天地图在中学地理教学中的应用

　　摘要：天地图是我国地理信息综合服务平台，具有强大的地理空间信息表达能力，且资源丰富、权威。针对中学地理教学弱系统性和强直观性的特征，本文以在线地图、直通省市及专题应用3个模块为切入点，初步探讨天地图在中学地理教学中的应用，可为教学方式的改革提供参考。

　　关键词：天地图；中学；地理教学；地理信息技术；

　　作者简介：张鲜鲜(1986—)，女，四川广安人，硕士生，主要研究方向为地理信息技术应用与中学地理教学。

　　一、引言

　　作为中学教学中一门重要的课程，中学地理内容丰富、形式多样，是学生认知人类赖以生存的地球系统的主要窗口。地理教学内容是以人—资源—环境为线索阐明地理事物和地理现象的分布规律、世界和中国各地区的区域特征和区域差异，涉及物理、化学、生物、历史、政治等相关知识。其综合性之强、知识跨度之大，是其他科学所无法比拟的。然而，中学地理中知识点具有弱系统性和强直观性特征，传统的口授和板书形式教学常常很难充分表达地理知识，从而导致学生学习过程中产生厌恶心理。同时，一些地理知识点空间抽象性较强，在中学生抽象思维能力不完善的情况下，无形象展示的教学也使兴趣式学习无从谈起。

　　近年来，计算机、网络和信息技术的发展，特别是地理空间信息技术的成熟，为中学地理教学带来了新的契机。如何结合新技术对中学地理教学方式进行改革和完善，以至简明、生动地表现地理知识点，成为研究热点。在国外，ADemirci分析了如何使GIS成为中学地理教学中的常用工具[1]；SWBednarz等通过分析和对比美国和欧洲基础教育中GIS教育的各种情形和阻碍GIS教育推行的影响因子，设计了GIS在中学教学中的实例应用[2]；DLemberg等总结和分析了影响GIS在美国中小学地理教学中应用的因素，探讨了GIS在教学中应用的基础框架[3]。在国内，王颖探讨了目前中学地理课堂教学中存在的问题，并提出了GIS在中学地理教学中应用的途径和方法[4]；胡久龙以GoogleEarth在初中地理教学中的应用为例，探索信息技术环境下地理教学的改革[5]；杨恒喜等以ArcGIS软件为GIS平台，介绍了大量以GIS为基础的中学地理教学实例[6]；文献[7-10]也都对GIS在中学地理教学中的应用进行了研究。以上研究充分证明了GIS在中学地理教学中的重要作用，并已取得了良好的成果。然而，ArcGIS、GoogleEarth等为国外开发软件，应用界面多是英文，且常常出现无法连接国外服务器等情况，不利于在国内中学教学的全面推广。“天地图”是我国自行研发建设的地理信息综合服务平台，为促进地理信息资源共享和高效利用提供了坚实的基础。天地图功能涉及平面地图、地形、三维及专题应用(如中华兴国、红色天地)等，是中学地理教学的优秀资源，但其在中学地理教学中的应用研究却鲜见。基于此，本文结合教学实例，分析了天地图在中学地理教学的应用。

　　二、天地图概况

　　作为国家地理信息公共服务平台，天地图是“数字中国”的重要组成部分。通过天地图，用户可以进行基于地理位置的信息浏览、查询、搜索、量算，以及路线规划等应用；同时，天地图人机交互性好、操作灵活方便、简单易学。对中学地理教学而言，天地图的应用功能主要表现在如下方面：

　　1.在线地图

　　天地图是网络地理信息服务平台，在线地图服务是其重要的组成部分。在该模块，天地图装载了覆盖全球尺度的地理信息数据。这些数据以矢量、影像、三维3种模式全方位、多角度展现，且可进行无缝漫游及多级缩放。同时，天地图在线地图中对我国数据的覆盖范围从宏观中国全境到微观具体县市乃至乡镇、村庄，数据内容包括不同详细程度的交通、水系、境界、政区、居民地、地名、不同分辨率的地表影像及三维地形等，为目前中国区域内数据资源最全最权威的地理信息服务平台。通过天地图在线地图服务，用户可以方便地实现各级、各类地理信息数据的二维、三维地图浏览、地图定位、地图测量、地图标注及地图输出等操作。

　　2.省市直通

　　为更加详细准确地展现各省市区域自然、社会、经济、文化及风俗等信息，天地图具有省市直通功能。在该模块，各省市以在线地图为基础，结合本区域特色，为社会公众提供更加完备的地图及周边环境数据，以至方便快捷服务于生活中的衣、食、住、行。通过省市直通，可以对某一区域进行迅速浏览，也可以对其进行深入的解读。

　　3.专题应用

　　作为天地图的特色模块，专题应用是全国气象信息、宏观经济状况、人口空间分布等数据的专题信息服务，政府部门所有能公开的信息都将通过它来展示。专题应用模块由国家动态地图网、全国灾情、三维城市、红色天地和中国测绘科技馆等十大部分组成。通过这些专题，就可以全面了解我国的地理研究和从古至今的发展概况，同时涉及历史、文化、科技、气候、交通、旅游等各个方便的信息，使用户在了解地理的同时还扩展了知识视野。

