高中生结合地理信息系统模拟城市历史文化遗产保护策略课题报告教学研究课题报告

高中生结合地理信息系统模拟城市历史文化遗产保护策略课题报告教学研究课题报告目录一、高中生结合地理信息系统模拟城市历史文化遗产保护策略课题报告教学研究开题报告二、高中生结合地理信息系统模拟城市历史文化遗产保护策略课题报告教学研究中期报告三、高中生结合地理信息系统模拟城市历史文化遗产保护策略课题报告教学研究结题报告四、高中生结合地理信息系统模拟城市历史文化遗产保护策略课题报告教学研究论文高中生结合地理信息系统模拟城市历史文化遗产保护策略课题报告教学研究开题报告一、研究背景与意义

在城市化的浪潮席卷全球的今天，历史文化遗产作为城市记忆的载体与文明延续的根脉，正面临着前所未有的保护压力。高楼林立的现代化景观与散落街巷的老建筑、古街巷之间的冲突，不仅是空间形态的博弈，更是文化传承的危机。传统的历史文化遗产保护多依赖人工勘察、文献考据与经验判断，这种方式在处理海量空间数据、动态监测保护效果、模拟干预策略时，往往显得力不从心——保护范围模糊、更新方案缺乏科学论证、公众参与渠道单一等问题，让许多珍贵的遗产在“保护性破坏”中逐渐褪色。

地理信息系统（GIS）技术的出现，为这一困境提供了全新的解决路径。它以空间数据为核心，通过可视化分析、叠加运算、动态模拟等功能，将文化遗产的地理位置、历史沿革、保存现状、周边环境等多维度信息整合为“数字孪生”模型，让保护工作从“模糊感知”走向“精准决策”。当高中生这一群体被引入这一领域时，研究的意义便超越了技术本身——它不仅是对GIS技术在文化遗产保护中应用价值的深化探索，更是对教育模式的创新：在真实情境中融合地理、历史、信息技术等多学科知识，让学生用数据丈量城市的历史厚度，用模型推演文化的未来可能，这种“做中学”的过程，恰恰呼应了核心素养教育对实践能力与创新思维的呼唤。

对高中生而言，参与此类课题意味着跳出课本的局限，以“研究者”的身份直面真实的社会问题。他们需要穿梭于档案馆与老街巷之间，收集散落的历史文献与口述资料；需要学习GIS软件的操作，将抽象的坐标转化为生动的地图；更需要在模拟策略中权衡保护与发展的关系，理解“文化传承”背后复杂的社会逻辑。这种经历不仅能让技术知识内化为能力，更能培养他们对本土文化的认同感与责任感——当年轻一代开始用数字工具守护城市的“根”，文化遗产保护的代际传承便有了最坚实的力量。

从教学研究的角度看，这一课题填补了高中阶段跨学科实践教育的空白。当前，地理课程中的GIS教学多停留在基础技能训练，历史课程的文化遗产教育又常局限于知识记忆，而本课题通过“模拟保护策略”这一真实任务，将二者有机融合，形成了“问题驱动—技术支撑—实践探索—反思提升”的教学闭环。这种模式不仅为高中教师提供了可复制的跨学科教学案例，也为培养具备“空间思维+数字素养+人文情怀”的新时代青少年提供了可能。

二、研究目标与内容

本研究旨在探索高中生结合地理信息系统模拟城市历史文化遗产保护策略的教学路径，通过构建“技术赋能—实践参与—素养生成”的研究框架，实现以下目标：其一，建立一套适合高中生认知水平的GIS文化遗产保护教学方案，明确知识目标（GIS空间分析原理、文化遗产价值评估方法）、能力目标（数据采集与处理、模型构建与模拟、策略设计与论证）与情感目标（文化认同、责任意识、创新精神）的融合路径；其二，开发基于真实城市案例的教学实践模块，让学生在模拟保护策略的过程中，掌握从“问题识别—数据支撑—方案制定—效果评估”的完整研究方法；其三，形成可推广的教学评价体系，通过过程性评价与成果性评价相结合，衡量学生在跨学科学习中的素养发展成效，为同类学校提供实践参考。

为实现上述目标，研究内容将围绕“理论—实践—评价”三个维度展开。在理论层面，首先需要梳理GIS技术与文化遗产保护结合的研究脉络，分析国内外在“数字遗产”“智慧保护”领域的实践经验，重点提炼适合高中生理解的技术应用逻辑，例如如何简化复杂的空间分析算法，如何将遗产价值评估体系转化为可量化的指标（如建筑年代完好度、周边环境协调度、文化功能活化度等）。同时，结合高中地理课程标准与信息技术课程要求，明确跨学科知识衔接的关键节点，避免技术教学与文化遗产教育“两张皮”现象。

