新课标下高中地理课堂教学中GIS技术应用分析研究 教育教学专业

1、新课标下高中地理课堂教学中GIS技术应用分析摘要：随着时代的发展，素质教育改革已经成为现代教育的代名词。2017版高中地理课程标准较之前版本的创新及可取之处主要体现在以下四点，分别是凝练了学科核心素养、更新了教学内容、研制了学业质量标准、增强了指导性。本文主要介绍了新课标下高中地理课堂教学中GIS技术应用分析，开始介绍了GIS技术应用于高中地理教学的背景、意义和国内外研究现状，然后介绍了新课标内容、特点及GIS技术对新课标要求的地理核心素养养成的作用意义。然后提取GIS技术中可以应用在高中地理教学中的教学功能，并通过制作中国各市面积、人口、经济图，2011年降水量专题图，学校选址分析，爆炸影响

2、分析等这几个案例，具体探讨了新课标下高中地理课堂教学中GIS技术应用，并且对GIS技术在高中地理教学中的应用时所存在的问题进行分析，提出了对应的改善措施。从而使得GIS技术不仅提高地理教学的质量，而且帮助学生提升他们的地理素养关键字：地理教学；GIS；地理核心素养；教学案例 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc481442204 1 概述1.1 研究背景及意义随着时代的发展，素质教育改革逐渐深入，2003实验版高中课程标准指导了十余年来普通高中课程改革实践，坚持了正确的改革方向和先进的教育理念。但是，面对经济、科技的迅猛发展和社会生活的深刻变化，面对新时代社会主要矛

3、盾的转化，面对提高全体国民素质和人才培养质量的新要求，面对我国高中阶段教育基本普及的新形势，普通高中地理课程标准实验稿还有一些不适应和亟待改进之处。2017版高中地理课程标准深入总结21世纪以来我国普通高中课程改革的宝贵经验，充分借鉴国际课程改革的优秀成果，努力将普通高中课程方案和课程标准修订成既符合我国实际情况，又具有国际视野的纲领性教学文件，构建具有中国特色的普通高中课程体系对于地理这门学科，无论是老师还是学生，提高地理素养是极其重要的。运用GIS手段辅助中学地理教学，可以提高学生的地理核心素养，培养学生分析、解决实际问题的能力，从这个意义上讲，帮助学生掌握GIS技术，对他们未来适应社会、

4、增强生存能力等都有十分重要的意义。本文将在遵照新地理课程标准和新地理教材的要求，结合高中地理教学实际情况和GIS软件技术的特点，应用具体实例来探讨GIS技术应用在高中地理教学中的优势和特色，为丰富课堂教学，提升学生的地理核心素养（包括可持续发展、区域认知、综合思维以及地理实践能力），更加有效提高教学质量服务1.2 HYPERLINK l _Toc481442205 GIS的发展历程GIS即地理信息系统，是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界(资源与环境)各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，它作为集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境

5、科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科而迅速地兴起和发展起来1 19世纪以来普遍应用的地图和专题图就是一种模拟式的地理信息系统。到19世纪50年代，随着电子计算机科学的崛起和它在航空摄影测量学与地图制图学中的应用，使人们开始用电子计算机来收集、存贮、处理各种与空间和地理分布有关的图形和有属性的数据，并通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务，这才促使了现代意义上的地理信息系统的问世。1956年，奥地利测绘部门首次利用电子计算机建立了地籍数据库，随后各国开始发展土地信息系统(LIS)用于地籍管理。1963年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson首次提出了地理信息

6、这一术语2。进入19世纪70年代以后，随着计算机硬件和软件技术的快速发展，促使GIS朝着满足人们生活的方向前进。80年代，计算机行业推出了的图形工作站和PC机等性能价格的提升，为GIS的普及和推广应用提供了硬件基础GIS正朝着一个可操作的、开放的、扩张的、网络化、信息化的全球GIS发展。计算机科学和网络技术的快速发展给地理信息系统的发展提供了先进的工具和手段，许多计算机领域的新技术，如面向对象的数据库技术、互联网技术、VR技术、图像处理和人工智能技术等都可直接应用到GIS中3 HYPERLINK l _Toc481442206 1.3 国内外GIS地理教学研究现状1.3.1 国外GIS地理教学

