信息化教学模式的研究与实验探究

信息化教学模式的研究与实验探究——地理信息技术在高中地理教学中的应用摘要随着社会的发展和科技水平的不断提高，信息技术逐渐在生活中得到普及和应用。现阶段，信息的获取、处理、传输和应用已经成为现代文化水平的标志。在素质教育不断发展的今天，地理信息技术在高中地理教学中的作用正变得越来越重要。根据2017年《普通高中地理课程标准》提出的具体内容和学业要求，特别强调了地理信息技术在高中地理教学中的重要性；教学中的具体应用案例表明，将遥感、全球定位系统、地理信息系统应用于普通高中地理教学，不仅可以极大的增强学生的学习兴趣，还可以培养学生的地形解读和空间思维能力；同时结合中国普通高中地理信息技术教学的实际情况，对地理信息技术在高中地理教学中面临的问题也进行了一定的探究，并给出了合理的建议，以期为高中阶段地理信息技术教学有效开展提供有益借鉴。关键词地理信息技术；高中地理教学；应用2017年发布的《普通高中地理课程标准》，对地理信息技术在高中地理教育中的重要性作了具体的论证。地理必修课第四部分要求学生了解地理信息技术的使用，能够利用地理信息技术观察、识别和描述自然界的地理现象，并具备一定的地理实践能力。地理选修课旨在帮助学生培养基本的数字生存技能，学习如何使用GIS、遥感和定位系统来解决生活或工作中的问题，并使用GIS来分析地理问题。高中地理的重大改革已经启动，放弃了传统的教学思想，注重将信息技术应用于学生的地理学习。这将填补传统教学中以理论知识为主导的空白，从而提高教学水平，增进对地理知识的理解和应用，培养学生学习地理的兴趣。要在地理教学中应用地理信息技术，教师必须有所作为。他们应该提前熟悉相关课程，积极备课，提高自己的教学能力。同时，学校应该为教师提供相关培训，使教师能够充分认识到在教学中使用地理信息技术的重要性。这将使教师能够理好的将信息技术融入到高中地理教学中，从而更好地教育学生，更好地激发学生通过信息技术学习地理的兴趣。一、地理信息技术的概念地理信息技术是地理科学与信息科学、系统管理、制图学等学科交叉产生的一种新兴技术。我们所说的地理信息技术是以"3S"为核心的信息技术系统，基本包括全球定位系统（GPS）、遥感系统（RS）、地理信息系统（GIS）、信息网络和虚拟现实以及数字地球技术。地理信息技术和数字地球技术，如GPS、遥感、地理信息系统、信息网络和虚拟现实。它们既相互独立又相互依存。在3S技术的具体应用中，GIS通常负责定位，RS负责收集数据或信息，GIS负责分析和处理所收集的数据，这使得它在许多领域都有用武之地，如农业、环境保护和交通。当然，3S技术的有效应用与GPS、RS和GIS的特点密切相关。其中，GPS的特点是全局性和实时性，在应用过程中可以不受天气条件的影响，连续准确地进行定位和测量；RS的特点是传感距离长，传感范围广，在应用过程中可以获取远距离的电磁波信息，并对其进行处理，满足人类对成像或信息的需求。GIS的特点是精确的信息处理和分析，这使得它能够灵活地使用计算机技术来分析和处理具体应用中的信息，为人们提供有价值的信息。二、地理信息技术在高中地理教学中的意义。（一）有利于提高教师的教学质量在地理教学中引入信息技术对教师提高自己的教学质量是有帮助的。在传统的高中地理课堂上，教师往往从书本上向学生传授理论知识，而学生只是死记硬背，没有理解更谈不上在实践中应用。因此，在高中地理教学中使用适当的信息技术可以更好地解决这一问题。通过信息技术的运用，可以将教师所讲的知识更好地立体化地展现在学生面前，通过学生的亲身实践，不仅可以全面地理解所讲的知识，还可以提高学生学习地理的兴趣。教师的教学水平也将得到更好的提高。（二）有利于丰富教学和学习。丰富而有吸引力的学习内容使学生能够更好地吸收知识。将信息技术充分地融入到地理教学内容中，学生在面对有趣的新知识时，不仅会更加认真地听讲，还会主动吸收和理解新技术。