实践层面是研究的核心。研究将以某一具有代表性的历史街区（如本地明清古街、近代工业遗产区等）为案例，设计“遗产认知—数据采集—模型构建—策略模拟”四阶段教学任务。在“遗产认知”阶段，学生需通过文献研究、实地踏勘、人物访谈等方式，梳理街区的历史沿革、建筑特色、文化记忆，形成初步的遗产价值判断；“数据采集”阶段则引导学生使用GPS定位、无人机航拍、街头访谈记录等方法，收集街区的建筑坐标、材质状况、人口密度、交通流量等空间数据，并录入GIS平台；“模型构建”阶段，学生将学习使用ArcGIS、QGIS等软件，建立遗产本体的空间数据库，叠加环境缓冲区、视线通廊、功能分区等图层，形成基础的保护模拟环境；“策略模拟”阶段则是最具挑战性的环节——学生需基于模型数据，设计不同的保护策略（如修旧如旧的修复方案、功能活化的更新方案、周边风貌的控制方案等），通过GIS的空间分析功能模拟各策略的实施效果（如建筑密度变化、人流疏散效率、文化空间覆盖率等），并撰写策略论证报告，阐述方案的合理性、可行性与创新性。

评价层面，研究将打破传统“唯分数论”的局限，构建多元评价体系。过程性评价关注学生在每个实践任务中的参与度、合作能力与问题解决意识，例如数据采集的全面性、模型构建的逻辑性、策略讨论的深度等；成果性评价则侧重最终的保护策略报告、GIS模拟成果展示、小组答辩等，重点考察学生对跨学科知识的整合运用能力与批判性思维。此外，研究还将通过问卷调查、深度访谈等方式，收集学生对教学模式的反馈，分析其在技术掌握、文化认知、学习兴趣等方面的变化，为教学方案的优化提供依据。

三、研究方法与技术路线

本研究将以行动研究法为核心，融合文献研究法、案例分析法、问卷调查法与访谈法，形成“理论指导—实践反思—迭代优化”的研究闭环，确保研究的科学性与实践性。

文献研究法是研究的起点。通过中国知网、WebofScience等数据库，系统梳理GIS在文化遗产保护中的应用现状、高中跨学科教学的研究成果，重点分析现有研究中关于“高中生GIS能力培养”“文化遗产保护教学案例”的空白与不足，明确本研究的创新点。同时，研读《历史文化名城名镇名村保护条例》《高中地理课程标准》等政策文件，确保研究方向与教育政策导向一致。

案例分析法将为实践设计提供参照。选取国内外“GIS+文化遗产保护”的成功教学案例（如美国高中生用GIS记录南北战争战场遗产、我国部分中学用数字技术保护传统村落等），分析其教学目标、实施流程、评价方式的特点，提炼可借鉴的经验，例如如何平衡技术难度与教育目标、如何协调真实案例的复杂性与高中生的认知水平等。

行动研究法是研究的灵魂。研究者将与一线教师合作，在高中地理课堂中开展为期一学期的教学实践，按照“计划—实施—观察—反思”的循环推进：计划阶段，基于文献与案例分析制定详细的教学方案；实施阶段，按照“遗产认知—数据采集—模型构建—策略模拟”的任务序列开展教学，观察学生的参与情况与学习效果；观察阶段，通过课堂记录、学生作品收集、即时反馈等方式，收集实践过程中的数据；反思阶段，基于观察数据调整教学方案，例如简化GIS操作步骤、补充文化遗产背景知识、优化小组合作机制等，进入下一轮实践循环。

问卷调查法与访谈法则用于评估研究效果。在实践前后，分别对参与学生进行问卷调查，内容涵盖GIS技能掌握程度、对文化遗产保护的态度、跨学科学习兴趣等维度，通过数据对比分析教学模式的成效。同时，选取10-15名学生进行深度访谈，了解其在实践中的具体体验、遇到的困难与收获，为研究提供质性补充。

技术路线的设计将遵循“从准备到实施，从数据到结论”的逻辑。准备阶段包括组建研究团队（地理教师、信息技术教师、文化遗产保护专家）、确定案例街区、准备GIS软件与硬件设备（如手持GPS、无人机）、制定教学方案与评价工具；实施阶段分为教学前测（了解学生初始水平）、教学实践（四阶段任务推进）、数据收集（问卷、访谈、学生作品）；总结阶段则对数据进行量化分析（如SPSS统计问卷数据）与质性分析（如编码访谈内容），提炼教学模式的构成要素、实施条件与优化策略，形成最终的研究成果。

在这一过程中，技术的选择将充分考虑高中生的特点：优先使用操作简便、功能开源的GIS软件（如QGIS、ArcGISOnline），避免复杂的编程学习；数据采集工具以智能手机APP、简易无人机为主，降低技术门槛；模拟分析则侧重基础的空间叠加、缓冲区分析等功能，确保学生能在有限时间内完成从数据到策略的完整流程。技术的“降维”不是简化，而是为了让高中生更专注于文化遗产保护的核心问题——如何在科学技术的支持下，让城市的历史记忆在当代焕发新的生命力。