7、研究现状在美国，早在1992年，Robert Tinker发表了地理信息在中小学教育中应用的研究成果Mapware：Educational applications of geographic information systems，这是GIS与K一12教育(Kindergarten 12，国际上对基础教育的统称)的第一次整合尝试4。19961998年国家地理教育实施计划，主持了如下两个课题：一是为学校开发GIS业务手册，其最终成果为学校中的GIS；二是开设全国GIS应用的专题讲习班，提升地理教师使用GIS的技能5。 2005年7月Google发行的Google Earth，其采用3D(三维)

8、地图定位技术，通过结合本地搜索功能和卫星图像，可以从任何角度观看全世界的地图，可以对地图进行随意缩放并且具有各种分辨率的地理信息6。美国国家地理科学委员会在2006年发表的Learning to Think Spatially-GIS as a Support System in the K-12 Curriculum中强调了在现代信息社会用GIS作为辅助手段培养学生空间素养的重要性。到如今，学生通过动手操作GIS软件，学会如何搜集数据，建立数据库，以及如何运用数据去进行相关分析，从而更好地将所学知识与自己的生活实际联系起来，实现自身价值1.3.2 国内GIS地理教学研究现状我国大陆的GIS基

9、础教育起步较晚，最早出现于我国台湾地区。1995 年以后，学者们陆续开始探究GIS在中小学教学中的应用。2000年ESRI公司将K-12计划引入我国，北京、上海、成都、南京等地均有中学加入这一计划当中。2003年，大陆地区第一次将GIS引入普通高中地理课，许多相关的专家对此作出了深入的研究。东北师范大学李广江的研究主要是如何将GIS引入到中学地理教学中去，他从四个方面来引入，即教学观念、教学手段、教学内容和教学组织形式7。从2008年龙海丽、唐湘玲所写的论文GIS在中学地图教学中的应用中可以看出，将GIS引入地图教学比传统地图教学更具优势：将GIS引入中学课堂教学，有助于优化课堂教学过程，增加

10、课堂教学容量，提高课堂教学效率，提高课堂教学质量。另外，还有助于教师清晰地展现地图空间思维的认知过程，促使学生对地理事物之间的关系认识得更加直观、详细。GIS技术在地理教育中的运用有利于培养学生地理素养8。2009年华东师范大学的马旭丹通过研究可将GIS研究性学习分为四种教学模式：GIS地理观察与实验教学模式；GIS地理建模教学模式；GIS地理社会调查教学模式；GIS野外考察教学模式9。2012年四川师范大学牟琳在地理信息系统在高中地理合作学习中的实践与探究一文中提出将地理信息系统应用到高中地理合作学习教学中，有助于提高学生学习地理知识的兴趣，丰富学生的地理学习体验，还能提高学生的动手操作能力

11、，掌握地理学习技能，学会与人沟通等，全面提升综合素质10。2017年林娜在GIS技术在中学生地理空间素养培育中的应用研究一文中结合新课标的要求归纳出中学生在现今社会应具备的地理空间素养要素，提出通过GIS技术培养中学生地理空间素养的方法，并通过教学实验对所提方法进行验证11综上所述，我国GIS发展起步晚但发展速度快，GIS作为课程内容被纳入到了新课程标准中，目前国内大多数相关研究中的理论多于实践，且相关研究和具体操作专业性较强，就全国目前大多数中学的硬件设施和师资状况来看，很难实现推广应用。且缺乏相对应的规范化教学流程和典型案例对GIS的教育功能进行概括和提炼，适合采用GIS进行教学的内容也缺

12、乏详细分类本文主要介绍了新课标下高中地理课堂教学中GIS技术应用分析，通过提取GIS技术中可以应用在高中地理教学中的教学实例。如：制作中国各市人口、面积、经济图，降水量专题地图，学校选址，三维爆炸分析图等几个案例，具体探讨了新课标下高中地理课堂教学中GIS技术应用2 地理新课标下GIS功能应用2.1 新课标内容之地理核心素养 在普通高中地理课程标准(2017版)中，关于基本理念的阐述均体现了地理核心素养的内容，以地理核心素养为主导进行地理课程设置，以培养学生地理核心素养为目的，同时学习方式的使用和学习评价体系建立也都是围绕地理核心素养来进行。新课标强调自主、合作、探究式学习方式基础之上，需要更

