智慧教育典型案例：基于ArcGIS的高中地理信息化教學應用-以《地理信息技術》為例

基于ArcGIS的高中地理信息化教學應用以《地理信息技術》為例一、內容導圖主旨問題目標基于ArcGIS的高中地理信息化教學應用

以《地理信息技術》為例教學與生活的分離軟件功能應用的困難促進3S課堂多樣化豐富地理實踐力課程提高師生地理實踐力水平效果策略?！霸从谏睢焙唵巫鲋袑W拍“自主生長”自百度地圖、學校學生綜合信息系統(tǒng)GIS生活應

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flash操作攝我園校園GIS應學摸地地圖用習索圖制作flash視fla頻sh二、案例背景（一）實踐力提出背景

1.核心素養(yǎng)的提出背景

2014年“核心素養(yǎng)”首次出現(xiàn)在《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》中，并被置于深化課程改革、落實立德樹人根本任務的首要位置；2016年，中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)總體框架正式發(fā)布；2016年底，基于學科核心素養(yǎng)的高中新課程標準修訂稿在全國征求意見[1]；2018年1月教育部正式發(fā)布《普通高中地理課程標準（2017年版）》（下文簡稱新課標）。 2.地理實踐力在高中地理教學課程中的發(fā)展

1992年《地理教育國際憲章》明確提出地理實踐的要求；2003年教育部發(fā)布的《普通高中地理課程標準（實驗）》（下文簡稱老課標）中的一個基本理念是“……開展地理觀測、地理考察、地理實驗、地理調查和地理專題研究等實踐活動”[2]。2018年1月新課標中，將地理實踐力與人地協(xié)調觀、綜合思維、區(qū)域認知并稱為四大地理核心素養(yǎng)。（二）當前課堂的問題——高中課堂實踐環(huán)節(jié)的缺失 1.校園實踐環(huán)節(jié)的缺失學生實踐力的培養(yǎng)主要通過運用所學知識和地理工具，在室內、野外和社會的真實環(huán)境下，通過考察、實驗、調查等方式獲取地理信息，探索和嘗試解決實際問題。這一過程就是實踐環(huán)節(jié)。 近幾年，野外研學活動開展的如火如荼，而基于校園資源的課堂實踐活動關注度有所降低。（1）校園實踐環(huán)節(jié)的可控性更高 相對于野外研學、社會調查，基于校園資源的實踐活動師生的可控性更高，可以即時根據課堂需要進行調整、設計。（2）校園實踐環(huán)節(jié)提高師生參與度在日常教學中，師生利用機房、校園環(huán)境等校園資源平臺進行實踐環(huán)節(jié)，體現(xiàn)了便捷性。2.教育教學中遇到的痛點、難點——傳統(tǒng)課堂的走馬觀花傳統(tǒng)教學以課堂講授等形式展開，課堂上缺乏深入的探究性活動，卻有諸多流于形式的小組討論。特別是應對湘教版高中地理必修三第三章《地理信息技術應用》這類知識點偏向于理論學術化的章節(jié)內容，更是采用“講講過”的潦草方式進行帶過。 地理的教學與生活緊密聯(lián)系。但是如何做到將生活素材與地理學科知識深入淺出的是一個難點。3.應用場景《地理信息系統(tǒng)》第1課時課堂教學

4.實踐成效 （1）知識成效：學生通過上機操作ArcGIS，掌握GIS的概念、組成、工作原理等知識點。（2）技能成效：通過上機操作，提高學生實踐力水平三、問題與措施問題素

