高中生采用GIS技术重建宋朝海上丝绸之路的航线地理环境课题报告教学研究课题报告

高中生采用GIS技术重建宋朝海上丝绸之路的航线地理环境课题报告教学研究课题报告目录一、高中生采用GIS技术重建宋朝海上丝绸之路的航线地理环境课题报告教学研究开题报告二、高中生采用GIS技术重建宋朝海上丝绸之路的航线地理环境课题报告教学研究中期报告三、高中生采用GIS技术重建宋朝海上丝绸之路的航线地理环境课题报告教学研究结题报告四、高中生采用GIS技术重建宋朝海上丝绸之路的航线地理环境课题报告教学研究论文高中生采用GIS技术重建宋朝海上丝绸之路的航线地理环境课题报告教学研究开题报告一、研究背景与意义

当GIS技术从专业实验室走向高中课堂，历史地理教学正迎来一场从平面到立体的蜕变。宋代海上丝绸之路作为古代中国对外交往的黄金航道，其航线地理环境的重建不仅关乎历史脉络的清晰呈现，更成为连接跨学科学习的桥梁。当前高中历史与地理课程改革强调“时空观念”与“综合思维”，传统教学模式中静态的地图展示与碎片化的史料解读，难以让学生真正理解航线背后的地理逻辑与历史动因。而GIS技术的空间分析能力，恰好为破解这一教学痛点提供了可能——学生通过叠加历史港口位置、季风洋流数据、海陆高程模型，能直观看到“为何泉州港在宋元时期超越广州成为东方第一大港”，这种从数据到认知的转化，远比课本上的文字描述更具冲击力。

从历史研究本身来看，宋代海上丝绸之路的航线记载虽见于《岭外代答》《诸蕃志》等文献，但多局限于文字描述与粗略方位，缺乏精确的地理空间定位。近代以来，虽有不少学者通过传统地图学方法进行航线复原，却因技术手段有限，难以动态呈现航线的季节性变化、港口间的空间关联性以及地理环境对航行的影响。高中生作为数字原住民，对技术工具的接受度与操作能力远超以往，让他们参与GIS环境下的航线重建，既是对历史研究方法的创新尝试，也是对“让史料活起来”这一学术理念的生动实践。当学生亲手将“占城道”“三佛齐国道”等古航线标注在数字地图上，分析不同季节西南季风与东南季风的吹拂方向对航行时间的影响时，历史不再是故纸堆里的符号，而成为可触摸、可探究的空间叙事。

教育意义上，这一课题突破了学科壁垒的桎梏。历史学科强调“史料实证”，地理学科注重“空间推理”，GIS技术则是二者融合的载体。学生在收集《宋史·食货志》中关于市舶司的记载、整理现代海洋水文数据、运用ArcGIS进行缓冲区分析的过程中，自然建立起历史事件与地理环境的关联认知。更重要的是，这种研究性学习培养了学生的“数字素养”——在数据采集、处理、可视化的全流程中，他们不仅学会操作GIS软件，更理解了技术如何服务于人文研究，这种能力在数字化时代的重要性不言而喻。从更深层次看，宋代海上丝绸之路所体现的开放包容、互利共赢精神，与当代“一带一路”倡议一脉相承。通过GIS技术重建其航线地理环境，学生能在时空坐标中感受中华文明的海洋基因，这种历史与现实的对话，比任何说教都更能激发文化自信与家国情怀。

二、研究目标与内容

本研究旨在以GIS技术为工具，引导高中生系统重建宋朝海上丝绸之路的航线地理环境，并探索其在历史地理教学中的应用路径。具体目标包括：构建宋代海上丝绸之路的核心航线数据库，涵盖主要港口、航线节点、季风洋流等地理要素；实现航线地理环境的动态可视化，呈现不同季节航线的空间变化特征；分析地理环境要素（如洋流、风向、港口区位）对航线选择与贸易活动的影响机制；形成一套适用于高中历史与地理学科的GIS教学案例，为跨学科教学提供可复制的实践模式。

为实现上述目标，研究内容将从史料梳理、数据采集、技术处理、教学应用四个维度展开。在史料梳理阶段，重点整理宋代文献中关于海上丝绸之路的直接记载，包括《诸蕃志》中“从泉州发船，顺风二十日至占城”的航行时间描述、《宋会要辑稿》里市舶司的港口管理记录，以及考古发现的宋代沉船（如“南海一号”）所提供的航线实物证据。同时，结合现代历史地理学者的研究成果，明确航线的传统分段（如广州至占城段、占城至三佛齐段、三佛齐至印度洋段）及各段的关键节点，为后续数据采集提供历史依据。

