地理信息系統(tǒng)技術(shù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用論文
摘要：
地理信息系統(tǒng)（GIS）是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)等為一體的新興邊緣科學(xué)。GIS如今已經(jīng)滲透到了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。本文的寫(xiě)作目的在于加強(qiáng)人們對(duì)GIS技術(shù)的認(rèn)識(shí)，尤其是在地理教學(xué)領(lǐng)域中的認(rèn)識(shí)。本文主要介紹了GIS在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用，詳述了GIS在地理教學(xué)中運(yùn)用的功能和特點(diǎn)及其應(yīng)用方式，最后介紹了多種GIS技術(shù)與地理教學(xué)的結(jié)合。
關(guān)鍵詞：GIS；虛擬GIS；多媒體GIS；三維GIS；地理教學(xué)
一、引言。
21世紀(jì)，信息作為一種重要的社會(huì)資源和社會(huì)動(dòng)力，已經(jīng)對(duì)人們的生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。作為信息技術(shù)重要組成部分的GIS技術(shù)，已經(jīng)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。其廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的諸多部門(mén)，對(duì)傳統(tǒng)的地理教學(xué)也提出了挑戰(zhàn)。
對(duì)地理學(xué)科而言，學(xué)科的學(xué)習(xí)對(duì)象是地理環(huán)境、地理事物以及事物之間的規(guī)律，其具有時(shí)空范圍的廣泛性、多樣性、差異性、各要素間的聯(lián)系性、綜合性和可變性。學(xué)習(xí)對(duì)象的諸多特性和學(xué)習(xí)者的時(shí)空局限、認(rèn)知極限之間不可避免地存在著矛盾。而教師僅憑一張嘴、一支筆、一幅掛圖的傳統(tǒng)教學(xué)方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。因此，在現(xiàn)代教學(xué)中，電化教學(xué)越來(lái)越受到重視，并以其直觀、形象、生動(dòng)等優(yōu)勢(shì)，最大程度的激發(fā)了學(xué)生的求知欲，誘發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。GIS技術(shù)作為電教手段之一，目前已經(jīng)滲透到電化教學(xué)的隊(duì)伍中，并開(kāi)始發(fā)揮其重要的作用。著名的地圖與信息系統(tǒng)專(zhuān)家陳述彭院士曾指出：“定性描述是地理學(xué)的第一代語(yǔ)言，地圖是地理學(xué)的第二代語(yǔ)言，地理信息系統(tǒng)是地理學(xué)的第三代語(yǔ)言�！边@充分體現(xiàn)了GIS技術(shù)在地理教學(xué)中的重要性與價(jià)值所在。
二、地理信息系統(tǒng)（GIS）簡(jiǎn)介。
GIS是一個(gè)用于管理、分析和顯示地理信息的系統(tǒng)。它通過(guò)采集、管理、處理、分析、顯示地理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)來(lái)表達(dá)地理信息。
1。從空間可視化的角度來(lái)看，GIS是一套智能地圖，用于顯示地表上要素及要素間關(guān)系。底層的地理信息可以各種視圖的方式進(jìn)行表達(dá)，而這些表現(xiàn)方式可以被構(gòu)建成“數(shù)據(jù)庫(kù)的窗口”，來(lái)支持查詢(xún)、分析和信息編輯。
2。從空間數(shù)據(jù)庫(kù)的角度看，GIS是一個(gè)包含了用于表達(dá)通用GIS數(shù)據(jù)模型（要素、柵格、拓?fù)�、網(wǎng)絡(luò)等等）的數(shù)據(jù)集的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。
三、GIS技術(shù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用。
1、GIS在地理教學(xué)中的功能分析。
第一，GIS的空間可視化特征，可以幫助學(xué)生培養(yǎng)空間想象能力、建立空間概念。第二，GIS技術(shù)將空間信息和屬性信息集成在一起的特點(diǎn)，使學(xué)生在了解地理事物的空間信息的同時(shí)掌握了其屬性信息。第三，GIS的數(shù)據(jù)關(guān)系特征可以提高學(xué)生的地理空間思維能力。GIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)在存儲(chǔ)各地物空間信息的同時(shí)，還存儲(chǔ)了地物之間的空間關(guān)系，也就是我們常說(shuō)的拓?fù)潢P(guān)系。通過(guò)這種拓?fù)潢P(guān)系，學(xué)生可以清晰的認(rèn)識(shí)到地理事物之間的空間位置關(guān)系，從而培養(yǎng)其空間思維能力。
2、GIS在地理教學(xué)中的應(yīng)用特點(diǎn)。
