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多媒体技术就是运用声音、文字、图像、视频和动画等多种多媒体技术来辅助地理课堂教学,运用多媒体技术可以有效地简化课堂教学环节,开展针对教学目标的合理教学,从而在地理课堂教学中实现了多媒体、教师和学生三位一体的教学氛围。在课堂教学中,高中地理老师一般通过运用多媒体技术,在课堂教学中营造一定的教学情境来辅助地理课堂教学。在实际课堂教学中,教师在上课前,预先准备好多媒体课件和教学工具,在课堂教学中,当老师讲解完课堂知识后,通过多媒体课件来展示课堂教学的重点和难点,答疑解惑,学生明白课堂教学知识后,教师再通过多媒体技术营造教学意境来引导学生分析、提高和掌握。期间,教师对于互动讨论过程全程掌控,而学生也在多媒体的辅助下完成知识点的熟悉和掌握。比如,运用声音、视频等多媒体技术来辅助课堂教学,教师可以将课堂讲解、背景视频和配乐有机结合起来,通过主题解说来介绍课堂教学内容,通过背景视频来让学生对于课堂教学内容能够深入浅出地了解,最后通过配乐来烘托课堂教学氛围,深化课堂教学主题,吸引学生的学习注意力。
二、运用GIS技术辅助高中地理课堂教学
GIS全称为地理信息系统,起源于上个世纪六七十年代,它是一门综合性的技术学科,融合了地理科学、计算机科学和信息科学等多种应用科学,成为了现代社会生产和生活中广泛应用的前沿科学技术。地理信息系统应用于辅助地理课堂教学具有非常突出的先天优势,其地理数据编辑和存储能够反映地理学科的空间性、区域性和综合性。在实际课堂教学中,教师可以根据课堂教学的内容,利用GIS数据时必须熟练,课堂教学前必须反复练习。教师在运用GIS软件辅助课堂教学过程中,必须时刻注意观察学生的兴趣点和意见反馈,保持学生学习的积极性和主动性。
三、运用网络信息技术拓展高中地理课堂教学
网络信息技术的飞速发展,极大拓展了高中地理课堂教学的广度和深度,充分利用网络信息技术,可以使得课堂教学摆脱了时间和空间的限制。在高中地理课堂教学中,教师可以充分利用互联网协助课堂教学,利用网络技术的丰富性、互动性和广泛性,适时地辅助学生的课堂学习,提高教师和学生之间的交流互动,培养学生对于学习地理的兴趣,激发学生的地理空间感和民族自豪感。在实际课堂教学中,教师在设置网络教学模式的时候,不能简单将学生推向网络就不管不问了,教师应该围绕同一个教学主题开展有针对性的教学课程设置,合理安排网络课堂教学内容。教师应该首先在课前准备和完善一个与当前课堂教学内容相关的学习主题,根据地理教学目标、地理教学内容和学生的认知水平,将学习主题划分成不同的版块,最后完善学生需要实现的学习目标,学生在登陆网络环境进行网络学习的过程中,教师应该对于学生的学习进度及时进行了解和互动,学生也应该将不懂的问题及时通过通讯工具和教师进行沟通,教师和学生的互动应该有序进行。
四、结束语
摘要将多媒体技术应用于地理信息系统中的关键问题是:如何有效地管理多媒体数据和空间数据;其次,在区域分析过程中,怎样实现多媒体播放功能.指出用扩充的关系数据模型作为多媒体数据模型较适宜;多媒体功能的实现则取决于多媒体数据的格式是否为RIFF格式以及对多媒体数据的应用要求.最后展示了多媒体技术在地理信息系统中的应用前景.
关键词多媒体技术,地理信息系统,空间数据,属性数据,区域分析,数据模型.
现今由于多媒体技术的迅速崛起和高速发展,越来越多的应用软件都大量使用了多媒体技术.如果将多媒体技术应用于地理信息系统(geographicinformationsystem,简称GIS)软件中,势必大大增强GIS信息的表现能力,扩大GIS的应用领域.那么怎样将多媒体技术应用于GIS软件中呢我们认为应从两方面来设计:其一是怎样将多媒体数据溶于GIS数据库中,并保证提供GIS软件的双向检索及各种分析功能;其二是在应用过程中,怎样实现多媒体的播放功能.以下就这两个内容及其应用前景谈谈我们的看法.
1多媒体数据的有效管理
通常,应用软件中的多媒体数据有两种生成方式:一种是媒体播放之前,将其数字化到数据库当中,播放时从数据库中取数据;另一种是播放时,边生成边播放.而GIS软件中的数据库又分为空间数据库和属性数据库,即我们可根据媒体数据的特性或应用软件的要求将多媒体数据分别溶于空间数据库和属性数据库中.
1.1GIS数据库中多媒体数据的管理
1.1.1GIS空间数据库中多媒体数据的管理目前,多数GIS应用软件所能描述的空间目标都是静态的,实际上,很多GIS所要表达和研究的空间目标都不会是一成不变的,因此,GIS研究者已广泛关注能对时空过程和时空目标进行描述和分析的时态GIS(temporalGIS).时态GIS的组织核心是时空数据库,即设计一个合理的时空数据模型是建立时态GIS的关键所在.虽然目前还没有较成熟的能支持时态GIS产品的时空数据模型,一但时空数据模型的研究有所突破,不仅能解决时态GIS的应用问题,还将解决空间数据库中动画数据的管理问题,即可通过使用动画技术来实现在屏幕上动态播放时空过程.如动态显示卫星云图的变化情况、地壳变动情况、森林沙化和城市化情况以及海岸或河滩的侵蚀或淤积变化情况等.
有关时空数据模型,张祖勋[1]提出使用分级索引方法来对基本修正法进行改进.这种方法就是不存贮研究区域中每个状态的全部信息,而只存贮某个时间的数据状态(称为基态)以及相对于基态或邻近状态的变化量.在此基础上,建立分级索引,以便能快速找到所需的时空过程的数据.
要使用这种建索引的基本修正法,需要考虑两个问题,一个是如何建立索引;另一个是如何设计用来描述两个状态变化量的差文件.
关于建索引的问题,笔者认为:基态,亦a,b,c,d分别表示时态GIS的4个时期;T.时间轴;t0,t1,…,tn分别表示时态在GIS某个时期的n+1个时态,其中tn为基态,即“现在”时态一次数据状态——“现在”时态总是变化的,每产生一个新的现在时态,就应生成一个现在时态与前一次时态的差文件,同时根据现在时态所处的时间位置来决定是否产生新的索引差文件.以四叉树为例,如图1所示,当n为2i(i=2,3,…)的整数倍时,就需产生tn-2i~tn的索引差文件.相应地为了减少索引差文件所占的存贮空间,而又不影响对任一时态的检索速度,可将tn-2i+1~tn-2i的索引差文件删掉,所删的索引名文件个数正好比新建的索引差文件个数少一个.
