电子地图的制作及其在地理教学中的应用.pdf

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1、 电子地图的制作及其在地理教学中的应用 章亚洲 高中地理教学 摘要 恰当地选择或制作适合地理课程电子地图资源，能够很好的激发学生的求知欲，培养学生探索地理知识的兴趣.本文从中学地理教学的实际，探索电子地图制作及其在中学地理教学中运用，并解决电子地图在地理教学中使用方法。关键词 电子地图 地理教学 Mapinfo Abstract Appropriately chooses or the manufacture suits the geography curriculum electron map resources,can the very good stimulation students

2、seeking knowledge desire,train the student to explore the geography knowledge the interest.This article from the middle school geography teaching reality,the exploration electron map manufacture and its utilizes in the middle school geography teaching,and solution electron map in geography teaching

3、application method.Key Words Electronic map Geography teaching Mapinfo 引言 随着现代社会信息化进程的推进和计算机及网络技术的应用普及,以数字形式表示的,具有在屏幕上动态显示、编辑、查询、检索、分析和决策等功能的新型地图产品即电子地图应运而生。随着其科技含量的提高和使用的便捷,它的使用范围和发挥的作用将远远超出人们的预料,然而地理教学中的板书，板图，板画要表达的内容丰富，复杂多样，在有限的黑板，挂图难以表达出来，现存的电子地图很难找到适合地理教学的需要专题电子地图。教师在课堂上完成内容丰富板图，板画往往要浪费宝贵的时间，运用

4、扫描的简单的电子地图又不能很好的表达地理课堂上要学生理解的知识，同时专门为地理教育设计的电子地图资源很少，这就要求地理教师制作电子地图适应新的教学工具计算机辅助教学（CAI）的需要。教师恰当地选择或制作适合地理课程电子地图资源，能够很好的激发学生的求知欲，培养学生探索地理知识的兴趣.本文从中学地理教学的实际，探索电子地图制作及其在中学地理教学中运用，并解决电子地图在地理教学中使用方法。1 电子地图的概念 1.1 突出电子地图显示特征 电子地图技术是集地理信息系统技术、数字制图技术、多媒体技术和虚拟现实技术等多项现代技术为一体的综合技术。由于电子地图产品结合了数字制图技术的可视化功能、GIS 技

5、术的数据查询与分析功能，加上现代电子传播技术的作用。1 史瑞芝等在数字地图制图与地理信息工程中认为:电子地图即屏幕地图，是供计算机环境中使用的一种新型地图产品，强调地图信息的视觉感受特征。2 马耀峰等地图学原理认为；电子地图是以数字地图为基础，并以多媒介质显示的数据可视化产品。3 1.2 电子地图即数字地图 蔡孟裔等在新编地图学教程中认为：电子地图，也称数字地图，是地图制作和应用的一个系统，是一种数字化了的地图，电子地图可以存储在数字存储介质上，如磁带、软盘等，地图图形可以显示在计算机屏幕上，也可以随时输出打印到纸面上成为普通纸质地图。4 王家耀等在地图学原理与方法中认为：数字地图是对现实世界

6、信息的抽象表达，是空间地理数据的集合。数字地图在计算机中表示和存储形式为数据，由坐标位置，属性和一定的数据结构所组成，通过软件的处理和符号化的应用在计算机屏幕上和输出设备上可以再现成色彩鲜艳，符号化的地图，也称屏幕地图或电子地图，它还能够以胶片或其他方式进行输出得到纸质地图。5 参考以上定义，结合本文主要为地理教学使用的电子地图实际，本文将电子地图定义为：电子地图是地图数据为基础，对现实世界信息的抽象表达，具有地图的符号化的数据特征，并能实现动态的可视化。2 电子地图制作技术探讨 2.1 制作方法 2.1.1 数据输入 准备要制作地区纸制地图采用扫描的方法转化成Mapinfo 支持的栅格数据格

