在地理尋寶中探索“3S技術(shù)”

江蘇省南京市南京東山外國(guó)語(yǔ)學(xué)校（211103） 陳 榮

在地理尋寶中探索“3S技術(shù)”

江蘇省南京市南京東山外國(guó)語(yǔ)學(xué)校（211103） 陳 榮

一、分析教材

地理信息技術(shù)的教學(xué)重點(diǎn)是通過(guò)具體案例以了解其應(yīng)用。地理信息技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，課程標(biāo)準(zhǔn)只要求某地理信息技術(shù)在某些領(lǐng)域的應(yīng)用，而不必系統(tǒng)學(xué)習(xí)在各領(lǐng)域的應(yīng)用。為理解地理信息技術(shù)的應(yīng)用，需要了解各項(xiàng)技術(shù)的基本工作原理，對(duì)于技術(shù)層面的內(nèi)容，不需要深入了解。本節(jié)教材中信息技術(shù)本身課標(biāo)不要求深究，特殊愛(ài)好的同學(xué)可在選修模塊中選學(xué)探究。課標(biāo)要求在必修3中了解信息技術(shù)的應(yīng)用層面，通過(guò)學(xué)生感興趣的貼近生活的具體事例體現(xiàn)應(yīng)用。

二、目前存在的問(wèn)題和思考

因?yàn)椤?S技術(shù)”對(duì)大多數(shù)老師來(lái)講，都是比較新鮮而陌生的，雖然有時(shí)在新聞、電視中看過(guò)，甚至像GPS、GIS的應(yīng)用在生活中可能會(huì)經(jīng)常使用。但如果要求教師對(duì)“3S技術(shù)”的原理更深入的了解并運(yùn)用，其實(shí)并不現(xiàn)實(shí)，教學(xué)目標(biāo)中也不需要讓學(xué)生掌握這些。學(xué)生處在高中的學(xué)習(xí)階段，對(duì)這方面接觸非常少，也感到陌生。課堂上教師如何把握教材，對(duì)知識(shí)點(diǎn)深淺的把握很重要。為理解地理信息技術(shù)的應(yīng)用，需要了解各項(xiàng)技術(shù)的基本工作原理。對(duì)于技術(shù)層面的內(nèi)容，則不需要深入了解。所以，教師不必花過(guò)多精力在技術(shù)原理的講解上，也不必去講解如何使用該技術(shù)。但也有的教師在課堂上只是照本宣科，只利用書(shū)上的材料，沒(méi)有能結(jié)合生活實(shí)際中的運(yùn)用去舉例，學(xué)生會(huì)感覺(jué)“3S技術(shù)”像是很高深，而且缺乏探究的樂(lè)趣，這樣的課堂沒(méi)有激發(fā)起學(xué)生的興趣，也就不能讓學(xué)生主動(dòng)去探索問(wèn)題的答案。筆者認(rèn)為這節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)是通過(guò)具體案例以了解3S及其應(yīng)用，難點(diǎn)應(yīng)該是在不同環(huán)境要求下采取哪種技術(shù)應(yīng)對(duì)。

三、設(shè)計(jì)意圖

筆者設(shè)計(jì)了教學(xué)的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)學(xué)生感興趣的情境，讓學(xué)生在課堂上開(kāi)始一場(chǎng)尋寶之旅。之所以選擇用“地理尋寶”的方式導(dǎo)入，一方面，了解到“地理藏寶”（Geocaching）是一種風(fēng)靡全球的利用GPS藏寶和尋寶的游戲；另一方面，這樣設(shè)計(jì)容易引起學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生尋寶的熱情。這里的“地理尋寶”，并不是真正的一次尋寶行動(dòng)，由于受到場(chǎng)地和實(shí)際操作性的考慮，只是一種情景的模擬創(chuàng)設(shè)。在課堂上，讓學(xué)生通過(guò)分小組合作，共同攻克困難，找出解決方法的途徑，讓學(xué)生更多的去參與，教師更多的是一種引導(dǎo)和指導(dǎo)的作用。筆者希望通過(guò)在整個(gè)尋寶過(guò)程中遇到的問(wèn)題困難，讓學(xué)生以小組討論的方式， 找出解決方案，讓學(xué)生自己主動(dòng)的思考、探索。而地理信息技術(shù)包括了RS 、GPS 、GIS等，所以筆者設(shè)計(jì)了在尋寶過(guò)程中讓學(xué)生針對(duì)不同的困難，選擇應(yīng)用哪種技術(shù)能解決問(wèn)題。這樣，RS、GPS、GIS的區(qū)別，學(xué)生在解決困難的過(guò)程中就能夠很好的比較、了解幾種技術(shù)的區(qū)別，印象也更為深刻。