　　三、天地图在中学地理教学中的应用

　　1.在线地图模块的应用

　　(1)地图阅读

　　在中学地理教学中，地图的学习要说明地图表示范围、详略与比例尺大小的关系。利用课本上的纸质配图进行对比分析讲解，对于中学生过于抽象，不利于其理解。在天地图的二维地图中，地图是“无极比例尺”，可动态展示同一地区系列比例尺下地图表示的范围、内容的详略情况。图1为北京市系列比例尺地图，其直观地反映了“在地图上所画地区的范围越大，要表示的内容越简单，选用的比例尺应越小；反之，选用的比例尺越大”这一结论。

　　(2)地貌认知

　　在中学地理学习中，地表形态，即地貌，是很重要的一部分内容，其教学要求学生既要学会对宏观尺度的地貌类型的认知，又要学会对微观尺度地形特征的判读。地貌的学习一般是利用图片等纸质素材进行讲解，这样对于中学生很难直观地感知，不利于地貌的理解学习。天地图的三维地表模拟可以真实地呈现地球的面貌，为地貌等地理事物的学习提供了重要的技术支持。如图2所示，在宏观尺度，天地图可以直观地呈现出山地、丘陵、平原等地貌类型。在微观尺度，天地图也可以对局部的地形特征进行逼真展示。图3为天地图对山地地形中山顶、鞍部、山谷及山脊等地形特征要素的表达。通过天地图的直观展现教学，学生不仅可以很好地理解宏观尺度上山地、丘陵、平原等地貌类型的基本特征，了解微观尺度上鞍部、山谷、山脊等特征地形的位置，还能补充讲解不同地貌类型的空间分布及河流的发育等知识。

　　2.直通省市模块的应用

　　(1)城市功能区

　　对于城市与城市化一章节内容，城市功能区是重要的知识点。在向学生讲解此部分内容时，可以充分利用天地图中的数字城市功能直观展示多个城市风貌，同时结合交通、地形等数据，引导学生对影响城市功能区形成的因素进行综合分析。通过天地图的数字城市数据，一方面可以让学生理解住宅区、商业区及工业区等不同城市功能区的空间分布特征，另一方面也能让学生对比分析不同城市或不同级别城市各功能区的空间布局分异。对于同一功能区，利用天地图还可以呈现其不同的类型。如图4所示，住宅区可以分为四合院、小高层、高层及别墅住宅区4类。利用这样直观的展示，学生既可以理解到相同性质城市功能区间的不同格局，又可以了解到其发展历程。

　　(2)地理信息技术

　　近年来，地理信息技术广泛应用于区域地理环境、区域内人地关系等研究范畴，其作为新内容被引入到中学地理教学中。对于中学生来说，地理信息技术是一个新知识点，同样，对于教师而言，其也是一个新名词。因此，如何很好地阐释地理信息技术及其在区域地理研究中的作用，成为中学地理课堂的一个难点。天地图实质为一个地理信息技术平台，如果运用天地图来讲解该部分内容，无疑如鱼得水。天地图中影像地图、街景地图、专题应用系统及数字城市等模块是地理信息技术教学内容里遥感、全球定位系统、地理信息系统及数字地球等知识点的鲜活案例教材。图5为部分展示了天地图中地理信息技术的应用功能。通过天地图的应用实例，学生可以直观认识到地理信息技术的含义及其对区域地理研究的作用。

　　3.专题应用模块的应用

　　(1)人口变化

　　在对中国人口进行教学时，利用天地图的国家动态地图功能可直接从人口总数、增长率、性别构成、年龄构成、教育、变动、民族构成、迁徙与流动等方面展示人口情况，这样不仅可以方便学生多方位了解我国不同方面的人口数量，更重要的是说明了人口和其所在地的空间关系。如图6所示，通过天地图平台，2000年总人口、人口增长率、少数民族人口比重及非农业人口比重四要素的空间分布得以清晰呈现。同时，利用天地图提供的不同年份全国人口各方面的数据，可以对比分析出人口在一定年份内的空间变化情况。学生根据同一年份和不同年份的人口空间分布，可以更快更深刻地认识到人口的动态变化，进而结合经济发展、政策等因素，分析出现该变化现象的原因。利用天地图讲解人口知识点，这种方式既能够帮助学生较好地理解地图上所反映的信息，又便于学生总结人口分布的特点。

　　(2)课外知识扩展

　　对于中学地理教学，教材内容是重要的，但课外知识扩展也不容忽视。良好的课外知识可以开拓学生视野，增长学生见识。天地图中众多的专题应用内容都可作为课外知识拓展的切入点，如全国灾情、红色天地及版图大赛等。如图7所示，中国测绘科技馆中历代疆域图变迁鲜活地呈现了我国的发展历史。通过该扩展知识，学生可以将地理与历史结合，培养自己综合分析问题的能力。

　　四、结束语

　　随着地理信息技术的快速发展，准确实时的地理信息数据资源将会不断获取。作为中学地理教师应当做到与时俱进，积极学习地理信息技术的理论与方法，用其来辅助教学。目前，天地图是一个能广泛应用而又操作简单的平台工具，而且其资源丰富、功能强大。与天地图相结合进行教学，可以充分带动学生学习兴趣，让其学会自主探究、发现、思考的能力。这种结合新技术的教学方式，让学生在轻松掌握地理知识的同时，也能开阔视野，激发学习地理的主观能动性。