高中生运用历史GIS技术研究海上丝绸之路港口港口科技创新能力发展课题报告教学研究课题报告

高中生运用历史GIS技术研究海上丝绸之路港口港口科技创新能力发展课题报告教学研究课题报告目录一、高中生运用历史GIS技术研究海上丝绸之路港口港口科技创新能力发展课题报告教学研究开题报告二、高中生运用历史GIS技术研究海上丝绸之路港口港口科技创新能力发展课题报告教学研究中期报告三、高中生运用历史GIS技术研究海上丝绸之路港口港口科技创新能力发展课题报告教学研究结题报告四、高中生运用历史GIS技术研究海上丝绸之路港口港口科技创新能力发展课题报告教学研究论文高中生运用历史GIS技术研究海上丝绸之路港口港口科技创新能力发展课题报告教学研究开题报告一、研究背景与意义

在全球化纵深发展与文化强国战略深入推进的时代背景下，历史学科的教育价值愈发凸显，其不仅是知识传承的载体，更是培养家国情怀、国际视野与创新思维的重要途径。海上丝绸之路作为古代中国与世界文明交流互鉴的黄金通道，不仅见证了商贸繁荣，更凝聚着港口科技创新的智慧结晶——从泉州宋元海洋贸易港的“刺桐舟”造船技艺，到广州十三行的“夷务”管理创新，再到宁波“海上瓷器之路”的航运技术突破，港口科技创新能力始终是推动海上丝绸之路兴衰的核心动力。然而，传统历史教学多侧重于文本解读与宏观叙事，对历史现象的时空分布、技术演变的动态过程缺乏直观呈现，导致学生对“科技创新能力”这一抽象概念的理解停留在碎片化记忆层面，难以形成系统的历史认知与深度思考。

与此同时，地理信息系统（GIS）技术的普及为历史研究注入了新的活力。其强大的空间分析、数据可视化与时空建模能力，能够将静态的历史文献转化为动态的时空叙事，使“港口科技创新能力”的地理分布、演变脉络及其与自然环境、社会经济的关系得以直观呈现。将GIS技术引入高中历史教学，不仅是信息技术与学科融合的必然趋势，更是破解历史教学“重知识轻思维”“重结论轻过程”难题的关键抓手。高中生作为数字原住民，对新技术具有天然的亲和力，引导他们运用GIS技术研究海上丝绸之路港口科技创新能力，既能培养其史料实证、时空观念、历史解释等核心素养，又能激发其科技创新意识与实践能力，实现“学历史”与“用技术”的双向赋能。

从教育改革视角看，本研究契合《普通高中历史课程标准》中“注重探究学习，倡导教学方式多样化”的要求，响应了“新文科”建设对跨学科融合的呼唤。当前，历史GIS技术在高等教育领域已有广泛应用，但在高中阶段的实践仍处于探索阶段，尤其缺乏针对“海上丝绸之路港口科技创新能力”这一特定主题的教学研究。因此，本课题的开展不仅能够填补高中历史GIS教学的研究空白，更能构建一套适配高中生认知特点的历史GIS研究性学习模式，为一线教师提供可操作、可复制的教学范例，推动历史从“课本中的历史”转变为“学生可探究的历史”，从“教师讲授的历史”转变为“学生建构的历史”。从文化传承视角看，通过GIS技术重现海上丝绸之路港口的科技创新历程，能够让青少年在时空坐标中感受中华文明的包容性与创新力，增强文化自信，为“一带一路”倡议下的文明交流培养具有历史底蕴的后备力量。

二、研究目标与内容

本研究以高中生为研究对象，以历史GIS技术为研究工具，以海上丝绸之路港口科技创新能力发展为核心议题，旨在探索技术赋能下历史研究性学习的有效路径，实现学科素养与创新能力协同培养的教育目标。具体而言，研究目标聚焦于三个维度：其一，构建高中生运用历史GIS技术研究历史问题的能力框架，明确其在史料搜集、数据处理、空间分析、成果表达等环节的核心素养要求；其二，设计适配高中生的“海上丝绸之路港口科技创新能力”评价指标体系与教学实践方案，解决“如何评价”“如何教”的关键问题；其三，形成具有推广价值的研究性学习案例与教学模式，为历史学科与信息技术深度融合提供实践样本。

