上海市嘉定一中（201808） 蔡袁芬

“地理信息技術(shù)”的教學(xué)設(shè)計

上海市嘉定一中（201808） 蔡袁芬

高中地理下冊專題28 “地理信息技術(shù)”是一個走在學(xué)科前沿的教學(xué)內(nèi)容，主要涉及到遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息技術(shù)（GIS）三種技術(shù)，簡稱“3S”。這些技術(shù)對學(xué)生而言是新的，課程標準中要求學(xué)生能夠辨別“3S”技術(shù)的相應(yīng)特性，感受“3S”技術(shù)巨大的實用價值，感悟信息技術(shù)對生產(chǎn)和生活帶來的巨大作用。為了實現(xiàn)課程標準對學(xué)生的這些要求，同時體現(xiàn)“關(guān)注貼近學(xué)生生活的地理”這一教學(xué)理念，本課的教學(xué)設(shè)計圍繞“貼近學(xué)生生活”展開，讓學(xué)生更多地了解現(xiàn)代地理信息技術(shù)在生活中多方面的應(yīng)用，讓生活走進地理課堂。

一、視頻引入新課，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

為了更好地吸引學(xué)生進入學(xué)習(xí)新知識的狀態(tài)，教學(xué)設(shè)計中新課的導(dǎo)入是非常重要的環(huán)節(jié)。考慮到“3S”技術(shù)是比較前沿的科學(xué)，直接介紹這些技術(shù)的概念，學(xué)生可能會覺得與生活比較疏遠，所以本課的導(dǎo)入引用了電影《夕陽天使》中的一個片段，片中的女主人在遇難時，運用“3S”技術(shù)，快速、準確地選擇合適的行駛路線，擺脫危急境況。緊張的情節(jié)、精彩的畫面給學(xué)生視覺上產(chǎn)生較強的沖擊，讓他們感受到“3S”技術(shù)的魅力，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣與欲望。從課堂上學(xué)生聚精會神的眼神可以看出，此環(huán)節(jié)起到了一定的效果。

二、“貼近學(xué)生生活”開展“3S”教學(xué)環(huán)節(jié)

1.“RS”——聯(lián)系生活經(jīng)驗，由現(xiàn)象上升到理論

遙感技術(shù)被比喻為太空的眼睛，好比古代神話中的“千里眼”，為了讓學(xué)生感受到這一點，本課設(shè)計中運用了嘉定一中校園的遙感圖像，讓學(xué)生觀察圖片中顯示的事物。學(xué)生看到自己熟悉的校園，很快就能辨別出來，同時也表現(xiàn)出驚訝的表情，這是怎么做到的？從而引出遙感的概念——遙遠的感知。接著讓學(xué)生看校園的遙感圖像辨認出校園中的事物，再顯示出另外一張校園照片，這張照片只能反映某一處的景色，讓學(xué)生進一步感受遙感圖像與一般照片的區(qū)別（見圖1），從中感受遙感工作范圍廣的優(yōu)點。

圖1 遙感圖像與普通照片對比

圖2 遙感工作原理

通過與普通照片對比，將深奧的遙感原理通過與普通照相技術(shù)相聯(lián)系，拉近學(xué)生與遙感技術(shù)之間的距離，聯(lián)系已有的照相經(jīng)驗，更好地理解遙感的工作原理（見圖2），由此上升到一定理論。在這個過程中，學(xué)生體驗到學(xué)習(xí)的樂趣，為下面學(xué)習(xí)遙感圖像的判讀奠定基礎(chǔ)，學(xué)生會有更高的積極性投入學(xué)習(xí)。

“RS”的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計中，聯(lián)系學(xué)生已有的知識和生活經(jīng)驗，在此基礎(chǔ)上去學(xué)習(xí)新知識，既激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，也將深奧的科學(xué)原理簡單化，有助于學(xué)生的理解。

