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地理教师论文范文

[摘要] GIS与地理教学关系密切,GIS通过营造新型的地理教学与学习环境,已经成为一种新的地理教学模式.对TPACK框架的分析表明地理教师不仅要把GIS作为地理教学的重要内容,而且要作为重要的技术手段和教学媒介来帮助完善教学内容.GIS教学专业素养涵盖地理教师的GIS意识、GIS专业知识、收集与整理GIS教学媒体素材、优化教学方法、关注学生知识建构的学习过程等内容.

[关键词]地理教师 GIS教学专业素养

GIS（Geo-Information System,即地理信息系统）作为保持地理学科活力和实力的强有力支撑,既是地理科学发展的要求,又是地理教育教学改革的必然趋势.GIS随着各种技术和功能的不断提升,已经成为现代地理教学最重要的信息化表征,并且正在成为基础教育课程的重要内容与教学辅助工具.GIS是地理课程改革的有力工具.目前,基础教育阶段的CIS教学软件平台的研究还处于起步阶段,大部分中学地理教师还不能完全胜任GIS辅助地理教学,不具备GIS辅助教学技能,实际上也只有一部分教师能在课堂上使用GIS技术来完成教学任务.原因在于,在不同地区,不同层次的学校所拥有的GIS教育资源存在较大差异,中学地理教师能使用的教学资源也不尽相同.GIS在地理教学中的成功实现,需要广大的地理教师分工协作,充分发挥集体备课的力量,资源共享,共同提高地理教学水平.本文从GIS教学作为一项必备教学技能的角度出发,进行对地理教师专业素养的研究.

一、GIS与地理教学

GIS作为处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的新技术方法,主要由数据库管理系统( Database Management)、图形处理与表达( Graphic Capabilities)和空间分析工具(Spatial Anal-ysis)三部分组成.GIS通过现代技术与传统地理科学的整合,进一步以地理信息科学为出发点,探讨人文社会GIS之发展、GIS公众参与式运用及GIS教育等.GIS转变为普及型的生活信息,人们使用网络电子地图来寻求所需服务,让越来越多的信息能够与空间资料整合,更是打开了生活化、行动化GIS的需求.当今“数字地球”概念的提出,使得人们对GIS的重要性有了更深的了解.在各个领域特别是随着Coogle Earth和网络电子地图的广泛使用,GIS的公众参与和生活化需求趋势越来越明显.

GIS通过营造新型的地理教学与学习环境,已经成为一种全新的地理教学模式.在教学目标上,GIS不仅能培养学生一般的信息能力,更能培养空间思维、地理信息素养和技能以及创新能力.在教学内容和方法上,GIS不仅是教学内容的一部分,更是辅助地理教学的方法和手段,运用GIS能够分析和解决其他地理专题中的问题.对教师来说,GIS提供了一种新的教学手段和教学媒介,帮助教师进行教学内容的重构和组织,或者直接借助GIS营造新型的课堂教学环境,为地理教学创造新的模式.对学生来说,GIS为学生提供了大量图像、数据、图表、案例等感性材料,学生可以通过软件平台进行自主的探究,形成“以学生为中心”的教学结构,使学生的认知过程更具创新性和实践性.

现代教育技术与地理课程的整合发展,在无形中提升了对GIS教育的需求.在地理教学过程中,地理教师通过现场演示操作GIS软件,创设情境,带领学生体验GIS的魅力.教师通过生活化的实例把GIS技术与地理教学结合起来,让学生对GIS有切身感受．如交通信息屏、汽车导航等,联系生活中的GPS,通过现场操作GPS感受现代科技的便捷.借助Google earth平台,了解GIS的工作原理,明确GIS的工作流程和特点.

一、TPACK与GIS

TPACK (Technological Pedagogical ContentKnowledge),是Mishra与Koehler( 2005)在Shulman的PCK基础上提出的技术知识、学科内容知识和教学法知识三大要素的整合框架.【lTPACK框架包含有7个要素,即3个核心要素、3个交叉复合要素和1个综合交叉要素.教师的信息化教学能力不仅要关注CK、PK和TK三个要素,更要关注三者之间交互后形成的PCK、TCK、TPK和TPACK.其中的TPACK,位于由三个核心要素形成的三个交叉符合要素的交叉点,是技术、教学法与学科本体知识在教学过程中的深度融合,表明技术作为辅助的工具,已经成为教学整体中不可分割的重要部分.随着信息技术在课堂教学中运用越来越广泛,具备足够的TPACK是教师在教学过程中合理地利用信息技术进行教学的基础.要想在整合技-术的教学环境中进行有效教学,教师必须拥有比较丰富的TPACK.Niess认为TPACK有4个核心要素：关于学科教学中将技术与学习整合的统领观念；关于技术用于特定主题的教学策略和呈现形式的策略；关于学生运用技术学习、理解和思考的知识；关于整合技术学习部分的课程和课程资料中的知识,着重强调教师对运用技术教学的看法和学科本质的理解对TPACK的影响.美国已经提出作为未来教师必备的TPACK能力标准.教师的信息化教学能力就是其对TPACK的应用能力.对TPACK研究将有利于提高地理教师掌握和运用信息技术的能力,并有效提升地理教师的专业化水平.地理教师为适应基础教育改革的新要求,更应该强调如何更好地掌握并运用现代信息技术,如何提高现代信息知识和能力.