7、式，扫描时在原图上选择七到十 五个控制点，用经纬仪到实地去将此几点的实际经纬度采回来。2.1.2 数据处理 将 Mapinfo 软件打开，在菜单的“文件”选项中点击“打开”，选择文件类型为“栅格文件”，选择配准。在出来的对话框的地图中，请找出你写纸张型地图上定好经纬度的交叉点的位置，并将数据填入，选择中地球投影，八四坐标，点击OK，关健的第一步完成。回到软件编缉界面，调整窗口，应该可以看到BMP 地图了。请新建一个图层。在菜单“文件”项里，投影和坐标同上。字段设置主要看你存储的信息，信息长，字段相应的应该长些。请将新增加的表（在Mapinfo里，是以数据表区分各个图层的）调入到当前窗口，此时新

8、增加的表是一张空表，用户可以在里面增加内容。用鼠标在窗口中右键单击，在弹出的对话框中，将新增的表调到最顶端，让其处于可编缉，BMP 地图表一般处于可编缉表的下面，也可以更下几层。所有图层请打开“可见”、“可选择”、“标注显示”等。设置完成后，点OK。根据需要还可以把地图矢量化，这样一张专题电子地图就制作成。2.1.3 数据管理 Mapinfo 采用图层的的方式来组织和管理数据，对图层进行分层处理，用户可以根据自己的需要或一定的标准对各种图形元素分层组合，将一张地图分成不同图层。而用户对数据进行显示、编辑、查询等操作时，又可以对任意图层实现自动标注.对标注的大小、字体、位置、内容、颜色还可以根据

9、需要进行修改.Mapingfo还具有装饰图层的功能，用户可以图形在装饰层里编辑，认可后再存入相应图层.2.1.4 数据可视化 Mapingfor 采用了地图、浏览表格、和图表三种不同的方式对数据进行描述，三维视图动态连接，当用户改变某一张视图的数据是其他视图会自动相应变化。对属性数据和查询分析的结果，Mapinfo 还可以采用专题地图的显示方式，运用自定义的颜色、模式填充，图形图例等多种显示模型，直观、生动的把数据和分析查询结果显示在屏幕上，便于用户迅速的了解和判断有关的属性数据和查询结果。6 2.2 对地理教育的电子地图制作需要注意的问题 2.2.1 地理数据的收集及利用 运用信息技术进行辅

10、助教育，要善于借鉴 ，有利于我们在教学实践中减少重复性的劳动；吸取他人的教训，避免重蹈覆辙。常见获取他人经验和研究成果渠道有：网上信息成为教育工作者的获取教学信息的重要渠道，中国基础教育网、中国教育资源网、中国教育信息网、中山教育信息网等站点为地理教师提供了大批获取计算机辅助教育信息的机会。如果地理教师常用计算机工具软件的使用方法和技巧、地理电子教案、电子地图、地理 CAI 课件、地理教育录像带等整合经验和成果。7 发挥电子地图表现信息多样性和集成性的优势，拓展地图的教材内容，优化地图要素的呈现方式。大纲指出，按照大纲的目的要求、确定教学内容的原则，还可以编写与地理教学有关的视听教材。根据教学

11、的 要，教师可发挥信息技术的媒体丰富的表现力，把教科书中的地图变成融解说词、背景音乐、动画、视频为一体的电子地图；把教科书中的地图由静态的平面图变成动态的电子地图；把原本单调枯燥的描述地理事物地图变得更充实、更形象、更具有吸引力。要善于积累。到目前为止，还未见到一套较为成熟的地理教学配套的电子材料出版发行。要经常性的开展运用信息技术整合初中地理教学活动，就必须善于积累地理电子教案、分类电子地图、地理CAI 积件，构建自己的地理数字化素材库；就必须善于积累图象、声音处理经验、动画制作经验、课件的制作经验，努力提高信息技术水平。2.2.2 教学电子地图突出重点突破难点防止信息过载现象 教学电子地图

12、不是对课本的生搬硬套，而是将一些用传统教学方法不易将清楚的内容，用电子地图展现在学生面前，使学生能够很好的认识地理事物，理解地理规律。电子地图可以将语言、符号、声音、图形、动画等多媒体信息集成一体，但与教学内容无关或关系不大时，不应引入电子地图避免信息过载。8 2.2.3 电子地图内容合理符合教育心理学规律 电子地图制作屏幕布局合理符合美学观点和人民的视觉习惯，信息大小、明暗、动态设计要合理，注意将相关信息放在一起，揭示信息要规范、简洁，操作方便、灵活，色彩搭配要适当。制作电子地图要符合学生注意规律和感知活动规律，不能过分动感、色彩等因素，尽量符合教育学、心理学规律。9 2.2.4 注重形象直