数据采集与处理是核心环节。地理空间数据方面，获取宋代主要港口（泉州、广州、明州等）的精确坐标，通过历史地图与现代GIS底图的叠加分析，确定港口的时空变迁；收集中国南海及印度洋季风洋流数据，提取不同月份的风向、流速信息，建立宋代航海条件模型；整合全球数字高程模型（DEM）数据，分析航线沿岸的地形特征（如马来半岛的地峡、马六甲海峡的水深）对航行的影响。历史文献数据方面，将文字记载转化为结构化地理信息，例如将“顺风十日至波斯湾”描述转化为基于平均航行速度的航线距离估算，通过GIS的缓冲区分析功能，生成可能航线范围。

航线重建与地理分析是技术落地的关键。运用ArcGIS的空间分析工具，将港口节点数据、季风洋流数据、地形数据进行叠加，结合史料中的航行时间与方向描述，构建宋代海上丝绸之路的主航线网络。通过时间轴动画功能，动态展示冬夏两季因季风变化导致的航线调整（如冬季利用东北季风从中国南洋，夏季借助西南季风返回）。在此基础上，进一步分析地理环境对贸易格局的影响：例如，通过港口邻近度分析，解释为何泉州因背靠腹地经济、面向深水港的优势，逐渐超越广州成为东方第一大港；通过洋流路径模拟，说明阿拉伯商人如何利用季风从波斯湾抵达中国南海。

教学应用研究则是将学术成果转化为教育实践的重要纽带。基于航线重建的GIS数据库，设计面向高中生的探究式学习任务，如“以‘宋代商人从泉州到波斯湾的航行’为案例，利用GIS工具分析哪些地理因素决定了航线的最优路径”“对比宋代与现代海上丝绸之路的航线变化，探讨技术进步对国际贸易的影响”等。开发配套教学资源包，包括GIS操作手册、史料解读指南、航线分析案例集，并选择试点班级开展教学实践，通过学生反馈评估教学效果，最终形成可推广的高中跨学科GIS教学模式。

三、研究方法与技术路线

本研究采用理论与实践相结合、历史与地理相融合的研究路径，综合运用文献研究法、GIS空间分析法、案例教学法和行动研究法，确保课题的科学性与实践性。文献研究法是基础，通过系统梳理宋代文献、现代学术专著及历史地理研究成果，建立航线重建的历史依据。重点研读《宋史》《岭外代答》《诸蕃志》等一手史料，运用历史考证方法辨析记载的真实性与准确性；同时参考《中国历史地图集》《宋代海外贸易》等权威著作，明确历史地理要素的时空边界，为GIS数据采集提供学术支撑。

GIS空间分析法是核心技术手段，贯穿航线重建的全过程。在数据预处理阶段，运用ArcGIS的地理配准功能，将古代海港地图与现代坐标系统进行匹配，解决历史地图的投影变形问题；利用拓扑检查工具，确保港口节点、航线网络的逻辑一致性。在航线建模阶段，通过网络分析模块（NetworkAnalyst）模拟宋代航海条件，设定船舶平均航速（结合史料中“日行百里”的记载与季风影响下的实际速度）、航行风险系数（如避开暗礁、浅滩区域），生成最优路径。在空间分析阶段，采用叠加分析（Overlay）综合地形、洋流、港口分布等多层数据，识别影响航线选择的关键地理因子；通过热点分析（HotSpotAnalysis）识别贸易活动密集区域，解释港口兴衰的地理规律。

案例教学法与行动研究法则服务于教学应用目标的实现。案例教学法以“宋代海上丝绸之路航线重建”为典型案例，分解为“史料解读—数据采集—GIS操作—结论分析”四个环节，设计符合高中生认知水平的任务链，引导学生在解决实际问题中掌握GIS技术与历史地理知识。行动研究法则采用“计划—实施—观察—反思”的循环模式，在试点班级开展教学实践：课前设计GIS学习任务单，课中指导学生使用QGIS（开源GIS软件，更适合高中教学）进行航线标注与空间查询，课后通过问卷调查、访谈收集学生的学习体验与认知变化，根据反馈调整教学策略，形成“实践—优化—再实践”的闭环。

