6.4地理信息技术在防灾减灾中的应用教学设计高中地理人教版

教学设计课题6.4地理信息技术在防灾减灾中的应用课时安排2课时课前准备多媒体自制教具教材内容分析在自然灾害的防灾减灾中，地理信息技术是一种关键技术，近年来地理信息技术才走进课堂，不管学生还是教师，对此都十分陌生。但实际在生活中，它的应用已经十分广泛了，学生在学习本节知识之前，关于地理信息技术的概念理解几乎为零，无论是原理还是用途，都不了解。鉴于此，教师讲课时要注意运用生活中学生了解的自然灾害案例深入浅出，通俗易懂地进行教学。设计理念以融合创新为核心，注重理论与实践相结合、培养学生的创新能力、跨学科整合以及注重学生的主体性。通过这一课程设计理念的实施，旨在培养出一批具有创新精神和实践能力的优秀人才，为防灾减灾事业做出更大的贡献。学情分析1.学生背景：高一学生通常处于青春期的中期阶段，好奇心旺盛，对新知识有着浓厚的兴趣。他们之前已经学习了一些基础的地理和信息技术知识，但对于地理信息技术在防灾减灾领域的应用可能还是初次接触。2.知识储备：学生在初中阶段已经学习了基础的地理知识，如地形、气候、自然灾害等。进入高中后，他们又接触到了信息技术的基础知识，如计算机操作、网络应用等。但将两者结合，特别是应用于防灾减灾的实际操作中，可能是他们面临的新挑战。3.难点与挑战：对于高一学生来说，将地理信息技术与防灾减灾相结合可能会是一个难点。他们可能需要理解一些复杂的技术原理和概念，如遥感技术、地理信息系统的工作原理及其在防灾减灾中的应用。此外，他们还需要将这些理论知识与实际案例相结合，进行综合分析和应用。教学目标综合思维：结合某一种发生的自然灾害案例，认识和理解地理信息技术在防灾减灾中的重要性。区域认知：结合区域图文材料和地理特征，会理解地理信息技术在防灾减灾中的应用。地理实践力：了解自己家乡所在地发生的自然灾害情况，以及怎样利用地理信息技术来防灾减灾的。人地协调观：充分利用地理信息技术，掌握自然灾害发生的地区，灾害形成和发生过程，做好防灾、减灾工作，保障人民生命财产安全。教学重难点重点：各种地理信息技术的实际应用。难点：各种地理信息技术的工作原理和特点。教学过程教学环节（一）师生活动【新课导入】“5.12”汶川地震摧毁了当地的交通、通信设施，地震灾区瞬间成为信息孤岛，外界无法及时得知受灾情况，这使得救援工作无法顺利开展。约8小时后，首批武警官兵到达地震重灾区，并使用北斗用户机(图6.20)实时传递灾情,这是地震重灾区发出的第一束生命急救电波。1.北斗用户机是一种什么设备？2.它通过什么渠道传送灾情？北斗用户机是用户设备，带有全向收发天线的接收、转发器。用于接收导航、定位卫星发射的S波段信号，从中提取地面控制中心传送给用户的数字信息。什么是地理信息技术地理信息技术是指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称，主要包括遥感(RS)、全球卫星导航系统(GNSS)、地理信息系统(GIS)3S技术是遥感技术(RS)、全球卫星导航系统(GNSS)和地理信息系统(GIS)的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。广泛应用于区域地理环境研究：资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、国土规划等。地理信息技术的大众化应用已成为趋势：如GPS汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息。设计意图通过实际案例创设教学情境，让学生产生疑惑，从而激发学生的学习兴趣，并引出本节课的学习内容。教学环节（二）师生活动一、遥感技术(RemoteSensing，简称RS)1.概念利用装在航空器（如飞机、高空气球）或航天器（如人造卫星）的光学或电子设备，对地表物体进行远距离感知并且获取目标物的电磁波信息，并根据电磁波的特征进行分析和应用的技术。“遥”—远距离、高空或太空“感”—传感器获取目标物体反射或发射的电磁波信息2.遥感的组成遥感技术系统由遥感平台、传感器、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。地面物体的种类、性质、环境条件不同，其反射和辐射的电磁波也各不相同。3.工作原理原理：地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射电磁波，并且不同地面物体的种类、性质、环境条件不同，其反射和辐射的电磁波也各不相同。遥感就是根据这个原理，利用一定的技术设备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射和地物发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。遥感分类——按遥感平台航天遥感搭载工具：卫星、航天飞机、宇宙飞船、航天空间站等。优点：覆盖范围大，不受领空限制，受天气影响较大，可进行定期、重复的观测等。航空遥感搭载工具：飞机。优点：机动性强，可以根据研究主题选择适当的传感器、飞行高度和区域。地面遥感搭载工具：高塔、车、船等平台。优点：于近距离测量地物波谱和摄取供试验研究用的地物细节影像。4.遥感的特点（优点）与传统实地调查等信息获取手段相比，遥感技术具有探测范围大，获取信息速度快、周期短、手段多，获得的信息量大、人力、财力投入少、用途广泛，受地面条件限制少等优势，能够实现地物信息的实时、动态监测。设计意图通过原理讲解使学生理清原理，在后面的真实情境中能够进行实践操作。同时在弄懂了原理，学生可以轻易地把握遥感的特点，从而区别其他地理信息技术。