材教學與生活的分離 軟件功能應用的困難校園地圖源百度地圖、配套ArcGIS做自習視頻于學生綜合主中生信息系統(tǒng)功能操作生自我摸學活長GIS生活索flash應用素材問題與措施流程圖（一）案例性質授課年級高一年級授課類型新授課課例內容《地理信息系統(tǒng)》第1課時授課時間2018年4月學情分析從知識儲備上看，經過一個多學期的地理學習，已經具備了一定的自然、人文知識儲備，同時對GIS也有了模糊的生活印象。從技能方法看，高一的學生已經在一定程度上形成了歸納分析的邏輯思維能力。但是缺乏ArcGIS的操作能力。（二）問題 學校很多地理老師每每翻開《地理信息技術應用》這一章節(jié)內容，會陷入深深的無力感和挫敗感。1.教學與生活的分離必修二第三章《地理信息技術應用》以RS、GIS、GPS（以下簡稱3S）三種地理信息技術作為案例，對其工作原理、技術組成、應用做了一定的探究。3S技術在我們的現(xiàn)實生活中有著廣泛的應用，例如百度地圖，我們看到的地圖是通過RS獲取影像信息，GIS數字化處理之后呈現(xiàn)在我們面前的；而搜索某一位置，則應用了GIS以及GPS定位的功能；導航功能的實現(xiàn)也是應用了GIS技術。我們的生活處處滲透著3S技術，但是大多數教師的教學卻是與這一生活實際相分離的。

2.軟件功能應用的困難當前在3S教學中應用最多的軟件是GoogleEarth，但是除此之外教學中所應用的地理軟件幾乎沒有。GoogleEarth顯示圖層直觀、功能豐富且操作相對簡易，但是卻無法實現(xiàn)GIS的工作過程的重現(xiàn)等這些問題，ArcGIS是一個全面的GIS平臺，能夠為用戶提供大多數的GIS操作服務，是GIS教學軟件的最佳選擇。但是與GoogleEarth的簡易操作不同，ArcGIS的操作界面對師生來說相對陌生，有一定的操作難度。（三）解決措施

1.“源于生活”——將生活日常與理論知識相結合（1）百度地圖、學生綜合信息系統(tǒng)

·情境設置導入：又到一年畢業(yè)季，大家還記得去年的你們是怎么找到家到溫州二外的線路的嗎？學生活動：百度地圖

教師設問：從字面上看，地理信息系統(tǒng)的定義，得出地理信息系統(tǒng)是一個信息系統(tǒng)投影展示：百度地圖、二外學生綜合信息系統(tǒng)

學生活動：電腦摸索并思考二外學生綜合信息系統(tǒng)為什么不叫學校學生綜合地理信息系統(tǒng)（也就是地理信息系統(tǒng)與普通信息系統(tǒng)的差異）

教師活動：引導學生得出結論，地理信息系統(tǒng)是一個空間信息系統(tǒng)·意圖地理信息系統(tǒng)是學生剛接觸的陌生名詞，直接介紹概念會顯得生硬，學生記憶起來也會存在一定難度。因而，用學生生活常見的地理信息系統(tǒng)的應用——百度地圖作為GIS案例，與學生接觸的學校學生綜合信息系統(tǒng)進行對比，由學生上機摸索地理信息與信息系統(tǒng)的區(qū)別，從而得出地理信息系統(tǒng)的概念。（2）校園地圖校園環(huán)境是學生日常中接觸最多的事物，將校園地圖作為地理信息系統(tǒng)的操作對象，讓學生導入、繪制校園地圖，實現(xiàn)ArcGIS軟件的載入圖層、導出圖層等功能（具體情境設置請參照“學生機上校園地圖制作”）。（3）GIS生活應用素材選用了“城鎮(zhèn)布局”、“高架橋選址”、“洪水淹沒區(qū)”等GIS應用FLASH，通過學生上手操作，結合例子的應用，應用GIS的功能，深化學生的理解。同時在課堂的最后，采用擴展定義的方式，總結了整節(jié)課的課堂內容（具體情境設置請參照“學生上機操作GIS應用flash”）。2.“做中學”——在實踐中完成知識的學習

（1）學生機上簡單校園地圖制作

·情境設置學生活動

回顧并思考：

回顧操作操作過程，思考GIS工作的一般的過程

回顧操作操作過程，思考通過GIS，要獲得溫州二外電子地圖，需要哪些事物?；仡櫜僮鞑僮鬟^程，GIS有哪些功能類型

教師提問：

GIS的數據主要有哪些類型、這些數據的存儲有什么特點·意圖 校園環(huán)境是學生日常中接觸最多的事物，將校園地圖作為地理信息系統(tǒng)的操作對象，讓學生導入、繪制校園地圖，實現(xiàn)ArcGIS軟件的載入圖層、導出圖層等功能。（2）學生上機操作GIS應用flash