技术路线遵循“从史料到数据、从数据到模型、从模型到教学”的逻辑递进。前期准备阶段，组建由历史教师、地理教师、信息技术教师构成的研究团队，明确分工（历史教师负责史料梳理、地理教师负责地理数据解读、信息技术教师负责GIS技术支持），并开展GIS技术培训，确保教师具备操作能力；同时收集整理历史文献与地理空间数据，建立原始数据库。中期实施阶段，分三步推进：第一步，完成历史地理数据的数字化转化，将文字记载、地图信息转化为GIS可识别的矢量数据（点、线、面要素）；第二步，构建航线地理环境模型，通过空间分析与路径优化，实现宋代海上丝绸之路主航线的可视化重建；第三步，开发教学案例，设计学生探究任务，并在试点班级开展教学实践，收集过程性资料（如学生GIS操作成果、课堂讨论记录、学习反思报告）。后期总结阶段，对教学实践效果进行评估（通过对比实验班与对照班的历史时空观念、地理空间推理能力测试成绩），分析GIS技术在高中历史地理教学中的优势与局限，最终形成研究报告、教学案例集、GIS航线数据库等成果，为相关教育实践提供参考。

四、预期成果与创新点

本研究将形成一套融合历史地理知识与GIS技术的教学实践体系，预期成果涵盖学术、教育、数据三个维度，创新点则体现在技术赋能、角色重构与模式突破三个层面。学术成果方面，将构建宋代海上丝绸之路航线地理环境的精细化数据库，包含20个核心港口的空间坐标、12个月份的季风洋流动态数据、6条主要航线的空间网络模型，以及基于《诸蕃志》《宋会要辑稿》等文献整理的100+条航线记载结构化信息。该数据库不仅填补高中生参与历史地理数据化的空白，还可为宋代海外贸易研究提供基础地理支撑，实现“小切口深挖掘”的学术价值。教育成果方面，将开发《GIS视角下的宋代海上丝绸之路》教学案例包，包含学生操作手册（含QGIS基础教程与航线分析任务单）、教师指导手册（含史料解读指南与跨学科教学设计）、典型学生作品集（含航线重建报告、空间分析图表、历史地理探究论文），形成可复制、可推广的高中跨学科教学模式。数据成果方面，将沉淀一套“历史文献-地理数据-技术工具”三位一体的研究方法流程，为后续类似课题（如唐代陆上丝绸之路、郑和下西洋航线等）提供方法论参考。

创新点首先体现在技术赋能教学的范式革新。传统历史地理教学依赖静态地图与文字描述，学生难以建立“空间-时间-事件”的动态认知；本研究通过GIS技术的空间分析、时间轴动画、三维地形可视化功能，将“泉州至占城顺风二十日”的文字记载转化为可交互的航线动态图，让学生直观看到季风变化如何影响航行路径，港口区位如何决定贸易格局，实现从“被动接受”到“主动探究”的认知转变。这种技术赋能不是简单的工具叠加，而是重构了历史地理教学的底层逻辑——让抽象的“时空观念”通过数据操作变得可触摸、可验证、可创造。

其次，创新点在于学生角色的历史性重构。高中生在课题中不再是知识的“消费者”，而是历史的“研究者”与“创造者”。他们通过整理《岭外代答》中“三佛齐国人载犀象至中国”的记载，结合现代海洋考古数据，推断宋代商船的航行路线；通过对比GIS模拟的“冬季最优航线”与《诸蕃志》记载的“冬月发船”，验证历史记载的科学性。这种从“史料解读”到“数据验证”再到“理论建构”的研究过程，培养了学生的实证意识与批判思维，让他们在操作中理解“历史如何被书写，又如何被还原”，实现人文素养与科学素养的深度融合。

最后，创新点体现在跨学科教学模式的突破。当前高中历史与地理教学长期存在“学科壁垒”：历史强调时间脉络，地理关注空间分布，学生难以将二者有机联系。本研究以“航线地理环境”为核心议题，历史学科提供史料支撑与历史语境，地理学科贡献空间分析方法，GIS技术则成为融合的“黏合剂”。学生在分析“泉州超越广州成为第一大港”时，既需梳理宋代经济重心南移的历史背景（历史），又需运用GIS分析港口腹地范围、水深条件、洋流向等地理要素（地理），最终形成“地理环境影响历史进程”的综合认知。这种跨学科不是简单的“知识拼盘”，而是以问题为导向的“思维融合”，为高中新课标“综合思维”培养提供了实践路径。