13、观和地理方位而较少考虑几何精度 教学电子地图是要按教学大纲教学要求编制的供教学使用的地图，这类地图主要考虑学生的教育程度和年龄特征，并与所学的有关课程相适应，要突出地图教学重点、突破地图教学难点和实现地图教学目的等整合教 学的源动力中选择，如多媒体电教平台丰可富再现地图教学功能，多媒体网络教室可提供学生直接参与、巩固提高地图教学功能等。因此，以教学为目的的电子地图的制作较多注重学生的知识结构和年龄特征，引导学生学习地理知识，激发学生学习兴趣，较少考虑数学基础如地图投影，几何精度的问题。3 电子地图在地理教学中的应用 3.1 电子地图优点 地图又是学生汲取地理知识的一个源泉，是帮助学生理解和巩固

14、地理知识的重要手段。读图是培养学生地理技能的常用方法，可以培养学生动手、动脑能力，也对培养学生的智力有重要的意义。充分有效地在课堂上使用地图工具，是学生形成一定的地理技能，进而形成一定能力的有效方法。普通地图在地理教学中发挥重要作用的同时，也暴露出一些问题：内容和比例尺固定，修改困难；体积、重量较大，易破损，保存、携带、使用不方便；复制的成本高，难以做到资源共享；不能直接供计算机使用，而且交互性差；内容更新慢。这些问题影响了地图在地理教学中作用的充分发挥。电子地图的出现，为解决这些问题提供了契机。10电子地图是地图理论与信息技术相结合的产物，与普通地图相比，具有以下优点：电子地图以计算机和投影

15、屏幕为媒介，比例尺大小可以变动，显示的内容的详略程度是可以随时调控的，实现无级缩放，同时又使地图显示范围可大可小使地图无缝对接。电子地图制作，管理，阅读和使用能实现一体化，对不满意的地方能够方便实时地进行修改，具有动态性，交互性强。动态表现在两个方面：一是地理现象在时间维上的发展变化的真实动态反映；二是静态现象通过闪烁、渐变、动画等手段作吸引视觉感受的虚拟动态反映。静态纸质地图动态地理现象的某一段面，电子地图能真实的地理现象的演变。11 电子地图能实现多维空间信息的存储，同时把图形，图像，声音和文字合成在一起。电子地图储存信息丰富，信息量大共享性好，同时具有计算，统计和分析功能.数字化使信息容

16、易复制、传播和共享。电子地图能够大量无损复制,并且能通过计算机网络传播。在Internet上也有了地图库,使用者能迅速方便地查找到世界上很多地区和各种类型的地图，共享性强。3.2 电子地图在地理教学应用的方面 巴朗斯基说；“地图是地理学的第二语言，并且应该说它永远是更经济更容易理解的语言。”地图为地理教学提供了具体、生动的感性材料。充分有效地在课堂上使用地图工具，是学生形成一定的地理技能，进而形成一定能力的有效方法。普通地图在教学应用中也暴露出了信息量小、交互性差、不能直接供计算机使用、复制的成本高、内容更新慢等问题，同时从空间认知的角度看普通地图主要静态视觉认知，忽略了人类的听觉、触觉等感觉

17、对获取、存储、和表示空间信息的作用，而电子地图可以有效地克服普通地图暴露出的这些问题12。电子地图是各种环境的图形表达，是传递信息的载体。电子地图在很多领域里得以应用，在这里仅简单谈谈它在地理教学中的应用方面。应用电子地图让学生能确定地理事物的地理位置：电子地图可以确定教师所讲授的各种地理事物的地理位置，使学生获得各种地理分布知识。例如：我们讲授一个国家或地区时，首先运用电子地图指出这个国家或地区的地理位置（经纬度和相对位置），用以形成关于这个国家或地区的空间概念；进而运用各种专门电子地图，指出这个国家或地区的地形、气候、河湖等自然环境各个要素，各个生产部门，以及各种资源和主要城市的地理分布及

