地理信息技术教学范文

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地理信息技术是地理课程独特的辅助教学技术，它能扩展传统媒体和计算机多媒体的功能，充分发挥地理空间性、综合性和地理“理性”的特征。地理信息技术辅助教学是地理教学方法改革、辅助教学理论与实践的重要内容。将地理信息技术的功能用于课堂教学，并与地理教学目标、内容、过程、方法相融合，实现教学内容的呈现方式、教师的教学方式、学生的学习方式的变革。

当前地理信息系统对于中学地理教师而言已经很是熟悉，但是理解不够深刻，至少还没有真正的将地理信息系统应用起来，他们对于地理信息系统的理解还停留在中学地理课本中，中学地理教学内容中有现代地理学研究新技术手段3S技术，即地理信息系统、遥感技术、全球定位技术，这些技术近些年来发展迅猛，在日常生活中我们会经常接触到，已经成为常规技术，应用于各行各业。在现代地理教学中我们也应该借助地理信息系统的直观表现效果辅助地理教学，加深学生学习了解的印像，帮助学生理解自然现象。

1 地理信息技术概况

地理信息系统与计算机及遥感技术结合,提供地理空间数据的采集、储存、检查、操作与分析。最新的地理信息技术已经发展到对地理空间信息进行可视化的动态分析,在三维图形中对信息进行交互操作,并结合网络、多媒体和立体视觉给人创造个虚拟的数字地球和数字城市，其对于空间数据强大的管理处理和分析能力已经在农业、林业、空页、国土、规划等等行业部门中得到应用，因为人类的行为大部分与位置和空间分布有关,所以应用非常广泛。地理信息系统的广泛应用创造了巨大的经济效益和社会效益。现代地理信息技术正深刻改变着人们的生活和工作,同时也冲击着传统的思维方式和教育观念。

2 共享地理信息系统辅助地理教学

可以应用的共享地理信息系统很多，最为常见的有城市电子地图、交通信息系统、旅游地理信息系统、E都市、Google earth、Visual map、Mapabc、Mapbar等等。大众最为熟悉了解的地理信息系统当属google earth，网络支持的google earth在我们的日常生活中应用普遍，人们出行前在google earth上可以方便目的地的相关自然、人文情况，给人们的生活带来很大的便利。

在地理教学中使用google earth会有更好的使用效果，可以观赏全球任何地区的地貌。点击塔里木盆地，只见一条条排列整齐的沙垄横亘在盆地内部；点击珠穆朗玛峰，依次操作鼠标左键、右键可从高空鸟瞰、近景观看过渡到侧面观赏，旋转屏幕右上角的指北方向，可以绕山峰一周进行观赏，使人真正体验其雄伟和高大。调节观看的高度、方向和倾角，可以进行高低、远近以及缩放欣赏，地球上任一地区的大地貌和小地貌都能一览无余。如果操作左键、右键(或改变鼠标上面轮子的转动方向)可以分别放大和缩小所观赏区域的范围及其地表细微的形态和景观。这些基本功能的应用对于学生了解地球地形地貌基本情况是最为直观、高效的教学手段。Google earth中丰富的街景图片，建筑的三维模型等等都将成为人文地理教学很好的展示工具。

3 专业地理信息系统辅助地理教学

地理信息系统能回答地理事物在哪里、有怎样的空间分布趋势、各地理事物之间空间关系如何等问题。其次，它也能进行直观的模拟演示、数据统计输出等。

3.1 直观的表现地理事物的分布特征、分布规律:

教学中，教师可以应用地理信息系统在空间上显示符合某一条件的地理要素的特性，帮助学生认识地理空间概念。例如，利用地理信息系统对地理事物的空间分布、查询、显示功能，辅助讲授自然与人文要素的分布，也可对各地理要素之间的空间关系进行分析，帮助学生掌握地理要素的分布特征、空间分布规律，提高学生分析地理问题、解决地理问题的能力。

3.2 直观的表现事物地理环境状况:

利用地理信息系统技术，可确定某地理要素在一定范围内对于其他地理要素的分布。例如，确定离某条河流100千米内人口大于20万的城市分布，从而为内河运输、灌溉发电、洪灾预防等各种人类活动提供环境分析与决策，这有助于学生形成理性分析地理问题的能力。另外，也可以借助地理信息系统查询功能，例如，查询某城市一个地点到另一个地点的线段，或较大区域内一个城镇到另一个城镇的线路，地理信息系统可以提供多条线路，也可能给出最佳路径，这些功能对于培养学生的空间分析、空间判断和决策能力都有好处。