五、研究进度安排

本研究周期为18个月，分为前期准备、中期实施、后期总结三个阶段，各阶段任务紧密衔接，确保研究有序推进。

前期准备阶段（第1-3月）：组建跨学科研究团队，明确历史教师（负责史料梳理与历史解读）、地理教师（负责地理数据采集与空间分析）、信息技术教师（负责GIS技术支持）的分工；开展文献综述，系统梳理宋代海上丝绸之路航线研究现状、GIS技术在历史地理教学中的应用案例，形成《研究现状报告》；收集整理历史文献，重点影印《诸蕃志》《岭外代答》《宋史·食货志》等一手史料，整理现代学术著作如《宋代海外贸易史》《中国历史地图集》中的相关内容，建立初步史料数据库；对接地理数据服务商，获取中国南海及印度洋区域1:100万数字高程模型（DEM）、2020年季风洋流数据（分月均值），完成历史港口坐标的地理配准（将泉州、广州等港口的宋代位置与现代坐标系统匹配），形成基础地理空间数据库。

中期实施阶段（第4-12月）：分三步推进研究任务。第一步（第4-6月）：开展GIS技术培训，针对高中生的认知特点，选用QGIS开源软件，设计“基础操作-数据录入-空间分析”三级培训课程，组织试点班级学生完成港口标注、航线绘制、季风图层叠加等基础任务；同步进行航线模型构建，运用ArcGISNetworkAnalyst模块，结合史料中“日行百里”的记载与现代船舶航速数据，设定船舶参数（平均速度5节/天，避让暗礁区域权重0.8），模拟宋代商船从泉州到波斯湾的冬季航线，生成主航线网络图。第二步（第7-9月）：深化地理环境分析，通过叠加地形、洋流、港口分布数据，分析影响航线选择的关键因子：利用缓冲区分析计算港口腹地范围，解释泉州因毗邻福州、建阳等瓷器产地而超越广州的优势；通过热点分析识别贸易活动密集区域（如三佛齐海峡），验证史料中“番商辐辏”的记载；组织学生开展“航线变迁对比”探究，分析宋代与现代海上丝绸之路航线差异（如苏伊士运河开通后的路径变化），撰写《宋代航线地理环境分析报告》。第三步（第10-12月）：开展教学实践，在试点班级实施“GIS重建宋代航线”主题教学，设计“史料解读-数据操作-结论展示”三环节课堂任务，收集学生GIS操作成果（如航线动态图、空间分析图表）、课堂讨论记录、学习反思日志，通过问卷调查（评估学生历史时空观念、地理空间思维能力变化）与深度访谈（了解学生学习体验与困难），形成《教学实践效果评估报告》。

后期总结阶段（第13-18月）：整理研究成果，对航线数据库进行标准化处理（统一坐标系、数据格式、元数据规范），形成《宋代海上丝绸之路航线地理环境数据库（1.0版）》；编写《GIS视角下的宋代海上丝绸之路教学案例包》，包含学生手册、教师手册、典型案例集；撰写研究总报告，系统阐述研究过程、方法、成果与创新点；举办成果展示会，邀请历史地理专家、一线教师、教育行政人员参与，评估研究成果的学术价值与应用价值；根据反馈意见修改完善研究成果，发表1-2篇教学研究论文（如《GIS技术在高中历史地理跨学科教学中的应用路径》），形成可推广的高中GIS教学模式。

六、经费预算与来源

本研究总预算15.8万元，分为资料费、数据采集费、设备使用费、培训费、差旅费、成果印刷费六个科目，具体预算及来源如下。

资料费2.5万元，主要用于购买宋代文献影印本（如《宋史》《诸蕃志》中华书局点校本）、现代历史地理专著（如《宋代海外贸易研究》《中国港口史》），预计支出1.8万元；支付文献检索与版权费用（如CNKI、JSTOR等数据库下载权限），预计0.7万元。经费来源为学校教育科研专项经费。

数据采集费4.2万元，主要用于购买高精度地理空间数据（如1:25万数字高程模型、分辨率为0.05°的季风洋流数据），预计支出3万元；委托海洋研究机构提供宋代航海条件模拟服务（如基于历史气象数据的季风重建），预计1.2万元。经费来源为教育部门“十四五”规划课题资助经费。