四、预期成果与创新点

本研究的预期成果将以“理论—实践—育人”三位一体的形态呈现，既为高中跨学科教学提供可操作的实践范式，也为文化遗产保护领域注入年轻视角的创新活力。在理论层面，将形成《高中生GIS文化遗产保护教学实施指南》，系统阐述“技术认知—遗产探索—策略模拟”的教学逻辑框架，明确跨学科知识衔接的关键节点，例如地理空间分析与历史文献考证的融合路径、GIS工具简化与高中生认知水平的适配原则，填补当前高中阶段GIS技术与人文教育深度融合的理论空白。同时，构建“过程+成果+反思”的三维评价体系，通过量化的素养指标（如数据采集准确率、模型构建逻辑性）与质性的成长记录（如学习日志、小组讨论实录），全面评估学生在跨学科学习中的能力进阶，为同类教学实践提供可复制的评价标准。

实践层面的成果将聚焦于真实案例的转化。以本地历史街区为研究对象，学生将完成一套完整的GIS文化遗产保护策略模拟报告，包含街区空间数据库、保护方案模拟图层（如建筑修复优先级分区、风貌控制范围、文化功能活化布局）及可行性论证材料，这些成果可直接提交给地方文化遗产管理部门作为决策参考，实现“课堂研究—社会服务”的价值转化。此外，还将开发《高中生GIS文化遗产保护教学案例集》，收录不同类型遗产（古建筑群、工业遗产、历史街区）的教学设计方案、学生优秀作品及教师反思，为全国高中地理、历史教师提供跨学科教学的实践样本。

学生发展成果将超越知识与技能的范畴，体现育人价值的深层渗透。通过参与课题，学生将在“丈量城市历史”的过程中建立对本土文化的情感认同，在“推演保护策略”的思辨中培养社会责任感，在“跨学科协作”的实践中提升创新思维与问题解决能力。这些素养提升将通过学生作品集、成长档案、跟踪访谈等多元方式记录，形成“教育即生长”的生动案例，印证“真实情境中的学习”对青少年核心素养培育的独特价值。

本研究的创新点首先体现在“任务驱动”的教学模式重构上。不同于传统课堂中技术的碎片化教学，本研究以“模拟城市历史文化遗产保护策略”这一真实任务为锚点，将GIS技术学习、历史文化探究、社会问题解决有机整合，让学生在“做中学”的过程中实现从“技术使用者”到“文化守护者”的身份转变，这种“任务—素养—身份”三位一体的教学设计，为高中跨学科教育提供了新的范式。

其次，创新点突出“高中生主体”的研究视角。以往文化遗产保护研究多由专业机构主导，而本研究让高中生成为研究主体，他们以“在地者”的熟悉度与“数字原住民”的技术敏感度，发掘被专业视角忽略的“民间记忆”与“日常文化”，例如街巷中的老字号故事、居民对遗产的情感联结等，这些“非正式数据”通过GIS平台可视化后，为保护策略注入了更鲜活的人文温度，实现了“专业逻辑”与“大众视角”的互补。

最后，创新点还体现在“技术赋能”的教育路径探索上。通过将复杂的GIS技术“降维”适配高中生的认知水平，本研究证明了“高深技术”并非遥不可及，关键在于找到技术与教育的“接口”——例如用手机APP替代专业设备采集数据，用开源软件实现核心功能分析，让学生在“够得着”的技术操作中体验“科学思维”的魅力，这种“技术民主化”的教育实践，为培养新时代青少年的数字素养与人文情怀提供了可借鉴的路径。

五、研究进度安排

本研究将用一学年时间完成，分为准备、实施、总结三个阶段，各阶段任务环环相扣，确保研究的系统性与实效性。

202X年9月—10月为准备阶段。核心任务是搭建研究框架与资源储备：通过文献研究法梳理国内外GIS文化遗产保护教学的研究现状，明确本研究的理论基点与创新方向；组建跨学科研究团队，邀请地理教师、信息技术教师、文化遗产保护专家共同参与，确保研究的专业性与实践性；确定教学案例街区，完成前期实地调研，收集街区的历史文献、建筑图纸、现状照片等基础资料；开发教学方案与评价工具，包括《GIS文化遗产保护教学大纲》《学生任务手册》《过程性评价量表》等，为后续实践奠定基础。

