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地理信息系统（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS）有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。
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位置与地理信息既是LBS的核心，也是LBS的基础。一个单纯的经纬度坐标只有置于特定的地理信息中，代表为某个地点、标志、方位后，才会被用户认识和理解。
用户在通过相关技术获取到位置信息之后，还需要了解所处的地理环境，查询和分析环境信息，从而为用户活动提供信息支持与服务。
地理信息系统作为传统科学与现代技术相结合的产物，为各门涉及空间数据分析的学科提供了新的技术方法，而这些学科又都不同程度地提供了一些构成地理信息系统的技术与方法。因此，认识和理解地理信息系统与这些相关学科的关系，对准确地定义和深刻地理解地理信息系统有很大的帮助。GIS与地理学及地学数据处理系统地理学为GIS提供了有关空间分析的基本观点与方法，是地理信息系统的基础理论依托。而GIS的发展也为地理问题的解决提供了全新的技术手段，并使地理学研究的数学传统得到充分发挥。地学数据处理系统是以地学数据的收集、存贮、加工、集成、再生成等数据处理为目标，为地理信息系统提供符合一定标准和格式数据的信息系统。⑴作为GIS的外部数据处理，为GIS准备数据，如遥感校正。⑵作为GIS内部数据处理，已成为GIS空间分析的有机组成部分。GIS与地图学及电子地图GIS脱胎于地图，并成为地图信息的又一种新的载体形式。地图是GIS重要数据来源之一。地图学理论与方法对GIS有重要的影响。地图强调的是数据分析、符号化与显示，而地理信息系统则注重于信息分析。 与传统地图集相比，电子地图（EMS）有许多新的特征：⒈声、图文、多媒体集成。⒉查询检索和分析决策功能。⒊图形动态变化功能。⒋良好用户界面、读者可以介入地图生成。⒌多级比例尺的相互转换。 一个好的电子制图系统应具有地理信息系统的所有功能，且其拥有更强的空间信息表达与显示功能。 地理信息系统与计算机科学 1、桌面制图桌面制图系统用地图来组织数据和用户交互。这种系统的主要目的是产生地图：地图就是数据库。大多数桌面制图系统只有及其有限的数据管理、空间分析以及个性化能力。桌面制图系统在桌面计算机上进行操作，例如PC机，Macintosh以及小型UNIX工作站。 2、计算机辅助设计CAD计算机辅助设计(CAD)系统促进了产生建筑物和基本建设的设计和规划。这种设计需要装配固有特征的组件来产生整个结构。这些系统需要一些规则来指明如何装配这些部件，并具有非常有限的分析能力。CAD系统已经扩展可以支持地图设计，但管理和分析大型的地理数据库的工具很有限。 3、DBMS数据库管理系统数据库管理系统专门研究如何存储和管理所有类型的数据，其中包括地理数据。DBMS使存储和查找数据最优化，许多GIS为此而依靠它。相对于GIS而言，它们没有分析和可视化的工具。遥感和GPS遥感是一门使用传感器对地球进行测量的科学和技术，例如，飞机上的照相机，全球定位系统（GPS）接收器，或其他设备。这些传感器以图象的格式收集数据，并为利用、分析和可视化这些图象提供专门的功能。由于它缺乏强大的地理数据管理和分析作用，所以不能叫作真正的GIS
浅议地理信息系统在高中地理教学中的应用
摘要：
随着地理知识更新速度的加快，
新课改提高了对学生信息素养的要求。因此，
把
地理信息系统应用到地理教学中成为当代新型教师的重要任务。
本文笔者结合教学实际论述
了地理信息系统在高中地理教学中的应用。
关键字：
地理信息系统
地理教学
引言
伴随信息时代的到来，
地理学岌计算机技术、
航天技术等进行有效整合，
诞生了一门新
兴技术——地理信息系统。地理信息系统（
geographic information system
，简称
GIS
）是一
种以采集、
存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。
它以地
