“遙感在資源普查\\環境和災害監測中的應用”內容詳析

　　一、知識構建
　　
　　高中地理信息技術的學習內容主要包括遙感、地理信息系統、全球定位系統和數字地球四個方面。這部分內容單設了一門選修課，對于高中階段的學生必修部分的要求主要是認識地理信息技術的基本含義與應用領域，知道地理信息技術所包含的主要內容(GIS、GPS、RS)以及每項技術的主要功能和應用領域，對每項技術的具體應用有所理解，從而認識地理信息技術的巨大意義(圖1)。
　　
　　
　　本文解讀的是課程標準“結合實例，了解遙感(RS)在資源普查、環境和災害監測中的應用”，這條課標由兩部分組成，第一部分認識什么是遙感(RS)，第二部分結合實例，了解遙感(RS)在資源普查、環境和災害監測中的應用。
　　什么是遙感(RS)。高中必修階段要求學生對遙感(RS)的認識，主要落實在知道遙感(RS)的基本含義，包括遙感(RS)概念和遙感(RS)技術主要的工作原理及環節(圖2)。教學實際中要注意對于原理和技術層面的問題不必深究，留待選修課深化學習。
　　結合實例，認識遙感(RS)技術的主要應用領域。要求學生能結合資源調查、災害監測、環境監測等方面的實例，認識遙感(RS)技術的主要應用領域(圖3)。
　　
　　
　　
　　二、目標導航
　　
　　知識與技能：認識遙感(RS)技術的基本含義與應用領域。
　　過程與方法：通過多種實踐性的學習過程(如小組合作學習、研究性學習等)，認識遙感(RS)在具體地理科學研究、社會生產實踐中的應用，注意培養學生用地理科學思維去解決相關地理問題的意識。
　　情感、態度與價值觀：地理信息技術是現代地理科學研究的主要技術手段之一，知識遷移與能力遷移是基礎教育新課程對學生能力培養的重要目標，能力遷移是學生綜合素質的重要體現。在具體實踐或探究、研究過程中正視培養學生合作精神，形成科學精神與科學態度。
　　
　　三、重難疑點
　　
　　1、教學重點分析
　　遙感的應用是本條“標準”的重點目標之一。通過遙感在資源普查、環境和災害檢測中的具體應用與功能，進一步認識遙感在現代社會中發揮的巨大作用，認識遙感對傳統測量及測繪技術、環境普查手段、災害評估等的推動作用，并要求學生能夠結合遙感的具體應用，說明遙感的功能和意義。在必修模塊“地理3”中，不要求進行遙感圖象判讀(這與選修模塊“地理信息技術應用”的課程目標不同)，但需要適當介紹遙感圖像的分類知識(在有條件的學校，可以考慮適當介紹一些關于遙感判讀的簡單知識與技能，作為拓展性學習內容)。
　　
　　2、教學難點剖析
　　教師教學存在的難點：一方面由于在高考中出題幾率較小，教師對這部分內容認識上不夠重視；另一方面教師對“地理信息技術”的掌握程度差異較大，目前只有少數教師能夠達到真正理解與應用的程度，80％的教師對這部分教學內容基本處于“照本宣科”的層次。所以教學中教師經常是“該簡單的講不清、需掌握的講不透”，很難把握教學內容的深度和難度，混淆必修與選修教學內容和范圍。
　　學生學習存在的難點：目前學生在日常生活中從不同的媒體都能接觸到地理信息技術的應用成果，如手機、車載定位儀、氣象預報、電子地圖等，涉及生活的方方面面，學生在接觸及使用的時候并沒有將之與地理知識相關聯；而在書本和課堂上則是晦澀的概念、抽象的原理、神秘而遙遠的現代技術，只能更增添學生敬而遠之的心理。因此，如何使學生了解并接受鮮活實用工具與其背后的現代地理科技技術工作原理，是本節課以及地理信息技術整體內容的難點。
　　
　　
　　
　　
　　3、教學疑點探討
　　有關地理信息技術的內容，課程標準編排在“地理3”的最后部分表述，而各版本教科書在編寫時，則以不同形式放在必修3的不同章節，以理論結合實際的形式介紹給學生。