13、科学地进行地理教学过程设计，需要开展更丰富多样的地理实践活动，利用已具备的地理信息技术，营造直观、生动的地理教学环境。此外，新课标指出需要从学生的认知水平、价值判断能力、思维能力、实践能力等水平来全面反映学生的地理核心素养的发展状况12。虽然对地理核心素养的解释众说纷纭，但不难看都体现出了一些共同的思想，地理素养是个人能够从地理学的角度来观察事物且运用地理学的技能来解决问题的内在涵养，而地理核心素养是学生借助地理学习过程中形成的解决实际问题所需要的最有用的地理知识、最关键的地理能力、最需要满足终身发展所必备的地理思维。地理核心素养主要由以下几方面组成：2.2.1 区域认知个体出于实践和发展的需

14、要，根据一定的指标和方法将地球表层划分为不同尺度、不同功能、不同类型的区域进行认识。个体通过分析区域的整体性和差异性，把握地理要素的相互作用机理，探讨区域之间的联系，评价区域开发的条件与方式，促进区域的发展。因此，认识和理解区域、评价和规划区域、促进区域的交流和发展是学生未来参与社会生活，体现个体存在价值的基本认知需要132.2.2 综合思维综合思维是地理学的基本思维方式。地理学研究对象复杂多变，自然、人文和社会要素相互联系、相互影响。在不同的区域范围内各要素有不同的组合，而且地理事物又处于不断变化之中。因此，在综合思维的培养过程中，地理学不仅研究地球表面各要素的统一，也要考虑各要素之间的变化

15、和发展2.2.3 地理实践地理实践不仅是传统意义上课堂外的地理观测、地理调查，也包括课堂内的教具制作、问题讨论、绘制地图、地理实验，是学生实践能力的综合表现。学生具备地理实践能力，有助于应用地理知识和方法、锻炼环境适应能力、培养发现并解决问题的能力及树立自信心、责任感、团结协作等品质2.2.4人地观念人地关系即人类活动与地理环境的关系，是地理教育最核心的观点。人地观念直接反映人类对地理环境的观念和导向。在分析和解决各种地理问题时，正确的人地观念是解决地理问题的有效途径，才能实现人与自然的和谐相处四个核心素养之间关系紧密。人地协调观是地理课程内容蕴含的最为核心的价值观，它包含正确的人口观、资源观

16、、环境观和发展观等。综合性和区域性是地理学的两大突出特点，由此形成的综合思维和区域认知，是学生应具备的分析和理解地理过程、地理规律、人地关系系统等重要的思维品质和能力。地理课程具有很强的实践性，在实践活动中运用综合思维和区域认知，是学生感悟、体验现实世界中人地关系的重要途径2.2 GIS应用于地理教学的相关功能 地理信息系统的基本功能主要有五个方面：第一，数据采集与编辑功能：包括图形数据采集与编辑和属性数据编辑与分析。第二，地理数据库管理系统的基本功：，包括数据库定义、数据库的建立与维护等。第三，制图功能：根据GIS的数据结构及绘图仪的类型，用户可获得 HYPERLINK /s?wd=%E7%

17、9F%A2%E9%87%8F%E5%9C%B0%E5%9B%BE&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1YdPyf4nhD4nWw9nvnduyn10ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3En1cvrHmvnHT4n1D4rHb3rjfd t /question/_blank 矢量地图或 HYPERLINK /s?wd=%E6%A0%85%E6%A0%BC%E5%9C%B0%E5%9B%

18、BE&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1YdPyf4nhD4nWw9nvnduyn10ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3En1cvrHmvnHT4n1D4rHb3rjfd t /question/_blank 栅格地图。第四，空间查询与空间分析功能：包括拓扑空间查询、缓冲区分析、叠置分析、空间集合分析、地学分析。第五，地形分析功能：包括数字高程模型的建立、地形分析，在地理教学中主

