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浅谈我国GIS基础教育实施现状

2008-06-27 12:00:37  来源:华东师范大学地理系

摘要: 目前,GIS基础教育已经成为国际地理教育的主要发展趋势之一。我国GIS基础教育起步比较晚,2003年首次把“地理信息技术”引入高中地理课程标准。
关键词: GIS 基础教育

    目前,GIS基础教育已经成为国际地理教育的主要发展趋势之一。我国GIS基础教育起步比较晚,2003年首次把“地理信息技术”引入高中地理课程标准。相较于国外(美国、日本等)和香港、台湾地区,大陆地区的GIS基础教育发展还很不成熟,有必要借鉴国内外先进的发展经验。同时,应对我国GIS基础教育发展状况进行分析,并根据国内的实际情况,提出GIS基础教育发展建议。 
    一 GIS基础教育软件的研发与利用状况 
    研究生的毕业论文以及国内地理教育三大主流杂志所发表的文章,可以从侧面反映出我国大陆地区GIS基础教育的实施情况。2000~2006年研究GIS基础教育的研究生论文为10篇,其中,关于GIS基础教育平台的开发研究有3篇、关于GIS技术在教学实践中的应用研究有5篇,GIS基础教育的理论研究、GIS基础教育平台开发设计及GIS基础教育的实践研究有2篇。
    (一)开发研究的GIS基础教育软件没能投入地理教学实践
    GIS基础教育软件的开发研究都是在一定的教育教学理论、软件开发理论的基础,结合地理课程标准或地理课程大纲的要求进行开发设计的,但研究者在软件平台开发研究后没有把它投入地理教学实践,通过一线地理教师和学生对该软件进行测试,并根据他们的反馈意见进行软件部分功能的修改,进而投入中学使用。
    (二)关于GIS技术在教学实践中的应用研究,促进GIS与地理课程的整合
    基于GIS的基本功能,研究者从教学观念、教学手段、教学内容、教学组织形式等角度探讨在中学地理教学应用GIS的优点。其中,有一位研究者根据教学改革的要求、地理教育的学科特点、学校现有的教学条件以及师生的具体情况,通过教学实验对比分析,得出了“GIS用于中学地理探究式学习对提高学生空间想象能力、学生发现问题及解决问题能力,有其独特的优越性。”的结论。
    (三)关于GIS基础教育的文章,介绍性的多,应用性的少。2000~2006年,三大教育杂志《地理教学》、《地理教育》和《中学地理教学参考》上关于GIS基础教育的文章共有25篇。 
    二 GIS基础教育的实施建议 
    (一)积极开发GIS基础教育软件
    目前,国内GIS专业软件公司开发的GIS专业软件接近国际水平,完全有能力开发GIS基础教育软件平台。基于高中地理课程标准中“地理信息技术”模块的要求以及GIS基础教育发展的需要,建议GIS基础教育软件提供如下功能:
    1.图形的基本操作,使用鼠标的滚轮进行地图的放大、缩小以及电子地图的漫游、全景显示等;
    2.工作空间窗口,包括地图数据和地图库,提供比较完整的、涵盖高中地理教学内容的地图数据资源;
    3.鹰眼视图,可同时显示当前局部的区域图视窗和导航图视窗,方便了解地图全局和局部的关系;
    4.图层控制,可以分层综合显示各种基础地理要素和专业专题要素;
    5.图形负载量控制,在进行无级缩放时,可自动根据当前视窗的比例尺,调整地图负载量,保证最佳的视觉效果和最快的显示速度;
    6.图形数据的查询,实现图形属性双向查询、SQL查询;
    7.专题地图制作,可制作饼图、范围图、直方图、点密度图、独立值、等级符号图等多种形式的专题地图;
    8.空间分析,落入分析、沿线查询、基于点线要素生成缓冲区的缓冲区分析以及叠加分析。例如,某地理教师采用学生自主学习的教学模式进行“中国特大城市与中国人口分布的关系”的教学。教学过程中,学生利用GIS软件对中国人口分布图和中国特大城市分布图进行叠加分析,比较容易看出两者的相关性。
    9.地图数字化虚拟实现,演示屏幕跟踪数字化的基本方法和步骤;
    10.GIS虚拟教室,演示三维地形、虚拟现实以及最短路径分析的实例。例如,GIS虚拟教室可以提供利用“三维地形”和“虚拟现实”模拟海水上涨10厘米时地球上哪些地方将被淹没的Flash文件。讲授温室效应的危害时,地理教师播放该Flash文件可加深学生对温室效应危害的理解;
    11.网络教程模块,提供学生网络学习资源。该模块可以链接香港城市旅游信息系统(提供香港旅游景点分布及详情)以及北京市传染性非典型肺炎分析决策支持系统、中华人民共和国卫生部“非典”疫情发布地理信息系统(提供SARS的空间分布信息);
    12.自学文档阅读,学生在线阅读有关GIS的doc、PPT、Flash、PDF、CAJ、图片等文件;
    13.自测评价,设计多种测试题目;打印输出,打印地图和统计表;
    14.帮助,包括文档帮助和实时视频帮助。
    (二)充分利用现有的GIS软件辅助地理教学
    尽管到目前为止,我国大陆还没开发出符合GIS基础教育需要的软件平台,但这并不意味着无法进行GIS基础教育。其实,近几年国内的GIS软件水平已经得到很大的发展,如Super Map、GeoStar,这些软件都实现GIS基本功能,可以用来辅助地理教学,达到提高学生读图、制图、决策和问题解决能力。
   (三)借鉴国外GIS基础教育的经验,推行GIS基础教育计划。
    欧美很多国家都是借助中学GIS教育计划的推行,开发GIS基础教育软件平台、在职教师GIS培训、GIS教育资源网站等,把GIS融入中学地理教育。
    1.美国:持续的GIS基础教育计划
    1994年新的课程标准制定后,美国召开了首届GIS在教育上的应用会议,会后便开始Mapping Our City计划。该计划得到美国很多团体的支持:ESRI公司提供免费或低价位的、适合中学生水平操作的GIS教学软件、鼓励高级GIS使用者与学校建立伙伴关系、向中小学教师提供GIS的训练和支持、提供教学用数据和教材。在教学过程中,组织当地GIS专家进行辅导,并策划专门的网站以便使用者在互联网上进行交流、问题解答、资料下载。此外,还有其他的地理教育计划相继推行,如SEP计划、自然地图计划,进一步巩固GIS在地理基础教育中的地位。
    2.荷兰: GIS基础教育计划推动GIS基础教育
    荷兰的GIS基础教育才刚刚开始。但荷兰的许多土地调查局、GIS和地理科学公司、阿姆斯特丹FREE大学及两所高中认识到GIS在中学教育中的重要性,开始实施EduGIS计划。该计划创建、专门为方便荷兰的初高中教育使用GIS而设计的网站,提供数字地图、GIS资料以及功能和地理课程资料。
    目前,我国大陆地区没有自行开发的成熟的GIS基础教育软件、没有专门的GIS基础教育资源网站,地理教师GIS培训班也比较少。我国大陆地区GIS基础教育没能得到大发展,与没有推行统一的中学GIS教育计划有一定的关系。我国应该借鉴国外的实践经验,由相关地理资源部门、GIS研发公司、高等院校地理系所以及中学一线教师共同合作推行GIS基础教育计划以促使GIS更好地融入地理基础教育中。


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