下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
二、高中课程学习和应用地理信息技术的意义
新课程改革以来，地理信息技术作为教学内容和教学技术手段进入了高中地理课程。与其他的高中地理教学内容相比，地理信息技术应用这部分内容有其特殊性。一是高中课程学习和应用地理信息技术体现了新课程的时代性要求。这部门内容及教学要求作为新增加的内容，在以前的教学大纲和教学要求中基本没有出现过，是真正的“新课程”。虽然2003版的高中地理课程标准就将地理信息技术应用列入必修和选修课程之中，但由于各地的经济技术水平不同，信息化基础设施和条件不同，全部开展地理信息技术应用的教学也不实际。因此，在具体实施过程中，各地的要求不一，现行的高考中基本也没有把这部分内容列入考试范围和考试模块，导致地理信息技术应用在高中地理教学中被边缘化，许多教师对设置该内容的必要性和意义还不甚明了，在新的条件下，按照修改后的课程标准，需要落实立德树人、全面发展的育人任务，需要培养学生的地理核心素养，对地理信息技术应用的相关内容就需要有一个重新认识和学习的过程。二是高中课程学习和应用地理信息技术体现了新课程的基本理念要求。地理信息技术应用既是高中地理教学的内容，也是高中地理教学的方法和手段。地理信息技术这部分内容是信息技术与地理相结合的内容，是专业化的信息技术在地理学中的应用，因而是技术性与应用性很强的内容，是信息技术与地理教学的整合。新修订的课程标准特别强调了要求学生能够运用地理信息技术分析现实世界的一些自然现象、过程及其对人类活动的影响，收集和呈现人口、城镇、产业活动等人文地理数据、图表和地图，通过案例分析、数据采集、实地调查等方式，比较、归纳不同区域发展的异同，以培养和提高学生的综合思维、地理实践力等地理核心素养。在新的高中地理教学中，如何应用地理信息技术辅助地理教学和学习，使学生在应用地理信息技术的过程中学习地理信息技术，提高地理信息的素养和应用地理信息技术的水平，既是地理信息技术应用教学所面临的重要问题，也是整个高中地理教学所面临的重要问题。三是高中课程学习和应用地理信息技术体现了素质教育和核心素养的要求。高中地理信息技术应用的教学必然涉及地理信息技术软件和硬件的操作、使用与应用。需要具备相应的地理信息技术的应用软件、仪器设备条件，也需要既懂得能用地理信息技术开展地理教学的师资力量，需要学生具有一定的地理信息技术基础。高中课程学习和应用地理信息技术有助于提高地理教师和学生的发展核心素养、地理核心素养，特别是地理实践力水平。
2003版的《普通高中地理课程标准（实验）》明确指出：“地理科学的迅速发展和地理信息技术的广泛应用，都对高中地理课程改革提出了富有挑战性的新课题。”在高中地理课程中设置地理信息技术应用内容是信息时代对高中地理教育提出的新要求，体现了新课标的时代性特征，有利于学生了解现代地理学的科学体系和学科前沿，掌握现代地理学的科学研究方法和技术手段。
以信息技术为核心的现代科学技术的迅猛发展和知识经济时代的到来，信息技术以其广泛的渗透性和高度的先进性在各行各业得到了普遍的应用，信息化已经成为国民经济和社会发展的推进器，信息成了与材料、能源同样重要的战略资源，信息技术产业将成为21世纪的支柱产业，学习和使用信息技术成为人们工作和生活的普遍需求。
在信息技术中，地理信息技术以其基础性、应用性和先进性而占有重要的地位。信息技术的发展和应用导致了地理信息技术的产生和发展，地理信息技术的发展反过来也促进了信息技术的发展。根据专家估计，在我们的周围有80%的信息是与空间位置有关的地理信息，学习和使用地理信息技术显得尤为重要。今天，地理信息技术已经不再局限于测绘、制图、环境管理等专业领域，地理信息技术已经融入IT的主流，是信息技术的重要组成部分，其应用的领域也在不断地扩大，从国家经济的宏观规划到资源环境管理，从电子政务建设到企业设施管理，从车载导航到个人手机定位，都离不开地理信息技术。地理信息技术对资源与环境可持续发展、经济建设与社会进步的巨大作用日益显著。