19、要运用GIS以下功能2.2.1 空间可视化功能可视化就是将客观现实构成人脑意象的方法和过程，或对不可直接察觉的某种东西的直观表示。在地理课堂教学中，老师可以运用GIS技术的可视化功能，降地学信息转化成图形符号、图形、图像并结合文字、图表、表格、视频的可视化形式在屏幕上显示出来。使得形象的语言变得更加直观，提高学生学习的热情。还可以通过让学生自己操作，比如放大地图查看局部地区的细节，缩小地图查看整体的布局和效果等 HYPERLINK l _Toc481442209 2.2.2 电子制图功能电子地图是各种环境的图形表达，是传递信息的载体。电子地图在很多领域里得以应用，在这里仅简单谈谈它在地理教学中

20、的应用方面。学生通过用GIS软件制作专题地图，可以锻炼其动手操作能力、解决问题的能力。此外，运用专题地图进行教学，可以增强教学内容的直观性、一目了然，缩减了上课所需要时间，且提高了效率。凸显了信息技术在新课程中应用的优越性2.2.3 空间分析功能作为GIS核心功能之一的空间分析功能是地理信息系统与其它一般信息系统的主要区别。GIS的空间分析功能主要包括：空间查询分析，缓冲区分析，叠置分析，数字地形分析以及网络分析等。地图是地理学的第二种语言，利用GIS的空间分析功能，使传统单一的“死”地图变为多样的“活”地图，对不同的地图信息进行处理，不但可以激发学生的活力，培养学生发现问题解决问题的能力；而

21、且还可以活跃课堂气氛，提高学生的学习热情，让他们积极的参与到学习中来。现主要将地理信息系统空间分析功能中的叠置分析、缓冲区分析、数字地形分析应用于高中地理课堂教学2.2.4 虚拟现实功能基于三维GIS技术的虚拟现实技术，也就是VRGIS技术，随着GIS应用的深入,人们越来越多地要求从真三维空间来处理问题。VRGIS是GIS技术、可视化技术和虚拟现实技术结合而形成的新一代虚拟现实系统。该系统在提供较强的多维数据建模能力和多维空间数据管理能力的同时，更能支持复杂虚拟图形空间的生成和支持用户采用多种交互设备与图形空间进行交互。在地理教学中，运用VRGIS技术建立场景，具有很强的真实感，有利于学生掌握

22、知识，提升学生课堂学习兴趣，从而提高教学质量 HYPERLINK l _Toc481442211 3 GIS技术应用于中学地理教学的案例设计 通过以上内容，我们了解了GIS的空间可视化、电子制图、空间分析、虚拟现实等功能，有利于培养学生的学科素养、空间思维能力、动手操作能力等。此外，还可以帮助教师完成教学任务，提高教学质量。高中地理新课程中强调与实际相结合，重在理论联系实际，运用所学知识解决现实生活中的问题。本章内容根据地理新课标中地理核心素养的要求，运用实例的形式探讨如何将强大的功能直接应用于地理课堂教学或辅助地理课堂教学4.1 案例设计一 人口变化与经济的关系中学阶段学生直接经验少，因而，

23、在学习人文地理部分内容时存在困难。在讲解我国面积、经济、人口与自然地理条件间的关系等问题时，会遇到需要同时利用多种地图和资料讲解该知识点的情况。当需要同时向学生展示中国行政区划图、经济情况分布图、人口分布图、中国各省地图、各地经济情况统计数据等等资料，既耗时耗力，又难以将这些数据整合在一起让学生同时理解和接受。遇到这种情况，如果利用GIS的空间数据采集与编辑及可视化表达等功能，就可以将如此庞大的信息叠加在一起，根据需要显示相应的结果图，更好的理解该知识点。本案例选择的是普通高中地理课程标准实验教科书（人教版）必修2的第一章人口的变化，备课所需GIS数据有：“中国各市地图”图层、“国家”图层、“

24、九段线”图层。A.导入数据，认识中国轮廓打开ArcMap软件将中国地图添加进去，需要CHN-adm2中国各市面文件、九段线、国家等（主要文件）。如图1图1 中国地图B.人口的分布导入各市站点与其面积、人口、经济等数据。然后设置，得到图2由图可以看出，根据颜色的深浅可以看出人口分布情况，颜色深的部分表示人口更多，更密集。从整体上来看，下图中国东部人口分布密集，西北地区人口分布稀疏。从局部聚焦，颜色越深的地区人口越密集，其中北京、天津、重庆、台湾等地区人口密度大图2 中国各市人口分布情况图C.经济专题地图制作设置经济分布情况，如下图所示。得到图3，根据点的密度可以看出经济发展状况。点越密集的地方表

