“地理信息技術”的教學設計

上海市嘉定一中（201808） 蔡袁芬

“地理信息技術”的教學設計

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”是一個走在學科前沿的教學內容，主要涉及到遙感（RS）、全球定位系統（GPS）和地理信息技術（GIS）三種技術，簡稱“3S”。這些技術對學生而言是新的，課程標準中要求學生能夠辨別“3S”技術的相應特性，感受“3S”技術巨大的實用價值，感悟信息技術對生產和生活帶來的巨大作用。為了實現課程標準對學生的這些要求，同時體現“關注貼近學生生活的地理”這一教學理念，本課的教學設計圍繞“貼近學生生活”展開，讓學生更多地了解現代地理信息技術在生活中多方面的應用，讓生活走進地理課堂。

一、視頻引入新課，激發學習興趣

為了更好地吸引學生進入學習新知識的狀態，教學設計中新課的導入是非常重要的環節。考慮到“3S”技術是比較前沿的科學，直接介紹這些技術的概念，學生可能會覺得與生活比較疏遠，所以本課的導入引用了電影《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，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、精彩的畫面給學生視覺上產生較強的沖擊，讓他們感受到“3S”技術的魅力，激發他們學習的興趣與欲望。從課堂上學生聚精會神的眼神可以看出，此環節起到了一定的效果。

二、“貼近學生生活”開展“3S”教學環節

1.“RS”——聯系生活經驗，由現象上升到理論

遙感技術被比喻為太空的眼睛，好比古代神話中的“千里眼”，為了讓學生感受到這一點，本課設計中運用了嘉定一中校園的遙感圖像，讓學生觀察圖片中顯示的事物。學生看到自己熟悉的校園，很快就能辨別出來，同時也表現出驚訝的表情，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，讓學生進一步感受遙感圖像與一般照片的區別（見圖1），從中感受遙感工作范圍廣的優點。

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相聯系，拉近學生與遙感技術之間的距離，聯系已有的照相經驗，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，學生體驗到學習的樂趣，為下面學習遙感圖像的判讀奠定基礎，學生會有更高的積極性投入學習。

“RS”的教學環節設計中，聯系學生已有的知識和生活經驗，在此基礎上去學習新知識，既激發學習興趣，也將深奧的科學原理簡單化，有助于學生的理解。

2.“GPS”——聯系“北斗二號”熱點，關心社會發展

對于這三個技術，備課時預計學生對GPS的熟知度應該會最高，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航儀，所以學生應該對GPS的應用有一定的了解。教學設計中設想讓學生談談生活中所見的GPS的應用，通過課堂實踐，學生的回答與課前的預想是比較接近的，部分學生能夠回答到車載式、手表式的導航儀（見圖3）。順著同學們的熱烈反應，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，讓學生思考，為什么會有如此精確的提示？是誰在時刻監視著列車的行徑？引導學生得出結論：原來這也是GPS的功勞。

學習了GPS在生活中的應用，為了讓學生更好地了解目前世界主要的全球衛星定位系統的發展動態，向學生介紹了現有的衛星導航定位系統除了美國的GPS以外，還有俄羅斯的格洛納斯系統、歐盟的伽利略系統和我國的北斗系統。同時，結合社會熱點：我國“北斗二號”于2009年4月15日成功發射（見圖5），及時讓學生了解這一新聞，學習新知的同時也接受愛國主義教育，讓學生感受到我們國家的強大和進步。

圖3 GPS在生活中的應用

圖4 地鐵站顯示屏

圖5 我國北斗二號發射

“GPS”的教學環節設計中，聯系學生生活中接觸到的GPS的應用，通過地鐵站列車到達時間顯示屏這一事例的運用，旨在引導學生學會觀察生活，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星定位系統和運用我國“北斗二號”發射的新聞，引導學生關心社會的發展，關注世界的變化，體現新課程的理念。

3.“GIS”——選取合適的教學素材，突出應用的廣泛性

地理信息系統（GIS）是一個龐大的數據管理系統，是一門以應用為目的的信息技術，其應用可以深入到各行各業、千家萬戶。GIS在資源管理、城市管理、防災減災等方面有強大的應用，對于這些方面的應用不可能面面俱到，要有選擇性和針對性。城市管理與學生生活比較貼近，GIS可應用城市安全設施管理。如當城市中發生惡性犯罪事件，利用公安管理GIS系統，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。

為了讓學生感受到GIS廣泛的應用，教學設計中還選取有關美國精準農業技術的實例。精準農業是現有農業生產措施與新近發展的高新技術的有機結合，其核心技術是“3S”技術和計算機自動控制系統。其中，GIS的主要功能是對各種空間數據進行管理，通過把地形地貌、土壤類型、土壤測試結果、化肥農藥使用情況以及產量等數據輸入GIS系統，對這些信息進行加工處理，繪制信息電子地圖，并抽取相關信息提供給施肥專家系統等決策支持系統，形成施肥、灌水、噴藥等田間操作決策。美國有200多萬個農場，其中8%是年收入25萬美元以上的規模經濟的大農場，占整個農場耕地面積的37%，精準農業主要應用于大農場，有60%～70%的大農場采用精準農業技術，精準農業技術的采用也給農場主帶來明顯的效益。精準農業應用的主要地區在美國中西部，應用的主要作物是大豆、小麥、玉米和部分經濟作物。

“貼近學生生活”的地理課也表現在所選教學素材的實時性，及時更新，符合時代發展的特征。教學設計時應選擇“貼近學生生活”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向綜合信息系統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）。讓學生了解到這一信息，不僅告知學生GIS在我們生活中的應用，而且也要引導他們關心新聞報道、關心生活。

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

人們在實際應用中，發現單獨使用GPS、GIS、RS等技術，有時不能滿足實際的需要，而將三者綜合應用，則可以回答用戶提出的各種復雜問題，從而更有效地提供科學的決策咨詢。GPS、RS是GIS數據的重要來源，GIS則能對所獲得的數據進行處理、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”技術集成（見圖7）。

圖7 3S技術的集成

在分別開展“3S”教學環節后，要注意強調“3S”的集成與應用，教學設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（交通、氣象、世博志愿者……）如何運用3S技術來為世博服務，讓學生進行角色扮演，處在一定的情境之下，思考如何科學合理地運用好3S技術。通過這個環節讓學生理解3S不是三個獨立的技術，而是相互可以結合的集成技術。

在這個教學環節中，創設一定的情境教學模式，在讓學生進行角色扮演的同時也引導他們將學習的地理知識運用到生活中，學以致用。

知識源于實踐，同時知識也為實踐服務。《上海市中學地理課程標準（試行稿）》指出：“地理學是在人類實踐活動的基礎上發生并發展的，人類對地理環境的正確認識來自于實踐、驗證于實踐，并通過實踐加以應用。”讓生活走進地理課堂，本課的整體設計圍繞“貼近學生生活”、“注重實踐與應用”開展教學。聯系生活經驗→→知識源于實踐→→聯系社會熱點、新聞報道→→關心身邊的地理→→創設角色情境→→注重實踐與應用→→知識為實踐服務。這個過程既符合學生的認知規律，也充分體現新課程標準的理念。