时代在发展，技术在进步，地理学也在不断的发展和进步之中。经过几十年的发展，地理信息技术已成为现代地理学的重要组成部分，成为现代地理学的科学发展前沿，地理信息技术和自然地理、人文地理、区域地理等一起构成了现代地理学的完整的学科体系。地理信息技术集成了空间探测技术、卫星定位与导航技术、计算机信息处理技术、通信与网络技术等多种现代科学技术，能快速、准确、有效地获取、存储、传输、分析、应用和管理地理信息，是现代地理学不可或缺的技术手段。
地理信息技术也是现代地理学中最活跃的分支学科。地理信息技术的发展和应用，对现代地理学的研究和应用也产生了巨大的影响，促进了地理学理论的发展和地理学的现代化。遥测技术，特别是卫星遥测技术手段的应用，大大地提高了地理研究的效率和质量。遥感技术、地理信息系统、全球定位系统的集成应用构成了当代地理研究的全新技术平台，使地理信息的获取、处理、传输、应用和模拟研究实现了重大转变。地理信息技术手段的应用，也使得地理学的理论思维产生了重大转变，不仅拓宽了地理学的视野，而且深化了人类对地理过程的认识，促进了地理学逻辑思维由归纳推理向演绎推理的重大转变，使地理学理论有可能推向更系统、更综合的新境界。
以“数字地球”为核心的地球信息科学成为地理学的重要的科学理论。地球信息科学以整个地球系统为研究对象，以人地关系为主题，以全球变化和区域可持续发展为目标，综合集成了遥感技术、全球定位与导航技术、地理信息系统技术、计算机信息处理技术、多媒体技术、网络技术和虚拟现实技术，成为能够对人流、物流、能量流的时空分布和变化进行分析和调控的技术系统。
作为地理信息技术和其他信息技术的集成应用系统，一个可以嵌入海量数据的、多分辨率的、立体的和虚拟的地球——数字地球正在建设之中，它将使我们能够用数字化的方法和手段来处理整个地球和自然、社会方方面面的问题，最大限度和最有效地利用资源。作为数字地球的基础，信息高速公路已经建成并在进一步发展和完善之中，
因此，高中地理课程要反映现代地理学的新发展和学科概貌，就不能不涉及地理信息技术的内容。在高中阶段学习和应用地理信息技术，有助于开阔学生的视野，有助于学生了解和把握现代地理学完整的理论体系和学科框架，有助于加深学生对相关地理问题（如全球环境问题、人口问题、灾害问题）的认识，更有助于了解和掌握现代地理学的科学研究方法和技术手段，为将来进一步学习现代地理学、分析研究和解决与地理学相关的社会现实问题打下良好的基础。
地理信息技术作为地理学研究的技术手段，在获取地理信息、分析地理事物的空间分布及其时间变化方面具有强大的功能，因而这种技术对地理教学也必然具有巨大的影响。在地理教育教学过程中，学生通过学习地理信息技术可以学到大量的实验操作技能（如用手持全球导航卫星系统卫星定位仪快速确定自己所处的位置，运动的方向，将自己收集的地理信息用地理信息系统软件进行空间分析，并生成各种专题地图），提高了动手能力和分析能力，培养了探索和研究实际地理问题的能力。
地理信息技术又是一种实用的技术，已经在国民经济和社会生活的各个方面得到了广泛的应用，地理信息技术已经成为重要的产业部门。我国突飞猛进的信息化建设，给地理信息产业带来了前所未有的发展机遇，并将我国地理信息产业推进到一个崭新的阶段。地理信息技术正在走向大众化。让高中学生了解地理信息技术在各个领域的应用，掌握基本的地理信息技术，有助于培养学生理论联系实际的能力，有助于引导学生关心社会的进步、关心身边的新事物，也有助于培养学生适应社会生活的能力，为将来从事相关领域的工作打下良好的基础。
所以，在高中地理课程中设置地理信息技术应用内容对培养地理信息技术的后备人才，促进地理信息技术的持续发展，发展和壮大地理信息技术产业，推动地理信息技术的应用也具有重要意义。
《普通高中地理课程标准（实验）》在设置地理信息技术时，无论是在必修部分，还是在选修部分，均使用“地理信息技术应用”作为标题。在新修订的高中地理课程标准中虽然必修部分不再设置地理信息技术应用的教学内容，但教学要求强调了学生应用地理信息技术的要求，选修部分仍然沿用“地理信息技术应用”模块，说明新课标在设置这部分内容时要强调的是地理信息技术的应用，对地理信息技术的原理、理论要求较低，这也是高中地理新课标基础性特征的体现。
地理学的分支学科众多，由于学生的兴趣爱好和基础知识的差异，有人对自然地理比较喜欢，有人对人文地理比较喜欢，而有人对地理信息比较喜欢，地理信息技术课程的开设（选修）为那些有比较好的信息技术基础的对地理信息技术比较感兴趣的学生提供了选择的机会，体现了高中地理新课程的多样性和选择性。