第一，信息表現(xiàn)力強(qiáng)、數(shù)據(jù)更新速度快。GIS地圖一般都是矢量地圖，即節(jié)省空間，又能實(shí)現(xiàn)精確顯示。同時(shí)GIS地圖多是分層存儲(chǔ)，為人們的`操作和使用帶來(lái)了極大的方便。另外數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)時(shí)更新又促使了圖形信息的更新。第二， 空間性強(qiáng)，具有豐富的空間分析功能。學(xué)生通過(guò)對(duì)GIS相關(guān)軟件功能的認(rèn)識(shí)，有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)地理空間分析的實(shí)用價(jià)值。第三，實(shí)踐性強(qiáng)，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。GIS在地理教學(xué)中還有一個(gè)重要的應(yīng)用，就是專(zhuān)題地圖的繪制。通過(guò)這一過(guò)程，就可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力以及審美情趣。這一過(guò)程即有助于學(xué)生能力的培養(yǎng)，又提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
3、GIS在地理教學(xué)中的應(yīng)用方式。
�。�1）地圖操作顯示應(yīng)用。
GIS的相關(guān)軟件提供了對(duì)地圖的放大、縮小、漫游和測(cè)距等基本操作功能。在地理教學(xué)過(guò)程中，可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要對(duì)地圖局部進(jìn)行適時(shí)的縮放、漫游。尤其測(cè)距的功能對(duì)初中地理地圖一節(jié)的講述有很高的實(shí)用價(jià)值。
�。�2）查詢(xún)功能。
GIS技術(shù)的查詢(xún)功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種方式的空間信息及其屬性信息的查詢(xún)檢索與統(tǒng)計(jì)。其中定點(diǎn)查詢(xún)，可以幫助學(xué)生在地圖上實(shí)現(xiàn)對(duì)地理事物的快速定位，使其對(duì)地理事物的直觀分布有深入的了解。在學(xué)生對(duì)地理事物的空間定位有了一定了解的同時(shí)，也可以幫助學(xué)生對(duì)地理事物相應(yīng)的屬性信息進(jìn)行查詢(xún)與統(tǒng)計(jì)。而比較查詢(xún)則可以快速實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)的指標(biāo)進(jìn)行比較，并把比較結(jié)果用圖表的形式顯示。
�。�3）繪圖功能。
學(xué)生可以運(yùn)用GIS軟件來(lái)完成專(zhuān)題圖的繪制。通過(guò)完成對(duì)各種空間對(duì)象的顯示方式、符號(hào)顏色和大小等的設(shè)置與管理，學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力將得到鍛煉與提高。
四、多種類(lèi)型GIS與地理教學(xué)的結(jié)合。
1、多媒體GIS在地理教學(xué)中的應(yīng)用。
多媒體GIS是指將文字、聲音、動(dòng)畫(huà)、圖像與GIS技術(shù)相結(jié)合，極大的增強(qiáng)了GIS的信息表現(xiàn)力。多媒體GIS與地理教學(xué)的結(jié)合，將在很大程度上提高教學(xué)質(zhì)量與效率。
2、虛擬GIS在地理教學(xué)中的應(yīng)用。
虛擬GIS（VGIS）應(yīng)用于地理教學(xué)，其最大的特點(diǎn)就是展現(xiàn)一些現(xiàn)實(shí)中無(wú)法再現(xiàn)的景象。例如，模擬高原、盆地等的形成過(guò)程、地球板塊的運(yùn)動(dòng)等等。VGIS采用了多媒體、動(dòng)畫(huà)等方式展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，把軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)集于一體，對(duì)輔助教學(xué)具有重要意義。
3、三維GIS在地理教學(xué)中的應(yīng)用。
三維GIS是在二維空間的基礎(chǔ)上，疊加水文、生態(tài)因素，并整合遙感影像等，最終形成三維可視化的模型。對(duì)空間對(duì)象的三維空間分析和操作是其特有的功能。例如，在講地形圖的判讀時(shí)就可以通過(guò)三維GIS來(lái)完成各種地形的三維視圖，并通過(guò)漫游功能讓學(xué)生從不同的角度來(lái)觀察地形特點(diǎn)。運(yùn)用三維GIS來(lái)對(duì)客觀世界進(jìn)行表達(dá)，其結(jié)果將更加真實(shí)。
五、結(jié)論。
傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代教學(xué)需求，現(xiàn)代教學(xué)需要更多新興技術(shù)的加入。隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的GIS技術(shù)將會(huì)應(yīng)用于地理教學(xué)中，不斷豐富教學(xué)內(nèi)容，活躍課堂氣氛、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使教學(xué)方式在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上得到徹底的改觀。但就目前實(shí)際的教學(xué)狀況來(lái)看，筆者認(rèn)為，由于硬件條件、教師素質(zhì)等多方面的因素，GIS技術(shù)在地理教學(xué)中的普遍應(yīng)用，還需要長(zhǎng)期的努力。另外，為了使多媒體GIS技術(shù)、虛擬GIS技術(shù)、三維GIS技術(shù)和地理教學(xué)更好的結(jié)合，我們還需要對(duì)其進(jìn)行更加深入的研究，以使其更有助于地理教學(xué)的開(kāi)展。
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