202X年11月—202X年1月为实施阶段。这是研究的核心环节，将按“遗产认知—数据采集—模型构建—策略模拟”的任务序列推进教学实践：11月开展“遗产认知”模块，引导学生通过档案查阅、人物访谈、实地踏勘等方式梳理街区历史，形成遗产价值报告；12月进入“数据采集”模块，组织学生使用手持GPS、无人机等设备收集建筑坐标、环境数据，录入GIS平台建立空间数据库；202X年1月实施“模型构建与策略模拟”模块，指导学生运用ArcGIS软件进行空间叠加分析，设计不同保护方案并模拟实施效果，完成策略论证报告。同时，全程收集过程性数据，包括课堂录像、学生日志、小组讨论记录等，为后续反思提供素材。

202X年2月—3月为总结阶段。重点是对实践数据进行系统分析与成果提炼：运用SPSS软件对前后测问卷数据进行量化分析，对比学生在GIS技能、文化认知、学习兴趣等方面的变化；通过Nvivo软件对访谈内容进行质性编码，提炼学生在实践中的典型成长路径；结合过程性评价与成果性评价，形成《高中生GIS文化遗产保护素养发展报告》；修订《教学实施指南》与《案例集》，邀请专家进行评审，完善研究成果；最终完成课题研究报告，总结研究的理论贡献与实践价值，提出推广建议。

六、经费预算与来源

本研究经费预算遵循“合理必需、勤俭节约”的原则，总预算为5.8万元，具体分配如下：

资料费1.2万元，主要用于购买历史文献、文化遗产保护相关书籍及学术期刊，印刷教学手册、评价量表等材料，确保理论支撑与实践资料的完备性。

设备使用费1.5万元，包括租赁手持GPS设备（3台，0.3万元）、无人机（1台，0.5万元）及GIS软件授权（1套，0.7万元），满足数据采集与模型构建的技术需求，考虑设备共享机制以降低成本。

调研差旅费0.8万元，用于案例街区的实地考察、学生外出调研的交通费用及专家指导的差旅补贴，确保教学实践的真实性与专业性。

数据分析费0.8万元，包括问卷数据的统计分析服务（0.3万元）、访谈内容的转录与编码（0.3万元）、GIS模型模拟的技术支持（0.2万元），保障研究数据的科学性与准确性。

成果印刷费0.5万元，用于印刷《教学实施指南》《案例集》《研究报告》等成果材料，形成可推广的纸质文本，便于交流与应用。

经费来源主要包括三部分：学校专项教学研究经费资助3万元，占比51.7%；地方教育部门“跨学科教学实践课题”资助1.5万元，占比25.9%；校企合作支持（与本地文化遗产保护机构合作）1.3万元，占比22.4%。经费使用将严格按照学校财务制度执行，设立专项账户，确保每一笔开支都有据可查，保障研究的顺利开展与成果的高质量完成。

高中生结合地理信息系统模拟城市历史文化遗产保护策略课题报告教学研究中期报告一、引言

当高中生手持GPS设备穿梭于老街巷，当无人机镜头掠过斑驳的砖墙，当GIS平台上的图层开始讲述城市的前世今生——一场关于文化遗产保护的数字革命正在校园深处悄然发生。本课题研究以高中生为主体，以地理信息系统（GIS）为工具，以城市历史文化遗产保护策略模拟为任务，试图在技术理性与人文情怀的交汇处，构建一条“做中学”的教育新路径。中期报告记录的不仅是研究进程的刻度，更是年轻一代如何用数字丈量历史温度的鲜活实践。他们用指尖触碰城市肌理，用数据编织文化记忆，在虚拟与现实的交织中，重新定义着“保护”的当代意义。

二、研究背景与目标

城市化浪潮下，历史文化遗产正经历着前所未有的生存挑战。青砖黛瓦间的老字号招牌、工业遗址里的轰鸣记忆、街角巷尾的市井烟火——这些承载城市基因的文化符号，在推土机的轰鸣中逐渐消逝。传统保护模式依赖专家经验与行政决策，常陷入“保护性破坏”的困境，而高中生作为城市未来的主人，却长期被排除在文化遗产保护的对话之外。他们的视角、情感与创造力，成为这一领域被忽视的宝贵资源。

地理信息系统（GIS）的普及为这一困局提供了破局点。其空间分析、动态模拟与可视化功能，将碎片化的遗产信息转化为可量化、可推演的决策模型。当高中生掌握这一工具，他们便拥有了“数字考古学家”与“未来规划师”的双重身份：既能通过数据还原历史场景，又能模拟不同保护策略的长期影响。本课题正是基于这一契机，旨在探索如何让高中生在真实任务中实现技术学习、文化认知与社会责任的三重成长，为文化遗产保护注入年轻而鲜活的血液。

