吳國文 梁海

【摘要】收集、整理和分析地理信息數(shù)據(jù)，并將其應(yīng)用到教學(xué)過程中；運用有效手段表達地理探究的見解和體會，指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)將地理信息數(shù)據(jù)進行處理和可視化表達是提高教學(xué)有效性的關(guān)鍵。將信息技術(shù)與地理探究活動的有效整合是突破這一關(guān)鍵的極為有效措施。

【關(guān)鍵詞】地理教學(xué) 地理信息 信息技術(shù) EXCEL

一、問題的提出

在地理教學(xué)中，以圖形、圖像和地圖等直觀形式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，可充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的注意力，提高教學(xué)質(zhì)量。然而，現(xiàn)行教材中大量的教學(xué)內(nèi)容卻是以數(shù)字、表格等形式呈現(xiàn)，即使有部分直觀圖表，也存在數(shù)據(jù)過時、形式陳舊或遠離學(xué)生的生活體驗等問題。新時期地理教學(xué)要求在教學(xué)中重視探究的過程和方法，要求學(xué)生“通過多種途徑、運用多種手段去收集地理信息，嘗試運用所學(xué)的地理知識與技能對地理信息進行整理、分析，并把這些地理信息運用于地理學(xué)習(xí)過程中”；“嘗試從學(xué)習(xí)和生活中發(fā)現(xiàn)地理問題，提出探究方案，與他人合作開展調(diào)查研究，提出解決問題的對策”。筆者認為有意識地指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)手段，將收集到的地理信息數(shù)據(jù)進行適當(dāng)?shù)奶幚?，轉(zhuǎn)化為圖表、地圖等直觀形式，能夠有效地應(yīng)用這些信息；使得學(xué)生能借此有效表達、交流和反思地理學(xué)習(xí)和探究的體會、見解和成果。針對教材中出現(xiàn)和地理調(diào)查中的常見數(shù)據(jù)，探討應(yīng)用最廣泛的電子表格軟件Excel在數(shù)據(jù)處理和可視化方面的初步嘗試。

二、基于Excel的地理數(shù)據(jù)處理

Excel可以完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)運算，進行數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測，并具備強大的圖表功能，在中學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)中使得學(xué)生初步掌握了Excel的基本應(yīng)用。以下便是筆者在教學(xué)實踐中應(yīng)用Excel，指導(dǎo)學(xué)生對地理數(shù)據(jù)進行適當(dāng)?shù)奶幚?，實現(xiàn)信息處理整合于地理教學(xué)的過程的途徑。

1.由數(shù)字到圖像，變無形為有形

應(yīng)用Excel強大的圖表向?qū)?，可以將生硬的表格?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀圖表展現(xiàn)出來，如世界人口垂直分布趨勢。我們可以在Excd中輸入其中數(shù)據(jù)（圖1），應(yīng)用圖表工具繪制出“復(fù)合條餅圖”，將其底圖更改為地形實景即可（圖2）。

2.由數(shù)字到曲線，變無序為有序

應(yīng)用Excel對地理數(shù)據(jù)進行分析處理，有助于凸現(xiàn)表面上紛繁復(fù)雜的地理數(shù)據(jù)背后隱藏的地理規(guī)律。如太陽系中主要行星物理性質(zhì)比較，其中的公轉(zhuǎn)周期、與太陽的距離等就有深層次的規(guī)律性。我們將這些數(shù)據(jù)輸入Excel，統(tǒng)一單位（圖3），插入“XY散點圖”，選定B1：C10數(shù)據(jù)區(qū)域，按照向?qū)崾?，即可得到散點圖（圖4）。

下一步就是關(guān)鍵的數(shù)據(jù)分析了，首先在任一“散點”上單擊鼠標右鍵，在彈出的上下文菜單中選擇“添加趨勢線”，由于散點分布接近冪函數(shù)分布，從而在彈出的對話框中試選擇“乘冪”趨勢預(yù)測/回歸類型，確定完成，即得到Excel繪出的趨勢線（圖5），可以看出曲線與散點擬合很好。用鼠標右鍵單擊趨勢線，選擇“趨勢線”格式，在趨勢線格式對話框中選擇“選項”選擇卡，鉤選“顯示公式”選項，Excel便立刻在散點圖上給出趨勢曲線的解析式，如圖5右上角所示，即y2=x2其含義為，行星公轉(zhuǎn)周期的平方與其和太陽的距離的立方成正比。這就是著名的開普勒行星運動第三定律。這樣的探究學(xué)習(xí)過程，學(xué)生既能在信息處理過程中不斷有驚喜發(fā)現(xiàn)，進一步激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和探究的熱情，更能逐步鍛煉出一種適應(yīng)現(xiàn)代社會探索學(xué)習(xí)的能力，這對于其終生發(fā)展十分有利。