2.“GPS”——聯(lián)系“北斗二號”熱點，關(guān)心社會發(fā)展

對于這三個技術(shù)，備課時預(yù)計學(xué)生對GPS的熟知度應(yīng)該會最高，因為隨著生活水平的提高，很多家庭的小轎車上都裝有車載式導(dǎo)航儀，所以學(xué)生應(yīng)該對GPS的應(yīng)用有一定的了解。教學(xué)設(shè)計中設(shè)想讓學(xué)生談?wù)勆钪兴姷腉PS的應(yīng)用，通過課堂實踐，學(xué)生的回答與課前的預(yù)想是比較接近的，部分學(xué)生能夠回答到車載式、手表式的導(dǎo)航儀（見圖3）。順著同學(xué)們的熱烈反應(yīng)，馬上出示一張地鐵站等候列車進站處的顯示屏的照片（見圖4），照片上清楚地顯示出下一次列車到達所剩的時間，讓學(xué)生思考，為什么會有如此精確的提示？是誰在時刻監(jiān)視著列車的行徑？引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：原來這也是GPS的功勞。

學(xué)習(xí)了GPS在生活中的應(yīng)用，為了讓學(xué)生更好地了解目前世界主要的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的發(fā)展動態(tài)，向?qū)W生介紹了現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)除了美國的GPS以外，還有俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)、歐盟的伽利略系統(tǒng)和我國的北斗系統(tǒng)。同時，結(jié)合社會熱點：我國“北斗二號”于2009年4月15日成功發(fā)射（見圖5），及時讓學(xué)生了解這一新聞，學(xué)習(xí)新知的同時也接受愛國主義教育，讓學(xué)生感受到我們國家的強大和進步。

圖3 GPS在生活中的應(yīng)用

圖4 地鐵站顯示屏

圖5 我國北斗二號發(fā)射

“GPS”的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計中，聯(lián)系學(xué)生生活中接觸到的GPS的應(yīng)用，通過地鐵站列車到達時間顯示屏這一事例的運用，旨在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察生活，感受生活中的地理無處不在。通過介紹世界其他主要的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和運用我國“北斗二號”發(fā)射的新聞，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心社會的發(fā)展，關(guān)注世界的變化，體現(xiàn)新課程的理念。

3.“GIS”——選取合適的教學(xué)素材，突出應(yīng)用的廣泛性

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一個龐大的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，是一門以應(yīng)用為目的的信息技術(shù)，其應(yīng)用可以深入到各行各業(yè)、千家萬戶。GIS在資源管理、城市管理、防災(zāi)減災(zāi)等方面有強大的應(yīng)用，對于這些方面的應(yīng)用不可能面面俱到，要有選擇性和針對性。城市管理與學(xué)生生活比較貼近，GIS可應(yīng)用城市安全設(shè)施管理。如當(dāng)城市中發(fā)生惡性犯罪事件，利用公安管理GIS系統(tǒng)，街道報案后立刻就可以查出犯罪事故地點，立即判斷出犯罪可能逃離的路線，從而迅速制定高效率的打擊犯罪的方案。

為了讓學(xué)生感受到GIS廣泛的應(yīng)用，教學(xué)設(shè)計中還選取有關(guān)美國精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的實例。精準農(nóng)業(yè)是現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施與新近發(fā)展的高新技術(shù)的有機結(jié)合，其核心技術(shù)是“3S”技術(shù)和計算機自動控制系統(tǒng)。其中，GIS的主要功能是對各種空間數(shù)據(jù)進行管理，通過把地形地貌、土壤類型、土壤測試結(jié)果、化肥農(nóng)藥使用情況以及產(chǎn)量等數(shù)據(jù)輸入GIS系統(tǒng)，對這些信息進行加工處理，繪制信息電子地圖，并抽取相關(guān)信息提供給施肥專家系統(tǒng)等決策支持系統(tǒng)，形成施肥、灌水、噴藥等田間操作決策。美國有200多萬個農(nóng)場，其中8%是年收入25萬美元以上的規(guī)模經(jīng)濟的大農(nóng)場，占整個農(nóng)場耕地面積的37%，精準農(nóng)業(yè)主要應(yīng)用于大農(nóng)場，有60%～70%的大農(nóng)場采用精準農(nóng)業(yè)技術(shù)，精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的采用也給農(nóng)場主帶來明顯的效益。精準農(nóng)業(yè)應(yīng)用的主要地區(qū)在美國中西部，應(yīng)用的主要作物是大豆、小麥、玉米和部分經(jīng)濟作物。