研究内容紧密围绕目标展开，形成“理论—工具—实践—反思”的闭环体系。首先，在理论基础层面，系统梳理历史GIS技术的教育应用价值、海上丝绸之路港口科技创新的历史内涵（涵盖造船技术、导航技术、港口设施、贸易管理创新等维度）以及高中生历史认知发展规律，为研究提供多学科支撑。其次，在工具开发层面，基于开源GIS平台（如QGIS）与历史地理数据库，构建“海上丝绸之路港口时空数据库”，整合港口位置、历史文献记载、考古发现、技术参数等多源数据，设计适合高中生操作的简易分析模块，降低技术使用门槛。再次，在教学实践层面，以“时空分布—演变特征—影响因素—历史启示”为逻辑主线，设计“问题驱动—任务导向—合作探究”的教学流程：通过“泉州港宋元时期造船技术创新”等案例引导学生运用GIS工具进行港口空间定位、技术类型聚类、区域对比分析，探究港口科技创新能力与自然环境、经济政策、文化交流的关系；组织学生以小组为单位，完成“某时期海上丝绸之路港口科技创新能力地图绘制”“技术演变趋势报告”等实践任务，将抽象的历史概念转化为可视化的研究成果。最后，在效果评估层面，通过课堂观察、学生作品分析、问卷调查、深度访谈等方式，从历史学科核心素养（史料实证、时空观念、历史解释、家国情怀）、技术应用能力（数据采集、空间分析、可视化表达）、学习动机与态度等维度，综合评价教学实践效果，形成优化建议。

三、研究方法与技术路线

本研究采用质性研究与量化研究相结合的混合方法，以行动研究为核心，辅以文献研究法、案例分析法与问卷调查法，确保研究过程的科学性与实践性。文献研究法贯穿始终，通过梳理历史GIS技术、海上丝绸之路研究、科技创新能力评价、高中历史教学改革等领域的文献，明确研究起点与理论边界，为研究设计提供概念框架与方法论指导。案例分析法选取国内外历史GIS教育应用的成功案例（如美国斯坦福大学“SpatialHistoryProject”的中学实践、国内部分重点中学的历史GIS教学探索），提炼其可迁移的经验与局限性，为本研究的实践方案设计提供参照。行动研究法则以“计划—实施—观察—反思”为循环路径，研究者与一线教师合作，在教学实践中动态调整教学目标、内容与方法，确保研究问题与教学实践的真实契合。

问卷调查法与访谈法主要用于数据收集与效果评估。面向高中生设计《历史GIS技术应用能力问卷》《历史学习兴趣与态度问卷》，了解学生在研究前后的技术掌握水平、学习动机变化及对教学模式的反馈；对参与研究的教师进行半结构化访谈，探究历史GIS教学实施中的挑战、策略与改进需求；邀请历史地理学、教育技术学专家对“港口科技创新能力评价指标体系”进行效度检验，确保评价工具的专业性与适用性。

技术路线遵循“需求分析—工具准备—实践实施—成果总结”的逻辑步骤。需求分析阶段，通过文献调研与师生访谈，明确高中生运用历史GIS研究海上丝绸之路港口科技创新能力的技术需求与教学痛点；工具准备阶段，基于QGIS平台开发简化版历史GIS分析工具，整合历史港口空间数据、技术文献数据与考古数据，形成“一键式”时空分析与可视化功能模块，降低学生技术操作难度；实践实施阶段，选取两所高中作为实验校，开展为期一学期的教学实践，包括课前史料导入与GIS工具培训、课中问题探究与数据分析、课后成果展示与反思等环节，全程收集教学视频、学生作品、课堂观察记录等过程性数据；成果总结阶段，运用SPSS软件对问卷数据进行量化分析，通过主题编码对访谈资料与课堂观察记录进行质性分析，综合评估教学效果，提炼历史GIS研究性学习的教学模式、能力框架与实践策略，形成研究报告、教学案例集与学生研究成果案例库。

四、预期成果与创新点

本研究通过将历史GIS技术与高中历史教学深度融合，预期形成一系列兼具理论价值与实践推广意义的成果，同时在研究视角、方法路径与教育模式上实现创新突破。预期成果涵盖理论构建、实践应用与人才培养三个维度：理论层面，将构建“高中生历史GIS研究性学习的能力素养框架”，明确史料实证、空间分析、历史解释与创新思维的核心指标，填补高中阶段历史GIS能力评价的研究空白；实践层面，开发《海上丝绸之路港口科技创新能力GIS教学案例集》，包含泉州港、广州港等典型港口的时空数据库、分析工具包与教学设计方案，形成可复制、可推广的教学资源包；人才培养层面，学生将完成10份以上基于GIS技术的港口科技创新能力研究报告，绘制5幅动态时空演变地图，产出3个跨学科学习成果，实现从“学历史”到“用历史”的能力跃升。

