基于GIS技术培养中学生地理空间素养的实践研究

发布时间：2014-12-26 12:37

 

【摘要】 培养学生地理空间素养是时代和社会赋予中学地理课程的重要任务,因而也应该是我们中学地理课程的重要目标。相关理论与实践已经证明：学生地理空间素养能力的加强无论是对于帮助学生地理学习还是增强学生社会实践能力都具有重要意义。本研究中,笔者从加强培养中学生地理空间素养出发,首先阅读分析了相关基础文献,以寻找发现当前相关研究存在的不足,其次通过应用问卷测试、访谈、课堂观摩等研究方法调查分析了当前地理空间素养培养的现状与存在问题,接下来针对存在的相关问题提出了基于GIS技术这一先进技术手段有利于帮助培养中学生地理空间素养,并尝试探讨相关基于GIS技术培养中学生地理空间素养的具体策略。本文主体包括六大部分。第一部分为绪论,主要介绍了本研究研究背景、研究意义、国内外研究现状、研究方法与路线并分析本研究相关理论基础。第二部分为中学生地理空间素养理论概述,主要界定了地理空间素养相关概念,分析了中学生需要掌握的地理空间素养组成部分,并阐述了加强培养学生地理空间素养的重要意义。第三部分为现状调查与分析,以武汉市城区三所中学为例,通过调查测试的形式分析当前中学生地理空间素养培养现状与存在的相关问题。第四部分为基于GIS技术培养学生地理空间素养的策略探讨,这是本文的主体和核心部分。首先,笔者分析了GIS技术在培养学生地理空间素养方面的优势,归纳出GIS技术的强大地图功能、三维可视化与虚拟现实技术功能和数据分析功能等优势特点在培养中学生地理空间素养方面具有较大优势。接下来,笔者根据GIS技术的特点和培养中学生地理空间素养的要求,归纳了基于GIS技术培养中学生地理空间素养的原则。最后,笔者着重探讨了基于GIS技术培养中学生地理空间素养的相关策略。笔者主要从GIS技术帮助加强认识地球空间形状、GIS技术空间分析功能帮助挖掘地理现象分布规律、GIS技术时空变化功能帮助再现历史、将来的地理现象过程和基于学生自主应用GIS技术自主学习四个角度来探讨基于GIS技术培养中学生地理空间素养的策略。第五部分为实践研究,设计了相关基于GIS技术培养中学生地理空间素养的实践案例,并对其进行分析与评价。第六部分为结论部分,总结了本文的基本结论与研究存在的不足并进行研究展望。 

1绪论

 

1.1研究背景

1.1.1信息技术迅速发展

当今世界，信息技术革命的浪潮正以不可阻挡的势头席卷全球，现代信息技术的发展更是日新月异，现代信息技术的迅速发展对社会经济、政治、文化等多方面产生了重大影响。这也对我们基础教育的发展提出了更新的要求。基础教育只有适应全球信息化的浪潮，通过运用最新的信息技术为教育教学过程服务，才能为社会和国家培养出适应信息化时代发展的创新型人才。地理教育作为基础教育的重要组成部分，在发挥培养适应新时代人才的方面更是起着不可或缺的作用。GIS技术作为现代信息技术的重要组成部分，其既是我们中学地理教学的重要内容之一，还可广泛地作为中学地理教学的重要手段，尤其是在培养中学生地理空间素养方面，充分挖掘GIS技术作为课程资源具有重要意义，也符合了信息化时代发展的要求。

1.1.2中学地理课程改革的不断推进

2001年，教育部正式颁布《基础教育课程改革纲要（试行》，在《纲要》精神的引领下我国的基础教育课程改革实践已经在全国大部分省区展开进行，基础教育课程改革的核心理念是“为了全体学生的发展”、“促进学生的全面发展”。地理学基础教育依据《纲要》出台的《全日制义务教育地理课程标准》和《普通高中地理课程标准》这两个分别指向初中地理教育和普通高中地理教育的纲领性文件从课程理念、课程目标和课程内容标准等多方面都强调了GIS在地理教学、学习中的应用和对学生空间素养培养的要求。例如，初中地理课程标准提出“构建基于现代信息技术的地理课程”，高中地理课程标准提出“培养未来公民必备的地理素养”，“强调信息技术在地理学习中的应用”，高中地理课程标准还要求开设“地理信息技术的应用”必修课程和选修课程。初、高中地理课程标准这些理念与内容的要求都显性或相对隐性地反应基于GIS技术培养中学生地理空间素养这一研究方向与课程改革在价值取向上具有一致性。

 

1.2研究意义

通过针对相关研究背景进行分析，笔者确定了基于技术培养中学生地理空间素养的实践研究这一研究方向，在本研究中，笔者尝试对基于技术培养中学生地理空间素养这一研究方向进行相关理论探讨和实践研究。通过本研究进行的相关理论和实践探讨，能够对中学地理课程和中学地理学科教学的理论和实践提供一定的借鉴。总体来看，基于GIS技术培养中学生地理空间素养的实践研究这一研究方向的研究意义主要体现在理论和实践两大方面。