18、其规律。例如，在初一地理第一册的东南亚一章的教学中，我们就可以按如下思路进行教学：读东南亚电子地图，让学生说出该分区的纬度位置约为10S28N热带热带季风气候、热带雨林气候水热条件很好，成为世界上天然橡胶、油棕、椰子等热带经济作物的最大产地。读东南亚主要物产的分布图，了解上述热带经济作物以及主要矿产的分布。丰富的资源和物产为东南亚国家经济的发展提供了优越的条件这样前后紧密联系，学生就会对东南亚丰富物产之前因后果有了较为清晰的认识。地理位置对一个地区的地理特征影响很大。由于纬度位置不同，则所得到的太阳光热便不同；由于海陆位置不同，则所受到的海洋湿润气流的影响便不同。这对气候、土壤、生物以及经济活

19、动等都有莫大的影响。所以，使学生掌握各个国家和地区的空间概念，在地理教学中是有重大意义的。应用电子地图让学生了解地理事物的形态：电子地图在地理教学中还可以表示各种地理事物的大小、高低、形状等。诸如地球上各个大洲、大洋、湖泊和国家的大小、形状；一个国家或地区的海岸线的长度和类型；任何一条河流的长度和流向；任何一条山脉的高度和走向等等。例如，在中国地形的教学中，首先借助中国三维电子地图，了解我国主要山脉、高原、平原、盆地的空间位置、区域范围、海拔高度等，然后在图中找出规律，得出我国地形类型丰富多样、山区面积广大、地势西高东低、呈阶梯状分布的基本特征，再分析讨论地形地势对我国气候、大河流向及水能资源

20、的影响。推理出这种地形地势使我国东部广大地区深受太平洋影响，使大河滚 滚东流，并使我国成为世界上水能资源最为丰富的国家。最后，将整节知识在电子地图上归纳、概括、浓缩。应用电子地图既可使我国地形的高低起伏一目了然地展现在学生面前，又可以使得知识以高度的概括和浓缩，减轻了学生的课业负担。应用电子地图让学生了解地理事物的分布规律和相互联系：电子地图能以帮助学生理解课文内容，以生动、形象、鲜明的特点反映地理事物的分布、成因。例如讲授新教材初中中国地理的“西北地区”一节内容时，由于该区的农牧业发展状况随降水量的变化而变化，揭示这一规律是本节教学的重点和难点，而教材对此的阐述比较简单，如果照本宣科，学生很

21、难掌握。为了帮助学生充分认识这一规律，可以让学生先阅读“西北地区草原和荒漠分布图”，从图中发现，该地区地表植被由东向西，大体为森林草原荒漠草原荒漠。自然学生会发问，为什么该地区植被会出现这种变化呢？接着让学生查“中国降水量分布图”，从图中看出该地区的年降水量也是自东向西依次减少，这就为本地区植被的变化找到了根源。但新的疑问又产生了：该地区降水量为什么变化这样大呢？如果再指导学生读“西北地区的位置和地形图”，答案就找到了。由于该地区东西跨越的经度很广，东部距海近，水汽较充足，因而降水丰富；越往西距海越远，水汽不易深入，因而降水逐渐减少。由此得出结论：水是西北地区农牧业生产的命脉。由此可见，电子地

22、图有助于阐明地球表面各种地理事物和现象的分布、成因以及相互作用的规律性。应用电子地图培养学生的思维、想象能力：在地理教学中通过对电子地图的观察和分析，还可以培养学生的思维、想象能力。各种地理事物是用各种电子地图符号体现出来的。教师要注意引导学生通过观察和想象把各种电子地图符号形象化。同时，通过观察和分析还要注意把各种地理事物和现象联系起来，找出其间的相互关系，查明其地理规律。使用电子地图发展学生的形象思维电子地图在学生头脑里形成的是概括的表象，这种表象往往会促使学生产生直觉思维，从而进入创造性的思维活动之中。例如，用中国的地形图分析长江的水文水系特点，学生结合长江流经地区的地形特点就会得出：在

