弧形图集：我们的地球

课堂中的 ArcAtlas：模式识别、描述与解释

Michael N. DeMers; Jeffrey S. Vincent · 2008

本文探讨了地理信息系统（GIS）和 ArcAtlas: Our Earth 数据库如何通过培养学生识别、描述、解释和预测空间格局的能力，支持探究式地理教育。将 GIS 融入 K–12 教育和大学入门课程的一项主要障碍，是价格可负担、易于获取且主题多样的空间数据供应有限，对于缺乏专业 GIS 培训或没有足够时间构建数据库的教师而言尤其如此。ArcAtlas 通过提供四十余幅数字专题地图和一百幅卫星影像来解决这一问题，其内容涵盖人文与自然主题，包括气候、水文、地质、土壤、植被、野生动物、人口、经济、土地利用和土地覆盖。尽管该数据库及其部分格式已经过时，但其洲际尺度的覆盖范围及与 GIS 软件的兼容性，使其成为开展教育活动的一项实用资源。本文介绍了一项主要面向 10—12 年级学生、社区学院学生以及非 GIS 专业大学入门课程学生设计的教学活动。该课程在 ArcGIS 9.x 中实施，但也可适配其他平台；它强调采用简洁的图形界面、教师提前准备、演示、按顺序排列的屏幕截图以及聚焦式数据选择，以使学生将注意力放在地理推理而非软件操作上。示范练习通过将狮子的分布范围地图与植被及其他自然或社会经济图层叠加，研究狮子历史和当前的分布。学生对植被带进行分类，观察空间对应关系，思考因制图比例尺、分类方式和多个变量相互作用而产生的差异，并提出可能解释狮子栖息地缩减的其他因素。随后，学生制作地图和最终报告，解释狮子分布范围与植被、土壤、猎物、土地利用、人口及其他影响因素之间的关系；预测当前趋势持续情况下的未来分布；并提出兼顾野生动物保护与人类需求的策略。该活动依次从观察和描述推进到分析、解释、预测和评价，并通过明确陈述的学习目标和评估量表与布鲁姆教育目标分类学建立直接联系。它还涵盖了多项《国家地理标准》，尤其是地图和地理空间技术的运用、空间组织的分析、对生态系统及人地相互作用的理解，以及运用地理学解释过去、评估现在和规划未来。建议的拓展活动包括：通过相交叠加来确定分布范围丧失的区域，分析土地利用和社会经济变化，以及与猎物物种分布进行比较。总体而言，本文认为，ArcAtlas 能够降低教育工作者在数据和备课方面面临的障碍，同时支持灵活的、基于问题的 GIS 课程。其教育价值与其说在于教授高级 GIS 操作，不如说在于利用可视化展示和空间叠加来培养地理探究能力、批判性思维、独立提出假设的能力，以及基于证据的环境决策能力。