3.由數(shù)字到專題地圖，突顯地理學(xué)科特色

專題地圖是著重表示一種或數(shù)種自然要素或社會經(jīng)濟現(xiàn)象的地圖，在地理問題的研究中有著廣泛的應(yīng)用。我們可以應(yīng)用Excel生成統(tǒng)計圖表后，用如下方法DIY專題地圖：

（1）在Excel生成的圖表中應(yīng)用地圖作為底圖。如研究人口隨緯度的分布情況時，按表中統(tǒng)計數(shù)據(jù)。選擇“插入→圖表”菜單，制作出“簇狀條形圖”，即可得條形統(tǒng)計圖。在“繪圖區(qū)”雙擊鼠標左鍵，在“填充效果”中選擇世界地形圖，展現(xiàn)在你眼前的就是在世界地形底圖上呈現(xiàn)出的各緯度段人口的分布情況統(tǒng)計圖。給出了不同緯度的海陸分布、地形等相關(guān)要素，為我們綜合分析不同緯度人口的分布提供了背景資料。

（2）把Excel生成的圖表打散，將需要的統(tǒng)計圖元粘貼到地理底圖的相應(yīng)位置。如在研究人口分布與海陸位置的關(guān)系時，我們可以在Excel中輸入相關(guān)數(shù)據(jù)：

選擇“插入、圖表”菜單，在“圖表類型”列表框中選擇“柱狀圖”，點擊右側(cè)的“子圖表”框中的“族狀柱狀圖”項，點擊“完成”按鈕，經(jīng)過美化后，得到的統(tǒng)計圖如圖8所示。

三、基于EXCEL的地理數(shù)據(jù)可視化表達

1.風(fēng)向玫瑰圖

風(fēng)向因素在探究氣候特征和工業(yè)區(qū)位因素中不可忽視能直觀地表現(xiàn)出各個方向的風(fēng)向頻率分布，可以表達一個地區(qū)的風(fēng)向分布。引導(dǎo)學(xué)生收集當(dāng)?shù)仫L(fēng)向與工業(yè)布局的相關(guān)信息，進行適當(dāng)處理并繪制出相應(yīng)的風(fēng)向玫瑰圖是探究學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。學(xué)生通過訪問當(dāng)?shù)貧庀笈_（站）獲得一年的氣象信息，應(yīng)用Excel強大的數(shù)據(jù)處理功能計算出每種風(fēng)向的頻率（%）。

選定風(fēng)向和冬季風(fēng)頻數(shù)據(jù)行（無風(fēng)列不選），選擇“插入、圖表”菜單，在彈出對話框中左側(cè)的“圖表類型”列表中選擇“雷達圖”，在右側(cè)的“子圖表類型”中選擇“填充雷達圖”，點擊“完成”按鈕即可得到冬季的風(fēng)向玫瑰圖，如圖10所示，同樣，我們可以完成該地區(qū)任何季節(jié)以及全年的風(fēng)向玫瑰圖。

同樣的思路，我們在Excel中填寫各月平均氣溫和降水量的數(shù)據(jù)（圖11）。

四、討論

新的課程改革要求我們開發(fā)身邊的課程資源，學(xué)習(xí)對生活有用的地理。指導(dǎo)學(xué)生通過調(diào)查等手段可以獲取豐富的可用于探究活動的信息，指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用信息處理工具對這些信息進行有效地整理，教學(xué)呈現(xiàn)，直觀地體現(xiàn)了相關(guān)地理要素之間的聯(lián)系，提高了學(xué)生探究地理問題的效率。這樣的地理信息的處理過程，體現(xiàn)了科學(xué)研究中的去粗存精，突出重點等精神。這樣的研究方法，也為學(xué)生終生發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。Excel不僅具有數(shù)據(jù)處理與圖表制作的強大功能，且應(yīng)用更加普遍。在課堂教學(xué)中，師生共同處理地理信息、分析地理問題、探究地理規(guī)律，地理學(xué)習(xí)更加有效。

本文章是GIS在高職高專地理教學(xué)中的應(yīng)用研究課題的支撐材料。