1.2.1理论意义

（1）符合国家课改精神，有利于深化地理课程改革

强调地理信息技术的应用和强调地理空间素养的培养是地理新课程改革的两个重要方面，本研究过程中笔者紧贴国家课程改革的基本精神，从GIS技术和培养学生地理空间素养两点出发进行探讨，这对推动和深化当前基础地理课程教学改革具有积极意义。

（2）有助于创新地理教学理论和地理学习理论

历史唯物主义认为实践决定认识，理论认识来源于实践。笔者通过应用GIS技术来探索培养中学生地理空间素养的新模式与方法，对于创新地理教学理论和地理学习理论尤其是促进计算机辅助地理教学理论的进一步深化发展有重要意义。

1.2.2实践意义

（1）有助于教师改变传统教学方式，提高教学效率

由于GIS技术具有交互性、动态性和空间可视化效果强等特点，应用技术培养中学生地理空间素养作为一种区别于传统地理“三板”教学的新的教学方式与手段，有利于克服传统地理“三板”教学一些弊端，在提高教师教学效果，提高学生学习效率方面有明显积极意义。

（2）有助于提高学生的地理空间素养，发展学生地理能力

无论是国际地理联合会地理教育委员会颁布的《地理教育国际宪章》还是美国《生活化的地理：国家地理课程标准》，再到我国《全日制义务教育地理课程标准》和《普通高中地理课程标准》的出台无不强调在基础地理教育中加强对学生地理空间素养的培养。本研究中，笔者着重强调应用技术来培养中学生地理空间素养，这对提高学生地理空间素养，发展学生地理综合能力有重要作用。

 

2中学生地理空间素养理论概述

 

空间性是地理学的基本特征之一，近代地理学家哈特向更提出“地理学家的任务就是用空间来描述和分析现象的相互作用，并加以综合。”地理空间作为任何地理事物和地理现象存在于地球表层的基本载体理应成为地理科学首要关注的对象，地理空间素养也应成为个人的基本地理素养。在此，笔者首先对地理空间素养的相关概念加以界定并对中学生地理空间素养的培养意义加以分析。

 

2.1地理空间素养的概念

2.1.1地理素养

地理素养可以被看做是素养的下位概念，基于前面对素养的界定，地理素养可以被认定为学习者经过地理的学习和实践后所养成的能从地理的角度去思考和实践的比较稳定的心理品格。地理素养应包括地理知识、地理学科能力、地理观点态度、地理方法等组成部分。学习者的地理素养可以表现在三个层面上：物质层面，指地理学习者在地理学习中表现出来的学习行为；精神层面，指地理学习者的个性特征和心理品质，包括地理学习动机、地理学习意志、地理学习态度等；社会层面，指地理学习者所带有的一定社会属性，表现为社会倾向、文化水准、品德素养等。具体来说，学习者所具有的地理素养应包括地理科学素养，地理人文素养和地理技术素养等三个方面内容。地理科学素养包括学习者具备的地理科学知识、地理科学能力、地理科学分析方法、地理科学意识和精神等。地理人文素养包括以人地关系为基础的地理人文知识和以人地和谐为基础的地理人文精神等。地理技术素养包括学习者掌握当代以“”技术为代表的地理技术知识，能够熟练和运用当代各种先进地理技术的地理技术能力，科学的看待地理技术的影响和科学的使用地理技术的地理技术观点。

 

2.2地理新课程要求下中学生应具备的地理空间素养

我国教育部2003年颁布的《普通高中地理课程标准（实验稿》在课程性质栏目中对普通高中地理课程的课程性质做出了认定，其强调“地理学是研宄地理环境以及人类活动与地理环境相互关系的科学。它具有两个显著的特点：第一，综合性。地理环境由大气圈、水圈、岩石圈、生物圈等圈层构成，是地球表层各种自然要素、人文要素有机组合而成的复杂系统。地理学兼有自然科学性质与社会科学性质。第二，地域性。地理学不仅研宄地理事物的空间分布和空间结构，而且阐明地理事物的空间差异和空间联系，并致力于揭示地理事物的空间运动、空间变化的规律。地理学在现代科学体系中占有重要地位，在解决当代人口、资源、环境和发展等问题中具有重要作用。”其地域性的特点即着重强调地理学科的空间性特点。基于新课程标准对中学地理课程性质具有强烈空间性质的定位，笔者对中学生理应具备的地理空间素养加以总结归纳。