25、示GDP越高，由图可以看出北京、天津、广州、上海等地GDP很高图3 中国各市GDP分布情况图D.整饰地图并出图为了试图更加美观，我们可以给Dataframe设置一个投影坐标系。由于我们要做的是中国全国的降水量分布，我们使用等面积的Albers投影。然后，导入国家，九段线等数据，设置经纬线，添加图例、图名、指北针等等。最终得到图5图5中国各市人口、面积、GDP专题地图我们先从整体扫描，从图中颜色的深浅可以看出：中国东部人口分布密集，各市的人口数量大部分都超过了314万，重庆市的人口达到了2800万。而西北地区人口数量均少于314万，有的市甚至少于86万。从图中点的密集度可以看出：北京、上海、广州

26、、深圳等地点越密集度高，说明这些地方GDP很高。此外，图中点的密集度高的地方往往人口密集，说明各城市GDP和该市的人口存在一定的正比。通过利用GIS的空间数据采集与编辑及可视化表达等功能，将庞大的人口、经济等信息叠加在一起，根据需要显示相应的结果图，帮助学生更好的理解该知识点。4.2 案例设计二我国降水的空间分布 据调查我国初中高中地理教材中都含有降水量分布的内容。其中七年级地理上册中第三章是关于降水量及其分布的，世界的气温和降水也是中考地理中的一个考点。新课标高中地理中也有关于我国降水的空间分布的专题。本文通过使用Arcmap软件对站点区域进行缓冲区分析和泰森多边形分析来确定每个站点收集降水

27、量的范围，制作关于我国2011年的年降水量分布的专题地图。此专题的教学目标是使学生初步掌握如何制作专题地图的底图、了解并掌握我国各个省市自治区在地图上的分布情况、了解我国2011年降水量的分布情况。从而提升学生的区域认知和地理实践能力。本案例选择的是普通高中地理课程标准实验教科书（人教版）必修1的第三章地球上的水，备课所需GIS数据有：“省会城市”图层、“河流”图层、“中国轮廓线”图层、“中国政区”图层、“南海诸岛及其他岛屿”图层、“九段线”图层、“国家”图层。A.导入数据 打开ArcMap软件将中国地图添加进去，需要省会城市、河流、中国轮廓线、中国政区、南海诸岛及其他岛屿、九段线、国家等。通

28、过设置投影、国家层的符号样式、国界线的符号样式、省会城市符号、河流符号样式等得到图6。图6 中国地图先导入站点数据，然后投影气象站点，再关联气象站点与降水量值。如图7所示图7气象站点与降水量值关联后的数据情况B.进行降水量插值利用站点本身附带的高程数据对降水量进行插值，插值结果导出，得到下图（图8）图8中国年降水量的插值图地图整饬首先，设置降水量分级，然后进行分级设色，再设置等降水量线，得到下图（图9）图9 地图整饬后通过添加图例、比例尺和其它要素，比如：可以再添加对我国年降水量分布特征的说明性文字，ArcGIS中可以插入对象，将Word文档插入到MXD文档中，但是在导出图片的时候会有一些问题

29、，所以本文把这些文字做成了图片插入。最后添加一些制作人的信息。得到下图 图10 中国2011年降水量专题地图出图到现在为止，所有的工作都完成了，File-Export Map把图片导出成JPG格式，设置下分辨率300dpi，最终的结果如下：图11 中国2011年降水量专题地图结果图制作一幅精美的地图要考虑很多的因素，一些很小的细节都要考虑到，涉及到从数据到处理到分析的各个方面。ArcGIS为精细化制图提供了一个很好的平台。结合制作好的专题图进行多图层的叠加分析，可以很直观的看出2011年我国东南沿海和滇、藏南部，年降水量在1600mm以上，其中一些山地平均降水量在2000mm以上，台湾省高山地

