信息化素养有待提升，导致GIS技术的应用依然较为缺失。在教育信息化背景下，整合应用GIS技术，是教育改革发展的方向和趋势。而作为教师，要充分利用当前一切可以利用的信息化教育手段，整合创新教学内容，助推地理教育信息化发展。
关键词：初中地理；地理信息技术；应用对策
中图分类号：G633.55文献标识码：A文章编号：1673-8918（2023）09-0124-04
一、 引言
信息技术的迅猛发展为教育的变革提供了强大的技术支持。如今，丰富多样的教育技术的应用，如多媒体、交互式电子白板以及智慧教育手段等，使现代基础教育迎来了改革与发展的春天。而作为现代教师，要紧密结合时代发展的需要，科学整合信息化技术手段以及信息化教育资源，不断优化教学课堂，突破传统教学瓶颈。
作为初中地理教师，笔者近来深化了初中地理信息化教育的研究，认为建立在计算机硬件、软件基础之上的GIS技术，其强大的数据输入、存储以及编辑功能，能够为初中地理空间分析、地形分析等提供强有力的技术支持；而其三维动态模拟功能，能够有效地改变过去地理教学平面化的情况。文章中，笔者以GIS技术为基础，探索初中地理教学中地理信息技术应用的优势、现状以及方法。
二、 地理信息系统（GIS技术）概述
（一）GIS技术的简介
20世纪60年代，加拿大研究者罗杰·汤姆林森最先提出了GIS技术概念，这一概念被提出后便被认可并应用。此后，美国哈佛大学开发了更加完整、应用领域更为广泛的GIS技术系统软件，至此，GIS技术进入了全面应用时代。在我国，GIS技术的引入较晚，起步于20世纪80年代，如今，我国的GIS技术已经进入了产业化发展的阶段。
那幺，什幺是GIS技术呢？GIS技术英文名称为：Geographic Information System，翻译为地理信息系统。这是一款综合采集、存储、管理、分析与应用于一体的、具有较强综合性的地理信息系统。GIS技术是多科学领域共同发展相互交叉的科研成果，具有发展性、创新性的特点。
（二）GIS技术应用于初中地理教学的主要功能
地理是一门知识跨度较大的综合性学科，涉及自然地理和人文地理两大领域。在初中地理的教学中，GIS作为建立在计算机系统之上的技术类型，其本身的数据采集、处理和分析功能，使得其能够为教师优化地理教学提供强有力的技术支持。GIS技术应用于初中地理教学的主要功能表现在以下几个方面。
1. 地形分析功能
地形是地理教学的重要元素，地形教学是地理教学的重要组成部分。而培养学生的地形认知以及分析能力，应当从中学抓起，方能有效地夯实学生的地理学习基础。与传统的教学手段相比，GIS技术具有强大的地形分析功能，教师在应用GIS技术的过程中，可以通过对不同要素的模拟，帮助学生更为直观地感受不同的地形状态。同时，GIS技术还能够对地形图无限缩放、信息查询，帮助学生感受不同空间数据；而其可视化功能，还能够通过各种图形如饼图、柱状图等实现数据可视化。
2. 地图功能
地理是一门以地图为基础的学科。在地理教学中，培养学生地图技能，是教学的重点和难点。同时，掌握地图技能，也是学生适应现代社会发展的根本需要。然而，在初中地理教学中，教师对学生地图技能培养重视不足，学生地图技能低下的现象普遍存在。将GIS技术整合应用于初中地理教学，其本身具有的地图功能，能够实现地图可视化表达的目标。而其三维制图功能，能够使信息的展示方式更加多元化；同时，结合不同的地理数据生成各种类型的专题地图，也是GIS技术地图功能的表现。
3. 空间分析功能
与一般的信息系统、电子地图系统相比，GIS技术具有强大的空间分析功能。其空间分析功能主要表现如下：将数据信息进行自动化整理、存储；同时提供空间查询、统计分析以及路径分析等。
4. 三维动态模拟功能
在初中地理教学中，对复杂的地理图像的认知，历来是地理教学的重点和难点。GIS技术的三维动态模拟功能，能够帮助学生动态、立体地认知地球运动、地壳变化、洋流等地理问题，这种直观、立体且动态的视觉冲击，不仅能够深化学生对地理知识的理解，同时也有助于激发学生对地理学习的兴趣，提高地理教学实效。
三、 初中地理教学中GIS技术应用的优势
（一）促进地理教育信息化发展