习近平在党的十九大报告中指出，要全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，发展素质教育，推进教育公平，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。在2018年召开的全国教育大会上习近平又进一步强调，要坚持中国特色社会主义教育发展道路，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。
2014年教育部研制并印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》，提出“教育部将组织研究提出各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”。
核心素养是党的教育方针的具体化，是连接宏观教育理念、培养目标与具体教育教学实践的中间环节。党的教育方针通过核心素养这一桥梁，可以转化为教育教学实践可用的、教育工作者易于理解的具体要求，明确学生应具备的必备品格和关键能力，从中观层面深入回答“立什么德、树什么人”的根本问题，引领课程改革和育人模式变革。
2016年中国学生发展核心素养研究成果发布。中国学生发展核心素养以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与3个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新等六大素养，具体细化为国家认同等18个基本要点。
2017年12月教育部印发《普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版）》的通知。通知强调，普通高中课程是实现高中阶段育人目标的重要载体，体现着国家意志，在落实立德树人根本任务中发挥着关键作用。要强化课程实施管理与指导，加大条件保障力度，确保课程开齐开足、开设到位。要全面加强教研工作，创新教研方式，创造条件，激励教师开展教研的积极性，促进课程有效实施。要注重普通高中课程改革与高考综合改革统筹衔接，推动“教”“考”“招”形成育人合力，促进学生全面而有个性的发展。
2017版的高中地理课程标准指出，地理课程旨在使学生具备人地协调观、综合思维、区域认知、地理实践力等地理核心素养，学会运用地理的视角认识和欣赏自然与人文环境，提高生活品位和精神境界，为培养有见识、有胸怀、有责任感、有行动力的公民奠定基础。
高中地理课程的基本理念首先是培养现代公民必备的地理核心素养。地理核心素养是地理学科育人价值的概括性、专业化表述，是知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标的整合与提炼，是学生在学习本课程之中或之后所形成的、在解决真实情境中的问题时所表现出来的必备品格和关键能力。高中地理课程通过包括地理信息技术应用模块在内的学科课程体系的整体设计和全面实施，强化学生人类与环境协调发展的生态文明理念，提升学生地理学科方面的品格和关键能力，使学生具备家国情怀和世界眼光，形成关注地方、国家和全球的地理问题及可持续发展问题的意识，从而促进学生发展核心素养的提高，落实“立德树人”根本任务的要求。
地理信息技术应用既是地理学科的重要内容，也是构建以地理核心素养为主导的地理课程体系的需要。围绕培养学生地理核心素养的要求，加入地理信息技术应用课程模块，是构建科学合理、功能互补的课程体系，坚持基础性、多样性、选择性并重，满足不同学生自身发展的需要，也是满足学生现在和未来学习、工作、生活的需求。
地理信息技术应用也是创新培育地理核心素养的学习方式的需要。通过学习和应用地理信息技术，利用地理信息技术营造直观、实时、生动的地理教学环境，开展基于地理信息技术的地理实践活动，有利于促进学生自主、合作、探究等学习方式的养成。