理空间数据库为基础
,
在计算机技术的支持下，采用地理模型分析方法适时提供多种空间的
和动态的地理信息。
地理学是一门研究地球表面的自然现象和人文现象空间分布以及两者间
相互关系的学科，实践性，应用性很强。
中学地理教育的基本目标是传授地理知识、培养地
理技能和提高地理思维能力。因此，在中学地理教学中，既可以根据课标适当地增加有关
GIS
的教学内容来开阔学生的视野，
又可以应用
GIS
改善地理教学，
拓宽学生解决问题的思
路，培养学生综合运用知识的能力及其创造精神和实践能力。
1
、
GIS
的发展简况
GIS
源于
20
世纪
60
年代，加拿大测量学家
R.F.Tomlinson
首先提出地理信息系统这个
概念并建立了世界上第一个地理信息系统，
用于自然资源的管理与规划。
后来，
美国哈佛大
学土地测量专业的一名学生
J.Dangermond
在其毕业论文中设计了一个简单的
GIS
系统，并
在毕业后成立了
ESRI
公司，促进了
GIS
的发展。九十年代以后，随着地理信息产业的建立
和数字化信息产品在全世界的普及，地理信息系统将逐渐深入到各行各业，成为人们生产、
生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。由于国外
GIS
发展较早，其
GIS
教育体系也
相对完善：如美国、日本、澳大利亚、加拿大、英国、德国等都将
GIS
专业教育提到非常
重要的高度。这些国家在大学里许多相关专业，如建筑、市政工程、林业、地理、城市规划
等，都增加了
GIS
课程。我国
GIS
从
20
世纪
80
年代初开始起步，
90
年代才进入快速发展
阶段。中学
GIS
教育更是属于刚刚起步的阶段。而实施
GIS
教育不仅是落实地理学科教育
的责任，也是落实教育本身赋予地理教育的任务。
GIS
教育中对学生信息技术的掌握、地理
研究技术的了解与应用、
地理区域系统思想的建立和地理空间思维能力的培养，
以及地理问
题的分析与处理等多方面具有不可替代的独特功能。因此，笔者认为尝试把
GIS
应用到中
2
学地理教学中势在必行。
2
、
GIS
在高中地理教学中实施的迫切性
2.1
时代发展的需要
20
世纪
90
年代以后，伴随计算机和网络技术的迅猛发展，地理知识的更新速度越来越
快，
将
GIS
引入中学地理教学中是信息时代的要求。
GIS
包含的信息大且更新速度快，
内容
丰富
,
能将大量的地理信息和理论结合起来加以储存
,
供学生查询和使用
,
使学生掌握最新的
地理信息和知识。
2.2
学科发展的需要
目前地理教学使用的相关参考书部分内容有些陈旧，
再加上受到客观因素的制约，
不可
能做到及时更新，影响了地理教学的深度和广度。使用
GIS
进行地理教学，可以实现地理
资料与世界的同步更新，
让我们可以在最短的时间内掌握其他国家的学科发展情况。
我国教
育部
2003
年颁布的《全日制高中地理课程标准
(
实验
)
》已经把地理信息技术纳入必修的地
理课程内容范围，并把它列为七大地理选修模块课程之一，并明确指出：
“强调信息技术在
地理学习中的应用，
充分考虑信息技术对地理教学的影响，
营造有利于学生形成地理信息意
识和能力的教学环境。
”
2.3
学生个体发展的需要
新课标指出，教学一切为了学生的发展。
作为教学主体，
学生的情况存在很大差异。传
统的教学方式很难关注全体学生的需要。
GIS
可以为学生提供互动的教学情境，
他们可以根
据自己的实际情况进行相关地理内容的学习，使每个学生都有所得。
3
、
GIS
在地理教学中的实际应用
3.1
激发学生的学习兴趣
辩证唯物主义认为
,
事物的发展是内外因共同作用的结果。外因是条件，内因起决定作
用。饥饿调动了人寻食的积极性
,
捕猎迫出了人们快速狂奔的能力。也就是说，需求是主观
能动性发挥的最根本动因。
学生是学习活动的主体，
激发主体的主观能动性是提高教学质量
的关键。而兴趣又是学生最好的老师，能够驱使学生主动地去发现问题，解决问题。如学生
对高中选修四的旅游地理内容很感兴趣，
希望可以通过地理课的学习了解中国乃至世界的主
要旅游景点，既满足视觉享受，
放松心情，又可以了解不同区域的文化特色。但是基于课时