四、環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

背景：地理藏寶（Geocaching）是一種風(fēng)靡全球的利用GPS藏寶和尋寶的游戲。geocaching.com是全球最大的地理尋寶網(wǎng)站，該網(wǎng)站上的地理藏寶地點(diǎn)已經(jīng)涵蓋了全球200多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，在全球各地藏了超過(guò)上百萬(wàn)個(gè)寶藏。 “寶藏”可能只是一個(gè)毛絨玩具或一個(gè)鑰匙圈，尋寶過(guò)程卻能滿(mǎn)足人們戶(hù)外活動(dòng)鍛煉、休閑與娛樂(lè)的目的。

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，地理藏寶是玩家使用手持GPS設(shè)備或智能手機(jī)進(jìn)行的變相捉迷藏游戲。GPS是一種非常精確的導(dǎo)航系統(tǒng)，能通過(guò)衛(wèi)星精確定位，并能繪制出前往地點(diǎn)的路線(xiàn)。

尋找目標(biāo)：找到藏寶人藏的寶盒。寶盒的位置的信息是精確的經(jīng)緯度地理坐標(biāo)，以及周?chē)囊恍┐硇詷?biāo)志照片。

闖關(guān)奪寶：同學(xué)們，這節(jié)課讓我們開(kāi)始尋寶之旅，在旅途中同學(xué)要通過(guò)重重障礙，經(jīng)歷辛苦，才能找到埋藏寶藏的地方，找到寶盒。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)，去發(fā)現(xiàn)，去探索。在尋寶之前，通過(guò)三個(gè)預(yù)設(shè)的難關(guān)，讓學(xué)生在探求答案的過(guò)程中去查資料，可以求助“智慧錦囊”，開(kāi)啟“智慧背囊”，在整個(gè)過(guò)程中充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，小組的合作性，教師的指導(dǎo)性。在一個(gè)個(gè)難關(guān)解決之后，也對(duì)“3S技術(shù)”的基本情況有所了解，并能有效地區(qū)分在不同情況下應(yīng)用哪種技術(shù)。

1. 請(qǐng)問(wèn)你要找到寶盒，需要用什么儀器才能準(zhǔn)確找到？這需要應(yīng)用什么技術(shù)？這種技術(shù)的組成部分、特點(diǎn)和基本原理是怎樣的呢？

2. 尋寶的路途也許不是一帆風(fēng)順的，如果在找寶盒的路途上你會(huì)遇到一座在暴風(fēng)雨過(guò)后的大山，這座山的部分區(qū)域有泥石流災(zāi)害，請(qǐng)你想想需要借助什么圖像來(lái)分析災(zāi)情的范圍，找出安全的通行路線(xiàn)？這需要應(yīng)用什么技術(shù)？這種技術(shù)的基本原理，主要環(huán)節(jié)，特點(diǎn)是怎樣的呢？

3. 你希望使用什么地圖制定你尋寶的路線(xiàn)呢？如果在設(shè)計(jì)好的行駛路線(xiàn)中出現(xiàn)了嚴(yán)重的堵車(chē)情況，請(qǐng)問(wèn)你這時(shí)怎樣做能最快地調(diào)整路線(xiàn)以到達(dá)目的地？這會(huì)應(yīng)用到什么技術(shù)呢？請(qǐng)你談?wù)勥@項(xiàng)技術(shù)的工作程序、特點(diǎn)。

智慧錦囊：同學(xué)們，這里有三個(gè)智慧錦囊，需要的時(shí)候打開(kāi)它，看看里面的信息，會(huì)對(duì)你的尋寶有幫助的哦！

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生先從RS、GPS、GIS的概念入手，學(xué)會(huì)分析概念，找出概念中的關(guān)鍵詞。

遙感（RS）：所謂遙感，是人們?cè)诤娇掌鳎ㄈ顼w機(jī)、高空氣球）或航天器（如人造衛(wèi)星）上利用一定的技術(shù)裝備，對(duì)地表物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離的感知。