同时，教师可以根据班级学生的不同特点合理规划课程，从而不断提高自己的地理知识水平，使学生在学习地理知识的同时开阔眼界。（三）促进了学生思维能力的发展。在传统的高中教学中，地理往往是一个枯燥和晦涩难懂的学科，很多知识都难以掌握。学生只能通过死记硬背来学习，这就无法培养有目的的地理思维能力。将信息技术融入地理课程，可以让学生更好地吸收地理相关知识，并通过教育视频和动画解释深奥的问题。同时，信息技术的使用使学生能够提高学习地理的主动性。利用地理信息技术来构建地理现象，使学生在今后的学习中形成良好的认知思维。三、地理信息技术在高中地理教育中的重要性随着信息技术的不断发展，地理信息技术也在不断地更新和完善。地理信息系统技术、遥感技术和全球定位系统已成为地理信息技术不可缺少的组成部分。随着教育改革的不断发展，地理信息技术已成为高中地理课堂教学的重要内容，被作为高中地理教学的补充手段。据统计，高中生普遍不喜欢地理，它是仅次于物理学科的第二大难学科目。原因是地理教学方法、手段落后，教师只是在传统教学中帮助学生逐点记忆知识，没有更多的方式、方法让学生深入学习，教具通常是地理挂图或幻灯片，学生对此并不陌生，他们觉得上课很枯燥，影响了课堂教学效果。因此，教师需要找到一种更好的方式来弥补课堂上的这种差距，在这种情况下，将信息技术引入地理学是一个必然的选择。它可以使课堂教学整体化，学生可以用更直观、更形象的方式学习地理知识。四、地理信息技术在高中地理教学中的重要作用（一）地理信息系统（GIS）在高中地理教学中的应用。地理信息系统（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS）有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它主要由硬件、软件、数据、应用人员和应用模式组成。它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。目前在地理学校教育中使用的GIS程序是ESRI的中文版ArcGIS和北京的SuperMap。这两个程序在空间分析方面都非常强大，并具有易学易用、操作简便和有利的人机互动等优点。然而，SuperMap作为中国本土化的GIS系统，无疑更具成本效益，更容易使用，对高中地理教师来说也更方便。例如，在高中地理教学中，地形等高线图的判读是一个重要的挑战点，也是高考的一个常见考点。由于教学中缺乏对平面地形图的直观表现，导致学生对陡峭的悬崖、山峰、山谷、山脊、马鞍、陡坡、缓坡和沙丘等地形的抽象理解。SuperMap三维建模模块创建了一个山的三维表现。学生不仅可以直观地看到各种地形特征，还可以自己对山体进行各种操作，如任意旋转、移山、主题渲染等。在另一个例子中，为了解释城市位置因素，SuperMap被用来制作专题地图，直观地表示中国人口超过100万的城市的分布。通过叠加和分析中国主要河流、等值线、等高线、主要矿产资源和主要交通干线的多层地图，学生不仅可以直观地看到中国大城市的空间分布，还可以通过探索地图来分析城市位置的选择，总结影响城市位置的主要因素。这种教学方式可以加深学生对相关地理知识的理解，调动学生学习的积极性和主动性，提高学生学习地理的兴趣。（二）遥感技术在地理教学中的应用遥感（RemoteSensing，简称RS）是利用遥感器等电磁波敏感设备，在距离目标物一定距离且不与目标物接触的情况下，探测目标物，获取反射、辐射或散射的电磁波信息（如电波、磁波、电磁波和地震波信息），并进行提取、检测、处理、分析和应用的科学技术。它具有以下特点：探测范围大，数据采集快，地面限制少，获得的信息量大。目前，使用最多的遥感软件是ERDAS。在高中地理教学中，教师不需要精通专业的遥感软件，就可以广泛使用遥感技术来支持教学，增强教学效果。