大数据时代初中地理教学中GIS的应用路径构建与效果评估
摘要
关键词
大数据时代;初中地理教学;GIS;应用路径
正文
引言
教育部颁布和印发的新课程改革意见,明确提出了 “立德树人”的人才培养目标,并要求在学科教育工作 的开展过程中,教师需要结合网络环境,不断优化课堂 教学模式。初中地理教学强调以学生为主体,重视对学生思维、解决问题、动手操作等方面的发展。大数据时代对初中地理教学提出新要求,需引导学生从空间视角分析地理问题、处理地理数据,培养适应时代的地理素养。但传统地理教学中,静态地图难以展示地理事物的动态变化(如城市扩张、气候变迁);数据呈现碎片化,学生难以整合分析地理信息;空间认知依赖抽象想象,部分学生理解困难。GIS能将地理数据转化为可视化地图、动态模型,为解决这些问题提供方案。如何在初中地理教学中构建科学的GIS应用路径,让学生通过GIS工具深化地理认知、提升实践能力,成为地理教学亟待探索的课题。本文结合初中地理学科特点与GIS技术特性,展开相关研究。
一、大数据时代初中地理教学中GIS的应用基础
(一)教学需求与GIS技术特性的适配性
初中地理教学需求与GIS技术特性高度契合。空间认知需求方面,GIS可将抽象的经纬度、地形等信息转化为三维地图,如展示青藏高原地形时,通过GIS呈现海拔梯度变化,帮助学生直观理解空间分布;数据整合需求方面,GIS能整合气候、人口、资源等多类地理数据,如分析某区域农业分布时,叠加气候数据与地形数据,让学生理解影响因素;动态分析需求方面,GIS支持地理事物动态模拟,如演示黄河三角洲的形成过程,解决传统教学中静态资料的局限,确保GIS应用贴合教学核心需求。
(二)初中生认知特点与GIS的适配性
初中生的认知特点适配GIS的应用形式。初中生具象思维占主导,GIS的可视化地图、动态演示能将抽象地理知识具象化,降低理解难度;好奇心强,乐于探索新鲜工具,GIS的交互操作(如缩放地图、查询数据)能激发学习兴趣;初步具备数据观察与分析能力,GIS的简单数据统计、图层叠加功能,符合其能力水平,可引导学生逐步开展地理探究,避免因技术难度过高影响学习积极性,保障应用效果。
二、大数据时代初中地理教学中GIS的应用路径构建
(一)基于知识模块的GIS应用设计
围绕初中地理核心知识模块,设计GIS应用场景。“自然地理”模块中,用GIS展示气候类型分布,学生通过叠加气温、降水图层,分析气候成因;“人文地理”模块中,利用GIS呈现某城市的交通、人口、商业网点分布,探究城市空间结构;“区域地理”模块中,通过GIS对比不同区域的地形、资源数据,归纳区域差异;“地理实践”模块中,指导学生用GIS记录校园周边地理事物(如河流、建筑),绘制简易校园地理地图,让GIS应用覆盖教学关键环节。
(二)基于教学环节的GIS应用设计
贯穿教学全流程,融入GIS工具。课堂导入环节,用GIS动态演示引发兴趣,如教学“板块运动”时,播放GIS制作的板块漂移动画,提问“板块运动如何影响地形”;知识探究环节,组织学生用GIS开展小组探究,如分析“某区域水土流失”时,小组通过GIS查询地形坡度、植被覆盖数据,讨论影响因素;课后拓展环节,布置GIS实践任务,如让学生用GIS收集家乡近十年的耕地面积变化数据,撰写简单分析报告,形成“导入-探究-拓展”的完整应用链条。
三、大数据时代初中地理教学中GIS的应用效果评估
(一)知识理解与空间思维评估
通过测试与实践任务评估知识与思维发展。设计空间认知测试题,如“根据GIS地图分析某区域河流流向与地形的关系”,统计正确率,对比应用GIS前后的差异,判断学生空间思维是否提升;观察学生GIS实践成果,如绘制的校园地理地图是否准确呈现空间关系、分析报告是否能结合GIS数据解释地理问题,评估知识理解深度与空间思维能力,确保GIS应用助力核心素养发展。
(二)地理实践能力评估
从操作与探究维度评估实践能力。GIS操作方面,观察学生能否熟练完成基础操作(如添加图层、查询地理数据、制作简单地图),判断工具使用能力;探究能力方面,评估学生能否利用GIS整合数据、分析地理问题,如在“城市交通拥堵分析”中,是否能通过GIS叠加交通流量与道路分布数据,提出改善建议,综合判断地理实践能力的提升程度,避免仅关注知识掌握而忽视能力培养。
(三)学习态度与兴趣评估
通过课堂观察、问卷反馈评估学习态度。课堂上统计学生参与GIS活动的积极性,如是否主动尝试GIS操作、积极参与小组探究;课后发放问卷,了解学生对GIS教学的感受(如“是否觉得GIS让地理学习更有趣”“是否愿意用GIS探索更多地理问题”);对比应用GIS前后学生的课堂专注度、作业完成质量,判断学习兴趣与主动性的变化,为后续应用优化提供依据。
四、大数据时代初中地理教学中GIS应用的保障措施
(一)教师GIS应用能力保障
提升教师GIS与地理教学融合的能力。学校组织专题培训,内容涵盖GIS基础操作(如ArcGISforSchools使用)、GIS教学案例设计、大数据与GIS的结合方法;开展地理教研活动,教师分享GIS应用经验,共同解决“如何简化GIS操作适配初中生”“如何结合教材设计GIS任务”等问题;邀请GIS教育专家指导,提供优质教学资源与思路,确保教师能科学引导学生使用GIS,避免因教师能力不足影响应用效果。
(二)资源与技术保障
完善GIS教学资源与技术支持。学校配备适配初中教学的GIS软件(如在线GIS平台、简化版桌面GIS),确保学生能便捷使用;建立GIS教学资源库,收集优质GIS地图、教学案例、实践任务素材,方便教师取用;安排技术人员定期维护软件与设备,解决使用中出现的卡顿、功能故障;为教师与学生提供技术咨询渠道,及时响应GIS应用中的问题,为教学顺利开展提供稳定支撑。
结论
大数据时代下,GIS在初中地理教学中的应用,能有效突破传统教学局限,提升学生空间思维与地理实践能力,契合时代对地理素养的培养要求。通过基于知识模块与教学环节的路径构建,结合科学的效果评估与保障措施,可确保GIS应用落地见效。未来需进一步优化GIS教学资源,开发更适配初中生的简化功能;加强GIS与大数据的深度融合,如引入实时地理数据(如天气、交通数据)开展教学,让GIS更好地服务于初中地理教学,助力学生成长为具备大数据思维的地理学习者。
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