　　眾所周知，在計算機及地理信息技術的快速發展下，傳統地圖已經明顯地改變其面貌，而地圖是地理學的“第二語言”，并以地理信息系統的嶄新面貌出現。就地理學的特性而言，有許多內容是極吸引人、極適合以計算機技術來表現及傳遞給一般大眾的。地理學內容多樣且復雜，“空間”常是其著力的重點所在。計算機技術的發展，早已可以有效地整合文字、圖形、聲音、動畫、遠距離互動傳輸等，而這些特性可以有效地被引入認識空間、認識地理及改善地理教學的使用上。通過計算機技術可結合多媒體的圖文及影像來表現地理情境及教學內容，以達到豐富教材內容、吸引學生興趣、提升學習成效的目的。理論上來講，通論地理、經濟地理、人文地理、區域地理等絕大多數以往教師能呈現給學生的素材，如今均能通過計算機以更有趣、更有效的方式展現給廣大學生。目前，課標和教材在這部分內容的處理及解析上都非常含蓄、模糊而寬泛，這對地理信息技術的科普教育非常不利。
　　
　　四、教學建議
　　
　　1、教學方法參考
　　對于遙感概念的介紹主要落實在知道遙感(RS)的基本含義，包括遙感(RS)概念和遙感(RS)技術主要的工作原理及環節。要讓學生了解到遙感究竟是什么，而不能只知道其文字或學術上的定義。
　　教學中可以采取“由近及遠”、“由淺入深”的教學方法，“借喻”生活中學生熟悉的事物，加深對這一高科技的理解。例如，可以由學生熟知的“拍照”談起，“照相機”相當于“傳感器”；再如，以人們夏日戴“太陽鏡”的作用，談遙感技術中的“信息處理”和“信息分析”。
　　教學中應結合具體實例，可以采取“對比”的教學方法，讓學生了解遙感技術在現實生活中的先進性和實用性。例如，可以汶川大地震震區進行震前震后圖像的對比(圖4、5)。
　　
　　2、圖表試題使用
　　結合學生已掌握的地理知識，可巧用部分高考試題中的圖表，介紹遙感技術的工作原理。
　　例如，圖6為2010年全國I卷第9～11題中的圖，可以借用此圖給學生講解遙感技術高空傳感器獲取地面事物信息的原理。
　　再如，2010年重慶市試卷第11題：地理學中常用方格網法來研究各種問題。如圖7中將某區域劃分為九個方格，數字“1”、“2”、“3”分別表示農業用地、建設用地、水域，則可通過這些數據來分析該區域的土地利用狀況。
　　又如，圖8為2010年浙江省試卷第9～10題中的圖。
　　可以借用圖7、圖8的試題和圖像給學生講解傳感器采集的地面事物數字化轉換的原理。
　　
　　3、學習活動建議
　　分小組活動，確定各小組的活動內容；收集、整理有關遙感技術的資料，制作展示課件；對各小組的成果師生共同進行評論。
　　
　　五、思考與練習
　　
　　遙感技術與傳統的地圖制作相比較，其優越性是什么?
　　遙感的特點是“站得高，看得遠”，感知的視野寬，范圍大；無論航空器還是航天器運行的速度都較快，能在短時間內收集大量的信息，并能運用現代技術進行傳輸和信息處理，具有獲得資料速度快、周期短的特點；從總的方面看，遙感的運用比傳統的方法更節省人力財力。
　　遙感技術與人類的視力相比較，其優越性是什么?
　　遙感是人視力的延伸，在一定意義上有道理，但不全面。人眼在可見光范圍內有很高的光譜分辨率，但在可見光之外則是“睜眼瞎”。由于技術的進步和應用領域的不斷開拓，傳感器的功能比人眼有了很大提高，如感應的波譜范圍更寬，從紫外線到可見光、紅外線，并延伸到微波，提高光譜分辨率和空間分辨率；在夜晚或惡劣天氣情況下也能使用，并有一定的穿透能力等。微波遙感對云層、地表植被、松散沙層和干燥冰雪具有一定的穿透能力，又能夜以繼日地工作，可見遙感不僅僅是人視力的延