地理信息系统在中学地理教学中的应用——以ArcMap为例

陈晓雯

福建师范大学 地理科学学院，福建 福州 350108

摘要：在信息化时代地理信息系统对于教学与学习有重要意义，ArcMap作为地理信息系统应用软件之一简单易学、操作灵活，且功能满足日常教学所需，因此本文从目标确定、制图思路对ArcMap在高中地理教学中的应用展开了详细阐述。

关键词：ArcMap；地理教学；详细应用

引言

普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）特地将地理信息系统独立为选修的一个模块，开设选修8地理信息技术应用，其对于地理信息系统的重视可见一斑，究其原因是在信息化时代，地理信息系统对于教学与学习有重要意义。ArcMap作为ArcGis系列应用软件之一具备应用范围广、上手较容易等优点，是辅助中学地理教学与学习的利器，熟练掌握并在教学中使用ArcMap大有裨益。

一、地理信息系统

地理信息系统是在计算机软硬件技术支持下，以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统，具有地理数据可视化、地理数据查询、空间分析与强大的制图功能，常运用在土地利用、城市发展、人口规划等，也与卫星遥感技术相结合用于全球性问题[1]。

二、地理信息系统对于教学的必要性

在日常地理教学中运用地理信息系统对于教师与学生双方均能起到极大辅助作用。对教师而言，首先，地理信息系统通过数据处理用图像进行表征，利于将抽象概括综合的地理知识直观化；第二，地理信息系统应用的基础是地理空间数据，对于数据资料的搜集整理助于更新与丰富教学资源；第三，将地理信息系统应用到教学中要求教师需要进行精心设计、处理与操作，这一系列过程助于提升教师对于地理信息技术知识的深入理解，助于教师深入浅出地讲解这一部分内容。对学生而言，首先，地理信息系统表征的直观性与丰富性大大削弱了理解抽象地理知识的困难与枯燥，新颖形象生动的教学手段能够调动学生学习积极性；第二，地理信息系统在教学中的日常应用能够拉近学生生活与科学技术的距离，加深学生对于地理信息技术的深刻理解；第三，选修8“地理信息技术应用”要求学生使用地理信息技术分析与解决地理问题，这对于学生分析问题与运用工具及其思路有较高要求，日常结合地理信息系统进行教学利于培养学生的问题与工具意识，进而助于落实学生的地理实践力与地理思维。综上，在日常地理教学中运用地理信息系统是必要的。

三、案例应用

地理信息系统软件主要有ArcGis、ArcView、MapInfo等，ArcMap是ArcGis中最常用的组件之一，具有图层管理、数据可视化、属性查询、地理制图等功能，足以满足辅助日常地理教学的需求，同时ArcMap简单易学、操作灵活，教师上手快，熟练掌握并在教学中使用ArcMap大有裨益。以下从目标确定、制图思路对ArcMap在高中地理教学的应用展开详细阐述。

（一）目标确定

选择性必修2课程标准2.4中提出“以某地区为例，分析地区产业结构变化过程及原因”，对应教材内容为选择性必修2区域发展第三章“城市、产业结构变化”的第二节“地区产业结构变化”。本节包含3个子目：地区产业结构、产业结构升级、上海产业结构的变化。第一子目中引入产业结构概念，活动栏目要求“分析我国四大地区产业结构的差异”，有三个问题如下：1.结合所学知识，从地理位置、地形、气候、人口、经济发展水平等方面，比较四大地区的差异；2.根据表3.2（2016年中国四大地区的生产总值和产业结构比例）将现阶段中国四大地区的产业结构比例用饼状图表示出来；3.比较现阶段中国四大地区产业结构的异同，并说明原因。该活动承前启后（开启第二子目“产业结构的升级”，主要知识点为产业结构升级的原因），具有重要的枢纽作用。然而活动缺乏图片材料，不利于学生进行直观的深入分析，因此结合题目搜集相关数据，利用ArcMap进行制图以补充活动材料。

