“地理信息技術(shù)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用”教學設(shè)計（人教版）

●王家偉 邱楊兵/江蘇省無錫市錫山高級中學（214174）

手機Baidu地圖具有定位、導航、疊加顯示遙感影像圖、查詢、顯示、路徑分析、結(jié)果表達等功能以及基于位置的各類應(yīng)用服務(wù)。這些功能和服務(wù)的實現(xiàn)是基于地理信息技術(shù)（RS、GPS和GIS）的集成與應(yīng)用，手機Baidu地圖中包含著我們所要學習的地理信息技術(shù)內(nèi)容。另外，手機Baidu地圖是地理信息技術(shù)大眾化應(yīng)用以及智能移動設(shè)備發(fā)展下的新產(chǎn)物，學生樂于并能快速接受這類新事物（圖1），在地理課堂教學中深入挖掘其中的地理奧秘，可有效提升學生的學習興趣，并體現(xiàn)地理課堂的技術(shù)性和時代性，最終為學生地理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)、地理實踐力的提升提供條件。

圖1

一、設(shè)計思路

人教版必修3第一章第二節(jié)的內(nèi)容是“地理信息技術(shù)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用”，但這部分知識內(nèi)容專業(yè)性強、比較抽象和復雜，更側(cè)重于技術(shù)應(yīng)用，學生學習難度較大，所以在教學過程中，應(yīng)盡量結(jié)合學生生活中具體的地理信息技術(shù)應(yīng)用實例進行教學。手機Baidu地圖是當前與人們生活最密切的地理信息技術(shù)在移動互聯(lián)網(wǎng)地圖領(lǐng)域的應(yīng)用實例之一，手機Baidu地圖中的定位、導航功能是GPS技術(shù)的應(yīng)用；手機Baidu地圖中的疊加顯示遙感影像圖功能是RS技術(shù)的應(yīng)用；手機Baidu地圖的查詢、顯示、路徑分析、結(jié)果表達等功能主要應(yīng)用了GIS技術(shù)；手機Baidu地圖所提供的吃喝、住宿、出行、娛樂、生活、景點和購物等基于位置的服務(wù)則應(yīng)用到了數(shù)字地球技術(shù)。

因此，本節(jié)課以學生生活中熟知甚至一直在使用的手機Baidu地圖為主線設(shè)計教學，深入挖掘其中所包含的地理信息技術(shù)內(nèi)容，并以手機Baidu地圖中的RS、GPS、GIS和數(shù)字地球技術(shù)應(yīng)用實例來導入教學并貫穿始終，活潑生動、新穎有趣，讓學生在一個完整的情境中學習新知識。同時，補充一些地理信息技術(shù)在日常生活中的其他應(yīng)用實例，如果GPS在共享單車中的應(yīng)用，RS在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用等，豐富、鮮活的應(yīng)用實例，使課堂成為一個有生活、有技術(shù)和有趣味的應(yīng)用課堂，讓學生在親身參與和直觀感受中學習知識，以期達到更好的教學效果。

二、教學過程

1.情境引入

師：照片展示教師去浙江指南村旅游的情景。猜一猜：老師不認識路，第一次是怎樣去浙江指南村的？

生：汽車導航……

師：圖片展示明星鹿晗代言的手機Baidu地圖宣傳圖片。由于鹿晗的推薦，老師去浙江指南村用到了“科技讓出行更簡單”的手機Baidu地圖（如圖1）。

2.“手機Baidu地圖”中的“GPS”技術(shù)及其教學應(yīng)用

師：開車從老師家到浙江指南村，主要使用了手機Baidu地圖的哪些功能？

生：定位、導航……

師：圖片展示手機Baidu地圖的定位、導航功能圖片，并向?qū)W生介紹其定位、導航功能。

師：手機Baidu地圖的定位、導航功能主要應(yīng)用了哪種地理信息技術(shù)？

生：GPS技術(shù)……

師：手機Baidu地圖的定位、導航功能，主要應(yīng)用了老師要介紹的第一種地理信息技術(shù)——全球定位系統(tǒng)，英文首字母縮寫為GPS。全球定位系統(tǒng)能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。在區(qū)域地理環(huán)境研究中，GPS主要應(yīng)用于對地表信息進行精確的定位。

師：在區(qū)域地理環(huán)境研究中，GPS有哪些應(yīng)用？舉例說明。

生：工程測量……

師：結(jié)合補充的一些生活化、實時性的GPS技術(shù)應(yīng)用的圖文視聽材料案例，拓展介紹GPS在區(qū)域地理環(huán)境研究中的廣泛應(yīng)用。如GPS在地質(zhì)災(zāi)害點位確定、大地高精度測量、地殼運動研究中的應(yīng)用等。

師：在日常生活中，GPS又有哪些應(yīng)用呢？請舉例說明。

生：汽車導航、手機定位……

師：結(jié)合補充的一些生活化、實時性的GPS技術(shù)應(yīng)用的圖文視聽材料案例，拓展介紹GPS在日常生活中的廣泛應(yīng)用。如GPS在共享單車中的應(yīng)用：每輛共享單車都內(nèi)置了GPS定位器，并且通過管理軟件系統(tǒng)后臺對車輛進行管理；GPS在兒童安全手環(huán)中的應(yīng)用：每只兒童安全手環(huán)中都內(nèi)置了GPS定位器，通過后臺管理軟件，對兒童進行定位，防止兒童走失。