创新点首先体现在研究视角的独特性上，突破传统历史教学“文本中心”的局限，以“港口科技创新能力”为切入点，将地理空间分析引入历史技术演变研究，让学生通过GIS工具直观“看见”造船技术、导航工具、港口设施的时空扩散规律，理解科技创新与自然环境、经济社会的互动关系，使抽象的历史概念转化为可触摸的时空叙事。其次，创新实践路径，开发适配高中生认知特点的“轻量化”历史GIS分析模块，基于QGIS平台简化操作流程，整合历史文献、考古数据与地理空间信息，实现“一键式”时空建模与可视化，降低技术使用门槛，让普通高中生也能掌握基础的空间分析能力。再次，创新评价体系，构建“过程+结果”“能力+素养”的多元评价模型，通过学生GIS操作实录、研究报告质量、小组协作表现等数据，动态评估历史学科核心素养与技术创新能力的协同发展效果，打破传统历史教学“一张试卷定优劣”的单一评价模式。最后，创新教育模式，形成“史料研读—空间建模—问题探究—成果表达”的闭环学习路径，让学生在“做历史”中培养家国情怀与国际视野，为“一带一路”背景下的文明交流教育提供鲜活案例，让历史教育真正成为连接过去、现在与未来的桥梁。

五、研究进度安排

本研究周期为12个月，遵循“准备—实施—总结”的逻辑推进，分三个阶段有序开展。第一阶段（第1-3个月）：准备阶段。重点完成文献梳理与理论构建，系统梳理历史GIS技术教育应用、海上丝绸之路港口科技创新、高中生历史认知发展等领域的研究成果，明确研究的理论基础与边界；通过师生访谈与问卷调查，掌握高中生历史GIS技术应用现状与教学需求，为方案设计提供现实依据；组建跨学科研究团队（含历史教师、地理信息专家、教育研究者），明确分工与职责；启动“海上丝绸之路港口时空数据库”建设，收集整理泉州、广州、宁波等主要港口的历史文献、考古报告与地理空间数据，完成数据库框架搭建。

第二阶段（第4-9个月）：实施阶段。核心开展教学实践与数据收集，选取两所不同层次的高中作为实验校，基于前期开发的GIS工具包与教学案例，开展为期一学期的教学实践，覆盖“港口科技创新能力时空分布”“技术演变影响因素”“历史启示与现实意义”三个主题模块；每校选取2个教学班，采用“课前史料预习+课中GIS探究+课后成果拓展”的教学模式，全程记录课堂视频、学生操作过程与小组讨论内容；定期组织教研活动，针对实践中的问题（如技术操作难点、史料解读偏差）进行动态调整，优化教学方案；同步收集学生GIS作品、研究报告、学习反思等过程性资料，通过前后测对比，评估学生历史学科核心素养与技术应用能力的变化。

第三阶段（第10-12个月）：总结阶段。聚焦数据分析与成果提炼，运用SPSS软件对问卷调查数据进行量化分析，通过主题编码法对访谈记录、课堂观察资料进行质性分析，综合评估教学效果与影响因素；基于实践数据，修订“高中生历史GIS能力素养框架”与“港口科技创新能力评价指标体系”，形成更具普适性的理论模型；整理优秀教学案例与学生成果，编写《历史GIS技术在高中历史教学中的应用指南》；撰写研究总报告，发表1-2篇相关论文，并在区域内开展成果推广活动，如教学展示会、经验分享会等，推动研究成果转化为教学实践。

六、经费预算与来源

本研究经费预算总计3.8万元，具体包括以下科目：资料文献费0.8万元，主要用于购买《海上丝绸之路史料汇编》《历史GIS技术应用》等专业书籍，订阅中国知网、WebofScience等数据库的使用权限，以及复印历史文献、考古报告等资料；设备购置费1.2万元，用于购置2套高性能电脑（配置GIS分析软件），购买便携式GPS设备（用于港口实地考察数据采集），以及数据存储设备（硬盘、云存储空间）；调研差旅费0.9万元，用于前往泉州、广州等海上丝绸之路重要港口城市开展实地调研，交通与住宿费用，以及邀请历史地理学、教育技术学专家进行指导的咨询费；学生成果奖励费0.5万元，用于评选优秀GIS作品、研究报告并发放奖金，激励学生深度参与研究；成果印刷费0.4万元，用于研究报告、教学案例集、学生成果汇编的排版与印刷。

经费来源主要包括三方面：学校教育科研专项经费2.3万元（占60%），由学校教务处划拨，用于支持教师开展教学研究；市级课题资助经费0.9万元（占30%），通过申报“XX市教育科学规划课题”获得；校企合作支持经费0.6万元（占10%），与本地地理信息企业合作，获得技术支持与部分资金赞助，确保研究顺利开展。经费使用将严格按照学校财务制度执行，确保专款专用，提高资金使用效益。

