ＧＩＳ在中学环境教育中的应用 四年级环境教育教案

　　 [摘要]本文基于中学环境教育的现状和地理学科在中学环境教育中的优势,通过分析GIS的功能及GIS在中学环境教育应用的优势,探讨了GIS在中学环境教育中的环境污染及其原因分析、环境污染与其形成原因的关联的直观表达、意识目标的实现及环境质量的辨别和评价等方面的应用与实现方式。
　　[关键词]环境教育 中学地理 GIS 素质教育
　　
　　中学中的环境教育与素质教育紧密相连,在我国把可持续发展战略作为一项基本国策全面实施素质教育的大背景下,中学阶段的环境教育尤显其重要性。但环境教育的现状不容乐观。为此,应充分发挥地理科学在环境教育中的重要作用,以地理信息系统(GIS)为主要工具,充分发挥GIS优势,为中学环境教育的高效开展提供快捷途径。因而,很有必要研究GIS在中学环境教育中的应用这个少有学者研究的课题。
　　
　　一、中学环境教育的现状
　　
　　国外很多国家,如韩国和日本,非常重视中学的环境教育。这些国家的中学环境教育已经形成一套行之有效的体系,教育的效果也非常好。我国中学环境教育的现状总的来说还处于起步阶段,由于环境教育在中学属于新的教育内容,人们对环境教育还缺乏正确理解,对其重要性和紧迫性认识不足。教师在学科中渗透环境教育的意识不强,学校进行环境教育实践活动不多,未能形成环境教育的氛围,尤其是乡镇中学,环境教育更加滞后,环保意识淡薄,缺乏对环境保护的情感。
　　为改变这种现状,应充分发挥地理学科在中学环境教育中的优势,加强GIS技术在中学环境教育中的应用。
　　
　　二、地理学科在中学环境教育中的优势
　　
　　地理教育和环境教育在学科发展的共向性、课程性质的相似性、教学内容的互补性和培养目标的一致性等方面具有很强的学科关联性,而且地理学科理论的新发展,如从区域性到区域科学、从综合性到综合地理学和从人地关系到区域科持续发展等,为环境教育的实施提供了充实的理论基础。因此,地理学科可以在中学环境教育中发挥其主渠道的作用,而其中的一条重要途径就是在中学环境教育中充分应用GIS技术。
　　
　　三、GIS的内涵和功能
　　
　　空间信息技术与生物技术和纳米技术并称为21世纪的三大技术。GIS是空间信息技术的重要组成部分,有时它们是等同的。
　　GIS是一项以计算机为基础的新兴技术,是管理和研究空间数据的技术系统。在计算机软硬件支持下,它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理,有效管理数据,研究各种空间实体及相关关系。通过对多因素的综合分析,它可以迅速地获取满足应用需要的信息,并能以地图、图形或数据的形式表示处理结果。简单来说,GIS是有关空间数据管理和空间信息分析的计算机系统。
　　由于GIS发展的多源性,GIS的功能具有可扩充性和应用的广泛性。其基本功能包括数据采集、编辑与管理,空间查询与空间分析,模型分析、可视化表现与制图。在分析功能中,把空间分析与模型分析功能称为GIS的高级功能。正是GIS的这些功能使得它在环境分析中的应用非常广泛。
　　
　　四、GIS技术在中学环境教育中的应用
　　
　　1.GIS技术应用于中学环境教育中的优势
　　环境教育为达到目标,其教育内容应涉及相应的众多方面。而GIS技术在让学生更好地掌握这些内容方面具有无可比拟的优势。
　　(1)中学环境教育的目标
　　中学环境教育的目标就是引导学生尊重自然,关心环境质理,注重培养人地协调、可持续生存与可持发展观念、全球意识和环境意识等。在实际操作中主要是达到以下目标:一是知识目标。使学生了解有关环境的概念和简单的环境科学知识。二是意识目标。使学生获得对待整个环境及其问题的意识,例如;生态意识、资源意识、人口意识、环境质量意识等。三是态度目标。使学生获得科学的环境价值观,培养具有参与保护和提高环境质量的主动性、责任感和义务感。四是技能目标。使学生获得识别和解决环境问题所需的技能,初步辨别和评价环境初步掌握环境小实验、环境监测等技能。五是参与目标。为学生提供参加各种活动的机会,鼓励他们参加不同层次的解决环境问题的实践,并能采取有效的保护环境的行动。