关于差文件,笔者认为在设计中应考虑如下几个因素.(1)由于差文件是通过对两个时态的目标信息进行异或而产生的,这意味着差文件包含有两类目标信息:一类是前一时态有而后一时态无的目标信息;另一类是前一时态无而后一时态有的目标信息.为了能根据差文件快速、连续地由一个状态到过去另一状态或最近另一状态进行检索,应在差文件中将这两类目标信息予以标识区分.(2)两个状态之间目标变化应是有对应关系的,即01(目标从无到有);10(目标从有到无);1N(目标从一个变成多个);N1(目标从多个变成一个),以及目标空间信息无变化,属性信息有变化;目标局部空间信息有变化等.为了能进行快速检索,在差文件中应将两类各目标之间的对应关系予以标明,当然,这会增加差文件生成过程的复杂性.(3)和所有地图数据库模型类似,差文件也由空间信息、属性信息和关系信息组成,差文件中应将每个目标这3种信息之间的关系予以标明.
1.1.2GIS属性数据库中多媒体数据的管理有些G
IS的应用中,认为多媒体数据是一种特殊的专题属性数据.怎样选择多媒体数据的数据模型,使得既能遵循其自身特点,又能有效地建立起它与空间数据的联系,是多媒体技术在GIS应用中的关键所在.
目前,多数GIS属性数据库使用的是关系模型.为能将关系模型应用于多媒体数据管理系统中,就必须对现有的关系模型进行扩充,使它不但能处理格式化数据,也能处理非格式化数据.杨学良[2]就这个问题提出了3种技术策略:将多媒体数据文件名作为关系中元组某列(或属性);将每个元组作为一个完整文件保存;元组中存贮格式化数据以及非格式化数据的引用项,而非格式化数据单独存贮.
对比这3种技术策略,第一种技术策略方法简单、容易实现,适宜于对多媒体数据进行播放.第二、三种技术策略虽然能够实现并发控制和恢复,以及实现对多媒体数据进行编辑和拮取的应用,但由于此两种技术策略将每个元组所对应的空间目标的专业属性和多媒体属性混在一起,这既增大了应用程序设计的复杂性,又不利于那些只需使用空间目标的专业属性的一些应用的实现.为此,我们认为,在第一种技术策略的基础上,增加一个或多个属性项,用于存放多媒体数据的文件信息和数据流信息,当我们需要对多媒体数据文件进行特殊应用时,可根据文件信息和数据流信息对多媒体数据文件进行操作.
1.2GIS区域分析中多媒体数据的生成
多媒体数据生成的另一种方式是在GIS应用中,边统计、分析运算,边生成结果数据——多媒体数据.
1.2.1空间分析中多媒体数据的生成空间分析是一组分析结果依赖于所分析对象的位置信息技术[3],因此,空间分析要求获得目标的空间位置及其属性描述两方面信息.空间分析主要有:地形分析、叠加分析、缓冲区分析和网络分析等.
为了能更清楚地表示上述一些空间分析的结果,我们可用虚拟现实技术来实现.所谓虚拟现实[4]是一种由计算机生成的高级人机交互系统,即构成一个以视觉感受为主,也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境,使用者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验,有身临其境之感.比如,可用虚拟技术来观察地形分析或网络分析得到的空间效果,使用者可用交互操作的方式来控制自己与观察对象的角度、距离以及光照等,使观察对象随使用者的操作而动态旋转.此时以动画形式显示的媒体数据随使用者的操作产生并显示.
1.2.2统计分析中多媒体数据的生成统计分析就是用数理统计方法开展区域分析.数理统计方法主要有:统计特征值、研究两种或多种地理现象之间的相关分析,通过一组实际观测数据分析系统变量之间因果关系的回归分析,以及主成分分析等.
为了更加形象化,我们可以将数理统计结果以直方图、曲线、曲面或区划图表示,甚至可以将重要的部分以醒目的颜色、特殊的符号或闪烁的显示形式来告诉使用者,还可以配上解说词,以增加系统的感染力,而表现这些现象的媒体数据是在统计分析之后由系统自动生成并播放的.
2GIS应用系统中多媒体功能的实现
在GIS应用软件中进行多媒体功能实现,首先是受GIS应用软件自身开发平台的限制.多数情况下,GIS应用软件的多媒体开发平台宜选择编程语言,如VC++,VB或BC++等,以利于和GIS应用软件相结合.一旦多媒体开发环境确定下来,那么怎样实现区域分析中多媒体功能
2.1空间数据库中多媒体数据的播放
由前所述,空间数据库中存贮的多是各期间的时空数据,这些数据的结构与MCI所能接受的多媒体文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同,所以应用程序不能直接调用MCI函数和API函数,必须根据时态GIS的空间数据库结构,设计一个相应的动画播放程序来实现动态显示功能.
下面简述动态显示时态GIS中ti~tj状态的算法步骤(0≤i≤j≤n,其中n为现在时态).(1)由基态开始检索各索引差文件直到生成ti状态信息.(2)显示ti状态信息.(3)根据ti差文件,擦除ti状态有而ti+1状态无的信息,显示ti状态无而ti+1状态有的信息.(4)i+1i.(5)当i<j时,转(3);否则结束.
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如果用上述算法来实现动态显示时空过程,还有很多细节需要设计.首先,在(1)步骤,从基态开始,逐级逐步检索,每检索到一个状态差文件,就需根据差文件来生成该状态信息,直到ti状态处;其次,在(3)中,需要用到动画技术,擦除前一状态信息实质为恢复该处显示内容,而显示后一状态信息之前,需保存后一处信息内容,再予以显示新状态信息.
性数据库中多媒体数据的应用
一般来说,多媒体数据主要应用于两个方面:一个是简单播放;另一个是对多媒体数据进行编辑和拮取.对于前者,只要使用MCI函数或API函数按属性数据库中其他属性的要求进行播放;对于后者,这就要求程序员熟悉多媒体数据文件格式RIFF,根据多媒体数据的文件信息和数据流信息,通过调用多媒体文件输入/输出函数来实现多媒体的播放、编辑、拮取以及同步控制等操作.
3多媒体技术在GIS中的应用前景
(1)实现资源信息的科学管理,提供信息服务.GIS一改为用户管理提供单一的图表、数据信息形式,而在管理空间信息的同时,对图形、图象、视频、声音、动画等形式的信息进行管理和播放,大大增加了信息的表现能力.(2)家庭教育和个人娱乐.将多媒体和GIS溶于一身,会丰富教育、娱乐软件的内容及表现手段.比如有关地理、历史等课程的教学软件和娱乐软件的设计.(3)销售和演示信息系统.GIS和多媒体技术合为一体的这类系统会比以往的信息系统更具有表现力.比如房地产公司的销售系统,既能表明所售住房的空间位置,又能从中检索其住房环境及内部结构,而且可以动态地删去当天已售出的房子,给出不同价格等;旅游导游系统,可以在为观光游客制定导游路线时,就能对不同地方的景点产生身临其境的感觉.总之,将多媒体技术和GIS技术相结合,是计算机应用领域的一个发展方向,它会改变人们的工作、生活、思维方式,推动信息社会的前进.