全球定位系統(tǒng)（GPS）：利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)。

地理信息系統(tǒng)（GIS）：專(zhuān)門(mén)處理地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

尋寶背囊：這個(gè)尋寶背囊中裝了不少好寶貝，有了它們，能幫助大家快速地找到藏寶地點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖：在“尋寶背囊”中，放入一些遙感衛(wèi)星圖像，讓學(xué)生能發(fā)現(xiàn)RS主要應(yīng)用于災(zāi)害環(huán)境等的監(jiān)測(cè)，通過(guò)知識(shí)遷移從中找尋到針對(duì)“闖關(guān)奪寶”環(huán)節(jié)的問(wèn)題答案。根據(jù)實(shí)際的情況可以在多媒體教室上網(wǎng)搜索所需要的遙感衛(wèi)星圖像。GPS接收機(jī)可以選擇實(shí)物，讓學(xué)生動(dòng)手體驗(yàn)操作一下GPS接收機(jī)。學(xué)生通過(guò)查看南京市區(qū)的實(shí)時(shí)路況的電子地圖，明確“闖關(guān)奪寶”的問(wèn)題解決方法，從而了解GIS在城市交通方面的應(yīng)用。根據(jù)實(shí)際情況可以在多媒體教室上網(wǎng)搜索所需要的電子地圖。

2008年1月南方雪災(zāi)0.6米分辨率衛(wèi)星遙感圖片

這個(gè)衛(wèi)星影像是由紅外線(xiàn)波段和可見(jiàn)光波段組成，因此圖中紅色（橙色）區(qū)域是雪地，白色區(qū)域是云層，綠色區(qū)域是沒(méi)有雪覆蓋的，或者是裸露的地面。

甘肅周曲縣泥石流災(zāi)前災(zāi)后的遙感衛(wèi)星圖像對(duì)比（2010年8月）

車(chē)載南京市區(qū)實(shí)時(shí)路況的電子地圖

圖中線(xiàn)路綠色表明道路順暢，黃色表明車(chē)行緩慢，紅色表明車(chē)輛擁堵，灰色表明無(wú)數(shù)據(jù)。

尋找方法：以4人小組為單位，開(kāi)始找資料（資料的查詢(xún)可以借助課本，課前上網(wǎng)搜集相關(guān)資料），定路線(xiàn)（根據(jù)設(shè)置的情景制定路線(xiàn)），遇到“闖關(guān)奪寶”的困難時(shí)可以求助“智慧錦囊”，開(kāi)啟“尋寶背囊”尋求幫助。以小組合作的方式，最終以小組匯報(bào)解決方案的方式檢查學(xué)習(xí)的效果。小組合作不能流于形式，制定小組尋寶負(fù)責(zé)人，每個(gè)小組成員的表現(xiàn)需要小組長(zhǎng)記錄，最終小組整合匯總解決方案。

五、補(bǔ)充說(shuō)明

這里只是創(chuàng)設(shè)了導(dǎo)入的尋寶情景，涉及到了RS的災(zāi)害環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用，GPS的位置定位應(yīng)用，GIS的城市交通管理系統(tǒng)的應(yīng)用等領(lǐng)域。至于“3S技術(shù)”應(yīng)用的其它領(lǐng)域及其具體案例的補(bǔ)充內(nèi)容，可以在探寶過(guò)程后初步對(duì)“3S技術(shù)”有所了解和區(qū)別后，再補(bǔ)充案例，了解其更廣的應(yīng)用領(lǐng)域。教師在課前需要在網(wǎng)上搜集相關(guān)的信息圖片等資料，教師可以根據(jù)實(shí)際情況靈活給“智慧錦囊”和“尋寶背囊”增減內(nèi)容，讓資料盡可能貼近學(xué)生的生活，讓學(xué)生把抽象的技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的生活中來(lái)。教師的作用在小組合作探究階段應(yīng)該是引導(dǎo)和指導(dǎo)作用，在小組匯報(bào)階段應(yīng)該做好表?yè)P(yáng)肯定學(xué)生的閃光點(diǎn)，針對(duì)過(guò)程中出現(xiàn)的不足之處，要及時(shí)解決問(wèn)題，指出出現(xiàn)的誤區(qū)或錯(cuò)誤，補(bǔ)充相關(guān)的案例，加深學(xué)生的感受。