在地理寻宝中探索“3S技术”

江苏省南京市南京东山外国语学校（211103） 陈 荣

在地理寻宝中探索“3S技术”

江苏省南京市南京东山外国语学校（211103） 陈 荣

一、分析教材

地理信息技术的教学重点是通过具体案例以了解其应用。地理信息技术的应用领域非常广泛，课程标准只要求某地理信息技术在某些领域的应用，而不必系统学习在各领域的应用。为理解地理信息技术的应用，需要了解各项技术的基本工作原理，对于技术层面的内容，不需要深入了解。本节教材中信息技术本身课标不要求深究，特殊爱好的同学可在选修模块中选学探究。课标要求在必修3中了解信息技术的应用层面，通过学生感兴趣的贴近生活的具体事例体现应用。

二、目前存在的问题和思考

因为“3S技术”对大多数老师来讲，都是比较新鲜而陌生的，虽然有时在新闻、电视中看过，甚至像GPS、GIS的应用在生活中可能会经常使用。但如果要求教师对“3S技术”的原理更深入的了解并运用，其实并不现实，教学目标中也不需要让学生掌握这些。学生处在高中的学习阶段，对这方面接触非常少，也感到陌生。课堂上教师如何把握教材，对知识点深浅的把握很重要。为理解地理信息技术的应用，需要了解各项技术的基本工作原理。对于技术层面的内容，则不需要深入了解。所以，教师不必花过多精力在技术原理的讲解上，也不必去讲解如何使用该技术。但也有的教师在课堂上只是照本宣科，只利用书上的材料，没有能结合生活实际中的运用去举例，学生会感觉“3S技术”像是很高深，而且缺乏探究的乐趣，这样的课堂没有激发起学生的兴趣，也就不能让学生主动去探索问题的答案。笔者认为这节课教学重点是通过具体案例以了解3S及其应用，难点应该是在不同环境要求下采取哪种技术应对。

三、设计意图

笔者设计了教学的导入环节，创设学生感兴趣的情境，让学生在课堂上开始一场寻宝之旅。之所以选择用“地理寻宝”的方式导入，一方面，了解到“地理藏宝”（Geocaching）是一种风靡全球的利用GPS藏宝和寻宝的游戏；另一方面，这样设计容易引起学生的兴趣，激发学生寻宝的热情。这里的“地理寻宝”，并不是真正的一次寻宝行动，由于受到场地和实际操作性的考虑，只是一种情景的模拟创设。在课堂上，让学生通过分小组合作，共同攻克困难，找出解决方法的途径，让学生更多的去参与，教师更多的是一种引导和指导的作用。笔者希望通过在整个寻宝过程中遇到的问题困难，让学生以小组讨论的方式， 找出解决方案，让学生自己主动的思考、探索。而地理信息技术包括了RS 、GPS 、GIS等，所以笔者设计了在寻宝过程中让学生针对不同的困难，选择应用哪种技术能解决问题。这样，RS、GPS、GIS的区别，学生在解决困难的过程中就能够很好的比较、了解几种技术的区别，印象也更为深刻。

四、环节设计

背景：地理藏宝（Geocaching）是一种风靡全球的利用GPS藏宝和寻宝的游戏。geocaching.com是全球最大的地理寻宝网站，该网站上的地理藏宝地点已经涵盖了全球200多个国家和地区，在全球各地藏了超过上百万个宝藏。 “宝藏”可能只是一个毛绒玩具或一个钥匙圈，寻宝过程却能满足人们户外活动锻炼、休闲与娱乐的目的。

从本质上来说，地理藏宝是玩家使用手持GPS设备或智能手机进行的变相捉迷藏游戏。GPS是一种非常精确的导航系统，能通过卫星精确定位，并能绘制出前往地点的路线。

寻找目标：找到藏宝人藏的宝盒。宝盒的位置的信息是精确的经纬度地理坐标，以及周围的一些代表性标志照片。

闯关夺宝：同学们，这节课让我们开始寻宝之旅，在旅途中同学要通过重重障碍，经历辛苦，才能找到埋藏宝藏的地方，找到宝盒。

设计意图：让学生带着问题去学习，去发现，去探索。在寻宝之前，通过三个预设的难关，让学生在探求答案的过程中去查资料，可以求助“智慧锦囊”，开启“智慧背囊”，在整个过程中充分发挥学生的主动性，小组的合作性，教师的指导性。在一个个难关解决之后，也对“3S技术”的基本情况有所了解，并能有效地区分在不同情况下应用哪种技术。