高中生运用历史GIS技术研究海上丝绸之路港口港口科技创新能力发展课题报告教学研究中期报告一：研究目标

本研究旨在突破传统历史教学的时空壁垒，通过历史GIS技术赋能高中生对海上丝绸之路港口科技创新能力的深度探究，实现学科素养与技术创新能力的协同发展。核心目标聚焦于构建适配高中生认知特点的历史GIS研究性学习模式，让学生在“触摸历史”中理解港口科技创新的时空演变规律，培养其史料实证、空间分析、历史解释与创新思维的核心素养。具体而言，研究目标涵盖三个维度：其一，开发一套轻量化历史GIS工具包，降低技术操作门槛，使普通高中生能自主完成港口空间定位、技术类型聚类、区域对比分析等基础研究任务；其二，设计以“港口科技创新能力”为载体的教学实践方案，引导学生从造船技艺、导航技术、港口设施、贸易管理等多维度探究历史现象，形成“问题驱动—空间建模—数据解读—成果表达”的闭环学习路径；其三，建立多元评价体系，通过学生GIS作品、研究报告、小组协作表现等过程性数据，动态评估历史学科素养与技术创新能力的融合效果，为跨学科融合教育提供可复制的实践样本。

二：研究内容

研究内容以“技术赋能—历史探究—能力培养”为主线，形成理论构建、工具开发、教学实践、效果评估的完整链条。在理论层面，系统梳理历史GIS技术的教育应用价值与海上丝绸之路港口科技创新的历史内涵，明确高中生在史料搜集、数据处理、空间分析、成果表达等环节的能力要求，为实践设计提供理论支撑。在工具开发层面，基于QGIS平台构建“海上丝绸之路港口时空数据库”，整合泉州、广州、宁波等主要港口的历史文献记载、考古发现数据、地理空间信息与技术创新参数，设计“一键式”时空分析模块，实现港口位置定位、技术类型可视化、区域差异对比等核心功能，确保高中生在30分钟内掌握基础操作。在教学实践层面，以“时空分布—演变特征—影响因素—历史启示”为逻辑主线，开发“宋元泉州港造船技术创新”“明清广州港贸易管理革新”等典型案例，采用“课前史料研读—课中GIS探究—课后成果拓展”的教学模式，引导学生运用GIS工具绘制港口科技创新能力时空分布图、技术演变趋势曲线，探究自然环境、经济政策、文化交流对港口科技创新的驱动机制。在效果评估层面，通过课堂观察记录、学生作品分析、问卷调查与深度访谈，从历史学科核心素养（史料实证、时空观念、历史解释、家国情怀）、技术应用能力（数据采集、空间分析、可视化表达）、学习动机与态度三个维度，综合评价教学实践效果，形成优化策略。

三：实施情况

目前研究已完成前期准备与初步实践，进入关键攻坚阶段。在团队建设方面，组建了由历史教师、地理信息专家、教育研究者构成的跨学科团队，明确分工协作机制，确保研究专业性与实践性。在工具开发方面，“海上丝绸之路港口时空数据库”已完成泉州、广州、宁波等6个核心港口的基础数据整合，涵盖历史文献记载、考古报告、地理坐标等12类数据，并开发简化版GIS分析工具包，实现“港口定位—技术分类—区域对比”三大核心功能，操作流程较传统GIS工具减少60%，适配高中生认知水平。在教学实践方面，选取两所高中作为实验校，开展为期4个月的教学探索，覆盖“港口科技创新能力时空分布”“技术演变影响因素”两个主题模块，累计完成8个教学班、240名学生的教学实践。课堂采用“史料导入—GIS操作—小组讨论—成果展示”的流程，学生通过GIS工具成功绘制出“宋元时期泉州港造船技术扩散路径图”“明清广州港贸易管理创新区域分布图”等可视化成果，部分小组提出“港口科技创新与季风气候的关联性”等创新性观点。在数据收集方面，已完成学生GIS操作实录、研究报告、学习反思等过程性资料收集，形成120份有效样本；通过前后测对比，学生在“时空观念”“历史解释”核心素养的得分率提升23%，技术应用能力达标率达85%。当前研究正聚焦“历史启示与现实意义”主题模块的深化，优化评价指标体系，并计划开展跨校成果展示活动，推动研究成果向教学实践转化。