23、山区水流湍急，水力丰富，可以发电；在平原地区则水流平缓，可以航行，有灌溉之利等结论。这里学生绝大部分进行的是形象思维，即凭借头脑中的表象（高山的流水，从很高处往下流，水流很急；平地水流很缓慢）进行思维活动，而不一定是先经过一连串的逻辑思维，如山地地势陡峻高差大河流水位落差大流速快水力丰富，才获得以上认识的。这种形象思维具有不受已形成的地理概念、规律与理论约束的特点，容易产生直觉，即未经逐步分析，迅速对问题的答案作出合理的猜测、设想或忽然领悟的思维。应用电子地图对学生进行国情教育和爱国主义教育。学生在电子地图上可以看到祖国辽阔的疆域、壮丽的河山、丰富的物产资源、广大的森林和草原、无数的工厂和矿山

24、等，这些都可以激发起学生热爱祖国、建设祖国和保卫祖国的热情。又如，通过引导学生观察解放前中国交通运输电子地图，然后再阅读现代交通运输电子地图，使学生进一步了解到我国交通事业五十多年来的辉煌成绩。同时应指出，近几年我国的交通运输现代化建设步伐加快，铁路运输的第六次提速，从而实事求是地阐明了国情。另外，教学过程中通过我国水资源、土地资源以及矿产资源的分布示意图，结合图表数据中的人均占有量加以讲述，可增强学生对我国自然资源的保护意识。12 应用电子地图培养学生学习地理的兴趣。由于地理研究对象的时空界限广阔而遥远，内容涉及多学科的知识，单纯依乃赖学生的视野，见闻是难以掌握的，即使利用普通的纸制地图也不

25、能很好的帮助学生理解掌握，必须借助电子地图、地球仪、地理景观图等电教手段，把教学内容生动地展现在学生面前，方能引起学生学习的兴趣，特别是在当前地理学科遭受巨大冲击的情况下，借助多种手段激发学生学习地理的兴趣就显得更为重要了。发挥多媒体计算机表现信息多样性和集成性的优势，拓展地图的教材内容，优化地图要素的呈现方式。大纲指出，按照大纲的目的要求、确定教学内容的原则，还可以编写与地理教学有关的视听教材。根据教学的 要，教师可发挥信息技术的媒体丰富的表现力，把教科书中的地图变成融解说词、背景音乐、动画、视频为一体的电子地图；把教科书中的地图由静态的平面图变成动态的电子地图；把原本单调枯燥的描述地理事物

26、地图变得更充实、更形象、更具有吸引力。例如，在中国的疆域地图进行陆上疆域和相邻国家教学时，用扫描丁把中国的疆域地图输入计算机，把中国的疆域地图制作成集沿鸭绿江口到北仑河河口动态延伸的疆界线，当疆界线沿伸到相邻国家位置时播放相邻国家名称的声音、在对应的位置闪烁该国家名称的文本为一体的电子地图。在板块构造学说教学时，把教科书中的大洋板块与大陆板块移动图制作成大洋板块与大陆板块移动电子图，让大洋板块和大陆板块以连续相向的方向移动，使大洋板块向下府冲，大陆边缘褶皱隆起，引发火山地震的表象生动地呈现在学生的眼前。发挥多媒体计算机交互性和快速反应的优势，构建人机对话的电子地图，提供学生参与实践的机会，优化

27、地图的教学环节设计。例如在西亚和北非的位置教学设计时，利用交互功能，构建学生可从键盘三洲两洋名称、计算机快速判断正误的西亚和北非的位置电子地图；在中国行政行政区划教学设计时，利用交互功能，构建可用鼠标移动各行政区轮廓的拼接练习的中国行政区划电子地图。3.3 电子地图应用存在的问题 随着近些年电子计算机的普及，电子地图应用领域越来越广，但是在地理教育中运用的较少，利用水平也不高，大多是采用直接扫描的方式获得一些栅格地图，这些并不能体现电子地图的很多优点，当然也无法很好的运用电子地图来进行计算机辅助教学。3.3.1 师资力量匮乏，教师心理准备明显不足 在高中运用电子地图教学，目前主要面临的问题是师