3.3 能够反映地理事物变化情况:

利用地理信息系统能显示地理事物在不同时段的地理信息的空间分布，能展现其各阶段的特征，有助于学生认识地理事物的发展过程。例如，在讲授城市化或土地利用变化等问题时，利用地理信息系统直观显示不同时段的城市扩展或土地利用变化信息，能帮助学生对城市化过程或土地利用变迁有深刻的了解。另外，地理信息系统能灵活添加图层要素，例如，叠加城市交通、城市商业网点等信息，使教学过程灵活多变，能培养学生科学、客观地分析问题的能力。

3.4 实现数据统计分析与地理情况的真实模拟:无论是地理科学本身，还是地理教学，直观性是一个重要的特性。地理信息系统能实现统计分析、图表直观显示。具体来说 专题地图制作(地理信息系统软件可以绘制交通图、地形图、行政区划图、旅游规划图等各类专题图)等。

3.5 现代广泛行业应用的地理信息系统能够反映诸多人文地理:在“数字北京”“数字深圳”系统中，能够进行三维漫游，实现从“街区”进入房屋内部的漫游。同时，还可以通过各种属性库链接查询感兴趣的信息，包括各类多媒体信息。这对学生提高学习兴趣，学习新课程中的城市地理、城乡规划等知识非常有好处。

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一、地理信息技术的概念

地理信息技术由地理信息系统、遥感、全球定位系统与虚拟环境、网络GIS等其他技术组成，是指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称。在区域地理环境研究中，它可以用作资源调查、环境监测、自然灾害预防监测、国土资源管理等。在人们的日常生活中，它可以用作汽车导航、参与城市多媒体信息系统的管理等[2]。而信息技术主要是管理与处理信息所采用的各种技术的总称。地理信息技术是信息技术中的一个部分，它指向地理空间信息，与人们的实际生活密不可分。同时，地理信息技术也是高中地理学习阶段学生需要了解的一种信息技术，利用这种技术进行教学，学生能较好地了解区域地理中资源的分布情况，更加全面地分析当地的发展状态[3]。

二、地理信息技术在高中地理教学中的运用

教师将地理信息技术引入教学过程，不仅帮助学生巩固了地理信息技术的基本知识内容，而且还锻炼了学生运用信息技术的能力，鼓励学生自己动手、自主探究，了解地区地理空间信息。

（一）利用地理信息系统绘制空缺地图

在实际生活中，教科书与其他教学参考资料只会给学生提供重要地区的地图信息，而一些位置偏僻经济不发达的地区，往往不可能配置大范围、大规模的地图。学生在处理地理信息时，需要利用这些地区的地图。因此，教师可以引导学生在学习区域地理时利用地理信息技术，训练学生绘制地图的能力，完善教学参考书提供的地图信息。地理信息系统是地理信息技术的组成部分之一，教师可通过指导学生学习地理信息系统的应用方法，登录GoodyGIS网站，利用谷地的高程下载功能，依次获取任意多个地球上的点，得到该地区的位置信息与大致轮廓，利Photoshop简单修改谷地形成的地图，调整地图清晰度。学生制作地图的过程，也是了解当地区域地理信息的过程，同样也是加强学生利用信息技术能力的过程。

（二）利用遥感制作专题图

遥感可以利用不同波段对物体的穿透性，获取海平面以下的地理信息，还可以借助紫外线、红外线或其他微波，探测地表的信息，克服众多的自然阻碍。但由于遥感技术的专业性强，需要借助专门的特殊探测仪器，经过专业的程序处理，才能获得信息，对于高中学生来说，这些过于专业的知识反而不利于学生的地理学习。因此，教师可以先与当地的气象局或自然资源部进行沟通，有规模地组织学生前来参观了解，或者聘请当地的专业人员，将传感器上的图像导入应用系统，利用计算机网络系统合成存储于应用系统上的图片，学生根据自己的需要获取部分图片，绘制专题图，加深对不同地区资源状况的了解。在运用遥感渗透地理学科知识时，教师要把好内容审核关，太难或操作太烦琐的知识教师要做到简单化与泛化，要将难度减低到学生可以接受的程度，从而达到将地理信息技术与高中地理学科的良好融合。