参考文献
1张祖勋.时态GIS数据结构的研讨.测绘通报,1996,(1):19~21
2杨学良.多媒体计算机技术及其应用.北京:电子工业出版社,1995.138~139
近年来,信息技术与高中地理课程整合的研究在国内取得不少成绩,但问题也不少。问题1:理论研究多,实践研究少。目前国内关于信息技术与高中地理课程整合的大多都是纯理论知识,而这些都是专家学者和高校的著名教授研究的,但是这些纯理论知识对高中地理教师的实际教学指导无实际意义。高中地理的特点是整体性和区域性。关于具体到信息技术与高中地理课程整合的理论依据很少,尽管信息技术与高中地理课程整合的研究多为理论类。高中地理教师对信息技术与高中地理课程整合的理解存在局限性,一般都停留在信息技术与高中地理课程整合形式上,没有真正的做到信息技术与高中地理课程整合。大多数地理教师只是把信息技术与高中地理课程整合看作是计算机辅助教学,误解了信息技术与高中地理课程整合,认为只要在课堂上运用了多媒体就是信息技术与高中地理课程整合,这种错误的看法有部分是因为地理在高中学校的地位不太受重视和地理教师几乎没有外出去参加先进理论培训,使信息技术与高中地理课程整合的实施离理论上理想效果偏差很远。同时大多数高中地理教师不清楚信息技术与高中地理阿的目的,只是觉得应用信息技术是一种时尚,或是为了完成学校下达的任务。当然还有其他原因,比如高中教师没有专门的研究经费和时间,学校追求升学率。
二、信息技术与高中地理课程整合对高中地理产生的影响
1.信息技术与高中地理课程整合可以激发学生的学习兴趣,是因为信息技术创设新的教学情境,吸引学生的好奇心,拥有传统教学模式不可模拟的优势及特点。动态的图片及声音有助于提高学生的观察能力和形象思维能力。
2.信息技术与高中地理课程整合可以提高教学的质量,是因为运用信息技术可以突出教学重点和难点、化解难点。地理事物的演变过程和某些特殊的地理现象属于高中地理知识的重难点,高中教师运用传统教学手段板书、画图很难让学生理解这其中知识的深奥,而采用信息技术可以运用动画把地理事物的演变过程变的现象化,增强了教学的立体感和动态感。
3.信息技术与高中地理课程整合可以提高课堂的效率和增加课堂的容量,是因为传统的教学高中地理教师通过板书,画图浪费很多的课堂时间,而信息技术让高中地理教师可以以课件的形式全面展示课堂内容,既为教师上课节省时间又助于学生集中注意力听讲,同时教师利用信息技术可以为学生提供更多的资料,拓展学生的知识面。课堂上,教师有更多的时间与学生进行交流,向学生提供多样的分析问题和解决问题的方法,使学生的地理学习不仅仅局限于课本知识,重要的是拓展学生的思维能力。
4.信息技术与高中地理课程整合可以提高学生的读图能力,应用地图的能力。地理的学习最主要的是使学生能够看懂图和应用地图,从而提高地理思维能力。传统的教学是老师根据课本现有的地图或是通过挂图进行讲解或是在黑板上画图但不精确不规范,这些教学方法让学生在课堂上学习吃力,同时教师也浪费了时间和精力。采用信息技术可以把地图里的地理现象直观的展示在学生面前,使学生一目了然。信息技术不仅可以把地图放大或缩小和移动,而且可以提高地图的清晰度和区分度。教师在这种新的教学模式下就可以提高学生的读图和应用地图的能力。
三、信息技术与高中地理课程整合目前存在的问题
1.学校的硬件设施发展不平衡。尤其是一些乡镇学校,没有经济能力配置好的多媒体网络教室,部分学校甚至没有配置电脑教室。如果连基础的硬件设施都没有,谈何信息技术与高中地理课程整合。
2.信息技术学科在大多数学校不受重视。现在学校都追求升学率,学生的学习成绩成为学校关注的问题,信息技术学科不是高考的考试科目,学校不重视,学生自然认为信息技术课学好无所谓。
3.师资力量不足。
4.信息技术与高中地理课程整合的资源不足。
5.对整合的认识不深。
四、信息技术与高中地理课程整合的对策
对于整合的认识不深的问题可以采用不同地区分层次分步骤实施信息技术与高中地理课程整合。信息技术与地理创新能力和学习兴趣的整合。运用信息技术,教师可以引导学生自学,让学生成为学习的主人,培养学生获取信息的能力。
五、结语
兴趣是前进的动力,学生在学习的过程中,只有对学习内容充满兴趣,并且能够以极大的热情进行探究,才能够在一定程度上促进学生学习成绩的进步。在初中地理教学过程中也是如此。地理是一门实践性很强的学科,所谓读万卷书不如行万里路就是地理学习的真实写照。但是,由于受到客观条件的限制,初中学生是不能够深入到大自然的环境中认知地形地貌的,只能是通过教材的介绍间接被动的接受地理知识。学生学习主观能动性被人为的压制,也在一定程度影响了地理教学质量的提高。在初中地理教学过程中,引进多媒体信息技术,就能够有效解决诸如此类的问题,激发初中学生学习地理的积极性,在根本上改变传统教学方式带来的弊端,促进初中学生地理成绩实质性的进步。例如,在初中地理“古埃及的文明与发展”的学习过程中,教师应该摒弃以往只是让学生观看教材图画的做法,主动地将多媒体信息技术引进到教学过程中来,从而在最大的范围内激发学生的学习热情,促进地理在教学方式方面的进步。教师在教学活动开始之前,可以依托多媒体信息技术,播放在网络上下载的有关埃及风土人情的视频,介绍金字塔的神秘及尼罗河沿岸优美的风光。让学生对于埃及整体情况有直观的认知,为下一步的学习奠定坚实的基础。同时,学生在观看视频的过程中,也能够对埃及的文明及发展产生浓厚的兴趣,埃及有着悠久的历史传承及神秘的文化资源,这些都能够在一定程度上吸引学生的注意力,激发学生对于埃及文明探索的欲望。这是传统的讲授式教学方式难以取得的效果。也是多媒体教学的优势所在。在初中地理教学过程中,引进多媒体信息技术能够在一定程度上激发学生的学习热情,为地理教学活动顺利展开创造条件。