研究目标聚焦于三个维度：其一，构建适配高中生认知水平的GIS文化遗产保护教学框架，将复杂技术转化为可触摸的学习任务；其二，验证“任务驱动—技术支撑—素养生成”的教学路径有效性，观察学生在跨学科实践中能力的真实进阶；其三，形成可推广的实践范式，让更多学校能够复制“用数字工具守护城市根脉”的教育模式。这些目标并非停留在理论构想，而是正在课堂土壤中生根发芽的实践探索。

三、研究内容与方法

研究内容围绕“技术适配—实践深化—素养生成”展开。技术适配层面，重点解决GIS工具的“教育降维”问题：将专业级空间分析算法简化为高中生可操作的图层叠加、缓冲区分析等基础功能；开发“遗产价值量化指标体系”，如建筑年代完好度、文化功能活化度等，使抽象的文化价值转化为可计算的数据维度。这一过程并非技术的简化，而是教育智慧的转化——让技术成为学生探索文化的桥梁，而非学习的障碍。

实践深化层面，以本地历史街区为真实场域，设计四阶段进阶任务：在“遗产解码”阶段，学生通过档案研读、口述访谈、实地测绘，构建街区的“文化基因图谱”；在“数字孪生”阶段，利用GIS平台整合建筑坐标、环境数据、历史影像，建立三维空间数据库；在“策略推演”阶段，基于模型模拟不同保护方案（如修旧如旧、功能置换、风貌管控）的长期影响；在“价值共创”阶段，将成果转化为社区提案，推动保护策略与城市发展规划的对话。每个任务都是一次跨学科思维的碰撞，地理的空间逻辑、历史的叙事逻辑、技术的分析逻辑在此交融共生。

素养生成层面，研究关注学生能力的隐性成长。通过“学习日志—作品分析—深度访谈”三角验证，捕捉学生在文化认同、数字素养、批判思维等方面的变化轨迹。例如，当学生发现模拟方案中“拆除重建”策略会导致文化符号流失时，他们对“保护”的理解便从物理空间延伸至精神维度；当他们在GIS模型中调整建筑密度参数，直观看到人流疏散效率的变化，科学决策的思维便内化为行动自觉。这些成长无法用分数衡量，却在学生眼中闪烁着真实的光芒。

研究方法采用“行动研究+多源验证”的混合路径。行动研究让教师成为研究者，在“计划—实施—反思”的循环中迭代教学方案；多源验证则通过课堂观察记录学习过程，GIS作品分析技术掌握程度，前后测问卷对比素养变化，深度访谈挖掘情感体验。特别引入“学生作为研究者”的视角——让他们参与研究设计，撰写反思报告，甚至指导后续班级实践。这种“师生共创”的研究生态，打破了传统教育研究的单向权威，让研究真正成为师生共同成长的旅程。

技术工具的选择始终以“可及性”为原则：使用QGIS等开源软件降低技术门槛，借助手机APP实现简易数据采集，通过在线协作平台支持远程讨论。这些工具并非技术的堆砌，而是教育理念的载体——证明高深的技术并非遥不可及，关键在于是否找到与学习者认知的接口。当学生用普通手机拍摄建筑纹理，用免费软件生成三维模型，他们便完成了从“技术消费者”到“技术创造者”的蜕变。

四、研究进展与成果

研究推进至今，已在技术适配、实践深化与素养生成三个维度取得阶段性突破。技术层面，成功开发了“GIS文化遗产保护教学工具包”，包含简化版操作手册（含8个核心功能微课视频）、手机端数据采集APP（集成GPS定位、建筑纹理拍摄、语音标注功能）及量化评估模板（如遗产价值指数计算表）。这些工具将专业级GIS操作转化为高中生可掌握的阶梯式任务，例如将空间分析拆解为“点选建筑—设置缓冲区—生成保护范围”三步流程，使零基础学生能在6课时内完成基础建模。实践层面，以本地明清古街为案例，组织两轮教学实践，共87名学生参与，完成3个街区的空间数据库建设（覆盖28处遗产建筑、12条历史街巷），生成5套保护策略模拟方案。其中“活态传承”方案（保留商业功能+增设文化解说系统）被地方文旅局采纳为试点参考，学生撰写的《街巷记忆数字化保护报告》获市级青少年科技创新大赛二等奖。素养生成层面，通过前后测对比，学生GIS技能掌握率从32%提升至89%，文化认同量表得分平均提高21分，深度访谈显示78%的学生在模拟策略中主动融入“居民情感联结”“日常文化延续”等非技术考量，体现出从“技术操作者”到“文化守护者”的身份转变。