及教具的限制，学生期待的效果很难达到。当然，学生学习地理的兴趣便大大折扣。其实，
旅游地理作为选修的学习，从内容的构成上充满乐趣，可以极大地调动学生学习的积极性，
但拘于呈现方式，严重阻碍了学习效率的提高，往往形成低效或无效教学。
GIS
的出现解决
3
了这个难题——依据教材的主要内容并补充相关旅游景点联系交通、
住宿及文化特色等制成
GIS
旅游地图。较一般的地图而言，
GIS
旅游地图可以为学生提供更详细、更准确的信息：
⑴一般的旅游地图因图幅面积的限制，只能呈现一些主要的信息，不能满足不同人群
的各种需要。但
GIS
旅游地图借助计算机技术的支持，表现出高容量的特点，学生可以根
据各自的需要有选择性地进行读取。
⑵一般的旅游地图以纸质形式出现，不易保存。长时间使用后，会出现折痕、破损等
现象，使用年限短暂，影响学生的正常使用。
GIS
旅游地图借助计算机存在，更易储存。
⑶一般的旅游地图不能及时进行信息的更新，
有时会对学生产生错误的指示。
GIS
旅游
地图可以通过网络及时进行更正、修改，保证信息的真实性。
⑷一般的旅游地图有特定的图例，
部分信息混杂在一起，
增加了学生的困难。
GIS
旅游
地图呈现方式直观，
并具查询功能，
学生可以进行相关信息的查询。信息表现清晰，使用起
来方便快捷，节省了学生宝贵的时间。
3.2
有助于学生建立空间概念
地理是一门空间性强的学科，在地理的学习中，要求学生掌握主要的地理事物及空间
分布，
并形成空间概念。
但事实上，
地理课要反映的信息是极其广阔和遥远的，还有一些是
不可见的。
数量之大，表现之抽象，
学生不可能把所有的信息都储存在大脑中。如果只是凭
借教师的有限讲解，
学生不可能从不同角度、
不同层次地对地理事物之间的联系进行深入分
析。
因此，
也就无法在学生大脑中呈现完整而清新的图像，
不能形成牢固而深刻的记忆。
因
此我们在进行地理事物的空间分析时要使用地图。
地图是地理的第二语言，
很多信息都是以
地图的形式出现。较纯粹的文字记忆，地图的记忆效果更好。
GIS
具有数据输入、存储，数
据操作和处理，
数据显示和结果输出，地图制图，
地理数据库的组织与管理，空间信息查询
与量算，
空间分析等功能，
可以用来处理具有空间特点的地理资料，
帮助学生建立空间概念。
尤其是
GIS
的空间信息的可视化。它使学生对于在空间中的各事物的状态有一个非常直观
的感受。
无论是在屏幕上展示一幅可以无级缩放和信息查询的地图，
还是展示一幅三维的地
形模型，都使学生对现实世界空间关系的认识更为直观、具体。由
GIS
显示的空间信息的
可视化结果，
能够帮助学生揭示空间关系、
空间分布模式和空间发展趋势。
如高中地理教学
中要求学生理解地形对气候的影响。
我们可以例证中国地形与气候之间的关系来讲述这个地
理原理：把中国地形图与气候图叠加，让学生先分析地形图，
再分析气候图，最后把两个要
素叠加起来进行比较，
即什么样的地形会形成什么样的气候。
学生尝试使用地形要素来解释
气候的形成。
比较容易的就是青藏高原由于海拔高形成特殊的高寒气候。
如果时间允许，
我
4
们还可以让学生来谈谈美国地形对其气候的影响，
即学即用，
实现地理知识的迁移，
加深学
生关于地形对气候影响的理解。
3.3
有助于学生提高解决问题的能力
受传统教育教学思维模式的影响，
目前绝大部分中学地理教师仍停留在课堂讲述为主的
教学模式上，学生也只能依照教材，
巩固所学知识，制约了学生与教师双方的思维，对地理
的学科教育价值实现产生了一定的阻碍，
而且也有悖于新课程的教育观念，
即
“整合教学与
课程”
、
“强调互动的教学”
、
“构建充满生命力的课堂教学运行体系”
等。
地理课堂教学也存
在不少问题。
如：
教师向学生提问多，
而引导学生主动发问少，
轻视甚至抑制学生发现问题、
主动提问的意识和热情；提出“知识训练”型的问题多，而思维性、启发性的问题少，量多
质差的“满堂问”几乎成为变相的“满堂灌”
。学生的自主探究、发现、创新的意识得不到
应有的发展，情感、
意志、
精神境界等得不到应有的塑造和升华。也许学生虽能攻克试卷上
的一道难题，
而面对真实生活中的难题时却不知所措，
面向未来纷繁复杂的大千世界将更是
茫然。
爱因斯坦说过：
“提出一个问题远比解决一个问题重要。