3.“手機Baidu地圖”中的“RS”技術(shù)及其教學應(yīng)用

師：手機Baidu地圖，除了顯示2D平面地圖外，還可疊加顯示什么圖？

生：3D地圖、實景圖……

師：手機Baidu地圖還可疊加三維地圖、實景圖和衛(wèi)星影像圖。圖片展示手機Baidu地圖的疊加衛(wèi)星影像圖功能。疊加顯示衛(wèi)星影像圖后，定位點附近的道路分布、建筑布局和綠化等一目了然、清晰可辨，并可以對疊加的遙感影像圖進行瀏覽、放大、縮小等操作，便于直觀了解和認識定位點附近的地理環(huán)境，給人以真實場景的視覺沖擊。

師：手機Baidu地圖中的衛(wèi)星影像圖來自于哪里？其獲取運用了什么地理信息技術(shù)？

生：衛(wèi)星，遙感……

師：來自于遙感衛(wèi)星拍攝的地球遙感影像圖；其獲取運用到第二種地理信息技術(shù)——遙感技術(shù)，英文首字母縮寫為RS。RS主要用來獲取地表信息的遙感影像圖。在區(qū)域地理環(huán)境研究中，RS主要應(yīng)用于對反映地表信息的遙感影像圖進行判讀分析和處理表達。

師：在區(qū)域地理環(huán)境研究中，RS有哪些應(yīng)用？請舉例說明。

生：自然災(zāi)害監(jiān)測……

師：結(jié)合補充的一些生活化、實時性的RS技術(shù)應(yīng)用的圖文視聽材料案例，拓展介紹RS在區(qū)域地理環(huán)境研究中的廣泛應(yīng)用。如RS廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害防御監(jiān)測、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，大大提高了工作效率，節(jié)省了人力、物力和財力。

師：在日常生活中，RS又有哪些應(yīng)用？舉例說明。

生：天氣預報、地表觀察……

師：結(jié)合補充的一些生活化、實時性的RS技術(shù)應(yīng)用的圖文視聽材料案例，拓展介紹RS在日常生活中的廣泛應(yīng)用。例如RS在天氣預報中的應(yīng)用：打開“中央氣象臺（http：//www.nmc.cn/）”網(wǎng)站，點擊“衛(wèi)星云圖”，查看實時“風云二號氣象衛(wèi)星云圖”；點擊“播放”，可以查看每30分鐘更新一幅的“風云二號氣象衛(wèi)星云圖”的動畫。向?qū)W生介紹：通過對同一地區(qū)不同時間的衛(wèi)星云圖中云層移動變化的分析，氣象專家可以進行天氣的監(jiān)測和預報。

4.“手機Baidu地圖”中的“GIS”技術(shù)及其教學應(yīng)用

師：手機Baidu地圖，除了具有定位、導航、疊加遙感影像圖等功能外，還具有什么功能？

生：查詢……

師：圖片展示手機Baidu地圖的查詢、顯示、路徑分析、結(jié)果表達等功能應(yīng)用。手機Baidu地圖的查詢、顯示、路徑分析等功能主要應(yīng)用了哪種地理信息技術(shù)？

生：GIS……

師：手機Baidu地圖的查詢、顯示、路徑分析、結(jié)果表達等主要應(yīng)用了我們今天所要介紹的第3種地理信息技術(shù)——地理信息系統(tǒng)，英文首字母縮寫為GIS。GIS能對地理空間數(shù)據(jù)進行輸入、查詢、管理、分析和表達。在區(qū)域地理環(huán)境研究中，凡是用到地圖（電子地圖）或需要處理地理空間數(shù)據(jù)的領(lǐng)域，都可以借助GIS。

師：在區(qū)域地理環(huán)境研究中，GIS有哪些應(yīng)用？舉例說明。

生：……

師：結(jié)合補充的一些生活化、實時性的GIS技術(shù)應(yīng)用的圖文視聽材料案例，拓展介紹GIS在區(qū)域地理環(huán)境研究和日常生活中的廣泛應(yīng)用，例如GIS在專題地圖制作中的應(yīng)用——以2016年中國人口數(shù)量分布專題地圖的制作為例。運用GIS的專業(yè)軟件ArcView，通過實時操作，師生一道直觀感受GIS的各種功能應(yīng)用以及在專題地圖制作中的應(yīng)用。

師：完成如下兩個任務(wù)：1.請在中國行政區(qū)劃空白圖上，加工繪制一幅反映2016年中國省級行政區(qū)人口數(shù)量分布的專題地圖。2.展示你的成果，分享繪制思路。（事先為學生準備好2016年中國省級行政區(qū)人口數(shù)量統(tǒng)計表和中國行政區(qū)劃空白圖的紙質(zhì)打印稿，并下發(fā)給學生）