五、存在问题与展望

当前研究面临三重挑战：技术适配的深度不足，部分复杂分析功能（如三维可视、热力模拟）仍超出高中生能力范围，导致策略推演的科学性受限；实践场域的拓展困难，受限于课时与安全规范，学生实地调研频次不足，数据采集精度有待提升；教师跨学科指导能力薄弱，地理教师对文化遗产保护专业知识掌握不足，历史教师对GIS工具应用生疏，协同备课机制尚未成熟。展望未来，需重点突破三个方向：技术层面，联合高校开发“教育版GIS插件”，嵌入预设分析模板与智能提示功能，降低技术门槛；实践层面，建立“学校-社区-文保机构”三方联动机制，将学生调研纳入社区文化建设项目，拓展真实数据来源；教师发展层面，组建跨学科教研共同体，通过工作坊、案例研讨提升教师的“技术+人文”融合教学能力。同时，计划扩大研究样本至3所不同类型高中，验证教学模式在不同学情下的适应性，并探索与高校实验室合作，引入无人机倾斜摄影、激光扫描等进阶技术，为优秀学生提供深度研究通道。

六、结语

当学生指尖在屏幕上滑动，让百年老宅的坐标在GIS图层中亮起时，他们触摸到的不仅是冰冷的经纬度，更是城市跳动的文化脉搏。这场始于课堂的探索，正悄然改变着历史文化遗产保护的生态——年轻一代不再是被动的旁观者，而是带着数字工具与人文温度的参与者和创造者。中期报告呈现的不仅是数据与成果，更是一群少年如何用科学思维丈量历史深度、用创新视角守护城市根脉的成长轨迹。研究虽面临技术、场域、师资的多重挑战，但学生眼中闪烁的顿悟光芒、社区反馈中的积极评价，都在印证着这条教育路径的价值。未来，我们将继续深耕“技术降维”与“人文升维”的融合之道，让地理信息系统成为连接过去与未来的桥梁，让高中生在模拟推演中理解：保护文化遗产，从来不是守护一砖一瓦的静止，而是延续一座城市的呼吸与心跳。屏幕上的图层正在生长，而城市的未来，正被这群数字原住民用最真诚的热爱重新定义。

高中生结合地理信息系统模拟城市历史文化遗产保护策略课题报告教学研究结题报告一、引言

当高中生指尖在GIS屏幕上滑动，让百年老宅的坐标在图层中次第亮起时，他们触摸的不仅是冰冷的经纬度，更是城市跳动的文化脉搏。这场始于课堂的探索，已从技术模拟升华为一场关于文化传承的青春实践。本课题以地理信息系统为桥梁，让高中生以研究者的身份参与城市历史文化遗产保护，在真实任务中实现技术学习、文化认知与社会责任的三重蜕变。结题报告呈现的不仅是研究数据的闭环，更是一群少年如何用数字丈量历史温度、用创新守护城市根脉的成长轨迹。当他们的保护策略从虚拟推演走向社区提案，当GIS图层开始承载居民口述记忆与街巷烟火，教育便完成了从知识传递到价值引领的升华。这场始于技术工具的探索，最终在年轻心中种下了“守护城市记忆”的种子，让文化遗产保护不再是专家的独白，而是代际对话的交响。

二、理论基础与研究背景

杜威“做中学”的教育哲学为本研究奠定基石——当学生以“保护策略设计师”的身份解决真实问题，知识便从课本跃入生活场域。地理信息系统作为空间认知的延伸工具，其可视化、动态模拟特性恰好契合文化遗产保护对空间逻辑与历史维度的双重需求。而“数字原住民”一代的技术敏感度，更让高中生成为连接专业逻辑与大众视角的天然桥梁。

城市化浪潮下，历史文化遗产正经历着前所未有的生存危机。青砖黛瓦间的老字号招牌、工业遗址里的轰鸣记忆、街角巷尾的市井烟火，这些承载城市基因的文化符号，在推土机的轰鸣中逐渐消逝。传统保护模式依赖专家经验与行政决策，常陷入“保护性破坏”的困境，而高中生作为城市未来的主人，却长期被排除在文化遗产保护的对话之外。他们的视角、情感与创造力，成为这一领域被忽视的宝贵资源。地理信息系统（GIS）的普及为这一困局提供了破局点。其空间分析、动态模拟与可视化功能，将碎片化的遗产信息转化为可量化、可推演的决策模型。当高中生掌握这一工具，他们便拥有了“数字考古学家”与“未来规划师”的双重身份：既能通过数据还原历史场景，又能模拟不同保护策略的长期影响。

三、研究内容与方法

研究内容围绕“技术适配—实践深化—素养生成”展开。技术适配层面，重点解决GIS工具的“教育降维”问题：将专业级空间分析算法简化为高中生可操作的图层叠加、缓冲区分析等基础功能；开发“遗产价值量化指标体系”，如建筑年代完好度、文化功能活化度等，使抽象的文化价值转化为可计算的数据维度。这一过程并非技术的简化，而是教育智慧的转化——让技术成为学生探索文化的桥梁，而非学习的障碍。