”
新课程理念要求教师应该是
学生学习的促进者，是教学教育的研究者，课程建设者和开发者，是社会型的开放的教师。
将
GIS
引入中学地理教学是中学地理课程改革的有力工具。因为
GIS
既是教师的教学工具
也是学生的学习工具，教师和学生面对的课程将不再是简单的教科书，
教师、学生、教材将
成为统一体，成为课程的有机组成部分。
GIS
在教师、学生和教材之间，将充当着桥梁和纽
带的角色。
在学习过程中师生互动，
信息多向流动。
如我们在学生学习某些地理概念或原理
时，只提供他们一些事实
(
事例
)
和问题，让学生自己阅读材料，或让学生自己从学习生活和
社会生活中选择和确定专题，独立探究，
自行去发现问题、分析问题和解决问题，
从而获得
知识并培养发明创造能力的一种方法。
在地理教学过程中，
我们不要把现成的东西交给学生，
而应在概念领域内，充分利用新奇、怀疑、困难、矛盾等引起学生的思维冲突，促使学生自
己动脑，去发现探索，对所发现问题和探索的结论由学生自己去做。首先，
我们根据学生的
水平，
确定探究型地理教学课题的探究类型。
课题研究以认识客观世界和人自身的某一问题
为主要目的，
具体包括社会调查、
科学实验和文献研究等。
项目活动类主要是设计以解决一
个比较复杂的操作问题为主要目的，
如模拟设计某一条地铁线路的活动等。
其次，
指导学生
设计研究方案。
研究方案主要包括研究的具体步骤和计划。
这是整个研究性学习的关键。
我
们可以根据学生掌握
GIS
技术的实际情况，结合预先课题或项目，引导学生逐步建立和修
正实施方案，
从而达到方案可行性之目的。
其三，
在实施过程中，
我们协助解决遇到的难题。
最后，开展研究性学习结题和展示成果。结题结果可能有不同情况，我们应引导学生对相
5
关
GIS
探究型学习进行经验总结。
3.4
有助于学生实现个性发展
新课改指出，要关注学生的需求。既要实现学生的全体发展，又要实现学生的个性发
展。
GIS
可以提供界面友好、形象直观的交互式学习环境。
GIS
制作的多媒体电子地图不但
画面清晰、
色彩谐调，
而且加上视频和声音的配合，
具有较强的感染力和较强的人机交互性。
学生通过操作
GIS
地图进行自主学习，可以改变课程教材只是为教师讲授提供蓝本，学生
被动接受知识的局面，
实现信息技术和地理课程内容的整合，
有利于学生主动学习，
学生可
以根据自己的需求有选择地进行学习，进行个性学习，建立属于自己的地理知识框架。
GIS
可以实现人机互助，
个别指导，
有利于师生之间、
学生与学生之间的合作交流。从认识主义
来说，
合作学习可以促进学习的意义建构，
促进学生高水平的地理思维和学习活动。
理由如
下：一是学习者之间的交流、争议、
意见综合等有助于学习者建构起新的、
更深层次的对地
理事物的理解；
二是在合作学习中，
学习者的想法、
解决问题的思路都被明了化、
外显化了，
学习者可以更好地对自己的理解和思维过程实施监控。
行为主义的观点则认为，
学生看到同
伴们的成功，会提高他们自身的自我效能感。
4
、
GIS
在高中地理教学实施中存在的问题
4.1
师资不够
GIS
发展至今，
虽然有很多成熟的软件供教师使用，
但这些软件大多功能庞杂且操作复
杂，
熟悉和掌握这些软件需要一定的时间和相关的计算机基础。
这对于一般的地理专职教师
来说有些困难。
GIS
需要学校花费资金购买，地理教师学习和掌握又存在困难，这无疑会对
GIS
在地理教学的应用制造障碍。
因此，
亟待操作相对简单的软件出现，
来摆脱目前的困境。
4.2
教学需要的适度性
GIS
教学要根据实际教学环境采取分层次、
分地区、
分级别的有区别对待。
可以分为基
础教学、拓展性教学、研究性教学等几个层次进行。在教学方式上，要注意直观，加强传统
教学方式与多媒体教学、
参观、
实习等教学模式的结合；
在拓展性和研究性层次上，要加强
学生的实践能力、基本操作技能、系统设计能力的培养。
4.3GIS
教材的适用性
编制适合我国国情与学生特点的
GIS
教材，在教材中提供配套的练习，并建设相关网
站。学生使用起来既实用又方便。通过教材的重视程度加强社会对
GIS
在地理教学中使用
的关注，与世界接轨，缩小我们与发达国家之间的差距。