地理信息技术应用也是促进建立科学合理的学习评价体系的需要。课程目标的实现及学生地理核心素养的培养和提高，需要建立基于地理核心素养发展的学习评价体系。学生信息素养特别是地理信息技术应用水平是反映学生地理实践力这一核心素养的重要指标。以地理核心素养的内涵与表现水平、学业质量标准为依据，把学生在地理学习过程中应用地理信息技术认识、分析与思考和解决实际地理实际问题的过程性评价与最终的考试等终结性评价相结合的方式，才能有效检测学生对地理事象的认知方式与水平，以及价值判断能力、思维能力、操作实践能力等的水平，全面反映学生地理核心素养的发展状况。
在高中地理课程中设置地理信息技术应用内容是信息技术与地理学科教学整合的需要，体现了强调信息技术在地理学习中的应用和重视对地理问题的探究的基本理念。有利于培养学生的地理信息素养，深化计算机辅助地理教学，提高计算机辅助地理教学的水平。
在地理教学中必然涉及大量的地理信息，像地理景观、地理过程、地图、图表、视频、动画等地理信息用传统的教学方法难以表现和处理，用计算机信息技术辅助教学成为地理教学的发展趋势和必然要求。
信息技术在地理教学中的应用产生了计算机辅助地理教学，从以行为主义学习理论为指导的“程序教学”，以认知主义学习理论为指导的“智能辅助教学”，到以建构主义学习理论为指导的多媒体与网络教学，计算机辅助地理教学手段的应用，改变了地理教学信息的呈现方式，调动了学生地理学习的积极性和主动性，提高了地理教学的效率，促进了地理教学的改革。尤其是多媒体计算机辅助地理教学和网络教学所提供的多样性的媒体形式和交互性的学习功能，允许学生根据自己的实际情况选择学习内容、学习进度，并能通过计算机网络与同学、老师或其他人员进行交流、讨论。
但是，目前的计算机辅助地理教学也存在一些明显的不足。首先，在计算机辅助地理教学所使用的地理课件中，绝大多数是使用通用的编著软件制作的，并不能完全针对地理学科和地理教学的特点和要求，这就使得地理课件的制作比较缺少地理特色。例如，在地理学科和地理教学中经常需要使用的地图，这些通用的编著软件通常只能导入现成的静态地图，各种地图要素常常是混合在一起的，不方便对单个要素的分析。而要设计不同要素的可分层叠加的动态显示的地图，则需要借助其他的图形图像处理软件，或者使用绘图工具重新绘制所需要的地图的底图和各个要素单独的分布图，再进行叠加和显示。而专门的图形图像处理软件如PHOTOSHOP等的使用比较复杂，一般的地理教师难以掌握和应用，用绘图工具重新绘制地图的工作量则很大。
其次，一般用于地理课件制作的编著软件虽然能够集成各种多媒体素材，如使用背景音乐营造地理教学的氛围，用图片来展示自然景观和人文景观，特别是能够通过视频或模拟动画来直观地演示一些长时间大尺度的自然地理过程，对学生理解和掌握地理学习的难点有很大的帮助。但是，总的来说，用一般的编著软件制作的地理课件在辅助自然地理的教学方面优势明显，但是由于缺乏有效的空间分析手段和综合分析能力，对人文地理和区域地理的教学帮助不大。
第三，一般的地理课件虽然也可设置一定的交互功能，但这些交互功能往往只有外在的形式上的作用，如用热键、按钮等交互手段设置多分支学习路径供学生学习时选用，用超级链接设置与教学内容相关的资料供学生在学习时参考等。而在大多数情况下，学生仍然是被动地观看和接收计算机所呈现的教学信息，不能真正参与到对这些地理问题的探究之中。
第四，地理科学既有定性的规律，也有定量的规律，只有从定性走向定量，才能更有效地揭示地理量之间的关系。同样地，在地理教学中既要表示地理量之间的定性关系，也要表示出地理量之间的定量关系，才更具有科学性。而一般的通用软件制作的地理课件主要以定性描述或模拟地理过程为主，难以揭示地理过程中各个地理量之间的数量关系，如要演示地球围绕太阳的运动和月球围绕地球的运动，一般的课件可以表现地球和月球运动的轨迹和运动的方向，但对地球和月球运动速度的比例关系很难精确地表示。
第五，用一般的通用软件制作的地理课件往往缺乏开放性，难以适应区域地理等地理教学内容知识更新快的特点，课件的可更新性、可重用性不强。