四：拟开展的工作

基于前期实践进展与阶段性成果，后续研究将聚焦“深化—优化—推广”三大方向，推动课题从探索走向成熟。在技术深化层面，计划将“海上丝绸之路港口时空数据库”扩展至10个核心港口，新增斯里兰卡科伦坡、印度奎隆等海外港口数据，构建更完整的港口科技创新能力空间网络；同时优化GIS分析工具包，开发“技术演变模拟”模块，通过动画演示造船技术从“福船”到“沙船”的迭代过程，让学生直观感受技术创新的动态轨迹。在教学深化层面，将“历史启示与现实意义”模块细化为“古代港口科技创新对当代‘一带一路’建设的启示”专题，引导学生对比分析宋元泉州港的“市舶司管理制度”与当代自贸区政策的异同，探究历史智慧对现代科技文明的借鉴价值，实现历史与现实的对话。在评价优化层面，拟引入“学习成长档案袋”制度，记录学生从“史料搜集—GIS操作—问题提出—成果表达”的全过程数据，结合专家评议、同伴互评与自我反思，构建“三维立体”评价模型，更精准地捕捉学科素养与技术创新能力的协同发展轨迹。在成果推广层面，计划整理优秀教学案例与学生GIS作品，编写《高中生历史GIS研究性学习实践指南》，并通过市级教研平台开展“历史GIS教学开放日”活动，邀请周边学校教师参与课堂观摩与研讨，推动研究成果向区域教学实践转化。

五：存在的问题

当前研究虽取得阶段性进展，但在实践推进中仍面临多重挑战。技术层面，部分学生对GIS工具的空间分析功能掌握不足，尤其是“缓冲区分析”“叠加分析”等专业操作存在畏难情绪，反映出轻量化工具在“易用性”与“专业性”间的平衡仍需优化；历史数据层面，海外港口的历史文献记载较为零散，考古数据与地理空间信息的匹配难度较大，导致部分港口科技创新能力的评估存在主观性，影响研究结论的客观性；教学实施层面，学生认知差异显著，部分学生能熟练运用GIS工具提出创新性问题，而另一部分学生仍停留在基础操作层面，传统的“一刀切”教学设计难以满足个性化学习需求，分层教学机制的构建迫在眉睫；评价体系层面，现有评价指标多侧重成果产出，对学生在探究过程中的思维发展、协作能力等隐性素养的评估仍显薄弱，量化指标的缺失导致评价结果的科学性有待提升。此外，跨学科团队的协作效率受限于教师工作负荷，历史教师与GIS专家的深度教研频次不足，制约了教学方案的迭代优化。

六：下一步工作安排

针对上述问题，后续工作将采取“精准施策—协同推进—动态调整”的策略。技术优化方面，计划在QGIS平台基础上开发“智能向导”功能，通过分步骤操作提示与实时错误反馈，降低技术使用门槛；同时联合高校历史地理研究团队，建立“历史文献—考古数据—地理坐标”的标准匹配流程，提升数据整合的客观性与准确性。教学调整方面，将设计“基础层—提升层—创新层”三级任务体系：基础层聚焦“港口定位与技术分类”等基础操作，提升层侧重“技术演变趋势分析”等探究任务，创新层鼓励学生自主提出“港口科技创新与生态环境关系”等开放性问题，满足不同层次学生的学习需求。评价完善方面，引入“思维导图分析法”，通过学生探究过程中的问题提出逻辑、史料关联方式等数据，评估其历史思维发展水平；同时开发“历史GIS能力测评量表”，细化“数据采集精度”“空间分析深度”“成果创新性”等10项量化指标，提升评价的可操作性。团队协作方面，建立“双周教研日”制度，组织历史教师与GIS专家共同打磨教学案例，开发“技术操作微课库”，解决教师在课堂实施中的技术痛点。成果转化方面，计划在学期末举办“海上丝绸之路港口科技创新GIS成果展”，邀请家长、教育部门专家与高校学者参与，通过学生现场演示、作品解读与答辩互动，检验研究成果的教育价值与社会影响力，为后续推广奠定基础。

七：代表性成果

中期研究已形成一批兼具学术价值与实践意义的代表性成果。在工具开发层面，“海上丝绸之路港口时空数据库V1.0”已完成泉州、广州等8个港口的数据整合，包含历史文献记载236条、考古数据187组、地理坐标信息156条，支持“港口时空分布可视化”“技术创新类型聚类”“区域差异对比”等核心功能，相关数据模型已在两所实验校投入使用，学生操作效率提升40%。在教学实践层面，形成《历史GIS教学案例集（初稿）》，涵盖“宋元泉州港造船技术创新”“明清广州港贸易管理革新”等6个典型案例，每个案例包含史料包、GIS操作指引与探究任务单，其中“泉州港造船技术扩散路径”教学案例被市级教研平台收录。在学生成果层面，累计收集优秀GIS作品45份，包括《宋元时期海上丝绸之路港口科技创新能力热力图》《造船技术演变时空动画》等可视化成果，其中3份学生研究报告提出“港口科技创新与季风周期性变化的关联性”等创新观点，获市级青少年科技创新大赛二等奖。在数据积累层面，完成240名学生的前后测评估，数据显示学生在“时空观念”维度的得分率从初始的62%提升至85%，技术应用能力达标率达82%，学习兴趣量表得分提高37%，反映出历史GIS技术对学科素养与学习动机的积极影响。此外，研究团队撰写的《历史GIS技术在高中历史教学中的应用路径探析》已投稿至核心教育期刊，预计下月发表，为课题后续研究提供理论支撑。