例如，在讲授全球变暖和温室效应时，可以用非洲乞力马扎罗山或南北两极过去几十年的冰川分布综合图，让学生直观地感受到世界上的冰川每年都在缩小，让他们推断出世界气候正在变暖。在学习地震时，可以利用汶川地震前后的遥感图像，让学生分析地震造成的巨大损失。你也可以使用谷歌地球，让学生从地理角度了解世界的每个部分。通过使用遥感技术监测不同的案例和图像，学生可以获得地球环境的三维视图，这可以帮助他们了解全球环境的整体和动态变化过程。(三）全球定位系统（GPS）技术在高中地理教学中的应用全球卫星定位系统(GlobalPositioningSystem)是一种结合卫星及通讯发展的技术，利用导航卫星进行测时和测距。由美国开发的全球定位系统（GPS）能够为用户提供高度精确、全天候的全球无线电导航、定位和计时服务。该系统由24颗GPS卫星、一个主地面控制站、三个数据输入站、五个监测站和GPS终端接收器组成。中国于2007年开始独立建设北斗卫星导航系统，该系统可以自主运行，是重要的国家空间基础设施，并计划在2020年完成全球覆盖。该系统的空间部分由5颗地球静止卫星和30颗非地球静止卫星组成，最初将能够提供定位、导航和定时服务，以及覆盖亚太地区的独特短信息服务。到2018年底，北斗三号基线系统将完成，全球服务将启动，北斗将正式开始从区域走向世界。作为日常地理教学的一部分，教师可以通过课外活动展示GPS在生活中的作用。学生可以学习如何使用GPS手持机来实现简单的GPS定位和导航功能，并普及GPS定位的基本原理。学生可以使用手持式GPS接收器来定位他们所在的位置（该位置必须在户外，并同时接收四颗以上的卫星），并显示该位置的经度、纬度和高度，以便学生知道他们在哪里；一旦定位，GPS接收器可以显示方向、距离和通往预定目的地的路线。一旦定位，GPS接收器可以显示学生想要到达的目的地的方向、距离和路线，同时提供语音提示，让学生在前进的过程中显示当前的方向，这有助于解决“去哪里”和“怎么去”的问题；大多数GPS手持设备还可以显示当地的日出和日落时间，并可以记录他们的行动。大多数便携式GPS设备还可以显示当地的日出和日落时间并记录在实地考察中，学生们可以使用他们的手持GPS设备来记录他们的行动，将一条轨迹变成一条“路线”。“返航”功能，学生可以按照指示原路返回。学生还可以使用手机导航，通过点击手机，然后输入他们想去的地方，让他们了解GPS在现代社会的广泛使用。通过亲身体验，学生可以显著提高学习兴趣，并发展他们解释地形和空间推理的技能。四、地理信息技术在高中地理教学中面临的问题近年来，地理信息技术经常出现在高考的地理试题中。在总结了近四年来全国高考地理试题的情况后，我们不难看出，各省的地理试题中，信息技术的比例都在增加，试题的难度和学生的答题能力都变高了。以浙江为例，信息技术地理是所有大学入学考试中的必考项目，而且不容易答对。对相关实践程序不熟练的学生在回答时很可能会失分。因此，我们可以认为，在未来，与地理信息技术相关的知识会越来越多地出现在高考试题中，而且比重将会越来越大。（一）在高中地理教学中对地理信息技术重视不够。随着科学技术的发展，一些与地理和信息技术有关的材料出现在高考中，但高中地理教材，中，只在活动课或选修课中安排地理信息技术教育。在高中地理课上，大多数教师只注重重点知识，习惯于把重点知识作为主要目标，选修知识只是在课上粗略讲解或留给学生，活动课不体现“活动”，地理信息技术在地理教学中的内容和应用也没有得到重视。地理信息技术在地理教学中的内容和应用还没有得到广泛关注。特别是，现在全国高考的大部分选修模块都是关于旅游地理和环境地理的题目，为了减轻高考的压力，大多数学校很少选择在选修课的内容中使用地理信息技术。学生们每天都疲于学习，面临着众多的作业和考试。因此，他们缺乏精力去学习和理解一些额外的知识。因此地理信息技术在高中地理教学中并没有得到足够的重视。（二）高中地理教师