（三）开展以地区地理信息为主题的研究性活动

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地理课程资源的开发与利用是地理课程计划的重要组成部分。在现代教学中，教师需要充分考虑信息技术的影响，为学生自主学习意识和能力的发展创造适宜的环境[1]。因此，充分利用地理信息技术，开发适合课堂教学的课程资源具有其现实可行性和实际应用价值。地理教学资源应具有趣味性、互动性、适应性、探究性和时代性[2]。鉴于此，本文利用2001年至2012年全球海水温度和盐度数据产品，在Matlab环境下开发适用于海水运动（人教版高中地理必修1第三章第二节，中图版高中地理必修1第二章第二节）及海洋地理（高中地理选修2）章节的课堂教学演示、学生实验探索和考试出题的教学辅助软件。根据新课标的教学思想和对上述章节的具体要求，本教学辅助软件对制图内容进行了筛选，确定制作表层海水温度/盐度分布图、沿某经线/纬线的温度/盐度变化图、表层海水温度/盐度时间变化图和具置温度/盐度沿深度分布图四类图形，以辅助相应章节的课堂教学、学生实验和考试测验。

一、数据

本文采用的数据是日本海洋科技中心（JAMSTEC）制作的全球海洋网格化月均温盐数据产品MOAAGPV。该数据产品基于三种数据来源即Argo浮标、三角浮动观测网络（TRION）和传导率温度深度转换数据（CTD），利用相同压强面二维最优插值方法制作而成，以NETCDF（后缀名为.nc）的格式存储，并可通过网络免费下载使用[3]。本文用到的数据是从2001年1月到2012年12月的月平均海水温度和盐度数据，其覆盖范围是60.5°S～70.5°N，水平分辨率为1°×1°，垂直方向上从海洋表面到2000m深度分为25层。

二、软件开发

Matlab由美国Mathworks公司研发，主要用于科学计算、可视化以及交互式程序设计，大部分海洋温盐数据有关的研究都利用该平台进行数据处理和结果可视化[4][5]。本教学辅助软件需要读取NETCDF格式文件并计算全球范围多个时间段的数据，计算量比较大，且涉及大量时空数据的可视化，Matlab在数据处理和可视化方面的功能可以满足此需求，根据制图种类分为四个部分。每个制图部分都可根据教学和考试需要灵活设置制图的内容、空间范围、时间等参数。平面分布图以大陆轮廓为底图，用不同的颜色表示海水温度或盐度的高低，如图1所示。沿纬线或经线分布图绘制指定的经线或纬线在设定时间的温度/盐度分布，如图2所示。时间变化图展示选定区域在设定时间段内的平均温度/盐度变化情况，如图3所示。沿深度分布图绘制指定经纬度位置上的海水温度/盐度性质随着深度的变化规律，如图4所示。

本文在Matlab平台R2010b版本中完成软件的搭建和代码编写，通过Matlab自带的工具完成软件。软件为开源软件，提供详细的程序代码和安装包，可供中学地理教师在课堂教学和考试检测中绘制需要的图形。用户亦可根据自己需要，修改相应的代码段，以使用最新的观测数据或对软件功能进行调整。

三、教学应用

图1～图4展现了本教学辅助软件得到的四类图形的示例。图1所示的海水温盐性质平面分布图可帮助学生理解全球的温度/盐度分布，探索寒暖流经过地区与周围海水在温盐性质上的不同，观察特殊气候现象出现的时间段海水温盐性质异常等。目前教学上常使用“世界洋流分布图”来体现海水运动规律，用箭头直接表达世界各洋流的运动方向，用文字阐述洋流性质的差异。图1的“全球海洋年平均表层温度图”表达方式更加直观，更具有科学依据。图2所示的海水温盐性质沿某纬线/经线分布规律可帮助学生理解海水温度/盐度的空间分布特征。与“全球降雨的纬度分布曲线”等地图结合做综合分析，探究影响海水温度和盐度的因素，观察洋流经过区域的海水性质的变化。图3所示的时间变化图可辅助学生理解海水温盐性质的季节变化和年际变化，对全球气候变暖等理论进行佐证。如图4所示的海水性质随着深度的变化引导学生探究随深度变化海水性质的变化规律和影响因素。

图1全球海洋2001～2012年平均表层温度分布图

图2 2001～2012年间沿20°W平均表层海水盐度

分布图

本教学辅助软件相对于已有教学资源的优势在于可以根据具体需要从数据直接成图，便于学生进行互动探索，也给教师出题提供了材料。例如，学生如果对指定区域感兴趣，则可直接绘制对应区域海水性质的平面分布图、深度变化图、时间变化图等，为学生自主探索学习提供了很好的素材，与高中新课程改革的理念做到很好的契合。教师可根据课堂教学内容和近期的地理热点出题，减少考题所用材料的重复率。

地理信息技术给地理课堂教学提供了丰富的数据来源和制图开发工具。本文利用近十二年来的海洋温度盐度数据产品，在Matlab平台上搭建了教学辅助软件。该软件根据具体需要，由数据直接制作需要的图形，辅助课堂教学、学生实验和考试出题。该软件的应用，丰富了相应章节的教学资源，使课堂教学更加具有时效性、探究性和互动感。

参考文献

[1] 常学勤，季禾.地理课程资源及其开发和利用.教学与管理，2004（16）.