　　(2)环境教育的内容
　　为实现以上目标,环境教育至少应涉及以下内容:经济开发、地域开发、人口对周围环境变化的影响;环境的允许界限和客观规律;水、大气和土壤等的污染所引起的后果及其原因分析;噪音、振动、恶臭引起的原因分析;大城市地区、旅游及自然环境保护区、工业区和农村、渔村、矿山等地区环境问题产生原因。
　　参照GIS功能可以看出,GIS对以上问题的解决很有帮助,而且是必不可少的。
　　(3)GIS技术在中学环境教育中的应用的优势
　　一是深刻揭示环境问题与其形成原因关系
　　GIS擅长空间分析,这对揭示环境问题与其形成原因很有帮助。如河流的水质污染,若在GIS地图上有很多造纸厂分布在河流的上游,则在GIS地图上很容易表示分析出造纸厂与水质的关系。如哈尔滨的化工厂的爆炸事件,通过GIS使用其缓冲区分析的功能,很容易分析出沿河居民受其影响的人数及具体区域,并根据水流的速度还可以分析出这些污染物在这些受污染区某一具体地区完全流出的时间节点。
　　二是直观表达环境问题与其形成原因的关联
　　GIS不但有一般的统计分析功能,它的表现方式也非出色。如建立包括环境评价指标、经济指标和人口数据等的空间分布数据库。在经济发展不同价段中,经济和人口对环境的影响不一样。通过引入经济和人口在经济发展的不同阶段对环境影响的模型就可以很容易得出环境问题的答案,还可以通过输入以上三个数据库中各指标的历史数据来验证以上所使用的模型。
　　在GIS地图上可以很直观的看到环境问题与人口密度之间的关系。只要将环境污染严重的区域和人口密度图进行叠加分析就可以很直观的看结果。
　　通过航片也很容易看到森林过渡采伐对河流水质的影响,在上游存在森林过渡采伐的河流在随后的水域的水质会先变差,后又慢慢恢复过来。这是因为河流本身就有一个自身净化的功能。但如果上游的森林过渡采伐太严重,则河流的水质会从上游最先出现森林过渡采伐的地方开始越来越差。
　　2. GIS技术在中学环境教育中的应用形式和范围
　　GIS在中学地理教学中的定位主要有两方面:基于工具形式的应用和为高校的GIS专业打基础。在环境教育中,GIS主要是为环境教育提供一个优秀的工具,在深刻揭示环境问题与其形成原因之间的关系及直观表达环境问题与其形成原因的关联发挥其特有的优势。因此,GIS在中学环境中的定位应该是基于工具形式的应用。
　　GIS的功能很强大,包括对数据的管理、处理、分析和表达等。GIS还可以与多媒体技术结合,为环境教育提供声文并茂的数学。因此,在中学环境教育中,GIS可以在以下方面发挥其作用。
　　(1)环境污染及其原因分析
　　可以通过使用GIS技术中的空间分析功能来实现。通过卫星照片或是航空照片可以非常直观和全面的看到环境污染的情况。在明晰污染物分布情况后,可以通过GIS的多个图层的叠加分析和各图等的缓冲区分析等功能来找到污染源。
　　(2)直观表达环境污染与其形成原因的关联
　　通过GIS的多层地图数据的叠加可以看出环境污染的原因,并通过GIS本身的地图表达功能将结果直观的表达出来。
　　(3)意识目标的实现
　　GIS与多媒体相结合,不但给学生以空间的直观认识,并通过多媒体技术将各个地方(区)的环境状况以图片、视频和课件等形成表达出来,让学生对环境的现状有一个深刻、全面的认识。这位学生获得对待整个环境和环境问题的意识、实现环境教育的意识目标将起到重要的做用。这也是GIS发挥作用而其他方式无可比拟的一个重要方面。
　　(4)辨别和评价环境
　　通过让学生判读学校所在区域的航空影像或是卫星照片,可以非常容易使学生对其所在区域的环境质量有一个直观的认识,并进而结合影像知识评价环境的质量。
　　
　　五、小结
　　
　　环境教育已经非常紧迫,但其现状不容乐观。GIS因其特殊的功能,在中学的环境教育中具有其特有的优势。应把GIS作为一个非常重要的工具,在环境的环境污染及其原因分析、直现表达环境污染与其形成原因的关联、意识目标的实现及辨别和评价环境等方面发挥GIS的优势,以更好的实现环境教育的目标。
　　
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