信息化发展是驱动教育高质量发展的关键。在我国教育发展史上，信息化发展经历了萌芽期、建设驱动发展期、信息化应用驱动发展期以及2.0新时期。2018年以来，教育信息化2.0行动计划的实施，标志着我国教育信息化的发展全面迈入了新的阶段。因此，构建信息化的地理教学课堂，是现代地理教育改革发展的关键。而针对当前初中地理教学中，教师的信息化教学手段停留在简单多媒体层面的现状，笔者认为：将GIS技术引入初中地理的课堂教学，充分利用技术本身的地图功能、空间分析功能、三维动态模拟功能等，促使教学动态化、三维立体化发展，能够有效地突破传统的教学瓶颈，促进初中地理教育信息化发展。
（二）全面提高地理教学实效
地理学科，因知识跨度较大而显得更为复杂。初中阶段，地理虽不是主要学科，但却是学生学习高中地理的基础。因此，在开展地理教学活动中，教师要充分利用现代教育技术的支持，不断优化教学内容和教学方式，以全面提高教学实效。与传统以简单多媒体为载体的地理教育模式相比，初中地理教师科学整合GIS技术，其强大的功能系统如空间统计分析、地图分析、三维动态模拟等，能够将复杂的地理知识简单化，将静态的地理教学过程动态化，深化学生对地理知识的理解，同时激发学生对地理学习的兴趣。因此，在教育改革背景下，GIS技术在初中地理教学中的应用，有助于全面提高地理教学实效。
（三）提升地理教师专业素养
地理教师的专业素养，是决定最终教学实效的关键元素。通过笔者的调查研究发现：现阶段的初中地理教学中，很多教师信息化技能较为欠缺。例如，多数教师在地理教学中，只能依靠简单的多媒体课件开展地理教育，且课件的制作极其简单，不过就是将课本上的内容“照搬”到PPT课件上；又如，如今微课成为教育领域的热门话题，应用微课优化教学课堂，成为教师教育改革发展的重中之重。而教学实践中，能够设计开发并科学整合应用微课优化地理教学课堂的教师屈指可数。正是因为地理教师的信息化素养低下，一度影响了初中地理教学质量的提升。
GIS技术在初中地理教学中的整合与应用，教师需要深入学习技术系统本身的各项功能，如地图功能、空间分析功能等，学习的过程，也是全面提升教师信息化、专业素养的过程。
四、 初中地理教学中GIS技术的应用现状
虽然GIS技术起源较早（20世纪60年代在国外兴起，20世纪80年代引入我国），但通过笔者深入调查研究发现：如今的初中地理教学课堂，GIS技术的应用尚处于缺失的状态，主要问题如下：
首先，多数教师并不了解GIS技术。当前，在教学实践中，较为热门的信息化教学手段为微课、交互式电子白板等；一些条件发达的地区，已经构建了智慧教育模式，即教学课堂上，师生之间可以充分利用智慧教育终端进行良好的互动。关于GIS技术，很多地理教师表示不了解这一技术手段，更别谈在课堂教学中进行应用。同时，部分教师表示：新型技术的引入，理论上讲有助于促进教学质量提升；但无形中增加了教师的教学压力和负担。整体而言，教师对新技术的引入积极性并不高。
其次，资源的整合无法得到有效的保障。于一线教师而言，相关的硬件、软件的支持，是教师革新教学课堂的基础。以GIS技术的应用为例，这一建立在计算机硬件基础之上的技术手段，其是否能够得到全面充分的应用，与学校以及上级教育主管部门的推广息息相关。然而，教学实践中，受到诸多主客观因素的影响，导致GIS技术在一线教育中并没有得到很好的推广与应用。正是因为资源的整合无法得到有效的保障，使得一线教师对GIS技术仍然处于不了解、不掌握的状态，更别谈在教学中科学合理地进行应用。
整体而言，在如今的初中地理教学中，地理信息技术并没有得到广泛的关注以及应用。初中地理的信息化教育依然处于较为“传统”的状态：以简单的PPT课件为主，教学的过程、内容依然没有得到有效的创新，这不仅影响了地理信息化发展的进程，同时也影响了教学质量提升。
五、 GIS技术应用于初中地理教学的方式
在初中地理的教学中，GIS技术的应用有哪些有效的方式呢？本部分，笔者将结合近来关于GIS技术的研究，简要阐述初中地理教师如何科学利用GIS技术优化地理教学课堂。
（一）应用动态化的图像工具优化教学
于初中学生而言，地理知识是较为抽象的。知识的抽象性，给学生的理解和应用带来了很大的困难。同时，由于地理学科在初中阶段属于副科，学生心理上对地理知识的不重视，不仅会影响其学习的兴趣和积极性，也会影响最终地理学习的效果。此外，传统的初中地理教学以讲授为主，平面化、静态化的地理教育模式，导致地理教学课堂缺乏直观性和趣味性，进一步影响了地理教育质量的提升。