地理信息技术为计算机辅助地理教学提供了新的有效的工具。地理信息技术与地理问题的研究和地理规律的应用紧密联系，通过地理信息的获取、分析、加工处理获得地理要素的空间分布特征和时间演变，从而发现地理要素的空间分布规律和相应的时间演变规律。因为地理信息技术是专门针对地理学科应用的信息技术，其相应的软件提供了多种空间定量分析的工具和模型，所以，在地理教学中使用地理信息技术来辅助地理教学，在表示地理对象、地理要素的分布和演变方面更科学、更准确、更直接、更简单、更方便。例如，用卫星云图可以直观地反映高、中、低云的空间分布和天气系统的位置及其演变，用卫星云图制作的实时动画，科学性强，真实可信；使用地理信息系统软件可以方便地生成单个地理要素的空间分布的图像或专题地图，以及这些地理对象的空间分布随时间的变化，也能方便地组合不同要素的空间分布和时间变化，便于对比研究和综合分析，而且可以灵活地添加或删除图注、图例、图标等信息。
使用地理信息技术辅助地理教学能较好地运用建构主义的学习理论，有助于信息技术与地理教学的有效整合。用地理信息技术辅助教学，可让学生自己采集相关的地理信息数据，建立相关的数据库，并通过地理信息系统软件的地图分析来建构自己的知识体系，在制图和空间分析中发现地理事物之间的相关性，可以将地理信息技术有效地整合到地理教学中来，提高学生收集和处理地理信息的能力、地理空间的思维能力和知识创新的能力。
因为地理信息系统是根据地理对象的空间数据和属性数据来可视化地反映地理对象的空间分布和空间位置关系的，只要改变数据库中的相应的数据，地理对象的空间分布和空间位置关系也会随之改变，因而具有很大的灵活性。用地理信息系统辅助地理教学不但能适应区域地理等地理教学内容知识更新快的特点，还能为学生探究地理对象的空间分布特征和变化规律提供条件，用地理信息系统制作的课件也具有了很好的开放性、灵活性。建立在空间数据库基础上的地理信息系统技术，更具有强大的查询功能，使学生能以不同比例尺查看空间信息内容，既能获得全局性的信息，也能查看局部的细节性的空间信息，从而更好地把握事物的空间位置和相互关系。
大部分地理信息系统软件有自带的基础数据库，用这些软件制作相应的地理课件省时省力。软件所提供的专业绘图工具如各种地图符号、填充颜色和纹理效果，以及多种类型的地图模板，能制作出规范、优美、具有专业水平的地图。由地理信息系统软件生成的地图是矢量图形，所占用的存储空间少，能任意放大和缩小而不影响显示效果。用地理信息系统软件生成的地图能分层显示和无背景地叠加显示地图信息，既灵活又方便。
用地理信息技术软件也可以生成一般计算机辅助地理教学需要的底图和各种专题地图。地理信息技术应用课程的教学必将极大地提高教师和学生的信息技术水平，提高地理教学的水平和质量。
虽然2003年版的高中地理教学大纲规定了地理信息技术的相关内容及要求，但是在实际教学中，由于地理信息技术本身的实践性和各个学校的地理信息技术条件不同，尤其是高考的导向作用，在高中地理的教学中，地理信息技术无论是内容还是技术的应用方面都没有得到足够的重视，大多数省份的高考中没有体现地理信息技术的相关要求，在实际教学安排中地理信息技术并没有作为地理高考的选修模块，学校的地理教学中也很少有学校开设地理信息技术应用模块的教学。
目前，中学开展地理信息技术教学与应用的条件基本成熟。一方面，国家高水平的信息化基础设施建设成效显著，网络技术、通信技术高速发展，宽带网络、4G通讯、智能手机等普遍应用，各地数字化校园基本建成，基本实现了网络信息和数字化教育教学的“校校通”、“班班通”和“人人通”。我国的地理信息技术的发展也蒸蒸日上，高分率遥感技术（卫星遥感、雷达遥感、无人机遥感等）、具有自主知识产权的地理信息系统技术、独立自主的全球导航卫星系统技术（覆盖全球的北斗导航系统）和数字地球技术已经建成并投入使用。地理信息技术的大众化应用也得到前所未有的发展，获取分辨率很高的遥感数据和图像非常容易，网络地理信息系统提供在线的地图服务，智能手机提供丰富的基于地理信息技术的APP应用，各类地理信息技术软件系统、数字地球系统提供平台服务。还有许多地理信息技术公司、教育机构提供适合教学应用的基于地理信息技术教学应用产品。所有这些都为中学开展地理信息技术教学与应用创造了良好的技术应用环境。另一方面，随着信息化的发展，教师和学生的信息素养不断提高，学习和应用地理信息技术的基础越来越好。21世纪以来高校特别是师范院校的地理科学专业普遍开设了与地理信息技术相关的课程（遥感原理、地理信息系统、数字地球），地理师范生的地理信息技术的知识水平和应用能力普遍提高，提高了中学地理教师开展地理信息技术应用教学的能力，学生使用计算机、智能终端设备、手机开展学习的能力也大为提高。