[2] 王瑶，地理课程资源开发利用的创新.现代教育科学，2010（3）.

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中图分类号：G632          文献标识码：A        文章编号：1674-2117（2014）14-0-01

就目前情况来看，地理信息技术在高中地理教学中的实施并不顺利。在现在的高中地理教学中，地理信息技术只是被作为一种背景资料进行引入，没有进行详细的介绍。地理信息技术的具有较强的实践性，但大部分学生的地理实验标准并没有达到成功开展地理信息技术教学的标准。教师的教学业务水平不足，同样造成了地理信息技术应用教学在高中地理教学中的失败。

1 加强现代化教师队伍的建设，提高教学高质性

加强高中地理新课标与地理信息技术应用教学的水准，必须要有高质量的师资队伍的配合。只有教师对地理信息技术具有一定的理解与操作能力，才能使高中地理教学向着现代化的方向发展。学校要加强对教师的教育工作力度，加强骨干性教师的培养，使其掌握最新的地理信息技术信息，促进教师的业务水平提高。另外，学校还要利用网络环境对教师进行网上培训，从不同角度对教师的自我提高需求进行满足，在最短的时间内培养出高质量的教师。

例如，学校可以组织教师进行教学观摩。针对同一内容进行传统教学与结合地理信息技术的教学，让他们从中体会两种教学方式的不同。在讲解《宇宙中的地球》的时候，利用地理信息技术可以将地球的全貌以及地球在宇宙中的美丽姿态进行展示，使地理教学的魅力大幅度提高。

2 加强时代化地理教材的编写，提高教学针对性

教材是高中地理教师开展地理教学活动的必然凭借，教材只有符合新课程标准的要求，具有地理信息技术的详细介绍，才能使高中地理教师的教学活动具有一定的导向性。

在当前的高中地理教学中，像《大规模的海水运动》与《地表形态的塑造》等教学内容，教师可以与地理信息技术的应用相结合。传统的地理教学中上，教师对海水运动前后的图片进行展示，让学生对其运动过程进行想象。对地表形态塑造前后的形态进行对比，让学生从其差别来了解地形形态塑造的过程。而如果在教学中借助地理信息技术，相信教师的地理教学活动会更加具有趣味性，学生的学习劲头也会更足。

3 加强信息化实验环境的打造，提高教学真实性

高中地理新课标与地理信息技术应用教学的有效结合，需要一定硬件设施的支持。从当前情况来看，我国的大部分高中学校已经完成了网络教室的建设。要使其服务于高中地理教学，学校可以将相关的地理信息技术软件植入到计算机中，方便学生学习高中地理知识。为了实现高中地理新课标与地理信息技术应用教学效率的提高，学校还可建立起一个与教学内容、活动相匹配的地理实验室。在真实的地理实验室中，学生能更加直接地了解地理信息技术，在学习高中地理知识的同时，提高自己的地理信息技术应用水平。

比如，在讲解《城市内部空间结构》时，在有效的地理实验室环境下，教师不需要对合理与不合理的城市内部空间结构进行描述。教师可以利用GIS软件，让学生对几个不同的城市结构进行对比，引导学生开动脑筋，自主思考其合理之处与不合理之处。利用地理信息技术，教师不仅改变了传统的高中地理教学方法，更引导学生开展自主学习，这对于高中地理教学来说是具有积极意义的。

4 结语

综上所述，地理信息技术教学对于高中地理教学效率的提高有着重要的促进作用。地理信息技术的应用，可以促进高中学生地理学习兴趣与学习效率的提高。希望在高中地理新课标的背景下，地理教师重视起信息技术的作用，利用业务水平与教学环境的改变，促进学生地理学习能力的提高。

（吉林省公主岭市范家屯镇第一中学，吉林 公主岭 136105）

参考文献：

[1]孙汉群.高中地理新课标与地理信息技术应用教学[J].江苏教育学院学报(自然科学版),2006(01):111-115.

[2]旋晓伟,王林,王晓青.信息技术在高中地理教学中的应用调查研究[J].曲阜师范大学学报(自然科学版),2013(01):125-128.