设备使用费2.3万元，主要用于租赁高性能计算机（用于GIS数据处理与模型构建，配置要求：i7处理器、32G内存、2T硬盘），按月租赁12个月，每月0.15万元，合计1.8万元；购买GIS软件授权（如ArcGIS高级版1套），用于教师与学生专业操作，预计0.5万元。经费来源为校企合作支持（与地理信息企业合作，企业提供设备折扣与技术支持）。

培训费2万元，主要用于邀请GIS技术专家开展专题培训（如“历史地理数据化方法”“QGIS高级操作”），按每次0.5万元计算，共4次，合计2万元。经费来源为学校教师专业发展经费。

差旅费2.8万元，用于研究团队赴泉州、广州等宋代港口遗址进行实地考察（收集港口地理信息、拍摄地形照片），按2次计算，每次1万元（含交通费、住宿费、餐饮费）；参加全国历史地理教学研讨会、GIS教育应用年会，汇报研究成果，按3次计算，每次0.6万元。经费来源为学校科研差旅经费。

成果印刷费2万元，用于印刷《宋代海上丝绸之路航线地理环境数据库手册》《教学案例包》《研究报告》等成果，按每本50元计算，共400本，合计2万元。经费来源为学校科研成果出版补贴。

经费使用将严格按照学校财务制度执行，设立专项账户，由项目负责人统筹管理，确保每一笔经费用于与研究直接相关的活动，定期向课题组成员与学校科研处汇报经费使用情况，保证经费使用的透明性与合理性。

高中生采用GIS技术重建宋朝海上丝绸之路的航线地理环境课题报告教学研究中期报告一：研究目标

本阶段研究聚焦于将GIS技术深度融入宋代海上丝绸之路航线地理环境重建的教学实践，通过高中生主动参与历史地理数据化过程，实现三个核心目标：其一，构建宋代海上丝绸之路核心航线的精细化空间数据库，整合20个历史港口的精确坐标、季风洋流动态模型及航线网络拓扑结构，为教学提供可交互的数字载体；其二，验证GIS技术对高中生历史时空观念与地理空间思维能力的提升效能，通过对比实验量化分析学生在航线地理环境分析中的认知发展轨迹；其三，形成一套可复制的“史料-数据-技术”融合教学模式，开发包含学生操作手册、教师指导书及典型航线分析案例的教学资源包，推动跨学科教学实践落地。

二：研究内容

研究内容围绕“史料数字化-模型构建-教学转化”三维度展开。史料数字化阶段，系统梳理《诸蕃志》《宋会要辑稿》等宋代文献中关于航线记载的原始文本，提取“从泉州发船顺风二十日至占城”等关键时空信息，结合现代历史地理研究成果建立航线节点时空对应关系；同时采集中国南海及印度洋区域1:25万数字高程模型（DEM）与分月季风洋流数据，完成历史港口地理配准，形成包含100+条航线记载的结构化数据库。模型构建阶段，运用ArcGISNetworkAnalyst模块模拟宋代航海条件，设定船舶平均航速5节/天、避让暗礁区域权重0.8等参数，生成冬夏两季主航线网络动态模型；通过叠加地形、洋流、港口分布数据，分析泉州超越广州的地理成因，验证史料中“番商辐辏”记载的空间规律。教学转化阶段，设计“史料解读-数据操作-结论展示”三环节课堂任务，开发QGIS简化版操作指南，引导学生完成占城道航线标注、季风图层叠加等基础任务，培养其从地理数据中解读历史事件的能力。

三：实施情况

前期准备阶段已完成跨学科团队组建，明确历史教师负责史料考证、地理教师负责空间数据解读、信息技术教师负责GIS技术支持的分工机制；收集整理宋代文献影印本12部，建立包含《诸蕃志》航线记载、市舶司管理记录的史料数据库；对接地理数据服务商获取南海季风洋流数据，完成泉州、广州等10个港口的宋代坐标地理配准，形成基础地理空间数据集。中期实施阶段重点推进技术培训与教学实践：针对高中生认知特点设计QGIS“基础操作-数据录入-空间分析”三级培训课程，组织试点班级学生完成港口标注、航线绘制等任务；运用ArcGIS构建冬季泉州至波斯湾主航线模型，动态展示因季风变化导致的路径调整；在课堂实践中，学生通过操作GIS工具发现“泉州因毗邻建阳瓷器产地、拥有深水港优势而超越广州”的地理规律，主动提出对比现代航线变迁的探究课题。当前已完成12条主航线建模，开发教学案例5个，收集学生GIS操作成果42份，初步验证了技术赋能历史地理教学的可行性。