30、区达30004000mm。秦岭淮河以北大部分地区少于800mm，但东北的长白山区可达8001000mm。我国西北地区除山地外，年降水量大多在400mm以下。大兴安岭西部、内蒙古高原为200400mm，西北内陆除新疆西北部达 400 mm外，大多不足200mm，是我国少雨地区。塔里木盆地、柴达木盆地西北边缘许多地区在20mm以下，成为干旱中心。青藏高原上降水量东南多、西北少。从东南部的3000mm以上到西北部减少到200mm以下。我国年降水量的分布与夏季风的关系最为密切。200mm年等降水量线分布在西北内陆地区；400mm年等降水量线与夏季风影响所及的界线相当；800mm年等降水量线大致通过秦岭

31、淮河线和青藏高原的东南边缘；1600mm年等降水量线主要分布在东南沿海地区。学生通过制作降水量专题地图，加深了知识点的理解，还锻炼了他们的动手能力，培养了学生的区域认知、地理实践能力，提高了整个课堂的效率。 HYPERLINK l _Toc481442221 4.3 案例设计三学校选址 HYPERLINK l _Toc481442222 4.3.1教学案例选择合理的学校空间位置布局，有利于学生的上课与生活，学校的选址问题需要考虑地理位置、学生娱乐场所配套、与现有学校的距离间隔等因素，从总体上把握这些因素能够确定出适宜性比较好的学校选址区。由此，我们可以通过GIS软件帮助选择适合建立学校的场所。

32、本案例选择的是普通高中地理课程标准实验教科书（人教版）必修2第二章城市与城市化第一节城市的内部空间结构，备课所需GIS数据有：landuse（土地利用图）、dem（地面高程图）、rec sites（娱乐场所分布图）、school（现有学校分布图）。A.导入地图数据打开ArcMap软件,导入landuse（土地利用图）、dem（地面高程图）、rec sites（娱乐场所分布图）、school（现有学校分布图）等数据。设置分析环境并设置相关参数：从rec_sites数据中提取娱乐场所欧式距离数据设置各参数。从现有学校位置数据schools中提取学校欧式距离数据集再次设置各参数。然后，进行重分类数据

33、集。B.重分类数据重分类坡度数据集，采用等间距分级把坡度分为10级。平坦的地方适宜性好，赋予较大的值，陡峭的地区赋予较小的值。重分类娱乐场所数据集。采用等间距分级把坡度分为10级。考虑到学校距离娱乐场所比较近时较好，因此距离娱乐场所最近的赋值10，最远赋值1。重分类学校数据集。采用等间距分级把坡度分为10级。考虑到学校距离现有学校越远越好，因此距离娱乐场所最近的赋值1，最远赋值10。重分类土地利用数据集。 在考查土地利用数据时，可以发现不同土地利用类型对学校选址存在一定影响，比如，水体、湿地都不适宜建造学校，因此重分类时，将这两类属性删除，然后对Barren land 、Forest、 bru

34、sh/transitional 、Built up 和Agriculture分别赋予2、4、6、8、10，得到重分类土地利用图。过程如下图所示(图12)图12学校选址逻辑过程图适宜区域分析重分类后，各个数据集都同一到了相同的等级体系内。且每个数据集中那些被认为比较适宜性的属性都被赋以较高的值，根据四种因子的不同权重，对计算结果进行重分类后，分为10类，将大于9的区域提取出来，确定为最佳位置。最终适宜性数据集的Suit(最终适宜性）=reclassdisr（娱乐场所）*0.5+reclassdiss（现有学校）*0.25+reclassland（土地利用数据）*0.125+reclassslop

35、e（坡度数据）得到最终适宜性数据集（图10）。图14适宜性学校选址结果图由图可以明显的看出适宜选址的地方，适宜性较高区域（深色部分）为推荐学校选址区域。适宜选址的地方临近马路，临近娱乐场所，大多位于地势平坦的地方，坡度大的地方不会有适宜学校选址区域，而且适宜选址区域不会有绿化用地、湿地以及森林，距离现有学校距离较远，从一定程度上缓解了教学压力，将学校分散开来，有利于教育事业的高速、有效的开展，为决策提供了强有力的数据资源的支持。结合对学校建设地址选择的探究，学生也可以更清晰的了解在城市中不同类型土地资源的利用，形成人地协调观。城市的功能分区并不是不改变，其实它们一直在动态变化，不仅是社会因素会