2在地理教学过程中引进多媒体技术
提高学生学习的自主性自主学习是新课标对初中学生提出的客观要求,对于培养符合社会主义新时期需要的综合性人才有着深远的影响。所谓的自主学习就是指在教学过程中,教师只是起到辅助的作用,学生成为教学的主体。在课堂教学过程中,改变传统的教师在课堂上讲解教材内容,然后通过作业巩固课堂的学习内容,最后借助考试检测学生掌握情况的讲授式的课堂教学模式,而是凸显学生在课堂教学过程中的作用,把激发学生的学习热情、提高学生自主学习的能力作为教学目标,促进初中地理教学在教学模式方面的根本性的转变。在提高初中学生自主学习能力的过程中,多媒体信息技术发挥了难以取代的作用,是提高学生自主学习能力的前提,也能够在根本上摒弃填鸭式教学模式引发的弊端。例如,初中学生在学习“黄河下游地上河”的形成原因的过程中,教师可以借助多媒体信息技术播放黄河水土流失的视频及地上河形成的原因的动画演示。以便学生能够对黄河地上河的形成原因有直观的认知。黄河是中华民族的母亲河,对于中华民族的诞生、成长及发展有着深远的影响。同时,黄河也是灾难的代名词,在历史上曾经数次泛滥成灾,造成了极其严重的后果。学生在借助多媒体信息技术了解黄河地上河形成的原因的过程中,也会对黄河泥沙的来源产生疑问,进而产生探索的欲望,这是自主学习的良好开端,对于提高学生的自主学习能力有着深远的影响。在初中地理教学过程中,引进多媒体信息技术,能够有效地培养学生的探索精神,为自主学习能力的形成创造条件。
3多媒体教学可以提高地理课堂教学的有效性
有效性教学是新课标的任务之一,能够在一定程度上提高地理课堂教学的质量,促进初中学生综合素质的提高。地理是实践性很强的学科,存在着诸多的教学难点。在初中地理教学过程中,引进多媒体信息技术就能够比较有效地解决类似的难题,提高地理课堂教学的效率。例如,初中学生在学习“太阳直射的移动规律以及世界各地的昼夜长短”的过程中,对于太阳移动影响全球昼夜长短的地理现象不容易理解和掌握。在解题的过程中经常出现失分的情况。但是,教师在教学过程中引进多媒体信息技术就能够有效避免类似情况的发生,加深学生对于本章节知识点的了解。地球昼夜长短的变化是和太阳的直射点有着紧密的关系的,依托多媒体信息技术的动画演示,学生能够在直观上认知两者之间的关系,有效地提高课堂教学的效率,也在一定程度上促进学生对地理知识的长足进步。
4结语
(一)合理运用教学软件
所谓的教学软件其实就是指课件,是软件应用于教学领域内的独特称呼。在地理教学中,多媒体教学软件是比较常用的一种软件,一般都是使用powerpoint、authorware以及Flash等软件。信息技术的应用为地理教学灌注了新鲜血液,它把难以用语言表达出的知识直观地展现在学生面前,这样学生接受起来就比较容易。但是,有时由于教师准备得不充足,或者没有完全发挥出其主导作用,导致课堂气氛虽然活跃了起来,但这些都只是表面现象,学生从中能够真正了解和接受的知识其实很少。因此,在高中地理教学中,对于课件的使用一定要选择合适的时机,要根据教材的内容、教学大纲以及学生的心理特点来选择和制作课件,使学生在轻松的气氛中接受和理解更多的地理知识。只有这样,才能真正体现出信息技术在高中地理教学中的作用,从而提高教学的质量和学生学习的效率。
(二)高中地理教学中对教学软件的具体应用
高中生处于青少年阶段,其思维正逐渐从感性思维转变为理性思维,因此,在教学过程中,对课件的内容一定要进行科学选择。课件作为一种教学工具,在使用的过程中一定要保证其所具有的科学性。在进行高中地理教学的过程中,对于一些固定概念和比较感性的内容是不需要使用课件的。如果是单纯的概念,只要教给学生合理的方法对其进行记忆就可以了。对于比较感性的内容,例如旅游地理这一类知识的讲解,只需很少的一部分图片便可以完成教学任务,根本没必要去制作大量的课件。课件的运用主要针对的是那些难以用语言表达的内容,这样在课堂上可以直观地将其展示在学生面前,教师只从旁引导即可。教师在制作课件的时候要认真,可选择合适的时机插入一些和教学内容相关的动态画面或者是图片,以便对一些学生难以理解的问题进行阐述。同时,在教学的过程中还可以适当播放一些音频和视频,以活跃课堂气氛。但是,在使用课件的过程中,教师一定要将教学内容作为依据,在课件中体现出教学目标,加强对学生的引导,使学生对知识进行更好地感悟。例如,在对《地球宇宙环境》一课进行讲解时,如果以传统的教学方法进行教学,即单纯地用语言叙述,那么无论教师的口才多么的出色,讲述得多么清楚,学生也很难理解。但如果将信息技术运用到教学中,情况就完全不一样了,教师在讲解之前,可以将太阳系的运行画面以动态的形式展示出来,让学生清楚地认识到地球自转和公转的规律,然后教师再对教材内容进行讲解,学生就会更好地进行理解了。运用这种方法进行教学,学生不但能够快速地接受和理解知识,同时还能够加深学生的记忆,从而有效地提高学生的学习效率和高中地理的教学质量。
二、教学软件的作用
(一)常用的教学软件及其使用简介
在高中地理教学中,最常使用的教学软件就是GoogleEarth,这款教学软件是由Google公司用于提供地图搜索服务的网络软件,它能够提供非常清晰的遥感影像,小到居民的住宅,大到整个空间都能够非常清楚地展示出来,可以让学生在封闭的校园内对宇宙进行观察,掌握全球动态。将这款软件应用到高中地理教学中,对于提高学生的学习效率和教师的教学质量有着至关重要的作用。为了有效培养学生的动手能力,完成“过程与方法”的目标,在安装GoogleEarth软件时,教师应该让学生亲自动手,自己在旁边对学生进行正确的引导,当软件安装完成之后就可以利用它进行高效率的地理教学了。
(二)关于GoogleEarth的运用