“貼近學(xué)生生活”的地理課也表現(xiàn)在所選教學(xué)素材的實時性，及時更新，符合時代發(fā)展的特征。教學(xué)設(shè)計時應(yīng)選擇“貼近學(xué)生生活”的素材，同時也要注意材料的實時性。我們上海城市的軌道交通越來越發(fā)達，面對越來越多的軌道線路，乘客們難免會有混淆或不清楚的情形。GIS能幫助我們及時了解軌道交通的信息——2009年5月上海軌道交通智能導(dǎo)向綜合信息系統(tǒng)在上海人民廣場地鐵站及部分公交站點投入試運行，這就是GIS最新的應(yīng)用實例。在2009年2月，上海軌道交通漫游指南已開通運行，乘客只需用手機登陸這個平臺，就可以免費進行自助式信息查詢（見圖6）。讓學(xué)生了解到這一信息，不僅告知學(xué)生GIS在我們生活中的應(yīng)用，而且也要引導(dǎo)他們關(guān)心新聞報道、關(guān)心生活。

圖6 上海軌道交通漫游指南

三、模擬角色情境，理解“3S”的集成

人們在實際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)單獨使用GPS、GIS、RS等技術(shù)，有時不能滿足實際的需要，而將三者綜合應(yīng)用，則可以回答用戶提出的各種復(fù)雜問題，從而更有效地提供科學(xué)的決策咨詢。GPS、RS是GIS數(shù)據(jù)的重要來源，GIS則能對所獲得的數(shù)據(jù)進行處理、分析和管理，提取各種有用的信息，進行空間決策支持。這就是“3S”技術(shù)集成（見圖7）。

圖7 3S技術(shù)的集成

在分別開展“3S”教學(xué)環(huán)節(jié)后，要注意強調(diào)“3S”的集成與應(yīng)用，教學(xué)設(shè)計中最后安排了一個課堂討論：圍繞迎接世博會的召開，我們上海市各行各業(yè)（交通、氣象、世博志愿者……）如何運用3S技術(shù)來為世博服務(wù)，讓學(xué)生進行角色扮演，處在一定的情境之下，思考如何科學(xué)合理地運用好3S技術(shù)。通過這個環(huán)節(jié)讓學(xué)生理解3S不是三個獨立的技術(shù)，而是相互可以結(jié)合的集成技術(shù)。

在這個教學(xué)環(huán)節(jié)中，創(chuàng)設(shè)一定的情境教學(xué)模式，在讓學(xué)生進行角色扮演的同時也引導(dǎo)他們將學(xué)習(xí)的地理知識運用到生活中，學(xué)以致用。

知識源于實踐，同時知識也為實踐服務(wù)。《上海市中學(xué)地理課程標準（試行稿）》指出：“地理學(xué)是在人類實踐活動的基礎(chǔ)上發(fā)生并發(fā)展的，人類對地理環(huán)境的正確認識來自于實踐、驗證于實踐，并通過實踐加以應(yīng)用?！弊屔钭哌M地理課堂，本課的整體設(shè)計圍繞“貼近學(xué)生生活”、“注重實踐與應(yīng)用”開展教學(xué)。聯(lián)系生活經(jīng)驗→→知識源于實踐→→聯(lián)系社會熱點、新聞報道→→關(guān)心身邊的地理→→創(chuàng)設(shè)角色情境→→注重實踐與應(yīng)用→→知識為實踐服務(wù)。這個過程既符合學(xué)生的認知規(guī)律，也充分體現(xiàn)新課程標準的理念。