生：……學生上臺展示成果，分享繪制思路。

師：對學生作品進行評價。然后打開ArcView綠色免安裝版，加載“2016年各省市人口”數(shù)據(jù)，進行GIS應(yīng)用功能和專題地圖制作的演示操作和講解，讓學生在對比中感受GIS的強大功能（圖2）。

圖2

5.“手機Baidu地圖”中的“數(shù)字地球”技術(shù)及其教學應(yīng)用

師：手機Baidu地圖除了實現(xiàn)定位、導航、查詢、分析、顯示、疊加遙感影像圖等諸多基于GPS、RS和GIS的應(yīng)用功能外，還具有哪些基于位置（地點）的服務(wù)？

生：吃喝、住宿……

師：圖片展示手機Baidu地圖為我們提供的各類基于位置（地點）的應(yīng)用服務(wù)。手機Baidu地圖基于地理信息技術(shù)的各類應(yīng)用服務(wù)擴展到全球，將構(gòu)成一個類似數(shù)字地球的簡單應(yīng)用模型。那什么是數(shù)字地球？

生：……

師：數(shù)字地球是指數(shù)字化的地球，即把整個地球信息進行數(shù)字化后，由計算機網(wǎng)絡(luò)來管理的技術(shù)系統(tǒng)。在區(qū)域地理環(huán)境研究中，數(shù)字地球可用于為復雜的生產(chǎn)、研究活動提供實驗條件和試驗基地。

師：區(qū)域地理環(huán)境研究中，數(shù)字地球有哪些應(yīng)用？生活中有哪些類似于數(shù)字地球的應(yīng)用模型？

生：……

師：結(jié)合補充的一些生活化、實時性的數(shù)字地球技術(shù)應(yīng)用的圖文視聽材料案例，拓展介紹數(shù)字地球在區(qū)域地理環(huán)境研究和日常生活中的廣泛應(yīng)用，例如谷歌地球（Google Earth）就是一款類似于數(shù)字地球的簡單應(yīng)用模型等。打開谷歌地球應(yīng)用軟件，實時從小到大不斷縮放找到學生所在的學校和上課樓宇。（谷歌地球界面下方的狀態(tài)欄會顯示遙感影像拍攝的日期，顯示的遙感影像圖是RS技術(shù)的應(yīng)用；谷歌地球界面下方的狀態(tài)欄還會實時顯示鼠標所在位置的精確三維坐標：經(jīng)度、緯度和海拔，這是GPS技術(shù)的應(yīng)用；谷歌地球的放大、縮小、顯示、查詢等功能的實現(xiàn)，這是GIS技術(shù)的應(yīng)用）

教師：課后請同學們在自家電腦中安裝谷歌地球（Google Earth）應(yīng)用軟件，在谷歌地球上找到你家所在的小區(qū)和樓宇，并探索體驗更多谷歌地球的應(yīng)用。

6.總結(jié)歸納

師：基于手機Baidu地圖，大家認識了GPS、RS和GIS三種地理信息技術(shù)及其在區(qū)域地理環(huán)境研究和日常生活中的應(yīng)用，GPS主要用于地理空間信息的定位；RS主要用于地理空間信息的獲取；GIS主要用于地理空間信息的輸入、管理、查詢和分析等。最后大家認識了基于地理信息技術(shù)的數(shù)字地球技術(shù)及其應(yīng)用。地理信息技術(shù)不僅可以廣泛地應(yīng)用于區(qū)域地理環(huán)境研究，在日常生活中，互聯(lián)網(wǎng)地圖、手機定位、共享單車等地理信息技術(shù)的應(yīng)用更趨于大眾化，希望同學們更多地去發(fā)現(xiàn)、感受和體驗地理信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

三、課后小結(jié)

本節(jié)課，筆者從手機Baidu地圖開始，以手機Baidu地圖中的地理信息技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容串聯(lián)GPS、RS、GIS和數(shù)字地球技術(shù)，最后又以手機Baidu地圖結(jié)束整節(jié)課，結(jié)構(gòu)完整、條理清晰、有始有終并前后呼應(yīng)。課堂上，以手機Baidu地圖為例引入，以地理信息技術(shù)應(yīng)用為核心，綜合運用現(xiàn)代教育技術(shù)手段和媒體，讓學生感性認識到GPS、RS和GIS等地理信息技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)地圖、共享單車、手機定位等日常生活中的廣泛應(yīng)用，提升了學生對地理信息技術(shù)學習的興趣，引起了學生的共鳴，并讓學生切實感受到地理信息技術(shù)的強大應(yīng)用。通過對手機Baidu地圖、共享單車、天氣預報等地理信息技術(shù)應(yīng)用案例的學習，學生實現(xiàn)了對地理信息技術(shù)的深度學習，生活化案例的引入，拉近了與學生之間的距離，從生活中來，到生活中去，踐行了“學習對生活有用的地理”這一新課程理念。利用GIS軟件ArcView進行GIS應(yīng)用功能和專題地圖制作的操作演示和講解，讓學生在實踐中體驗、感受GIS的強大功能，培養(yǎng)和提升了學生的地理實踐力素養(yǎng)。