关键词:现代测绘技木 土地测绘 土地调查 遥感技木 应用
中图分类号:P27 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)06(a)-0036-01
我国传统的测绘技术已经难以满足土地资源利用的需求,而现代测绘技术可以很好的提高测绘的精度与效率,可以极大的提升土地资源的利用率,对土地资源的保护和开发有很大的作用。论文结合现代测绘技术的内容和土地资源的应用,为我国的土地利用开发做出贡献。
1 现代测绘技术对土地测绘的意义
现代测绘技术包含的内容非常广泛,尤其是与先进技术的结合,对土地测绘起到了重要的作用。现代测绘技术有全球定位、遥感技术和3S集成技术等,并且在现代测绘中扮演者重要的角色。
现代测绘技术的应用几乎涵盖了土地测绘的各个领域,当今的土地资源非常匮乏,在土地调查、规划和管理方面都有待进一步提高,现代测绘技术可以满足土地测绘的各种现代化要求,有效提升土地资源的利用,提高工作效率,节省土地资源,实现土地资源的可持续发展。
2 土地测绘的调查
2.1 土地现状的勘察
土地现状的勘察包含了多个环节,其技术流程有现场的调查、测量、修正测量参数、编辑图片、土地信息的管理与完善等,任何一个环节都对土地测绘造成很大的影响,之间的工作需要准确衔接。土地勘察选取1∶1000的比例,经过对土地变化的信息进行修正,在草图上标明出来,测绘方式为全站仪解析法,并将测点的详细参数输入到计算机,通过绘图软件编辑图像信息。
2.2 土地现状分析
通过对土地调查的信息进行分析归纳,通过绘图软件编辑图像信息,从土里利用的空间分布、数据信息、土地结构、利用效率等方面进行评估,从这些指标对即将开发的土地资源进行评价。土地评价的结果用来和已有的相关区域进行比较,比较的方面主要是综合空间与时间的应用效果,能否在以后的建设使用中发挥更大的效益。尤其是当今土地资源的逐渐稀缺,土地的浪费造成的直接和间接的经济损失非常大,因而,土地现状的分析要从经济、环境等方面进行综合评价,以其综合利用的效能最大化为出发点,推动土地资源的优化。
2.3 土地资源的潜力
土地资源在为进行实际的开发之前,要准确评估其蕴藏的潜力,以便能够充分挖掘其中存在的效能。土地资源的潜力评估在经过土地调查和土地现状分析两个步骤之后,其潜力的评估可以用两种方法进行,分别包含单指标和综合指标,尽量提高测绘技术的精度,对已有的土地资源进行细化分析,从土地利用的多种角度进行考量,以发挥土地资源的最大潜力为目标。此外,土地潜力的挖掘还包括为以后的升级改造留出余地。
3 现代测绘技术的应用
3.1 3S集成技术
3S集成技术是一项整体技术的综合,由全球定位技术、遥感技术和地理信息技术结合而来,实现土地的监测、应用分析和管理等内容。随着定位技术、遥感技术和地理信息技术的日渐完善,其在土地调查的应用逐步得到拓展,所包含的功能有数据采集、分析和产品的利用等,实现土地资源信息的高精度调查和动态监测,达到实时化、全方位、精确化的监测模拟。传统的监测方式有很大的局限性,测量的精度低、工作效率低、工作流程繁杂等,严重影响了测量的效能。而利用遥感技术、定位技术和地理信息技术等,可以获得精确的影像数据,对数据信息进行分类、归纳、叠加等操作,通过专业的软件分析,得到优质的地理信息。
3.2 全球定位
全球定位技术发源于军事领域,由于其具有高精度的特点,在实际应用中具有较大的优势,可以满足土地资源的各种利用要求,全球定位技术的应用已经在土地测绘中得到推广,并取得了很好的效果。全球定位技术的基础是通过全球定位的24颗卫星,通过卫星数据接收装置获取信号,接收的信号具有全天候、无障碍的特点,可以实现对土地信息的精确测量。我国幅员辽阔,土地信息非常复杂多样,尤其是针对偏远地区的土地测绘具有很大的难度,受气候、地形等因素的影响,获得详细、精确的土地信息比较困难,并且会耗费较大的人力、财力、物力。而全球定位技术由卫星测绘为基础,无论是普通地段,还是复杂偏远的地区,都不会形成阻碍。
3.3 地理信息技术
地理信息技术的应用基础是计算机设备,通过专业软件对土地信息进行采集、分类、归总和利用。地理信息技术分析的影响因素比较广泛,如土地的环境因素、地形因素、土地的风土人情、土地的区域地段等因素,通过对这些因素的综合处理,可以加快信息获取的速度,经过软件的处理以数字和图形的形式呈现出来。而随着地理信息技术的改进,根据实际应用中出现的冲突和障碍,针对性的增强部分功能,应用已经取得了很好的成效。而当今的地理信息技术的规范化和标准化的进程加快,地理信息的融合性得到了很大的提高,极大的提升了土地资源信息管理的效率和精确度。计算机的存储功能与信息网络技术的结合,可以实现地理信息的共享,极大的节省了工作成本,简化了工作流程。此外,不同的管理部门弥补了以往地理信息的融合性问题,实现无缝衔接,便于工作的团结协作。
3.4 遥感技术
遥感技术对土地的勘测工作发挥了重要的作用,无论是城市土地规划,还是农村耕地的测量,通过航空、航天的正向影像资料的传输,经过分析和原有的地形图进行对比,进行图像更新和存储,以便其后的管理或开发工作。
4 结语
我国的土地资源的利用效率较低,并随着土地资源的匮乏,其开发和利用的压力越来越大,并且成本不断提高,而通过现代测绘在土地测绘中的应用,可以有效的提升土地资源的利用效率,减少管理成本,实现土地资源利用的最大化利益,而这也成为未来的发展趋势。
参考文献
[1] 李翔,丘小春,叶科峰.浅谈全州泥石流灾害中的应急测绘技术[C]//.第十三届中国科协年会第12分会场-测绘服务灾害与应急管理学术研讨会论文集,2011.
[2] 刘万利,张伟.浅谈GPS技术在地籍测绘中的应用[C]//.第十三届华东六省一市测绘学会学术交流会论文集,2011.