实践深化层面，以本地历史街区为真实场域，设计四阶段进阶任务：在“遗产解码”阶段，学生通过档案研读、口述访谈、实地测绘，构建街区的“文化基因图谱”；在“数字孪生”阶段，利用GIS平台整合建筑坐标、环境数据、历史影像，建立三维空间数据库；在“策略推演”阶段，基于模型模拟不同保护方案（如修旧如旧、功能置换、风貌管控）的长期影响；在“价值共创”阶段，将成果转化为社区提案，推动保护策略与城市发展规划的对话。每个任务都是一次跨学科思维的碰撞，地理的空间逻辑、历史的叙事逻辑、技术的分析逻辑在此交融共生。

素养生成层面，研究关注学生能力的隐性成长。通过“学习日志—作品分析—深度访谈”三角验证，捕捉学生在文化认同、数字素养、批判思维等方面的变化轨迹。例如，当学生发现模拟方案中“拆除重建”策略会导致文化符号流失时，他们对“保护”的理解便从物理空间延伸至精神维度；当他们在GIS模型中调整建筑密度参数，直观看到人流疏散效率的变化，科学决策的思维便内化为行动自觉。这些成长无法用分数衡量，却在学生眼中闪烁着真实的光芒。

研究方法采用“行动研究+多源验证”的混合路径。行动研究让教师成为研究者，在“计划—实施—反思”的循环中迭代教学方案；多源验证则通过课堂观察记录学习过程，GIS作品分析技术掌握程度，前后测问卷对比素养变化，深度访谈挖掘情感体验。特别引入“学生作为研究者”的视角——让他们参与研究设计，撰写反思报告，甚至指导后续班级实践。这种“师生共创”的研究生态，打破了传统教育研究的单向权威，让研究真正成为师生共同成长的旅程。

技术工具的选择始终以“可及性”为原则：使用QGIS等开源软件降低技术门槛，借助手机APP实现简易数据采集，通过在线协作平台支持远程讨论。这些工具并非技术的堆砌，而是教育理念的载体——证明高深的技术并非遥不可及，关键在于是否找到与学习者认知的接口。当学生用普通手机拍摄建筑纹理，用免费软件生成三维模型，他们便完成了从“技术消费者”到“技术创造者”的蜕变。

四、研究结果与分析

研究历时两学年，覆盖3所高中、156名学生，通过前测-后测对比、作品分析、深度访谈及第三方评估，形成多维成果矩阵。技术适配层面开发的“GIS文化遗产保护教学工具包”在12个班级应用显示，零基础学生平均6课时可掌握基础建模技能，较传统教学效率提升40%。工具包内嵌的“遗产价值量化体系”将文化评估转化为可计算指标（如建筑年代权重0.3、工艺稀缺度0.25、居民情感联结0.45），使抽象文化价值具象化，学生策略报告中的文化要素提及率从初始的28%跃升至91%。

实践成果呈现显著社会转化价值。以明清古街为案例的5套保护策略中，“活态传承”方案被文旅局纳入《历史街区更新导则》试点，学生设计的“记忆二维码”系统（扫码获取建筑历史故事）已在3处遗产建筑落地。工业遗产案例中，学生通过GIS热力模拟发现原厂区改造为文创园的方案将导致人流密度超标23%，据此提出的“分区限流+虚拟导览”策略被规划部门采纳。第三方评估显示，87%的模拟方案具备可实施性，其中3项被写入地方文化遗产保护白皮书。

素养发展数据揭示深层教育价值。后测显示学生GIS技能掌握率达89%，较前测提升57个百分点；文化认同量表平均分提高21.3分，其中“主动保护行为”维度提升最显著（+28.5分）。质性分析发现，82%的学生在策略设计中主动融合“社区参与”“文化延续”等人文考量，如某小组为保留老茶馆说书场景，放弃商业价值更高的改造方案，转而设计“非遗活态展演区”。深度访谈印证这种转变源于“数字孪生”体验——当学生在GIS中看到拆除老街巷导致的文化符号流失热力图时，对“保护”的理解从物理空间跃升至精神维度。

跨学科教学成效尤为突出。地理教师反馈，学生在空间分析中主动调用历史文献佐证观点；历史教师观察到，学生开始用GIS时间轴功能动态呈现遗产演变轨迹。这种学科融合在作品中有直观体现：某小组将清代商帮路线图叠加现代交通网络，提出“文化廊道”保护方案，获省级青少年科技创新大赛一等奖。

五、结论与建议

研究印证“技术降维-人文升维”的教学路径可行性。GIS工具通过功能简化（如将三维建模拆解为平面纹理贴图+高度参数输入）、指标量化（建立12项文化价值评估维度）、场景具象化（虚拟推演保护效果），使高中生能驾驭专业级文化遗产保护任务。这种“高深技术教育化”实践，打破了“数字素养培养需专业设备”的固有认知，证明开源软件与移动终端即可支撑高质量学习。

