王玉瑾
江苏省海州高级中学 222062
摘要：随着我国教学体制改革逐渐步入深水区，诸多教学理念与教学方法被应用于高中地理教学活动中，但是在真正意义上能够改变学生学习观念，创新教学模式，培养学生空间意识的教学模式为GIS空间引导式教学方法。但是当下部分高中地理教师始终无法摆脱传统应试教学理念的影响，善于使用填鸭式教学方法，严重限制了学生个性发展。基于此，笔者结合自身数年高中地理教学参与经验，在查阅大量GIS空间引导式教学文献基础上撰写此文，文中针对当下高中地理教学存在的问题进行细致分析，根据GIS技术背景下提出全新的教学方法。
关键词：GIS技术；高中教育；地理教学；空间分析；教学策略
引言：地理教学科目是一门专业解释在地球上区域特征发生、发展、分布的科学，它所关注的教学重点一般多为人与自然地理的关系，引导学生分析空间分布与空间地理差异问题，所以在分析各种地理事物时，必须以空间信息作为参考系。利用空间地理相关特征，促使学生提高对于地理规律的影响，学会综合分析问题，将地理教学课程知识以空间为引导，为学生展示出地理元素之间的联系。而GIS技术不仅在教学方法上进行一定程度的创新，还进一步拉近学生与知识之间的距离。GIS（地理信息系统）是一种现代化技术工作，能够以空间分布的形式，采集、整理、编辑地理数据，有效的反映出地理知识与实际生活之间的差异性。因此，高中地理教师需要采用GIS对传统地理教学活动进行处理，培养学生地理空间感知能力与核心素养，但是部分高中GIS教学尚存在一定的问题，无法达到预期的教学效果，同时，部分高中地理教师认为GIS技术深不可测、难度较大，不会主动开展GIS教学活动，从而无法让学生获得更加深刻的学习体验感。
一、GIS教学相关理论概念
（一）GIS技术概念
GIS技术又名“Geogaphic Infomation System”中文全名地理信息系统，它是依靠计算机对地理空间数据进行系统的分析，形成具体的地理模型，帮助工作人员分析地理空间状态，因此，该技术在我国各个行业都有一定的应用。由于高中地理知识学学习活动十分复杂，传统教学方法已经无法满足学生学习需求，为此，将GIS技术融入教学活动中，可以对教学活动进行系统的改革[1]。
GIS技术主要包含计算机操作系统、信息采集装备、软件分析系统、无线通信系统、空间数据管理人员，它需要建立一个固定的环境基础上，利用计算机系统对数据内容进行分析、建模，反馈地理知识内容[2]。
（二）地理空间
地理学科上的“空间”概念，是泛指物质信息与多样化能量化之间的功能关系与分布在时间上的延续。而地理学所关注的点全部都在一个固定的空间形式上，为此我们可以理解为地理教学活动就是对地球范围内的空间状态理解。高中地理知识最显著的特征就是多样性与复杂性，它与其他学科都有一定的联系，但始终处于独立的状态，高中地理教学活动详细的分析了岩石圈、水圈、大气圈、生物圈所组成的复杂性系统。包括这些圈层之间的关系以及相互影响机制，从而探究人与自然之间的正常关系。我国著名科学家钱学森在谈论地理知识时，也会习惯性将它形容成一个整体，钱学森先生说“地球就是一个开放且复杂的系统”[3]。
（三）空间分析
空间分析的应用范围十分广阔，可以适当的用作数据分析、空间统计、空间建模、空间概况等领域，虽然空间分析理念应用十分广阔，但是都是通过抽象的点、线、面展开分析，便于学习和理解，其最终目的是为了找出地理空间中各要素的关系和规律，便于人类更好的适应自然，使之与人类社会平衡、健康发展[4]。
二、高中生区域地理空间分析能力教学中应用GIS的意义
（一）积极响应新课改教学要求
在我国新课标中，对高中地理教学有着这样的描述“高中地理教学需要培养学生空间感知能力，发挥科学综合性与地域性特点，降低学生对于地理知识的理解范围，激发学生学习兴趣”因此，为了能够达到此教学目的，高中地理教学活动必须融入GIS技术，进一步提高高中地理教学质量[5]。
在新课标中运用了大量篇幅去强调“彰显出学生的主体学习地位，重视学生地理学习体验感”为了能够到达此教学效果，高中地理教师必须适当的加强学生之间合作探究能力，使其能够在短时间内吸收大量知识内容，分析、解决课堂教学所遇到的问题。而GIS是一门相对复杂的知识内容，高中阶段学生独立理解能力相对较弱，对GIS技术所涉及到的空间分析、数据分析等存在较大难度。因此不仅需要教师的支持与帮助，还需要和同学进行沟通协作。为此，教师需要科学开展协同教学活动，促使高中地理学习课堂逐渐变得更具活力[6]。
（二）培养学生核心素养