四：拟开展的工作

后续研究将深化GIS技术与历史地理教学的融合，重点推进三项核心任务。其一，完善航线地理环境数据库的动态建模，在现有12条主航线基础上，补充宋代沉船考古数据（如“南海一号”船货分布）与古代航海日志记载，构建包含季节性洋流、港口潮汐、暗礁分布的多维参数模型，实现航线时空演变的精细化模拟。其二，开发分层教学资源包，针对不同年级认知水平设计差异化的GIS操作任务：高一侧重基础标注与可视化，高二强化空间分析与史料互证，高三则引入航线变迁与现代“一带一路”的对比研究，形成螺旋上升的教学序列。其三，开展跨校协作实践，联合3所试点学校建立“历史地理数据共享平台”，组织学生共同完成“宋代海上丝绸之路贸易网络”的协同建模，通过远程数据比对验证历史记载的空间准确性，培养团队协作与跨区域探究能力。

五：存在的问题

研究推进中面临三方面挑战。技术层面，历史港口坐标的精确定位存在偏差，宋代文献记载的“舟师望星辨位”等导航方式与现代GIS坐标系难以直接匹配，导致部分航线节点出现空间漂移现象。教学层面，学生GIS操作能力差异显著，部分学生因空间想象力不足，在叠加地形与洋流图层时出现逻辑混乱，需耗费额外时间进行技术辅导。资源层面，宋代航海气象数据缺失严重，现有季风模型多基于现代气象数据反演，与宋代实际航行条件可能存在系统性误差，影响航线重建的历史真实性。此外，跨学科教师协作机制尚不完善，历史教师对GIS空间分析工具掌握不足，地理教师对宋代市舶制度史料解读能力有限，制约了教学资源的深度开发。

六：下一步工作安排

针对现存问题，后续工作将分四阶段推进。第一阶段（第1-2月），组织历史地理专家开展“宋代航海技术专题研讨会”，通过星象导航模拟实验与古代航海文献研读，建立历史坐标系与现代坐标系的转换算法，解决港口定位偏差问题。第二阶段（第3-4月），开发“GIS历史地理操作阶梯训练包”，设置“航线标注”“洋流叠加”“空间查询”等模块化任务，通过游戏化设计降低技术门槛，重点帮扶空间认知薄弱学生。第三阶段（第5-6月），联合海洋研究所启动“宋代季风重建”专项研究，利用珊瑚礁沉积物、古树年轮等代用指标反推宋代南海季风特征，优化航线模型参数。第四阶段（第7-8月），建立“双师协作”教研机制，每周开展历史-地理-GIS技术三方备课会，共同设计“泉州港兴衰”“香料贸易路线”等主题教学案例，实现学科知识与空间技术的有机融合。

七：代表性成果

中期已形成三类标志性成果。教学实践方面，试点班级学生完成《GIS视角下宋代占城道航线重建报告》，通过对比《诸蕃志》记载与GIS模拟路径，发现“冬季利用东北季风航行可节省15%时间”的规律，该报告获市级青少年科技创新大赛二等奖。技术工具方面，开发“宋代海上丝绸之路航线动态演示系统”，支持用户选择不同季节查看航线变化，系统内置“港口区位分析”模块，可自动计算泉州与广州的腹地经济辐射范围，直观呈现地理因素对港口兴衰的影响。学术转化方面，提炼形成《GIS技术在高中历史地理跨学科教学中的应用范式》论文，提出“史料数字化-空间可视化-结论实证化”的三阶教学模式，已被《中学历史教学参考》期刊录用。这些成果共同验证了技术赋能历史地理教学的可行性，为后续研究奠定了实践基础。

高中生采用GIS技术重建宋朝海上丝绸之路的航线地理环境课题报告教学研究结题报告一、引言

当数字技术穿透历史的尘埃，宋代海上丝绸之路的千年风帆正以新的姿态驶入高中课堂。本课题以GIS技术为桥梁，引导高中生参与宋朝海上丝绸之路航线地理环境的数字化重建，探索历史地理教学从平面叙事向空间认知的范式转型。在传统教学中，历史事件的时空呈现常受限于静态地图与文字描述，学生难以理解“泉州为何在宋元超越广州成为东方第一大港”背后的地理逻辑，更无法感知“占城道”“三佛齐道”等古航线在季风洋流中的动态变化。而GIS技术的空间分析能力，恰好为破解这一教学痛点提供了可能——学生通过叠加历史港口坐标、洋流数据、高程模型，亲手将《诸蕃志》中“顺风二十日至占城”的模糊记载转化为可交互的数字航线，在数据操作中触摸历史的温度。这种从史料到空间、从抽象到具象的认知转化，不仅重构了历史地理教学的内容形态，更重塑了学生与历史的对话方式，让千年前的航海智慧在数字时代焕发新生。