1. 请问你要找到宝盒，需要用什么仪器才能准确找到？这需要应用什么技术？这种技术的组成部分、特点和基本原理是怎样的呢？

2. 寻宝的路途也许不是一帆风顺的，如果在找宝盒的路途上你会遇到一座在暴风雨过后的大山，这座山的部分区域有泥石流灾害，请你想想需要借助什么图像来分析灾情的范围，找出安全的通行路线？这需要应用什么技术？这种技术的基本原理，主要环节，特点是怎样的呢？

3. 你希望使用什么地图制定你寻宝的路线呢？如果在设计好的行驶路线中出现了严重的堵车情况，请问你这时怎样做能最快地调整路线以到达目的地？这会应用到什么技术呢？请你谈谈这项技术的工作程序、特点。

智慧锦囊：同学们，这里有三个智慧锦囊，需要的时候打开它，看看里面的信息，会对你的寻宝有帮助的哦！

设计意图：让学生先从RS、GPS、GIS的概念入手，学会分析概念，找出概念中的关键词。

遥感（RS）：所谓遥感，是人们在航空器（如飞机、高空气球）或航天器（如人造卫星）上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的感知。

全球定位系统（GPS）：利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。

地理信息系统（GIS）：专门处理地理空间数据的计算机系统。

寻宝背囊：这个寻宝背囊中装了不少好宝贝，有了它们，能帮助大家快速地找到藏宝地点。

设计意图：在“寻宝背囊”中，放入一些遥感卫星图像，让学生能发现RS主要应用于灾害环境等的监测，通过知识迁移从中找寻到针对“闯关夺宝”环节的问题答案。根据实际的情况可以在多媒体教室上网搜索所需要的遥感卫星图像。GPS接收机可以选择实物，让学生动手体验操作一下GPS接收机。学生通过查看南京市区的实时路况的电子地图，明确“闯关夺宝”的问题解决方法，从而了解GIS在城市交通方面的应用。根据实际情况可以在多媒体教室上网搜索所需要的电子地图。

2008年1月南方雪灾0.6米分辨率卫星遥感图片

这个卫星影像是由红外线波段和可见光波段组成，因此图中红色（橙色）区域是雪地，白色区域是云层，绿色区域是没有雪覆盖的，或者是裸露的地面。

甘肃周曲县泥石流灾前灾后的遥感卫星图像对比（2010年8月）

车载南京市区实时路况的电子地图

图中线路绿色表明道路顺畅，黄色表明车行缓慢，红色表明车辆拥堵，灰色表明无数据。

寻找方法：以4人小组为单位，开始找资料（资料的查询可以借助课本，课前上网搜集相关资料），定路线（根据设置的情景制定路线），遇到“闯关夺宝”的困难时可以求助“智慧锦囊”，开启“寻宝背囊”寻求帮助。以小组合作的方式，最终以小组汇报解决方案的方式检查学习的效果。小组合作不能流于形式，制定小组寻宝负责人，每个小组成员的表现需要小组长记录，最终小组整合汇总解决方案。

五、补充说明

这里只是创设了导入的寻宝情景，涉及到了RS的灾害环境监测应用，GPS的位置定位应用，GIS的城市交通管理系统的应用等领域。至于“3S技术”应用的其它领域及其具体案例的补充内容，可以在探宝过程后初步对“3S技术”有所了解和区别后，再补充案例，了解其更广的应用领域。教师在课前需要在网上搜集相关的信息图片等资料，教师可以根据实际情况灵活给“智慧锦囊”和“寻宝背囊”增减内容，让资料尽可能贴近学生的生活，让学生把抽象的技术应用到实际的生活中来。教师的作用在小组合作探究阶段应该是引导和指导作用，在小组汇报阶段应该做好表扬肯定学生的闪光点，针对过程中出现的不足之处，要及时解决问题，指出出现的误区或错误，补充相关的案例，加深学生的感受。