【关键词】地理信息系统应用技术分析
中图分类号:TN948.61文献标识码: A 文章编号:
地理信息系统的构成
地理信息系统由人、软件、硬件和数据所构成。硬件包括计算机、及其输入输出设备和网络设备。输入设备包括数字化仪扫描仪以及GPS和全站仪。输出设备包括绘图仪、打印机等。软件是支持信息的采集、处理、存储管理、分析和可视化结果输出的计算机程序系统。数据包括已有的各种图形、图像、文本、以及统计数据,野外观测站点的数据。数据又可以分为图形和非图形数据,定性和定量数据、影像及多媒体数据等。用户是地理信息系统所服务的对象,是地理信息系统的主人,GIS用户分一般用户和从事系统建立、维护、管理和更新的高级用户。地理信息系统的更新包括硬件、软件和数据的更新,以及用户的知识更新,一般,计算机的寿命只有3-5 年,软件寿命约为5 -15 年,而数据的有效寿命与所反映特征的变化周期有关。在地理信息系统的构成中,硬件、软件和数据所占用的成本比为1:2:7地理信息系统的硬件配置模式有单机模式,局域网模式和广域网模式。
地理信息系统应用技术实例分析
1、地震灾害预估
在通用的地理信息系统工具支持下,经过二次开发建立地震震害预估信息系统,可以节省软件开发的人力和物力,缩短系统建立的周期。我们利用地理信息系统软件ARC/ INFO 的开发地震震害预估信息系统,可在震前对地震造成的损失进行预估。该系统包括以下几个功能:
(1)图层管理和视图控制
本系统可管理任意多的图层,如行政区划、公路交通、铁路交通、河流、历史地震、地下水埋深、城市空地、构(建)筑物等。用户可自由添加和删除这些图层。系统允许用户随意打开和关闭某一图层,并可放大、缩小和移动图层,另外还可显示数字化后的遥感图像。
(2)属性识别
本系统可管理任意多的图层,每个图层都有自己的属性数据,如行政区划有国民经济基本情况属性数据,公路交通有公路等级、长度、造价等属性数据。用户选择属性识别后用鼠标点击但在实际中,变量之间的依赖关系经常存在,此时可采用贝叶斯网络来表示大的变量集合的联合概率分布。贝叶斯网络是一个带有概率注释的有向无环图,可以分析大量变量之间的相互关系。
2、数字化林相图
利用GIS和相关的技术确定合理的龄组结构,利用G璐强大的数据库和模型库功能,检索提取符合抚育间伐的小班,制作抚育间伐图并进行合理株数模拟预测,还可制定采伐计划安排、制作采伐图表和更新设计。
以往林业制图,人工劳务介入量大,使得林业专题图的编制费时费力,利用GIS技术可以直接输出包括地形在内的各种专业图件,编制时间大大缩短,精度也有了较高的保证。
3、电力自动化
地理信息系统技术在电力系统自动化中应用的主要功能模块包括(1)地图管理功能模块:该模块可以实现对电子地图的编辑和对非常大的图库进行管理,例如:图件的矢量化、图件的多种格式之间的灵活方便的转换、地图、分析图等图形图像的绘制和误差的矫正、图幅的无缝拼接、投影变换等(2)辅助做图功能模块:能够直观的将整个电力网络直观形象构造出来,从而设计出网络元素对应的属性数据库,最终实现电力网络的自动化形象有效的管理,提供各种各样的快捷有力的网络录入手段。既能够提供方便快捷的手动输人方式,又可以采取外挂数据库的批处理的方式对数据进行输,这样使电力企业在信息录入工作上有了方便快捷且有效的工作模式;(3)设备管理功能模块:通辅助工具与系统的同时运行,在对已有的基本台帐数据、缺陷数据、检修数据、故障数据等数据的处理上更加快捷,能够实现模糊地名搜索,首先对电力网络规定的范围内进行区域划定,对设备种类、型号的定义,构成模糊检索条件,然后可以对所指定的目标实现快速的寻找,让模拟挂牌操作在线路上得以实现,并使线路中具备对现有的挂牌进行检索的功能,与此同时落于书面的图形与报表打印功能的完善使电力企业工作人员的效率得以大幅度的提高;(4)电网分析功能模块:能够对决策者进行一定程度上的辅助决策,在对系统中已经存在的电网图上及有效数据的分析后,实现对拉闸停电分析、阻抗计算、可靠性的计算,提出可靠的理论依据和执行方案方便操作者决策。例如:对拉闸停电范围进行数据分析,便能制定出准确、有效、可行的拉闸停电范围的方案。发电、输电、变电、配电和用电这五大主要的电路循环系统中需要占用极大的地理空间区域,并且并不均匀的分布于整个电力系统中。复杂的分布导致了地理空间区域内分布的各项数据的庞大。然而在电力企业中该项数据是所有应用的核心对象,电力系统自动化的各项功能是以这些分布产生的数据为依托,以科学的方式来执行各功能的。通过地理信息系统,我们可以为电力企业电力系统提供一个集成了地理区域信息的管理运行平台的,通过系统能够优化管理信息系统,合理规划企业资源。
地理信息系统的发展趋势
地理信息系统正朝着多维化、网络化、移动化、集成化、组件化和互操作化等方向发展GIS随着应用的深入以及用户群体的加大,不只是局限于对二维数据进行操作和分析,和只是显示三维数据,而越来越需要对三维数据以及多维数据进行分析、操作和表达在对地理现象的时空过程进行分析和模拟时,如区域人口的变化,洪水的动态过程模拟,土地利用变化的时空过程,城市动态变化的时空过程分析、表达和模拟,除了三维还需要时间维,即所谓“时空系统”这使得GIS向多维GIS的方向的发展。网络时代将人们带入信息化数字化的时代,地理信息系统网络化的发展将使得政府、企业和公众可以通过网络获取到他们所需要的各种数据地理信息,并帮助他们进行决策分析! 他们可以在普通浏览器上进行图形编辑、互动式操作以及完成复杂的空间分析工作GIS的网络化是GIS走向社会化和大众化的有效途径.GIS 将进一步与掌上计算机、移动电话、汽车、飞机、船以及农业机集成,从而成为可移动化的GIS 此外,GIS还将与OA和MIS等技术集成起来,从而发挥GIS 在政务信息化方面的巨大作用GIS 的组件化发展将为满足不同的GIS用户对GIS功能的不同需求提供有利条件。这使得用户具有更大的自来选择和搭建自己的GIS和应用! 组件式GIS是基于标准的组件平台,各组件之间不仅可以进行自由、灵合重组,而且具有可视化的界面和使用方便的接口,组件式GIS的基本思想是把GIS 的功能模块划分为多个控件,每个控件完成不同的功能!各个GIS控件之间,以及GIS控件与其它非GIS控件之间,可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来,形成最终的GIS应用。它为GIS最终用户提供了方便的二次开发手段,这有利于GIS的系统集成化和应用的大众化,同时也能很好地适应网络技术的发展要求! 随着GIS应用的深入和大众化,就要需要不同的GIS系统之间能进行互操,不同GIS系统之间的数据能实现共享。这就使得GIS将向互操作地理信息系统的方向发展,从而使得可以通过高速宽带网实现异构环境条件下多个地理信息系统或其应用系统之间的互相通信和协同工作!总之,随着地理信息产业的建立和数字化信息产品在全世界的应用普及,GIS必将深入到各行各业乃至千家万户中,成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。