教学环节（三）师生活动5．应用(1)实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程，进行准确的预报、预警。学生阅读图6.22“风云二号”气象卫星对台风“菲特”进行监测图6.22“风云二号”气象卫星对台风“菲特”进行监测2013年10月，第23号强台风“菲特”在我国福建沿海登陆“风云二号”气象卫星实时监测了“菲特”的行进过程。图a拍摄于10月5日20时，台风“菲特”已经逼近我国东部沿海；图b拍摄于10月7日3时30分，台风正影响浙江和福建大部分地区。(2)快速识别地震等突发性灾害的影响范围，对灾情统计、灾害救援提供强有力的支持。学生阅读图6.23，对2008年5月14日四川北川县城遥感影像进行探讨，遥感对地质灾害的快速识别作用。北川是汶川地震灾情最为严重的地区之一。遥感影像显示，地震导致北川县城及其周边地区多处出现滑坡和泥石流，道路、房屋被掩埋，河道被堵塞。这为抢险救灾提供地理信息支撑。图6.232008年5月14日四川北川县城遥感影像（承转）遥感除了在自然灾害的防灾减灾中起重要的作用之外，在其它方面还有哪些作用呢？教师进行知识拓展：按遥感探测的目标对象领域的不同，可分为农业遥感、林业遥感、地质遥感、气象遥感、海洋遥感和水文遥感等。总的来说，遥感主要用于获取地面信息，可以广泛应用于大地测量，农作物长势监测和估产、土地利用现状调查、自然灾害防御监测、资源调查、土地资源调查、环境监测、病虫害和农业生态环境调查及监测等。（过渡）在自然灾害发生之后，为迅速知道灾害发生地点，还要用到全球卫星导航系统。设问：什么是卫星导航系统？它是怎样工作的？在防灾救灾中有什么作用呢？设计意图在真实案例中运用原理来解决实际问题，增强学生的实践能力。教学环节（四）师生活动全球卫星导航系统（教师板书）教师讲述：全球卫星导航系统概念：利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航的地理信息技术。多媒体课件展示全球卫星导航系统组成：主要有三部分;卫星星座（空间部分）、地面监控系统（地面控制部分）和信号接收系统（用户部分）可以为用户提供精密的三维坐标、速度和时间。教师举例分析全球卫星导航系统的特点：全球性、全天候、连续性和实时性。学生了解全球主要的卫星导航系统，可以介绍中国的北斗导航系统，增强学生的爱国自豪感。（见图6.24北斗卫星导航系统模型）我国的北斗卫星导航系统由35颗轨道卫星组成卫星星座，集卫星定位、短信报文、精密授时于一体。能够高效、快捷地实现信息传递图6.24北斗卫星导航系统模型（承转）在防灾减灾中全球卫星导航系统应用十分广泛，主要表现在以下方面教师讲述全球卫星导航系统在防灾减灾中的应用：通过信号接收设备，进行精确定位，帮助用户发出求救信号，及时报告位置和受灾情况，有效缩短救援搜寻时间。（过渡）在利用遥感、全球定位系统等提供的地理信息的基础上，我们还要运用地理信息系统，对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测。地理信息的应用领域相当广泛，凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域，都可以借助GIS。设问：什么是地理信息系统呢？它有一些什么功能？对防灾减灾有什么重要的作用呢？设计意图教学环节（五）师生活动教师板书：三、地理信息系统教师讲解：地理信息系统概念：对地理数据进行输入、处理、存储、管理、查询、分析、输出等的计算机信息系统。（分析图6.25）图6.25地理信息系统的基本功能通过图6.25可知地理信息系统的基本功能1.空间查询功能2．依据相关数据进行叠加分析功能（教师分析图6.26）地理信息系统以图层为基础。图层用图形、符号、文本等描述某个主题的数据，如道路、村庄、河流等。这些图层可通过位置叠加组合在一起，不同的组合可以形成具有不同实际应用价值的图片、数据及文字信息。例如，将雨量站图层与行政区图层进行叠加，可以获得雨量站在行政区的分布信息。图6.26地理信息系统的叠加分析（过渡）在地理信息技术中，遥感、全球定位系统、地理信息系统是既各自独立发展又相互联系，相互促进的。在防灾减灾领域，三者是如何协调的呢？地理信息系统利用遥感、全球卫星导航系统等提供的地理数据，进行自然灾害的动态监测、预报预警，快速确定受灾范围及受灾情况，为制定减灾预案，评估灾害损失和指导灾后恢复重建等提供依据。学生阅读p118《温州灾害监测预警信息系统》学生探究：P117活动：利用地理信息技术判断舟曲泥石流灾害的影响2010年8月7日22时左右，甘肃舟曲县城东北部山区突降特大暴雨，降雨持续40多分钟，雨量达97毫米，引来特大泥石流。图6.28甘肃舟曲泥石流灾害前后卫星遥感影像1.对比灾害前后的卫星遥感影像，在灾后图中勾勒出泥石流的范围。2.如果估算泥石流冲毁的住宅数量，还需要哪些信息？3.完成第2题，需要用到地理信息系统的哪些功能？设计意图通过问题巩固所学。板书设计地理信息技术在防灾减灾中的应用一、遥感技术概念：工作原理：特点：应用：二、全球卫星导航系统概念：工作原理：特点：应用：三、地理信息系统概念：工作原理：特点：应用：教学反思1.教学优点：（1）信息技术融合教学使课程内容更加生动、形象，提高了学生的学习兴趣和积极性。（2）通过在线互动，加强了师生之间的交流，便于学生随时提出问题，教师及时解答。（3）案例分析帮助学生更好地理解了地理信息技术在防灾减灾中的应用，培养了学生的实践能力和创新思维。2.教学不足：（1）部分学生对地理信息技术的基础知识掌握不够扎实，导致在学习应用时感到困难。（2）部分教学案例与实际防灾减灾工作存在一定的脱节，需要进