对于问题1，利用ArcMap制作中国人口分布图（2020）、中国地区生产总值比重图（2020）、中国地区教育科技支出比重图（2020）、中国矿产资源分布图（2020），结合中国地形图、中国气候分布图，使学生依据图片比较四大地区各方面的差异。对于问题2，在学生绘制了2016年中国四大地区产业结构比例图后，教师利用ArcMap用最新数据绘制最新时期四大地区产业结构比例图。在问题3中，学生看图比较四大地区产业结构的差异，教师引导学生结合问题1图片对四大地区产业结构差异的原因进行分析总结。

（二）制图思路

1.中国人口分布图（2020）

（1）数据来源：国家统计局2021年统计年鉴

（2）设计思路：①制作线状底图：在软件中加入“省界线.shp”图层，进入图层属性框，按照“符号系统—类别—唯一值”操作，值字段选为“GBCODE”，对其所有值进行分类与标注，分别为“河流、海岸线、国界线、省界线”。②加入“省界面,shp”图层，打开其属性表，新建字段code，选择“area>=0.486”的记录，将选中记录code字段进行赋值“code=ADCODE99”。这一步骤目的是筛除沿海省份小面积岛屿，避免之后连接数据表格与制图时出现重复。③在属性表字段中点击右键，选择“汇总”，将NAME与code字段导出到excel表中，与分地区人口分布数据（2020）进行整合，保存新表。④在省界面属性表中通过“表选项—连接和关联—连接”将code字段与带有人口数据的新表进行连接。⑤在省界面图层属性框中通过“符号系统—数量—分级色彩”，选择值字段为“人口”，根据人口数据制作分级色彩图，进行分级细节调整。⑥在布局视图中调整纸张大小，添加图名、图例、比例尺等，添加数据框以显示南海区域保证领土完整。

2.中国地区生产总值比重图（2020）

（1）数据来源：国家统计局2021年统计年鉴

（2）设计思路：与“中国人口分布图（2020）”制图思路相同，只是通过图层属性框“符号系统—数量—分级符号”制图。

3.中国地区教育科技支出比重图（2020）

（1）数据来源：国家统计局2021年统计年鉴

（2）设计思路：与“中国人口分布图（2020）”制图思路相同，只是通过图层属性框“符号系统—数量—分级符号”制图。

4.中国矿产资源分布图（2020）

（1）数据来源：自然资源部《2020年全国矿产资源储量统计表》

（2）设计思路：与“中国人口分布图（2020）”制图思路相同，在此基础上需要根据各种矿产资源对应图标进行图例绘制，并通过图层属性框“符号系统—数量—点密度”利用各类资源储量数据制图。

5.中国四大地区产业结构比例图（2020）

（1）数据来源：国家统计局2021年统计年鉴

（2）设计思路：①基本与“中国人口分布图（2020）”制图思路相似，在其基础上，连接“各省生产总值与一二三产业产值”表格，从省界面中提取出四大地区图层，每一地区图层单独进行“分级色彩”制图。②在excel表中分别计算出四大地区生产总值及一二三产业产值，与对应地区图层进行表格连接，在图层属性框中通过“符号系统—图表—饼图”分别制作四大地区产业结构饼状图，特别注意根据生产总值比例关系对饼状图大小进行对应调整。③在布局视图中调整纸张大小，添加图名、图例、比例尺等，添加数据框以显示南海区域保证领土完整。

结语

地理信息系统应用软件中ArcMap简单易学、操作灵活，功能满足日常教学所需，教师熟练掌握并使用对于补充教学资源、进行直观教学等有极大帮助，制图过程也能提升教师数据搜集与信息检索能力、审美水平与版图意识。但是作图思路远比操作更为重要，教师要结合教学实际不断提升作图的创新性。

参考文献：

[1]李广江. 地理信息系统在中学地理教学中的应用[D].东北师范大学,2003.