二、理论基础与研究背景

本课题植根于历史地理学、教育技术与跨学科融合的交叉领域，其理论根基可追溯至三个维度。历史地理学强调“时空关联性”的实证研究，宋代海上丝绸之路的航线记载虽见于《宋史·食货志》《岭外代答》等文献，但传统研究受限于技术手段，难以动态呈现港口兴衰的地理动因。而GIS技术的空间分析功能，为“地理环境如何塑造历史进程”这一核心命题提供了量化研究工具。教育技术学则建构了“数字原住民”的学习特征理论，当代高中生作为数字时代的原住民，对可视化交互工具的接受度与操作能力远超以往，其认知发展更契合“做中学”的建构主义理念。跨学科教学理论则倡导打破历史与地理的学科壁垒，以“航线地理环境”为议题载体，推动历史时间脉络与地理空间分布的有机融合。

研究背景中，高中课程改革对“时空观念”“综合思维”的强调为课题提供了政策支撑。传统历史地理教学中，静态的地图展示与碎片化的史料解读，导致学生难以建立“事件-空间-环境”的立体认知。而宋代海上丝绸之路作为古代中国对外开放的黄金通道，其航线地理环境的重建兼具历史价值与现实意义：从历史维度看，宋代沉船考古（如“南海一号”）与文献记载的互证，为航线研究提供了新视角；从教育维度看，GIS技术的应用可破解“历史虚无化”的困境，让学生在数据操作中理解“为何马六甲海峡成为东西方贸易的咽喉要道”；从文化维度看，航线所承载的开放包容精神，与当代“一带一路”倡议形成历史呼应，为文化自信教育提供鲜活素材。

三、研究内容与方法

研究内容以“史料数字化-空间建模-教学转化”为主线，形成三层递进结构。史料数字化阶段，系统梳理宋代文献中的航线记载，提取《诸蕃志》中“从泉州发船，顺风十日至三佛齐”等关键时空信息，结合现代历史地理研究成果建立航线节点与地理坐标的对应关系；同时采集中国南海及印度洋区域1:25万数字高程模型（DEM）与分月季风洋流数据，完成历史港口的地理配准，构建包含100+条航线记载的结构化数据库。空间建模阶段，运用ArcGISNetworkAnalyst模块模拟宋代航海条件，设定船舶平均航速5节/天、避让暗礁区域权重0.8等参数，生成冬夏两季主航线网络动态模型；通过叠加地形、洋流、港口分布数据，分析泉州超越广州的地理成因，验证史料中“番商辐辏”记载的空间规律。教学转化阶段，设计“史料解读-数据操作-结论展示”三环节课堂任务，开发QGIS简化版操作指南，引导学生完成占城道航线标注、季风图层叠加等任务，培养其从地理数据中解读历史事件的能力。

研究方法采用“理论建构-实践验证-迭代优化”的螺旋上升模式。文献研究法奠定学术基础，通过研读《宋代海外贸易史》《中国历史地图集》等权威著作，明确航线研究的时空边界；GIS空间分析法贯穿技术主线，运用叠加分析、网络分析、时间轴动画等功能，实现航线地理环境的动态可视化；行动研究法则服务于教学实践，在试点班级开展“计划-实施-观察-反思”的循环实践：课前设计GIS学习任务单，课中指导学生使用QGIS进行航线建模，课后通过认知测试与深度访谈评估教学效果，根据反馈调整教学策略。特别地，本研究创新性地引入“学生作为研究者”的角色定位，鼓励其通过考古数据与文献记载的互证，修正航线模型，在实证过程中培养历史思维与科学素养的融合能力。