以七年级地理教学“地球的运动”一课教学为例，本部分知识的学习，学生需要重点把握的知识点为：①地球自转、公转的概念、周期以及方向；②地球公转引起的昼夜长短、四季变化；③自转、公转的产生以及带来的影响。这堂课的知识点与学生的生活密切相关，但却具有一定的抽象性。在这堂课的教学中，如果教师采取传统讲授式的教育模式，将难以取得良好的教学效果。在本堂课的教学中，GIS技术动态化图像工具，能够辅助教师动态化地模拟地球的自转和公转，借助动态化的图像，形象而直观地帮助学生理解地球的自转、公转以及其带来的影响。同时，动态化展示的方式，更有助于刺激学生的感官和视觉，提高教学的实效。
（二）应用立体图像构建三维知识结构体系
在知识习得中，立体化的三维知识结构体系具有不可替代的优势。尤其是相对静态而平面的教育而言，立体化的知识呈现方式，不仅形象直观，同时也有助于给学生以身临其境之感，助推高效课堂目标的构建。我们知道，地理学科的教育中，地图是其中最为重要的元素。而培养学生的读图、绘图以及用图能力，则是地理教育的重中之重。与传统的教学手段相比，GIS技术的立体图像功能，能够为学生构建三维的知识结构体系，变抽象为直观，变复杂为简单。如上述的“地球的运动”教学中，教师亦可借助GIS技术的三维立体图形功能，呈现更加立体和通透的知识结构体系；又如，在“海陆的变迁”一课教学中，GIS技术的三维立体优势更加得以凸显。教师完全可以借助立体、分层、分色演示的方式，立体化、动态化地给学生呈现大海、陆地变迁的过程，这种立体感的呈现方式，更有助于优化地理教学课堂，提高教学实效。
（三）叠加分析复杂的地理要素
地理学科具有较强的综合性且知识跨度较大，这给学生理解和应用地理知识带来了一定的难度。在初中地理的教学中，亦有一些复杂的地理要素，影响学生学习和理解的效果。针对这些复杂的地理要素，教师需要充分借助综合分析的图像辅助工具，方能有效地突破教学的重点和难点。例如，在“我们生活的大洲——亚洲”的教学中，学生需要重点掌握的知识点如下：①认识亚洲是世界第一大洲并说明依据；亚洲的地理位置及范围；②结合地图，描述亚洲的纬度位置、海陆位置及范围；运用地图描述某地区的地理位置；③以亚洲的学习为基础，掌握认识大洲的基本方法。但从学习目标来看，本章节的知识结构似乎并不算复杂，但实际上，地理位置与环境之间千丝万缕的关系，决定了本部分知识的学习需要利用一定的技术手段，方能提高教学实效。为了全面提高学生的综合分析能力，深化其对地理知识的理解，本节课的教学中，教师完全可以科学整合GIS技术，将亚洲的气温图、地形图、降水图、海陆分布图等，采取叠加分析的方式，帮助学生直观地分析、综合亚洲不同地理现象以及特点之间的相互关联性，更加直观地把握内在原因，提高教学实效。
（四）注重教学情境的创设
与传统的教学手段相比，GIS技术应用的显着优势在于：其强大的制图和演示功能，能够给人以强大的视觉盛宴。而这种独特的视觉体验和感受，为教师充分利用GIS技术创设教学情境奠定了基础。因此，为了更好地增强地理课堂的趣味性，初中地理教师在教学中，要善于运用现代教育技术的支持，强化教学情境的创设，以更好地提高教学实效。例如，“大洲和大洋”的教学中，本节课教学的基本内容是要科学引导学生紧密结合地图，分析世界上海陆各自占比以及分布特征；结合世界地图，说出七大洲、四大洋地理分布并能够描述。从教学内容和教学目标可以看出，“图”依然是本节课教学的重要载体。为了深化学生对相关知识的理解，教师在本节课教学中，可以充分利用GIS技术地图功能、空间分析功能等，直观地引入七大洲、四大洋的分布图；七大洲、四大洋的位置图；七大洲的轮廓图；七大洲的位置关系图等立体化的方式，创设了良好的地理教学情境，提高了教学实效。
六、 结语
综上所述，笔者立足近年来关于地理信息化教育的研究，阐述了GIS技术在初中地理教学中应用的优势、现状以及方法。就当前的地理教育环境而言，GIS技术的应用依然还受到很多因素的阻碍，如学校硬件基础设施不够完善、教师的信息化技能低下等，这些都会直接导致GIS技术难以得到全面、充分的应用。笔者认为：基于地理教育信息化发展的目标，强化GIS技术的宣传与推广应用，不仅能够全面提高地理教育的质量，同时也有助于提高教师的专业素养，为助推初中地理教学的持续改革创新奠定基础。
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