中学地理教育中的地理信息系统:国际视野与土耳其的探索①
中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（b）-0161-02
随着科技发展的日新月异，相关学科教育的内容和方式也在发生着相应的变化。中学地理教育中有关地理信息系统内容的引入便是一个典型的例子。
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS），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）空间中与地理分布相关的数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，它把地图这种独特的视觉化效果、地理分析功能、一般的数据库操作集成在一起。当前，GIS已经发展为一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛应用于不同的领域。GIS在20世纪60年代末的加拿大开始投入实质性研发和应用，是现代意义上GIS技术发展的开端。随着GIS技术的不断深化和完善，中学地理教育也开始将其作为课程设置和教学方法的重要内容。
1 GIS引入中学地理教育的国际态势
很多有关GIS的研究揭示，它是提高学生地理技能的有效工具，可以帮助学生发展地理思维、针对空间数据进行分析和推理，以及激发学生学习和教师教学的内在动力，同时也可以开展基于项目的教与学试验，从而提高学生的学习兴趣，发挥研究性教与学形式的效益，达到提高学生运用地理思维和技能解决实际问题的能力。例如在荷兰海牙（The Hague），作为研究性学习项目的一部分，15～17岁的中学生，应用GIS制图功能来研究城市中咖啡馆（Coffee Shop）的空间分布[1]。荷兰的咖啡馆以售卖软性毒品（Soft Drugs）而闻名，通常集中分布在中心城区。学生通过学习了解到，根据法律规定，咖啡馆与学校的距离不能小于500m。然而，当学生完成了海牙中心城区咖啡馆空间分布的GIS制图分析以后，他们发现很多咖啡馆离学校的距离都非常近，表明政府有理由依法取消这些咖啡馆的营业许可。这项研究是他们地理考试作业的一部分，随后，学生基于这项研究在地方报纸上发表了一篇报道。
国际上，将GIS引入地理教育并强调教育与GIS技能及解决问题能力之间积极相关性的研究开始于20世纪90年代初期。一个很重要的问题是如何将GIS融入地理课程。针对这一问题，美国国家地理信息与分析中心（National Center for Geographic Information and Analysis）和美国学校地理联盟（State Geographic Alliances in American Schools）经过研究，提出了两个重要途径：一是建立中学与当地大学地理专业熟悉GIS的教授之间的合作机制，从而获取来自大学的GIS素材和方法的支持；二是中学地理教师在这样的合作机制下提高GIS基本技能和方法的素养，从而转化到课程教学中。
而实际上，尽管不同国家在GIS融入中学地理教育的具体情况有所差异，但是，都一定程度上面临着类似的障碍因素，主要表现为七个方面：第一，实施过程较为缓慢、耗时长，课程中GIS所涉及的范围有限，GIS内容教与学的效果不清楚；第二，教师对于GIS的认知、具体课程内容和教学目标的不足以及在具体授课中GIS的应用不充分；第三，课堂安排，GIS与其它课程内容在时间上的均衡分配；第四，GIS软硬件的配置及教学应用；第五，适于教学应用的GIS软件及资源工具包以及相关培训的不足；第六，教师的地理学观念问题，很多教师认为中学地理教学主要是对于地点、名称和区域实物和现象的记忆，并不需要GIS的空间分析；第七，缺少必要的GIS技能、知识、电子化数据、软件、课程规划、以及施教材料。基于类似上述的诸多因素，国际上GIS在地理课程设置即课堂教学中的实施都还不够充分。
有研究表明，美国不到2%的高中已经应用了GIS，并且所调查的1520名具有GIS只是基础的教师中只有20%至少在一个班一堂课上应用GIS进行了教学实践，而其他理科老师对GIS的应用要超过地理老师[2]；在荷兰对200名地理教师的调查表明，12%的老师在其课程教学中应用了GIS，81%的被调查教师认为GIS在地理教学中应该发挥更重要的作用，而40%的教师认为GIS应该成为地理课程中的必修内容[3]。新加坡的调研表明，69%受访教师熟悉GIS，但只有11.8%的教师曾经讲授过相关的内容，而90.3%的受访教师认为GIS与地理学的教与学关系紧密、适于推广[4]。