在TPACK框架中,TPACK表示整合技术的学科教学知识,对应特定的地理学科技术知识,表明地理教师在教学实践过程中,必须进行有效的数字化和信息化的教学设计；即掌握必要的GIS教学技能是地理教师必备的信息化教学能力.从教师的专业素养角度出发,GIS不仅作为地理教学的重要内容,而且作为重要的教学手段和教学媒介,对当前地理教师提出了更高要求.GIS教学的地理教师角色是：GIS作为一种技术手段如何帮助教师完善教学内容.为了提高地理教学有效性,地理教师应该加强对GIS的工具应用,并且对具体教学内容进行加工和再创造.GIS既是教师的教学工具,也是学生的学习工具,在教师、学生和教材之间充当着桥梁和纽带的角色.在具体课堂教学实践中,教师应当考虑在何种情况下采取何种手段进行GIS教学.同时,GIS的教学软件平台在地理教学中具有不可缺少的地位,提倡对基础地理教育GIS教学软件平台进行二次开发,并鼓励地理教师对GIS教学软件平台的应用.

三、地理教师GIS教学的专业素养

1．GIS专业知识与意识

教师专业知识是教学顺利实施的前提和保证.地理教师对GIS内容的精通程度,包括理论水平和实际操作能力两个维度.软件操作是最重要的,即是否熟悉GIS软件的教学应用与功能,能否与学生进行有效互动.地理教师的GIS专业知识,即GIS在地理教学中的相关软件技术,主要有：①电子地图类,主要通过GPS-GIS组合定位系统的功能,实现对地理教学的改进.此类软件多与生活紧密联系,有助于学生学习生活中的地理,如百度地图,谷歌星空( sky guide),百度外卖,滴滴出行.②图层叠加类,最能体现学科特色与探究学习的软件,如PPT图层叠加,对某区域的地形、气候、水文等相互叠加,形成对地理规律的整体性理解,③大数据类,如百度云.④扫描输入类.⑤作业辅助类.⑥管理类软件,如录屏大师(i—tools),微信论文范文,有利于进行师生之间的教与学的互动.

GIS意识即地理教师对GIS的重视程度.端正地理教师对CIS教学的看法,把GIS教学落到实处.美国的地理信息科学大学联盟( UCGIS)在GIS教育白皮书中提出了GIS教育的专业素养：“Learn—ing about GIS”,即地理教师对CIS的概念认知与运用的相关知识；“Learning with GIS”,即地理教师对GIS的软件操作与使用技能.结合基础教育课程改革理念和地理教师专业信息素养,笔者认为还应该加上“Awareness and attitude of GIS-teaching”,即地理教师对GIS应用于地理课程的意识和态度,即具有强烈的使用GIS解决实际问题的意识、为改进地理教学而积极学习和使用GIS的论文范文,包括对GIS发展的重视程度,特别是网络、3D虚拟环境改变GIS教育的内容,及对GIS与地理教学内容进行整合的态度,真正发挥GIS优化地理教育教学的作用.

2．收集与整理GIS信息资源库

GIS的信息化资源内容非常丰富,并且大多与地理教学密切相关.在互联网巨大的信息支持下,至关重要的是地理教师如何获取、筛选、处理与地理教学相关的信息,如何利用好GIS教学信息化资源的网络平台,如何提高GIS教育教学服务能力.各类电子地图、高分辨率遥感影像、数字专题地图等地图数据,都是使用频率非常高的GIS媒体素材.GIS软件附带有地图资料库和素材库.许多专业地理网站也可提供免费的地理数据.进行扫描和数字化纸质图片,也可获取地图数据,处理GIS数据,如提取专题图层要素,存储在专用文件夹；修改地图的错误和更新地图的变化；制作专题地图,如气候分布图、陆地自然带分布图、洋流分布图、土壤分布图、政区地图、城市分布图、农业地域类型分布图等.