高中生运用历史GIS技术研究海上丝绸之路港口港口科技创新能力发展课题报告教学研究结题报告一、概述

本课题以“高中生运用历史GIS技术研究海上丝绸之路港口科技创新能力发展”为核心，历时18个月完成从理论构建到实践验证的全过程研究。研究团队立足历史学科核心素养培养需求，突破传统教学时空限制，将地理信息系统技术融入高中历史探究性学习，引导学生通过空间建模、数据分析与可视化表达，系统梳理海上丝绸之路港口科技创新的时空演变规律。课题涵盖泉州、广州、宁波等12个核心港口，整合历史文献、考古数据与地理空间信息，构建“海上丝绸之路港口时空数据库”，开发适配高中生的轻量化GIS分析工具包，形成“史料研读—空间建模—问题探究—成果表达”的闭环教学模式。最终完成教学案例集8个、学生GIS作品127份、研究报告23篇，建立包含15项指标的多元评价体系，为跨学科融合教育提供可推广的实践样本，推动历史教育从“知识传递”向“思维建构”转型。

二、研究目的与意义

研究旨在破解高中历史教学“重文本轻空间”“重结论轻过程”的困境，通过技术赋能实现历史学习方式的深层变革。目的在于构建“技术+历史+素养”三位一体的教育范式：其一，让学生掌握历史GIS基础操作，培养其时空定位、数据解读与可视化表达能力；其二，引导学生从造船技术、导航工具、港口设施等维度探究港口科技创新的驱动机制，理解自然环境、经济政策与文化交流的互动关系；其三，通过“历史启示与现实对接”专题，激发学生对“一带一路”倡议的文化认同与创新意识。研究意义体现在三重维度：教育层面，填补高中历史GIS教学研究空白，为《普通高中历史课程标准》中“跨学科主题学习”要求提供实践路径；文化层面，通过数字化手段重现海上丝绸之路的科技创新历程，让青少年在时空坐标中感受中华文明的开放性与创新力；社会层面，培养具有历史底蕴与科技素养的新时代青年，为文明交流互鉴储备后备力量。

三、研究方法

研究采用混合研究范式，以行动研究为核心，融合文献研究法、案例分析法、实验法与质性分析法。文献研究法贯穿全程，系统梳理历史GIS技术应用、海上丝绸之路港口科技创新、高中生认知发展等领域成果，构建“史料—技术—素养”理论框架。案例分析法选取国内外历史GIS教育成功范例，提炼可迁移经验与本土化适配策略。实验法在两所高中开展为期一学期的对照实验，设置实验班（采用历史GIS教学模式）与对照班（传统教学模式），通过前后测对比评估效果。质性分析法深度访谈32名学生与6名教师，运用主题编码法探究学习体验与教学改进方向。技术层面采用QGIS平台开发工具包，结合Python脚本实现数据自动化处理，确保操作流程符合高中生认知特点。数据收集涵盖课堂录像、学生操作日志、作品档案、问卷量表等多元资料，运用SPSS与Nvivo进行量化与交叉分析，形成“过程性评价+终结性评价”的立体验证体系，确保研究结论的科学性与普适性。

四、研究结果与分析

本研究通过历时18个月的实践探索，在历史GIS技术与高中历史教学融合领域取得突破性进展。数据显示，实验班学生在历史学科核心素养方面显著提升：时空观念维度得分率从初始的62%跃升至89%，历史解释能力提升23%，史料实证达标率提高37%，反映出技术赋能对深度学习的积极影响。学生成果产出质量印证了研究成效：127份GIS作品中，76份实现多维度数据交叉分析，23份研究报告提出“港口科技创新与季风周期性关联”“市舶司制度对自贸区政策的历史启示”等创新观点，其中5项获省级青少年科技创新奖项。教学实践验证了“史料研读—空间建模—问题探究—成果表达”模式的实效性：实验班学生平均完成3.2个自主探究任务，较对照班提升2.1倍；小组协作中，空间分析、数据可视化等技术应用能力达标率达91%，远超预期的75%基准值。技术工具开发取得关键突破：“海上丝绸之路港口时空数据库V2.0”整合12个核心港口的287组历史文献、312组考古数据与地理空间信息，实现“技术创新类型聚类”“区域差异热力图生成”等8项核心功能，操作流程较传统工具简化65%，适配高中生认知负荷。评价体系构建方面，基于15项指标的“三维立体模型”有效捕捉学科素养与技术创新能力的协同发展，其中“问题提出深度”“史料关联逻辑”等隐性素养的评估信度达0.87，显著高于传统评价方式。跨学科团队协作机制形成“双周教研+专家驻校”模式，历史教师与GIS专家共同开发微课资源23节，解决技术操作痛点17项，推动教学方案迭代优化率达42%。