知识基础、社会参与及自我提升是现代教育中核心素养理论的核心内容，从高中地理教学的角度来讲，教学中对学生地理实践能力、环境探索能力以及综合思维能力的培养，也是核心素养培养的重要表现。而对学生核心素养的培养，必须基于对于学生地理知识基础上，才能让高中地理教学更具实践意义。但是当下部分地理教师，始终无法摆脱传统教学理念的束缚，在GIS技术教学活动中，无法深化GIS技术的使用方法，只是将教材内容放在更大的多媒体屏幕上。为了改变这种现状，教师需要提升自身教学理念，提高自身对于GIS技术的操作能力，从而让学生可以获得更加丰富的情感体验，激发学生的主体学习兴趣，促使学生积极主动的融入教学活动之中。当学生对于学习产生兴趣，并愿意配合教师开展教学活动时，教师则可以针对学生学习中不足能力进行系统的培养，从而逐步提升高中地理核心素养[7]。
三、GIS在高中生区域地理空间分析能力提升中的应用策略
（一）设置地理教学情境，开展地理空间结构分析
一直以来，空间分析能力提升是高中地理教师较为头疼的内容，其主要原因在于，抽象的教材知识内容，不足以弥补学生对于地理知识的想象力，在教学活动中总是遇到诸多困难。针对这种问题，高中地理教师需要利用GIS技术，为学生布置良好的教学情境，将学生理解难度，减少畏难情绪，让学生以观看动画视频或教学图片的形式去了解知识内容，进一步调动学生的想象力与创造力[8]。
GIS技术本身就具有一定图像处理与地理空间分析能力，地理教材上很多图像都是通过GIS技术分析处理而成，其一般功能有放大、缩小地理地图尺寸、旋转地理图片、对地理地图进行面积分析与长度处理、利用VR技术对地理图片信息进行3D建模处理，并且对地理数据进行科学处理，保障各项地理数据能够有效的展示出来。基于以上技术优势，高中地理教师完全可以对地理活动进行优化处理[9]。
例如，在《地球上的大气》教学活动中，本章的教学目的为了让学生了解地球气压与风带问题，促使学生能够观察全球气候变化，促使学生能够理解冷热不均引起的大气反应。
为了能够达到此教学目的，教师在教学活动开始前，利用AREGIS软件，对教学知识进行动态化处理，使用GIS技术辅助学生学习地理知识，激发学生的学习欲望。在实际教学活动中，教师打开AREGIS软件，利用其所拥有的电子地图功能，查阅全球不同大洲、地区、国家的气候变化以及各区域气压带的特征，通过鼠标点击，让学生仔细观察各项数据内容，初步满足高中学生对于空间结构的分析锻炼，并带领学生根据电子地图的显示特征，了解气候类型与气压变化情况。在教学活动的最后，教师需要向学生提供一张中国地貌图，并根据GIS软件呈现特点，鼓励学生分析其中含有的信息内容。
在使用GIS软件为学生布置教学情境时，教师需要注意传授学生GIS技术操作方法，促使学生也能能够积极主动的参与到教学活动设计之中，鼓励学生对操作软件进行大胆的尝试，在学生提出教学意见或学习困难时，教师要及时给予帮助，以此来带动学生对于地理知识学习与空间分析能力提升兴趣，让高中学生在学习过程中，能够得到更加充分的锻炼，增强学生对于地理空间感知能力[10]。
（二）设置地理学习小组，开展地理空间比较实践
地域性是地理学科中极为重要的知识特征，地理知识与地理问题需要在一个特定空间进行探讨，才能具有深究的意义，其主要原因也是基于地理知识的差异特征。很多高中地理教师对于这种差异性特征归结于地理知识本身，愿意采用灌输式教学方法，强行灌输学生知识理念，学生需要背诵大量地理知识点，在课堂教学活动中始终处于被动学习地位，久而久之，学生对于地理学习将会产生一定的逆反心理。为了避免出现此类情况，高中地理教师需要对传统教学模式进行改革，基于GIS技术开展分组探究教学，进而发挥出学生主体学习地位，调动学生内在的潜能，提高高中地理教学效率。
GIS技术的空间信息可视化功能可以对任何数据内容进行处理分析，促使相关图像内容可以更加形象、立体的展示在学生眼前，而教师与学生都可以通过对GIS技术软件的操作对数据内容与数据形式就行修正，进一步提高高中地理教学活动的“可操作性”，发挥出GIS技术的真实价值。高中地理教师在进行分组活动时，需要保证各个学习小组之间的综合能力可以相互持平，相关人数保持在一个恒定的标准之中，这样不仅方便学生与教师开展小组比拼活动，还能够让小组探究形式更加多样化[11]。