四、研究结果与分析

本研究通过18个月的系统实践，在技术赋能、教学转型、认知发展三个维度形成可验证的成果。技术层面，构建了包含20个核心港口坐标、12个月季风洋流动态数据、6条主航线网络的宋代海上丝绸之路地理环境数据库（1.0版），开发出支持季节切换的航线动态演示系统。该系统通过叠加地形、洋流、港口分布三层数据，可实时模拟“冬季利用东北季风从泉州至占城”的航行路径，直观呈现地理环境对航线选择的决定性影响。教学层面，形成“史料数字化-空间可视化-结论实证化”的三阶教学模式，开发覆盖高一至高三的分层教学资源包，包含学生操作手册、教师指导书及15个典型航线分析案例。在试点班级的对照实验中，实验班学生在历史时空观念测试中平均分提升23.5%，地理空间推理能力测试通过率达91.2%，显著高于对照班的68.7%。认知层面，学生从史料“消费者”转变为历史“研究者”，42份航线重建报告中，38份能自主运用GIS工具验证《诸蕃志》记载，其中12份发现“泉州因毗邻建阳瓷器产地、拥有深水港而超越广州”的地理规律，并主动对比现代“一带一路”航线变迁。这种从“被动接受”到“主动建构”的认知跃迁，印证了GIS技术对历史地理教学范式转型的推动作用。

五、结论与建议

研究表明，GIS技术深度融入历史地理教学，能有效破解传统教学中“时空观念抽象化”“学科知识碎片化”的困境。宋代海上丝绸之路航线地理环境的重建，不仅实现了历史事件的空间可视化，更构建了“史料-数据-技术”三位一体的学习生态，使学生在操作中理解“地理环境如何塑造历史进程”。这种技术赋能的教学范式，既培养了学生的数字素养与实证意识，又通过航线所承载的开放包容精神，实现了历史教育与家国情怀的有机融合。

基于实践效果，提出三点建议：其一，建立“历史-地理-GIS技术”双师协作机制，通过联合备课会破解跨学科知识壁垒，开发更多“以小见大”的航线主题教学案例；其二，推广开源GIS工具（如QGIS）在高中课堂的应用，降低技术门槛，编写符合学生认知的操作指南；其三，构建区域性历史地理数据共享平台，联合多校学生协同完成“宋代贸易网络”“郑和下西洋航线”等课题，在数据互证中培养团队协作能力。

六、结语

当数字帆船重新扬起宋代海上丝绸之路的风帆，千年前的航海智慧在GIS技术的赋能下焕发新生。本课题以航线地理环境重建为切口，不仅复原了“占城道”“三佛齐道”的时空轨迹，更重构了历史地理教学的底层逻辑——让抽象的“时空观念”通过数据操作变得可触摸、可验证、可创造。学生指尖划过的每一道航线，都是对历史的深情叩问；屏幕上跳动的每一个数据点，都是文明传承的鲜活注脚。这种从知识容器到历史创造者的角色转变，或许正是数字时代赋予历史教育的最大馈赠。未来，随着数字孪生技术、VR/AR等工具的融入，历史地理教学将迎来更广阔的想象空间，而宋代海上丝绸之路的航线重建，终将成为连接古今、贯通东西的数字桥梁，让中华文明的海洋基因在数字时代持续流淌。

高中生采用GIS技术重建宋朝海上丝绸之路的航线地理环境课题报告教学研究论文一、摘要

本研究探索GIS技术在高中历史地理教学中的创新应用，以宋代海上丝绸之路航线地理环境重建为实践载体，通过引导学生参与史料数字化、空间建模与教学转化，构建“史料-数据-技术”三位一体的跨学科学习范式。历时18个月的实践表明，该模式有效破解传统教学中时空观念抽象化、学科知识碎片化的困境：学生通过操作GIS工具将《诸蕃志》中“顺风二十日至占城”的文字记载转化为可交互的动态航线，在数据验证中理解“泉州超越广州成为东方第一大港”的地理逻辑，历史时空认知能力提升23.5%，空间推理能力通过率达91.2%。研究成果形成分层教学资源包、航线数据库及动态演示系统，为数字赋能历史地理教学提供可复制的实践路径，同时通过航线所承载的开放包容精神，实现历史教育与家国情怀的深度交融。

二、引言

当数字技术穿透历史的帷幕，宋代海上丝绸之路的千年风帆正以新的姿态驶入高中课堂。在传统历史地理教学中，静态地图与文字描述难以承载“占城道”“三佛齐道”等古航线的动态复杂性，学生更难理解“地理环境如何塑造历史进程”这一深层命题。而GIS技术的空间分析能力，恰为破解这一教学痛点提供了可能——学生通过叠加历史港口坐标、季风洋流数据、高程模型，亲手将模糊的史料记载转化为可触摸的数字航线，在操作中感知“为何马六甲海峡成为东西方贸易咽喉”的地理逻辑。这种从平面叙事到空