36、影响城市功能分区，历史因素和经济因素都会对此有影响。 HYPERLINK l _Toc481442225 4.4 案例设计四爆炸影响分析 在城市地区，一旦出现蒸汽管，燃气管等爆炸事件，建筑瓦砾，粉尘及气体等会形成有毒的蒸汽云团。因此，在知道某爆炸物的地点及影响范围的基础上，需要了解有毒云团的影响范围，找出受影响的建筑。 本实验基于所提供的数据，根据爆炸的影响范围，制作爆炸将产生的范围，并找出受到爆炸影响范围的建筑物。本案例选择的是普通高中地理课程标准实验教科书（人教版）必修2第二章城市与城市化，用以说明了在城市中预计火灾、爆炸的重要性，备课所需GIS数据有： Source.shp （爆炸源），

37、CityModel.shp （三维建筑物）。A.导入数据第一步，启动ArcScene，打开场景文件Exercise6.sxd，其中已经添加了所有原始数据。得到下图图15 场景文件图B.设置影响范围根据爆炸源和爆炸范围设置爆炸影响范围,并设置”透明度“为30%。将爆炸影响范围转为三维矢量数据得到下图。图16 转换后的三维矢量数据图将爆炸影响范围三维矢量数据与周围建筑求交集。适当调整结果的符号颜色，最后得结果图17爆炸影响区域图由图中可以看出，城市模型和爆炸范围之间的交集就是爆炸影响区域即图17中深色区域。学生通过三维可视化可以直观看到爆炸影响范围，这样形象的模型比起传统黑白纸质地图来说更容易让学

38、生理解和接受。除上述案例外，还可以在中学地理教学中涉及自然地理部分的一些抽象的物质运动和变化原理，如板块运动、热力环流、水循环等，人文地理部分如城市、人口、经济活动的空间分布问题、工业、农业的区位因素分析等内容进行应用，帮助学生更好的理解相关概念信息。总之, GIS技术在地理教学中的应用让学习者可以忘我地沉浸在地理环境中, 可以自由自在地、无拘无束地进行思维和分析, 可以多角度地探究地理问题, 大胆假设, 多角度地模拟演示。从而使学生的实践能力得到加强, 学生的创新精神得以提高, 素质教育的目标得以真正实现。此外，有助于学习者区域认知和综合思维能力的增强，提高学生的地理核心素养。 HYPERL

39、INK l _Toc481442229 5 我国GIS应用于高中地理教学存在的障碍和对策分析我国将 GIS 应用于中学地理教学而进行的研究的历史不过短短十几年，教学应用及教师培训等各方面发展都还不够成熟。此外，在高师地理教育专业开设GIS课程也是近几年才开展的，因此现在中学缺乏懂GIS的地理教师亦很自然。有一部分教师无法熟练掌握专业 GIS 软件，另一方面，专业的 GIS 软件价格昂贵，许多学校不赞同在这方面承担昂贵的开支，普及度得不到保证。因此，专业的 GIS 软件严格意义上来说并不适合直接应用于中学地理教学。GIS应用于中学地理教学所展现的强大功能必须要海量的数据支持，目前中学地理教学中需

40、要用到的数据资源主要获取途径是来自网络，可是免费的数据资料少，还有一些数据比较机密，不会公开于网络。所以，GIS 数据资源的来源不足，制约着我国 GIS 在中学地理教学中的普及。有些地区的配置计算机和GIS软件系统还存在困难，大部分GIS软件不适合应用于我国的地理教学，北京超图公司推出的价格低廉的GIS教学软件SuperMap Editor基本解决了中学教学软件平台这一瓶颈问题，但普及应用工作还需完善。此外，没有适合我国国情与学生特点的GIS教材。虽然我国的信息化发展迅猛，但地域发展不平衡，信息化水平参差不齐，多体现于西部地区和一些落后的农村地区，在中学里开展GIS相关课程不符合实际。根据以上几点问题，提出一些改进措施：要实现中学地理教学中 GIS 的普及，一方面要开设地理师范生的 GIS 相关课程；另一方面也要加强在职地理教师的相关培训。要想促进 GIS 在中学地理教学中的全面推广使用，就必须开发专门应用于中学地理教学的 GIS 软件。其次，新开发的软件在价格上不宜过高，对于我国中学，尤其是广大的西部和农村地区经费短缺的学校来说，开发专门的、价格低廉的 GIS 教学软件是比较可行的。为了实现GIS 教学空间数