28、资队伍的欠缺。现任高中地理教师对实施新课程的心理准备和知识准备明显不足。从他们目前的现状看，学习和培训中大多不重视电子地图制作与应用的学习，认为离现实教学实际和高考比较远，对现行教材中涉及的内容，认为运用普通地图即可，还有一些教师认为学校现有硬件和软件都没有达到，短期内用电子地图教学比较困难。即使培训内容安排了运用电子地图教学的培训，大多数老师也是被动学习，没有主动思考和应用运用电子地图教学的意识。3.3.2 教师观念落后，知识结构需要更新 制约电子地图在高中地理教学中运用的首要限制因素是师资力量，而师资中教师观念的滞后比知识的陈旧和匮乏更显得迫切。现有高中地理教师约80%以上是90 年代以前

29、毕业的大学生，他们在校接受的地理信息技术内容的学习大多是基础知识和一些技术操作内容，基本老化或者遗忘程度很高。因此教师培训的内容，不仅要培训基础知识、技术操作，更要注意观念更新，让教师对地理信息技术在地理教学中的地位和作用有充分认识，对现代教育技术的教育教学价值有深刻体会，才会焕发出主动学习和应用开发的热情。3.3.3 教学资源的欠缺 电子地图的特殊性要求教学必须具备特定的硬件（如计算机网络、手持GPS 接收机等）软件（如GIS 操作软件）以及相关资源（如遥感图像、应用案例）。相对来说，硬件和软件通过购置可以容易达到要求，但应用的案例资源则需要研究人员积累和整理。这是目前比较缺乏而又急需要加强

30、的方面。要有相关的操作实践和具体应用，尤其是具体应用，必须与解决地理实际问题结合起来，引导学生进行理性思维，发展学生思考问题和解决问题的能力。要达到现代教育的要求，必须有相应的应用案例来引导教师的教和学生的学。这就要求各方面力量协作开发建设相应的教学案例资源库。3.3.4 地区经济发展水平的差异 欠发达地区学校硬件设施达不到标准，根本无法实现计算机辅助教学。教师水平普遍较低，也不具备电子地图的制作的基本技能，又缺乏经费进行教师培训。随着经济的快速发展，经济欠发达地区国家的财政投入，硬件设施问题逐渐得以解决，教师队伍还需要不断加强建设。考虑到一些地理教师并非地理专业毕业的因素，可以利用Flash

31、 其他较适合个人的制作电子地图方法。4 总结 本文通过基于Mapinfo 的电子地图的制作或二次开发应用到地理教学中，从不同的方面培养学生利用电子地图作为工具的学习能力，同时激发学生的学习地理的兴趣，从而培养学生掌握运用地理图表的基本技能，会运用地图查找地理信息，养成从地图上获得信息的习惯。通过阅读、使用地理图像和绘制简易地图，帮助学生掌握观察地理事物的基本方法，逐步发展学生的理解、想象、分析等思维能力和解决地理问题的能力。参考文献 1中国大百科全书编辑委员会.中国大百科全书一固体地球物理学测绘学空间科学卷 M 北京 中国大百科全书出版社，1985.2史瑞芝等著.数字地图制图与地理信息工程M.

32、北京:解放军出版社.2000.12.3马耀峰等.地图学原理.科学出版社.M.2004.6，252 253 4蔡孟裔等著.新编地图学教程M 北京 高等教育出版社2000.6，286.5王家耀等.地图学原理与方法M科学出版社20063 291 292.6张成才等.基于Mapinfo 电子地图制作方法研究J，水土保持研究，2002（04）.7林宗进.运用网络资源 服务地理教学林宗进 福建地理 2000（04）.8陈扬舟.多媒体课件的设计与实践 j 高等理科教育 2002（04）.9盛正发.计算机辅助地理教学的理论与实践j 湖南师范大学 2004.10刘艳红.电子地图在地理教学中的应用 j 首都师范大学,2004.11 艾廷华.电子新技术条件下的地图设计j 武汉测绘科技大学学报，1997（02）.12林国银.GIS 用于中学地图教学试验的研究 中国多媒体教学学报 2006（01）.