2.2.1地理空间知识

中学不同阶段需要掌握的地理空间知识又是有所差别的。例如，首先，初中生需要掌握地球、大洲、地区、国家、省区、海洋、半岛、岛均、高原、山地、平原、聚落等地理空间概念知识。其次，初中生需要掌握全球大洲、地区、国家、省区和全球陆地、海洋、半岛、岛均、高原、山地、平原、气候、聚落、交通等相关地理空间分布与地理空间格局知识等。高中生需要掌握的地理空间知识主要包括相关地理空间规律和地理空间特征等。例如，笔耕文化推荐期刊，首先，高中生需要掌握宇宙和太阳系主要天体空间分布规律，地球的圈层空间分布规律，全球地表形态空间分布规律，全球气压带、风带空间分布和空间移动规律，全球气候形成和分布规律，世界洋流分布规律，全球自然带的地域分异规律等自然地理分布规律和特征。其次，高中生需要掌握全球与主要国家地区人口种族、民族、数量空间分布规律和人口空间迁移规律，全球环境承载力和人口合理容量空间分布差异规律，城市内、外部空间结构空间分布布局规律，全球农业、工业空间分布布局规律，全球交通运输方式空间分布和布局规律，全球产业转移和资源跨区域调配空间移动规律等空间规律和特征。

 

3中学生地理空间素养培养现状调查与分析.......21

3.1中学生地理空间素养现状调查.........21

3.1.1调查问卷设计与分析........21

3.1.2调查对象与问卷发放......21

4基于GIS技术培养中学生地理空间素养的策略探讨........29

4.1基于GIS技术培养中学生地理空间素养的优势.........29

4.1.1GIS技术强大地图功能有利于培养中学生地理空间素养.....30

5基于GIS技术培养中学生地理空间素养的实践......45

5.1案例案例一：世界主要气候类型.........45

5.2案例二：营造地表形态的力量.......50

 

5基于GIS技术培养中学生地理空间素养的实践案例

 

在前文中，笔者对GIS技术在培养学生地理空间素养中具有的优势进行了总结分析，接下来还针对当前中学生地理空间素养水平较低的现状总结探讨了基于GIS技术对学生地理空间素养进行整体培养的模式，以期为帮助促进中学生地理空间素养的培养与加强提供借鉴。

为了真正促进基于GIS技术培养中学生地理空间素养这一研究由理论走向实践，在本章节中，笔者在前文理论研宄与探讨的基础之上，应用当前世界范围内适用范围较广的ArcGIS10.0软件平台和WebGIS技术下的Google Earth软件平台，以普通高中地理课程标准和普通高中地理教材为基本依据，分别各设计了一个主要以教师讲授为主要教学方式的教学设计案例和一个主要通过学生自主操作技术软件进行小组合作、自主探究为主要学习方式的教学设计案例。笔者期望通过将教学设计实践案例具体应用于地理课堂教学实践过程，将对培养和提高中学生地理空间素养水平具有重要的积极意义。另外，通过具体教学案例的设计与评价分析，可以增强技术在辅助培养中学生地理空间素养的实际操作性，以期为基于GIS技术培养中学生地理空间素养的教学实践提供可操作的参照。

 

5结论与展望

 

6.1主要结论

21世纪是信息技术迅速发展的时代，也是我国基础教育课程改革不断推进的时代，笔者从我国初、高中地理课程标准要求“构建基于现代信息技术的地理课程”，“培养未来公民必备的地理素养”，“强调信息技术在地理学习中的应用”等基本理念入手，提出了基于GIS技术培养中学生地理空间素养这一研宄课题。在本研宄中，笔者通过对基于GIS技术培养中学生地理空间素养的实践研究这一课题进行理论研究和实践分析，得出了以下基本结论：

（1）关于地理空间素养的概念与内容的结论

本研究中，笔者在阅读相关文献总结前人论述的基础上，结合自身认识，将地理空间素养概念界定为：地理空间素养是地理素养的重要组成内容，地理空间素养是学习者在学习和实践的基础上能从地理空间的角度去看待、解释和分析地理现象并处理地理问题所表现出来的内在修养。地理空间素养应包括地理空间知识、地理空间能力和地理空间观点三个层次的内容。其中，地理空间知识是形成地理空间素养的基础，地理空间能力是形成地理空间素养的关键，地理空间知识也是地理空间素养的重要组成部分。

（2）关于中学地理教学中加强培养地理空间素养意义的结论

根据学生需要掌握的主要地理空间素养内容，笔者总结分析出了培养学生地理空间素养在对激发学生地理学习兴趣、帮助学生掌握主干知识、促进学生实践能力提高和提高地理学科地位等四方面的积极意义。

（3）关于中学生地理空间素养现状水平的结论

笔者通过调查问卷的形式对当前中学生地理空间素养现状水平进行测试分析，发现当前普通中学生地理空间素养现状水平总体较低，并且存在不同维度地理空间素养现状水平存在差异和不同类别中学生地理空间素养水平存在差异等几大典型特点。另外，通过对教师进行访谈和课堂观察等形式，笔者也发现当前绝大多数教师已经意识到中学地理教学中培养学生地理空间素养的重要性，而且也有意愿通过地理教学加强对学生地理空间素养的培养。

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本文编号：10896