可见，GIS在中学地理教育中的重要性在国际上已经引起了广泛重视，但是，在教育实践中的具体运用还处于起步阶段，有待进一步深化和拓展。
2 土耳其中学地理教育中引入GIS的积极探索
2.1 GIS在土耳其及其教育发展中应用的简要历史
土耳其的公共和私营部门自1980年代初期开始引入和应用GIS，比加拿大晚20年。而土耳其教育系统引入GIS较其他部门更晚一些。土耳其高等教育中引入GIS开始于1990年代，主要是在一些大地测量和摄影测量专业硕士论文中探讨GIS的应用问题。将GIS引入中学地理课程教学相比于高等教育更为缓慢。将GIS融入中学地理课程设置开始于2005年。2008年首次出现了面向中学GIS课程的教学材料（包括书籍、CD教学光盘和课程活动资料）。
2.2 土耳其2005年新地理课程设置中的GIS相关内容
土耳其的新版地理课程设置强调技术和地理技能的应用、积极的学习过程和有效的评价方法。在这种新的形势下，教学过程中学生的积极参与成为必然要求，教育主管部门建议最大限度地在教学课程中应用GIS。 GIS技能方面包括地图阅读和制作、野外考察技能、地理探索技能以及其它有关时间、变化、连续性感知和证据推理能力等。GIS概念方面，地理学关键概念包括区域、位置、环境、运动、环境问题和生态系统的地图化。同时，新的地理课程设置也致力于改进地方、社会发展和公民的价值观和态度，主要包括团结、隐忍、科学思维、爱、尊重、参与、爱国、和平、审美和责任感。新的地理课程设置中，教学内容包括六大模块包括（表1）：一、自然系统；二、人文系统；三、环境与社会；四、全球环境―区域和国家；五、土耳其的空间综合；六、地理技能和实践。
在新的中学地理课程设置中，土耳其教育部推荐的GIS教学活动共有21项。按照年级的分布（见图1）。而按照主题的GIS教学活动分布表现为土耳其的自然和人文系统最多为6项、其次是人口4项、地图3项、经济和国际问题各2项，其余三个主题包括地形地貌、聚落、土耳其的全球和区域关系、区域和国家各1项。
而实际上，在真正适用的教科书中，上述建议并未得到完全的贯彻。只在9年级和10年级分别有2项和1项GIS的教学活动。在9年级的教材中的2项活动包括提供GIS的信息、在互联网上分析一个基于GIS的地图，分别隶属于地图投影和等值线主题。10年级教材中的活动项目是用电脑画一张地图，并未明确是否需使用GIS软件，所属主题是斑块构造。
3 对我国中学阶段地理教育中GIS课程教学的启示
工信部的资料表明，截至2015年3月，中国互联网宽带接入用户超过2亿、移动宽带用户总数达6.4亿，而移动互联网用户接近9亿。可见，我国已经步入信息化时代。与数字化、信息化社会进程相适应，中学教育也要做出适时的改革，以满足社会发展对人才和高素质公民的需求。从数字化角度，需要学生打好数学和统计学的良好基础。欧洲包括比利时、丹麦、捷克、希腊和瑞典多个国家的分析表明，在数学与统计、历史、自然科学、地理、社会科学和经济学中，地理学涉及统计分析的内容仅次于数学和统计，因而在培养学生数量思维和统计推断及解决实际问题的能力中发挥着关键作用[5]。
我国2003年出台的《普通高中地理课程标准（实验）》已经把GIS正式纳入高中地理课程之中，并且经过审订的普通高中地理教材中，GIS已经成为必修和选修教材的重要内容。随后，2010年教育部发布了《高中理科教学仪器配备标准》，其中的高中地理教学仪器配备标准规定了GIS、遥感（RS）和全球定位系统（GPS）教学软件的内容[6]。
而实际上，我国地域辽阔，各地的经济社会发展水平、学校软硬件条件和师资力量都有着很大的差异性，所以，在GIS融入中学地理课程及其教学实践当中的时候也难免发生类似于土耳其和其它国家的类似情况。所以，就需要立足于我国的现实国情和地理教育的发展现状，广泛汲取国际经验，并积极进行地理课程和教学实践的探索。可喜的是这种探索已经开始，例如在中学地理教学中ArcView地理信息系统软件的应用[7]、中学地理信息系统（GIS）教学平台的开发和应用[6]等。随着互联网技术的发展和我国应用普及率的大幅度提升，中学地理教学中GIS资源及其可用性也会相应改善，例如百度地图、图行天下、Google Earth等，都可以结合GIS相关主题的教学加以应用，只要有互联网接入条件、电脑和投影仪，就可以实现在课堂上的教学和演示。所以，就需要广大学校、地理教师（特别是经济社会发展相对落后地区）积极行动起来，创造条件，改善和提高中学地理GIS教学的水平，培养具有地理思维和技能的人才和公民，同时，也在教学中渗透爱国主义、道德修养和社会主义核心价值观等人文教育的内容，实现综合性育人的目标。