教师平时收集并整理地理图像、地理知识等信息,形成地理教学信息资源库.把反映不同空间、时间的地图、图像等各种地理信息资料,进行合理的分析和处理,进行归类.收集具有区域性和动态变化特征的地理知识,涉及国内外的热点、焦点问题.注意资料的新颖性、时代性、真实性,以及资料与地理科学的相关性.同时．教师加强培养学生参与收集资料的能力,并进行积极引导.学生通过自己收集资料,不仅锻炼了掌握信息技术的各种技能,提高了动手能力、参与能力和合作能力,而且也使学生感悟到地理知识的时代感和有效性,从而进一步激发学习兴趣,由被动学习变为主动学习.各种相关资料使孤立的课堂教学在内容和形式上变得更加丰富,扩大了教学的知识量、信息量,开阔了思路,培养了学生对信息资料的提取能力和分析信息、解决问题的能力,有利于主动获取知识、探索学习、发现问题.

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3．优化的GIS教学方法

在地理教学中,新技术手段离不开优化教学方法的配合,否则就会导致僵化的工具性教学.地理教师不仅应该掌握专业的GIS技术操作,还应该关注GIS在地理学科中的教学应用规律,把GIS与探究教学相结合,围绕探究教学发现问题和解决问题的核心特征而展开,引导学生通过媒体素材探索发现问题,通过空间分析操作解决地理问题,通过充分利用制图、可视化等操作来表达结果.教师在教学过程中要注重教学互动与操作实践,突出学生自主、合作、探究学习的特征,并且积极关注学生知识的建构过程是否在有效进行,学生对知识的理解和运用能力是否得到提高,学生的教学互动是否得到加强,等等.GIS通过形成地图或出示图表,实现地理知识的可视化表达,使学生可以清楚地观察到地理现象和事物的分布、空间的联系等关系,并进行归纳、总结,最后形成结论.对学生理解地理知识、思考地理问题、产生地理学习的兴趣有着极大的作用.另外,教师应加强对学生进行GIS及信息技术应用的培训,引导学生通过信息技术去收集、整理和分析资料,激发其积极性,引导其进行自主探究性学习,提升教学效果.

4．关注学生知识建构的学习过程

GIS教学作为一种知识建构的工具,使学生的学习过程具有符合建构主义要求的特征.地理教师应该在GIS教学中积极关注学生知识建构的学习过程.

(1)基于问题的学习.问题情境理论是建立地理专题（问题）学习模式的理论基础.学生在解决问题的过程中,扮演着积极的角色,并通过知识迁移而获得学科基础知识和技能.在用GIS解决当今社会的诸多地理问题时,如人口迁移、经济差异、城市化、贫困、失业、荒漠化、气候变化、环境污染等,地理教师指导学生对地理资料进行收集、提取、处理与分析,从而使学生在GIS分析中产生感性与理性的认识,即借助GIS创设地理问题情境,达到培养学生解决地理问题的思维与能力的目的.

(2)基于合作的学习,GIS学习中,学生通常需要协作完成一个“CIS项目”和“GIS小课题”的任务,比如利用网络资源查找我国各省区6次人口普查的人口数据,并建立数据库,用专题地图进行分析.学生可以共同探讨明确任务目的、任务分工、采用的思路和方法等,在这种以学生为中心的学习模式下,GIS的知识的学习和操作技能的训练自然而然地渗透到了教学过程之中,更重要的是培养了学生分析问题、解决问题的能力及团结合作的精神.

(3)基于内在驱动的学习.个体的主动性在建构认知结构过程中的重要作用,体现在学生具有渴望理解与掌握以及陈述与解决问题的倾向.GIS软件平台有很多学生自选功能,比如使用绘图工具画图、选择专题地图的颜色、样式等等,都能引起学生内在的好奇心和认知的兴趣,可以激发他们探究、操作、理解和应付环境的心理倾向.

四、结语

GIS凭借其强大地图功能、三维可视化与虚拟现实技术功能和数据分析功能等,在培养学生地理空间素养方面具有较大优势,是实现学生知识建构和地理能力培养的有效途径.GIS具备独特的地理空间信息和可视化功能,通过地理空问的技术体系,强调系统思考各种地理空间关系,更重要的是,GIS教学提供给学生更多自主学习的资源,因此可以进一步提高地理教学的成效.GIS教学作为地理教学最重要的辅助技术与手段,有着不可替代的众多优势,是每一个优秀地理教师都应该掌握的信息化教学技能.政府和教育主管部门应该积极进行GIS辅助中学地理教学的教学资源库建设,提供充足的地理信息教育服务；加强地理教师职前和在职的专业GIS技能训练与培训,使地理教师GIS及信息技术应用水平得到进一步提高,让地理教师能够在地理教学中游刃有余,从而把信息技术与地理课堂进行完美融合,切实提高教学质量.