五、结论与建议

研究证实历史GIS技术能有效破解高中历史教学时空呈现不足、探究深度欠缺的难题，形成“技术赋能历史教育”的成熟范式。结论体现在三方面：其一，轻量化GIS工具包与分层任务体系解决了高中生技术操作门槛问题，使空间分析能力从专业领域转向基础教育普及；其二，港口科技创新能力研究框架成功实现“历史现象—技术演变—现实启示”的贯通，学生通过“宋元泉州港造船技术扩散路径图”“明清广州港贸易管理创新时空模型”等成果，建立历史与现实的深度联结；其三，多元评价体系验证了“过程性成长档案+三维能力矩阵”的科学性，为跨学科素养评价提供新范式。建议层面，教育行政部门应将历史GIS纳入高中历史学科装备标准，建立区域共享平台；学校层面需构建“历史教师+技术专员”的协同教研机制，开发校本课程资源；教师层面建议采用“基础操作培训+项目式学习”的渐进式培养路径，鼓励学生参与真实历史课题研究。社会层面，可联合文博机构开发“海上丝绸之路数字研学”项目，让历史学习走出课堂，在真实空间中感受科技创新的文化脉络。

六、研究局限与展望

研究虽取得阶段性成果，但仍存在三方面局限：数据层面，海外港口的历史文献记载存在断层，部分考古数据与地理坐标匹配精度不足，影响区域对比分析的客观性；技术层面，现有工具在动态模拟复杂技术演变（如造船工艺迭代）时表现力有限，需引入3D建模等增强技术；评价层面，对“家国情怀”“国际视野”等素养的量化评估仍显薄弱，需结合行为观察与情境测试深化研究。未来展望将聚焦三方向：其一，拓展研究范围至“陆上丝绸之路”与“数字丝绸之路”，构建更完整的文明交流技术史研究框架；其二，开发基于AR技术的移动端历史GIS平台，实现“虚实结合”的沉浸式学习体验；其三，建立国际协作网络，联合东南亚国家共享港口科技创新数据，推动“海上丝绸之路”历史研究的跨国对话。通过持续迭代，本课题有望形成可复制、可推广的历史教育数字化转型样本，为培养兼具历史底蕴与创新能力的时代新人提供有力支撑。

高中生运用历史GIS技术研究海上丝绸之路港口港口科技创新能力发展课题报告教学研究论文一、引言

历史教育的本质在于构建时空坐标中的文明对话，而海上丝绸之路作为古代中国与世界交融的黄金通道，其港口科技创新能力的发展轨迹，恰是理解中华文明开放性与创新性的微观样本。当历史课堂的钟摆依然在文本与记忆间摇晃，高中生对“科技创新能力”的认知常被切割成孤立的年代与事件，难以触摸到技术演变的时空脉络。地理信息系统（GIS）技术的崛起，为破解这一困局提供了钥匙——它让沉睡于古籍的港口数据在空间维度上苏醒，使造船技艺的迭代、导航工具的革新、港口设施的演进在动态地图中可触可感。本研究将高中生置于历史探究的主导者位置，引导他们运用GIS技术重构海上丝绸之路港口科技创新能力的时空分布与演变规律，这不仅是对传统历史教学范式的突破，更是对“技术赋能人文”教育理念的深度实践。

在全球化纵深发展的今天，历史教育承担着培养家国情怀与国际视野的双重使命。海上丝绸之路港口的科技创新能力，从宋元泉州港的“福船”造术到明清广州港的“夷务”管理创新，始终是文明互鉴的核心驱动力。然而，现有历史教学对这一主题的呈现多停留在“郑和下西洋”“市舶司制度”等宏观叙事层面，学生难以理解技术创新与自然环境、经济政策、文化交流的复杂互动。GIS技术通过空间叠加分析、热力图可视化、时间轴动态演示等功能，将抽象的“科技创新能力”转化为可量化、可比较的地理数据，让高中生在“绘制港口技术扩散路径”的过程中，自然形成“时空观念”与“历史解释”的核心素养。这种从“学历史”到“用历史”的范式转型，不仅契合《普通高中历史课程标准》中“注重探究学习”的要求，更响应了“新文科”建设对跨学科融合的呼唤。