·情境設置學生活動：打開“城鎮(zhèn)”，接收任務，思考，這些步驟應用了GIS的哪些功能。學生展示：上臺邊演示邊回答。教師活動：通過這節(jié)課的學習，請你再來回答下什么是GIS，進而總結課題 ·意圖 選用了“城鎮(zhèn)布局”、“高架橋選址”、“洪水淹沒區(qū)”等GIS應用FLASH，通過學生上手操作，結合例子的應用，應用GIS的功能，深化學生的理解。同時在課堂的最后，采用擴展定義的方式，總結了整節(jié)課的課堂內容

3.“自主生長”——提高學生自我學習能力（1）拍攝學習視頻考慮學生對ArcGIS操作上有些困難，專門拍攝了ArcGIS教學視頻，并經過多次試用調整（多位未使用過該軟件的師生）后方才投入教學試用。（2）自我摸索flash “在感悟GIS”環(huán)節(jié)，為學生準備了3個可操作的GIS應用flash，學生自行操作，并思考“這三個flash應用了GIS的哪些功能、體現(xiàn)了GIS在哪些領域的應用”四、成效與反思（一）成效

1.促進3S課堂多樣化3S教學一直是大家頭疼的內容，教材內容過于理論，與學生生活有差距是頭疼產生的最主要的導火線。而這次摸索，采用“源于生活”——將生活日常與理論知識相結合、“做中學”——在實踐中完成知識的學習、“自主生長”——提高學生自我學習能力這三種方式，拉近了學生與教材內容的距離，打破了生活與理論的隔閡，促進了3S課堂形式和內容的多樣化。2.豐富地理實踐力課程 隨著新課標的提出，地理實踐力在當前地理教學中的地位越發(fā)重要。這次利用ArcGIS軟件，進行信息化課堂的操作，是地理實踐力課程的有利補充。 3.提高師生地理實踐力水平

當前，大多數教師和學生缺乏地理實踐力的培養(yǎng)途徑，其實在日常教學中完全可以利用校園資源進行地理實踐力的培養(yǎng)過程，提升師生地理實踐力水平。（二）反思

1.課時細分的必要這一節(jié)課雖然成功實現(xiàn)了學生對GIS的感性認識到理性認識的蛻變，提升了學生實踐能力，但是事后反復思索之下，需要將該節(jié)課一分為二，增加學生親自繪制校園地圖的過程，這樣才能最大程度的提高學生的地理實踐力。2.拓寬學生課堂時間由于學生第一次接觸上機操作地理軟件，教師保守的留了15~20分鐘的時間讓學生自主學習，其實可以更大膽一些，進行全面開放課堂，給學生留更大的時間和空間進行GIS的認識和探索。五、案例點評地理作為實踐性很強的學科，學生地理實踐力的培養(yǎng)是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。本案例中作者將實踐力的培養(yǎng)著重放在校園內部的資源，突出校內資源的開發(fā)，與野外實踐、社會調研相比更貼合教學實際。案例中以地理信息一張的教學為例，引入地理學科的重要數據處理軟件ArcGIS，應該融入適當的情景，將地理專業(yè)軟件的復雜操作簡化為學生可控的操作步驟，讓學生在實踐中理解地理信息技術的魅力，打破傳統(tǒng)教學中實踐操作環(huán)節(jié)的缺失，突出了地理實踐力的培養(yǎng)。 一線地理教師：楊程老師 該案例是溫州二外智慧教育的其中之一，二外地理組在學校的支持下，大膽嘗試，勇于創(chuàng)新，將地理學的相關技術、教育技術很好的融合在一起，打破了常規(guī)的教學模式；讓學生自己動手操作，在實踐中摸索規(guī)律，遠離了枯燥式的說教模式，在實踐中自我生長，這既符合我們學校的辦學理念，也是中學地理學科素養(yǎng)中地理實踐力很好的一個體現(xiàn)。類似的該案例