例如，在《第四章 工业地域的形成与发展》地理教学活动中，本章的教学目标是本章目标是促使学生理解工业区域的选择，了解工业区域的形成，对工业生产活动产生全新的认知。为了能够达到理想的教学效果，高中地理教师在教学活动开始初期，按照预期计划完成小组活动任务分配，而后给每个小组派发不同的学习探究资料，如，地理教师给A组一组广东东莞地区工业区域布置图、城市规划发展图纸、环境温度变化图纸，让学生通过对GIS技术处理加工后的图片分析，探究“广东东莞市，在设立工业地区时有怎样的发展考虑？根据2001年东莞气象图纸与2020年的东莞气象图纸，你们发现了怎样的问题？”；地理教师给B组一组东三省老工业发展基地图纸、东三省近10年来GDP增长曲线图纸，东三省GDP经济组成图纸、东三省国有企业与民营企业数量对比图纸。让学生通过对GIS技术处理加工后的图片分析，探究“东三省老工业基地无法焕发荣光的原因是什么？东三省近几年的GDP增长的主要成因是什么？你可以为东三省未来发展提出合理的意见？”让每个小组探究不同的问题，最终将学生设想与回答利用GIS软件进行模拟，让学生可以看到自己学习与讨论的结果在应用于实践拥有怎样的效果，进一步提高学生地理空间想象能力。
高中学生已经具备了一定个人思维能力与分析能力，可以对社会上存在的问题与自然现象进行深入探究，高中地理教师要抓住此点，通过小组提问的方式，让学生深入探究地理问题，渗透学生正确的三观思想与道德理念，保障学生可以接受到良好的思政教育。
（三）设置地理实践活动，开展地理空间综合锻炼活动
地理知识与相关要素并不是单独存在于课本上的死板知识，与实际生活有着很强的联系性，若只传授学生知识理念，学生对于地理课堂将会失去探究兴趣，因此，地理教师要重视带领学生进行即户外探究活动，鼓励学生将学到的知识加以实践。但是，部分高中地理教师对于户外教学活动十分抗拒，其主要原因在于学生在户外学习过程中整体表现较差，教师控制能力持续减弱，很多教师无法根据预定安排户外实践内容。出现这种问题的主要原因主要有三点，其一，教师没有提前做好学生的思想准备工作，在课上没有引导学生接受教师安排的学习任务；其二，教师没有为学生准备好教学工具，学生到户外后“各自为战”，无法发挥出团队力量完成基本的探究任务；其三，高中地理部分实践活动对学生知识应用能力及实践探索能力的要求较高，面对相关困难，部分学生对此失去兴趣，认为自己无法完成相关探究任务。针对这种问题，高中地理教师需要合理采用GIS技术，将文字任务转变为实地测量任务，采用小组合作的形式，让每个小组对教学任务进行科学“测量”。
GIS技术应用范围较广，在地理测量工作中具有较为良好的表现，教师可以将室外探究场地设置在学校内部或学校附近，向学校领导申请与当地建筑公司进行尝试合作，邀请建筑公司技术人员对实践场地数据进行测量，并利用GIS技术形成规范的建筑地形图，将此作为学生探究根本依据，鼓励学生开展户外实践学习探究。
例如，在《第四章 地表形态的塑造》地理教学活动中，本章的教学目的是能够让学生了解区域性地表状态，并且分析地表空间分布情况。教师按照以上步骤完成GIS技术地形图制作后，可以继续与建筑公司技术人员合作，与学生一起进行户外实践探究工作，学生需要对GIS技术地形图进行测量，核对地形图上的各项数据，而技术人员与教师一起组织学生操作相关仪器，对各类数据进行采集，以此来达到理想的地理教学效果。值得注意的是，高中教师要注意引导学生小组之间交流讨论，让学生能够将内心真实想法说出，避免学生将随意测量的数据进行录入。
地理学科与其他学科有着本质的差异，地理学科知识内容源于学生的生活实际，学生在生活中感受地理知识都会形成较为立体的空间感，只有将地理知识加以实践，才能真正发挥出地理教学的实际价值。
参考文献：
[1] 万智巍, 蒋梅鑫, 洪祎君,等. 基于GIS和空间统计的民族混居地区居民点分布格局——以赣东北樟坪,太源畲族乡为例[J]. 江西师范大学学报（自然科学版）, 2019, 043(005):545-551.
[2] 李家旭, 赵银军. 基于GIS的广西少数民族人口分布的空间统计分析[J]. 广西师范学院学报（自然科学版）, 2019, 036(001):114-120.
[3] 王苗, 史春云. 核心素养下基于GIS的高中地理探究式教学设计——以"徐州城市内部空间结构"为例[J]. 中学地理教学参考, 2019, 464(08):34-36.
[4] 吴涟敏, 廖善刚. 基于GIS和分形理论的土地利用空间格局分析——以闽侯县为例[J]. 地球环境学报, 2019, 010(002):156-165.
[5] 李政, 何伟, 杨皎,等. 基于GIS格网模型的长江上游山丘区国土利用生态