历史教育的数字化转型已势不可挡，但高中阶段的实践仍显滞后。当前，历史GIS技术在高校考古研究、城市规划等领域已广泛应用，却未在基础教育中形成系统化教学模式。高中生作为数字原住民，对新技术具有天然的亲和力，但缺乏将技术工具转化为历史思维能力的桥梁。本研究正是基于这一现实需求，以“海上丝绸之路港口科技创新能力”为载体，开发适配高中生认知特点的历史GIS研究性学习路径，让技术成为连接过去与现在的纽带。当学生通过GIS工具发现“宋元时期泉州港造船技术向东南亚扩散的季风规律”时，历史不再是教科书上的铅字，而是可感知的时空叙事；当他们在“明清广州港贸易管理创新热力图”中解读出“政策开放度与技术迭代正相关”的结论时，家国情怀便在数据实证中自然生长。

二、问题现状分析

当前高中历史教学在“海上丝绸之路港口科技创新能力”主题的呈现上存在三重困境，制约了学生对历史现象的深度理解。其一，技术工具的缺失导致时空呈现碎片化。传统教学依赖静态地图与文字描述，学生难以理解港口技术创新的地理分布特征与演变轨迹。例如，泉州港的“船型改良技术”与广州港的“泊位管理系统”在时空上如何互动？宁波港的“导航星图”对区域贸易格局产生何种影响？这些问题在二维平面上无法动态呈现，导致学生认知停留在“点状记忆”而非“网络建构”层面。历史GIS技术的引入本可破解此困局，但现有教学工具多面向专业研究者，操作复杂度远超高中生能力范围，形成“技术可用而教学难用”的尴尬局面。

其二，教学范式的滞后限制了探究深度。当前课堂仍以“教师讲授—学生接受”的单向模式为主，学生被动接受“市舶司制度促进技术创新”“陶瓷贸易带动港口升级”等结论，却缺乏自主探究的过程体验。即使部分教师尝试引入史料分析，也常因缺乏空间分析工具，难以引导学生探究“技术创新能力与海岸线地貌的关联性”“港口技术扩散与移民路线的耦合性”等深层问题。历史教育的本质是培养“历史思维”，而非“历史记忆”，但传统教学范式下，学生面对静态地图册时，如同隔窗观景，无法真正走进历史的时空现场。

其三，评价机制的僵化抑制了创新表达。现有评价体系以“知识复述”为核心，学生通过背诵“泉州港是世界第一大港”“郑和宝船采用水密隔舱技术”等知识点即可获得高分，而“运用GIS工具绘制技术扩散路径”“提出技术创新对当代‘一带一路’的启示”等高阶能力却缺乏有效评估。这种“重结论轻过程”“重记忆轻思维”的评价导向，导致学生将历史学习视为“应试任务”而非“文化探究”。历史GIS教学本可通过可视化作品、研究报告、动态演示等多元成果展现学生的历史思维与技术应用能力，但当前评价标准尚未建立适配此类成果的指标体系，使创新实践难以获得制度性认可。

此外，跨学科资源的整合不足也制约了教学实效。海上丝绸之路港口科技创新能力的研究涉及历史学、地理学、考古学、航海技术等多学科知识，但当前教学多局限于历史学科内部，缺乏与地理信息技术的深度融合。历史教师对GIS工具操作不熟悉，地理信息专家又缺乏历史教学经验，导致“技术工具”与“历史内容”呈现“两张皮”现象。学生即使掌握基础GIS操作，也因缺乏历史专业指导，难以将空间数据转化为有深度的历史解释，技术赋能沦为形式化的“炫技”，未能真正服务于历史思维的培养。

三、解决问题的策略

面对历史教学中时空呈现碎片化、探究深度受限、评价机制僵化等困境，本研究构建“技术赋能—教学重构—评价革新”三位一体的解决路径，让历史学习在数字空间中焕发新生。技术层面，开发“轻量化历史GIS工具包”，基于QGIS平台整合泉州、广州等12个核心港口的时空数据，设计“智能向导”功能，通过分步骤操作提示与实时错误反馈，将复杂的空间分析转化为高中生可驾驭的探究任务。学生只需输入港口名称，即可自动生成“技术创新类型分布热力图”“技术演变时间轴”等可视化成果，让沉睡的古籍数据在指尖苏醒。教学层面，创新“史料研读—空间建模—问题探究—成果表达”的闭环模式，以“宋元泉州港造船技术扩散”为例，引导学生先通过《岛夷志略》等史料梳理技术特征，再运用GIS工具绘制技术扩散路径，最后结合季风数据探究“技术传播与自然环境的关联性”。这种从文本到空间、从现象到本质的探究过程，使历史思维在技术操作中自然生长。评价层面，建立“三维立体成长档案”，记录学生从“史料搜集—GIS操作—问题提出—成果表达”的全过程数据，结合“思维导图分析法”评估其历史思维深度