实践揭示三大核心价值：其一，学生视角为保护注入鲜活人文温度，其挖掘的“市井烟火”“邻里记忆”等非正式数据，弥补专业评估中“日常生活维度”的缺失；其二，模拟推演培养“预见性保护”思维，学生通过调整参数预判策略长期影响，如某小组发现“完全封闭保护”将导致文化断层，转而设计“渐进式活化”方案；其三，实现“课堂-社会”价值转化，学生成果直接服务于地方规划，印证“青少年参与可成为文化遗产保护新动能”。

基于此提出建议：教学实践层面，可开发“文化遗产GIS课程模块”，将技术操作与人文探究深度嵌套，如将“缓冲区分析”与“风貌控制范围”教学结合；政策支持层面，建议教育部门设立“青少年文化遗产保护创新基金”，支持学生成果转化；技术合作层面，推动高校实验室与中学共建“数字遗产工作坊”，引入激光扫描、倾斜摄影等进阶技术，为优秀学生提供深度研究通道。

六、结语

当学生在GIS平台上拖动图层，让百年商号的坐标在数字地图上亮起时，他们守护的不仅是青砖黛瓦的物理形态，更是城市流动的文化基因。这场始于技术工具的探索，最终在年轻心中种下了“用数字丈量历史温度”的种子。研究证明，当高中生以研究者的身份参与文化遗产保护，他们不仅能掌握空间分析技术，更能理解“保护”的本质是延续一座城市的呼吸与心跳。

屏幕上的图层仍在生长，而城市的未来，正被这群数字原住民用最真诚的热爱重新定义。他们用数据编织的记忆地图，终将成为连接过去与未来的文化桥梁。这场教育实践的价值，不仅在于培养了一批具备“技术理性+人文情怀”的青少年，更在于开创了文化遗产保护的代际对话新范式——当少年指尖划过屏幕，历史便有了年轻的回响。

高中生结合地理信息系统模拟城市历史文化遗产保护策略课题报告教学研究论文一、摘要

本研究探索高中生结合地理信息系统（GIS）模拟城市历史文化遗产保护策略的教学路径，通过“技术适配—实践深化—素养生成”三维框架，构建跨学科融合教育范式。历时两学年，覆盖3所高中156名学生，开发“GIS文化遗产保护教学工具包”，实现专业技术的教育化降维；以明清古街等真实案例为场域，引导学生完成“遗产解码—数字孪生—策略推演—价值共创”四阶任务，生成5套可落地方案。研究证实：高中生通过GIS技术能精准量化文化价值（建筑年代权重0.3、居民情感联结0.45），其“市井烟火”“邻里记忆”等非正式数据弥补专业评估盲区；模拟推演培养“预见性保护”思维，82%方案主动融合社区参与维度；学生GIS技能掌握率从32%升至89%，文化认同得分提升21.3分。成果被文旅局纳入《历史街区更新导则》试点，形成“技术理性+人文情怀”的青少年素养培育新范式，为文化遗产保护注入代际创新动能。

二、引言

当高中生指尖在GIS屏幕上滑动，让百年商号的坐标在数字地图上次第亮起时，他们守护的不仅是青砖黛瓦的物理形态，更是城市流动的文化基因。这场始于技术工具的探索，正悄然改变着历史文化遗产保护的生态——年轻一代不再是被动的旁观者，而是带着数字工具与人文温度的参与者和创造者。城市化浪潮下，传统保护模式依赖专家经验与行政决策，常陷入“保护性破坏”的困境，而高中生作为“数字原住民”与“城市未来主人”，其技术敏感度与在地视角成为被忽视的宝贵资源。地理信息系统（GIS）的空间分析、动态模拟与可视化功能，恰好为这一困局提供破局点，将碎片化的遗产信息转化为可量化、可推演的决策模型。本研究以真实任务为锚点，让高中生以“数字考古学家”与“未来规划师”的双重身份，在跨学科实践中实现技术学习、文化认知与社会责任的三重蜕变，最终让文化遗产保护从专家独白升华为代际对话的交响。

三、理论基础

杜威“做中学”的教育哲学为研究奠定基石——当学生以“保护策略设计师”的身份解决真实问题，知识便从课本跃入生活场域。地理信息系统作为空间认知的延伸工具，其可视化、动态模拟特性恰好契合文化遗产保护对空间逻辑与历史维度的双重需求。而“数字原住民”一代的技术敏感度，更让高中生成为连接专业逻辑与大众视角的天然桥梁。

空间认知理论揭示，GIS通过“编码—存储—分析—可视化”的完整链条，将抽象的文化遗产转化为具象的空间数据，帮助学生建立“地理环境—历史脉络—保护策略”的认知闭环。文化记忆理论则强调，遗产保护不仅是物理空间的留存，