【参考文献】
[1] 王洪霞 有关"地理信息技术"的知识[期刊论文]-地理教育2008(3)
[2] 陆翡翡 面向中学教学的地理信息技术应用研究[期刊论文]-新课程学习(学术教育)2011(3)
1.港澳台地区现状
20世纪90年代初,在科技全球化发展的新形势影响下,我国台湾省教育部启动了一系列教育改革方案,并于1995年新修订了《高级中学地理课程标准》,该标准列举了地理技能及方法的重要性,强调学生解决实际问题的能力。台湾高中新地理教材的第三学年选修课程中增加了GIS教育课程,并引发了高中地理教师学习进修GIS相关课程的热潮。为了加强GIS教育的推广,台湾教育部门积极组织大量的教育专家和一些学科教师,进行高中地理GIS教学资源的研发,包括GIS教学网络资源、GIS教育范例、教学配套教材等,大大促进了GIS教育的普及工作。
2.大陆地区现状
在2003年以前,我国的GIS基础教育还只是处于一个刚起步的实验性阶段。2000年ESRI公司将K-12计划引入我国,北京、上海、南京、成都等城市都有中学加入这一计划,如上海东延安中学和北京市潞河中学。不少公司和学校还合作建立了“中小学现代地理教学示范基地”,整个“示范基地”建设于2005年第一季度完成。该“基地”主要开展以Arc View GIS软件为平台的GIS教育,帮助学生了解最前沿科技,认识地理信息系统概念,扩展地理基础知识,培养他们用科学和理性的观点来解决问题的能力。以上有关GIS基础教育种种尝试,为我国2003年新地理课程标准的颁布奠定了一定的基础。
我国最早以官方形式规定GIS进入高中课程是在2003年4月,国家教育部在新一轮课程改革中颁布了《普通高中地理课程标准(实验)》,标准强调地理信息技术在地理学习中的应用。标准中有关地理信息技术内容得到大幅度增加,主要分布在必修3模块和选修模块中,且每一部分都由标准和活动建议两部分构成。但是目前我国还没有出现像ESRI一样自主研发的专门用于基础教育阶段的GIS软件平台。这种现状引起了国内一些教育机构与研发部门的关注和重视,如北京大学清华同方教育技术研究院地理教育技术研究所开发的“教学地理图编辑平台”。此外,社会上一些公司(如北京超图公司)也日益关注GIS教育事业。
二、我国GIS基础教育存在的问题
1.信息化水平低且发展不平衡
GIS基础教育不同于传统地理学科教育,要求学校要有一定数量的计算机机房、软件系统、投影、数字化等设备,能够让学生在学习过程中有充分的上机实践的机会。虽然近年来我国的信息化水平不断以较高速度发展,但是总体水平仍比较低下且发展很不平衡。据2001年底统计,北京和上海分别为14.87名学生和16.7名学生拥有一台计算机, 而云南、贵州和甘肃等, 这个数字分别为18.6、11.8 和9.3。此外,学生能够熟悉计算机的基本操作是GIS基础教育顺利开展的前提,但是目前绝大多数的中学,由于受学校计算机硬件以及计算机教师专业素质低的影响,学生计算机水平很难达到要求。
2.GIS教学软件、教材及其它配套资源缺乏
目前,我国常用的GIS软件主要是美国ESRI公司提供的ArcInfo系列产品、MapInfo公司的MapInfo系列产品以及MapCIS等国产软件,这些软件的共同特点:价格昂贵,功能强大、过于复杂,短时间内难以上手,对中学地理师生而言都是极大的挑战,不适用于中学教学。
通俗易懂的GIS教材及配套读物也很稀少。近些年来,随着GIS的广泛应用,有关地理信息系统的教材及参考书籍层出不穷,但是绝大多数语言生涩难懂、程序复杂,只适用于高等院校教学,而通俗易懂,适用于中学教学的教材及配套读物却很少。这种现象十分不利于GIS普及教育的发展。
3.教师地理信息技术水平不高
地理信息技术是一种比较先进的现代技术,要真正掌握,对中学地理教师是一项很大的挑战。目前,我国大多数中学地理教师对GIS软件不熟悉,信息技术的素养不高,因此,很多学校的GIS教学均是由信息技术课的教师担任,而这些教师地理知识缺乏,在教学过程中难以很好地结合地理知识和规律进行教学,使GIS课缺乏地理特色,不利于学生地理空间思维和能力的培养。
4.GIS基础教育研究十分薄弱
自2003年4月教育部颁布《普通高中地理课程标准(实验)》以来,已经经历了9年的时间,表面上看我国当前GIS基础教育进行得轰轰烈烈,绝大多数中学都开设地理信息技术课程,但多数只是形如虚设,很少向学生开展,其中重要原因之一是我国GIS基础教育缺少有中国特色教育理论的指导。在网上通过对中国期刊全文数据库(CNKI)发表的论文进行检索,2003—2011年,有关GIS或者地理信息系统的论文有20 060余篇,其中涉及到教育的有86篇,而仅有十几篇涉及到GIS的普及教育,其它都是以GIS专业为研究对象。此外,相关著作也比较少见。因此,我国GIS基础教育的重要性虽然得到社会普遍认可,但是教育实践缺乏我国特色教学理论的指导,最终将难以摆脱混乱的困境。
三、我国GIS基础教育有效实施建议
1.积极采取多层次教学
多层次教学是指针对不同学习对象提出不同的教学要求。由于我国当前各地区计算机硬件普及率、经济发展水平、教育水平等还存在很大差异,且在短时间内难以全面提高。因此,要真正落实GIS基础教育,需要根据各地实际教学环境(硬件、软件、学生状况、教师队伍),采取分层次、分地区、分级别有区别地对待。笔者认为,可以根据全国的经济分区(西部、中部、东部地区),给各地区GIS基础教育设定不同的层次要求,实现各地区GIS基础教育最优化发展。具体情况见表1。
2.逐步开发GIS教学资源
(1)开发适合中学地理GIS教学的软件。据了解,目前我国的GIS专业软件公司开发的GIS专业软件接近国际水平,已经完全有能力开发出GIS基础教育软件平台。因此,非常有必要组织一些GIS软件开发者、相关教育专家以及一线地理教师进行软件的开发,借鉴国外先进经验,在成熟的商业或专业的GIS软件的基础上对原有的界面和功能进行简化,实现GIS软件的二次开发,试图开发出一些符合中学生年龄特点及知识水平的中文版GIS软件,这是开展GIS基础教育的当务之急。
(2)组织编写出版优秀地理信息技术中学教材及配套读物。优秀地理信息技术教材和配套读物是中学生快速了解和认识GIS基本知识的有效工具。建议出版机构积极组织国内知名地理信息科学技术专家、学者以及中学地理教师,针对中学生年龄特点、知识水平、接受能力,编写并出版一些通俗易懂的中学GIS教材和配套读物,激发学生对地理信息技术的兴趣。
(3)建立GIS基础教育网站。目前,我国还没有一个专门的GIS基础教育网站,而在欧美等发达国家,都曾先后建立了专门的网页在互联网上进行经验交流、问题解答、资料下载等服务,实现了GIS的教育资源共享,大大节省了人力、物力。笔者认为这一做法非常值得借鉴,建议有关机构牵头建立专门的GIS基础教育网站,联络各个中学和高校,收集有用的教学资源,提供有偿或无偿的资源下载空间,并鼓励网上进行教学经验的充分交流等。
3.不断加强GIS师资队伍建设
(1)加强现有中学地理教师的培训。高水平的地理教师队伍是顺利开展地理信息技术教育的基础和前提,为提高中学地理教师的地理信息水平,应大力开展各种教师地理信息技术培训,鼓励骨干地理教师进行继续教育,尽快使现有的骨干教师成为我国中学地理信息技术教学中的砥柱。
(2)加大高校地理科学专业(师范类)教学改革。高校地理科学专业(师范类)是中学地理教师的摇篮,其教学质量高低直接决定我国未来中学地理教师的素质,在新一轮地理基础教育改革之际,高校地理科学专业可通过修订课程计划、课程标准、教学大纲,加强大学生实践环节,促使毕业生在知识结构、实践能力等方面适应地理基础教育改革需求。
【摘 要】文章通过分析近年来国内外中学乡土地理教学研究进展,结合地理信息技术在中学地理教学中的应用状况,提出将3S技术应用于中学乡土地理教学的设想。
关键词 中学乡土地理;地理教学;3S技术
中图分类号:G633.55 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)06-0055-01
乡土地理作为中学地理教学的有机组成部分,充分体现“生活化地理”的理念,结合现代地理信息技术,以一种全新的视角展示给学生,在一定程度上弥补了传统教学中的不足,让学生在领略环境与生活魅力的同时,增强其社会适应能力与应变能力。
一、中学乡土地理教学研究进展
1.国外研究进展。国外从近代区域地理学诞生之时,便已经开始重视乡土地理研究与教学,确立了其在地理学中的地位。17世纪夸美纽斯在设计地理课程时就强调必须从乡土地理学习开始;18世纪,法国教育家卢梭、瑞士教育家斐斯泰洛齐指出儿童的学习要与乡土知识相结合;继李特尔之后,德国大学教授赫阿尔夫·赫特纳在《地理学——它的历史、性质和方法》一书中重申了“地理课程应该从乡土志开始”;在美国,地理学习通常采用“同心圆”式(或称“扩展环境”式)的学习秩序,即地理学习从家乡和家乡周边环境开始。在英国,虽没有乡土地理教学的概念,但十分重视地理野外考察。在日本,一向重视乡土地理教学,尤其对乡土地理调查法有详尽地研究。
在乡土地理课程设置方面,世界各国有所不同,主要分成三种类型:第一类如英国、法国等,优先学习乡土地理;第二类如前苏联等,将乡土地理知识渗透到各部分内容之中;第三类如澳大利亚等,以专题形式在问题探讨中结合了乡土地理的学习。
由此可见,在国外,无论是课程理念、课程设置,还是教学内容与教学方法,都十分重视乡土地理,乡土地理是地理教学中不可或缺的部分。
2.国内研究进展。与国外相比,中国的乡土地理教学起步较晚,目前,从课程标准来看,国家教育部制定的《义务教育地理课程标准(2011版)》规定“乡土地理是必学内容”,把乡土地理提升至与“地球与地图”、“世界地理”、“中国地理”同等重要的位置,将其纳入中学地理教学的体系之中,且从课程性质、理念、设计、目标以及内容等方面阐述了乡土地理教学的重要性与可操作性。《普通高中地理课程标准(实验)》中有关乡土地理教学的内容出现在内容标准中的“活动建议”部分,且基于乡土地理基础之上的活动所占的比例较大,突出高中地理课程“重视对地理问题的探究,倡导自主学习、合作学习和探究学习,开展地理观测、地理考察、地理实验、地理调查和地理专题研究等实践活动”的理念。
此外,国内广大教师与学者也对乡土地理教学展开了大量研究。据文献调研,2000~2014年之间,国内学者在三大国家级地理教学期刊《地理教学》、《地理教育》和《中学地理教学参考》上发表的与乡土地理教学相关的论文共计69篇,主要涉及乡土地理课程资源的开发、利用,乡土地理教学策略与实施途径,以及乡土地理的各种学习方式和学习困境的研究,如心理地图法研究、地图导学法研究,乡土地理教学案例研究、乡土地理试题研究、教育教材的研究和教育实践的研究等。由此可见,国内乡土地理教育方兴未艾,是中学地理教育的有机组成部分。
二、地理信息技术应用于中学地理教学研究进展
1.国外研究进展。由于经济发展速度不同,各国对地理信息技术的重视程度不同,导致地理信息技术在中学地理教学中的应用存在着差异。总体上,经济越发达的国家或地区,地理信息技术应用于中学地理教学中的时间就越早,相关研究成果也越丰富。如欧美等发达国家,大的如公司、学校,小的如学者个人,都十分重视地理信息技术教育,他们的学生不仅能熟练操作地理信息技术相关专业软件,如GIS软件,而且能运用这些软件分析和解决实际问题。此外,如马耳他等经济欠发达地区,鲜有教师运用3S技术进行地理教学;而新加坡虽然现阶段在中学地理教学中较少涉及3S技术,但是已计划在中学课程标准中对3S技术的应用提出要求,这将有助于3S技术在中学地理教学中的推广和应用。
美国是研究地理信息科学最为前沿的国家,其地理学研究的领域、方向及其变化基本上代表了世界地理学的整体发展规律。从这个意义上说,美国地理学发展趋势也是世界地理学的发展脉络,世界地理信息技术将不断发展,而中学地理信息技术的教学也必然随之发展。
2.国内研究进展。纵观国内近年来的研究,地理信息技术在中学地理教学中的应用主要集中在3S技术课程和3S技术辅助教学应用两个方向的研究上。3S技术课程研究又主要分为课程内容研究与课程教学研究。在课程内容上,段玉山、安业分别对高中地理中3S技术应用的选修模块内容与高中地理教材中涉及3S技术部分内容进行解析与评述,都提出了相应的要求。在课程教学方面,以课堂教学策略与教学方法进行研究为主。
在3S技术辅助教学应用方面,研究主要体现在以下四个方面:①3S技术辅助教学——以制作专题地图为主,用于分析、讲解特定教学内容。②3S技术辅助研究性课题的学习——应用于地理实验教学中;③3S技术的教学模式进行分析;④基于GIS的中学地理辅助教学系统的开发和利用。另外,李晴晴、孙婷等就GIS辅助教学系统的研发与应用也做了相应的研究。
整体而言,我国目前的中学3S教育仍属于探索阶段。一方面,将地理信息技术应用于中学地理教学的理论研究相对不足,更多的是面向科研或高等教育的地理信息技术应用研究,而较少涉及引导学生将3S技术作为学习工具,用于收集、分析、利用地理信息,解决生产生活存在的问题的论文。另一方面,3S技术在我国中学实践教学中的应用进展也较为缓慢。调查结果显示,高中地理教师对教材中涉及到的3S技术部分,大部分只是简单地讲授教材中的内容,只有很少一部分教师会使用ArcGIS、ArcView等软件对教材内容做简单的操作演示,几乎没有学校给学生提供上机、体验3S技术应用功能的机会。
三、不足与新思路
综上所述,国外对3S技术应用于教学的理论研究较为成熟,且其实践教学发展也较快,尤其十分重视如何更有效地在中学地理教学中运用3S技术的问题。而国内研究进展缓慢,对3S技术应用于教学的研究还不够全面和深入,往往侧重乡土地理资源、教材、教学设计、教学模式探讨,少部分基于GIS建立乡土地理资源数据库,而将3S技术综合应用到中学乡土地理教学的研究则仍较为少见。因此,如何将3S技术的优势应用于在中学乡土地理教学中值得研究。
参考文献:
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