在地理尋寶中探索“3S技術”

江蘇省南京市南京東山外國語學校（211103） 陳 榮

在地理尋寶中探索“3S技術”

江蘇省南京市南京東山外國語學校（211103） 陳 榮

一、分析教材

地理信息技術的教學重點是通過具體案例以了解其應用。地理信息技術的應用領域非常廣泛，課程標準只要求某地理信息技術在某些領域的應用，而不必系統學習在各領域的應用。為理解地理信息技術的應用，需要了解各項技術的基本工作原理，對于技術層面的內容，不需要深入了解。本節教材中信息技術本身課標不要求深究，特殊愛好的同學可在選修模塊中選學探究。課標要求在必修3中了解信息技術的應用層面，通過學生感興趣的貼近生活的具體事例體現應用。

二、目前存在的問題和思考

因為“3S技術”對大多數老師來講，都是比較新鮮而陌生的，雖然有時在新聞、電視中看過，甚至像GPS、GIS的應用在生活中可能會經常使用。但如果要求教師對“3S技術”的原理更深入的了解并運用，其實并不現實，教學目標中也不需要讓學生掌握這些。學生處在高中的學習階段，對這方面接觸非常少，也感到陌生。課堂上教師如何把握教材，對知識點深淺的把握很重要。為理解地理信息技術的應用，需要了解各項技術的基本工作原理。對于技術層面的內容，則不需要深入了解。所以，教師不必花過多精力在技術原理的講解上，也不必去講解如何使用該技術。但也有的教師在課堂上只是照本宣科，只利用書上的材料，沒有能結合生活實際中的運用去舉例，學生會感覺“3S技術”像是很高深，而且缺乏探究的樂趣，這樣的課堂沒有激發起學生的興趣，也就不能讓學生主動去探索問題的答案。筆者認為這節課教學重點是通過具體案例以了解3S及其應用，難點應該是在不同環境要求下采取哪種技術應對。

三、設計意圖

筆者設計了教學的導入環節，創設學生感興趣的情境，讓學生在課堂上開始一場尋寶之旅。之所以選擇用“地理尋寶”的方式導入，一方面，了解到“地理藏寶”（Geocaching）是一種風靡全球的利用GPS藏寶和尋寶的游戲；另一方面，這樣設計容易引起學生的興趣，激發學生尋寶的熱情。這里的“地理尋寶”，并不是真正的一次尋寶行動，由于受到場地和實際操作性的考慮，只是一種情景的模擬創設。在課堂上，讓學生通過分小組合作，共同攻克困難，找出解決方法的途徑，讓學生更多的去參與，教師更多的是一種引導和指導的作用。筆者希望通過在整個尋寶過程中遇到的問題困難，讓學生以小組討論的方式， 找出解決方案，讓學生自己主動的思考、探索。而地理信息技術包括了RS 、GPS 、GIS等，所以筆者設計了在尋寶過程中讓學生針對不同的困難，選擇應用哪種技術能解決問題。這樣，RS、GPS、GIS的區別，學生在解決困難的過程中就能夠很好的比較、了解幾種技術的區別，印象也更為深刻。

四、環節設計

背景：地理藏寶（Geocaching）是一種風靡全球的利用GPS藏寶和尋寶的游戲。geocaching.com是全球最大的地理尋寶網站，該網站上的地理藏寶地點已經涵蓋了全球200多個國家和地區，在全球各地藏了超過上百萬個寶藏。 “寶藏”可能只是一個毛絨玩具或一個鑰匙圈，尋寶過程卻能滿足人們戶外活動鍛煉、休閑與娛樂的目的。

從本質上來說，地理藏寶是玩家使用手持GPS設備或智能手機進行的變相捉迷藏游戲。GPS是一種非常精確的導航系統，能通過衛星精確定位，并能繪制出前往地點的路線。

尋找目標：找到藏寶人藏的寶盒。寶盒的位置的信息是精確的經緯度地理坐標，以及周圍的一些代表性標志照片。

闖關奪寶：同學們，這節課讓我們開始尋寶之旅，在旅途中同學要通過重重障礙，經歷辛苦，才能找到埋藏寶藏的地方，找到寶盒。

設計意圖：讓學生帶著問題去學習，去發現，去探索。在尋寶之前，通過三個預設的難關，讓學生在探求答案的過程中去查資料，可以求助“智慧錦囊”，開啟“智慧背囊”，在整個過程中充分發揮學生的主動性，小組的合作性，教師的指導性。在一個個難關解決之后，也對“3S技術”的基本情況有所了解，并能有效地區分在不同情況下應用哪種技術。

1. 請問你要找到寶盒，需要用什么儀器才能準確找到？這需要應用什么技術？這種技術的組成部分、特點和基本原理是怎樣的呢？

2. 尋寶的路途也許不是一帆風順的，如果在找寶盒的路途上你會遇到一座在暴風雨過后的大山，這座山的部分區域有泥石流災害，請你想想需要借助什么圖像來分析災情的范圍，找出安全的通行路線？這需要應用什么技術？這種技術的基本原理，主要環節，特點是怎樣的呢？

3. 你希望使用什么地圖制定你尋寶的路線呢？如果在設計好的行駛路線中出現了嚴重的堵車情況，請問你這時怎樣做能最快地調整路線以到達目的地？這會應用到什么技術呢？請你談談這項技術的工作程序、特點。

智慧錦囊：同學們，這里有三個智慧錦囊，需要的時候打開它，看看里面的信息，會對你的尋寶有幫助的哦！

設計意圖：讓學生先從RS、GPS、GIS的概念入手，學會分析概念，找出概念中的關鍵詞。

遙感（RS）：所謂遙感，是人們在航空器（如飛機、高空氣球）或航天器（如人造衛星）上利用一定的技術裝備，對地表物體進行遠距離的感知。

全球定位系統（GPS）：利用衛星，在全球范圍內實時進行定位、導航的系統。

地理信息系統（GIS）：專門處理地理空間數據的計算機系統。

尋寶背囊：這個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。

設計意圖：在“尋寶背囊”中，放入一些遙感衛星圖像，讓學生能發現RS主要應用于災害環境等的監測，通過知識遷移從中找尋到針對“闖關奪寶”環節的問題答案。根據實際的情況可以在多媒體教室上網搜索所需要的遙感衛星圖像。GPS接收機可以選擇實物，讓學生動手體驗操作一下GPS接收機。學生通過查看南京市區的實時路況的電子地圖，明確“闖關奪寶”的問題解決方法，從而了解GIS在城市交通方面的應用。根據實際情況可以在多媒體教室上網搜索所需要的電子地圖。

2008年1月南方雪災0.6米分辨率衛星遙感圖片

這個衛星影像是由紅外線波段和可見光波段組成，因此圖中紅色（橙色）區域是雪地，白色區域是云層，綠色區域是沒有雪覆蓋的，或者是裸露的地面。

甘肅周曲縣泥石流災前災后的遙感衛星圖像對比（2010年8月）

車載南京市區實時路況的電子地圖

圖中線路綠色表明道路順暢，黃色表明車行緩慢，紅色表明車輛擁堵，灰色表明無數據。

尋找方法：以4人小組為單位，開始找資料（資料的查詢可以借助課本，課前上網搜集相關資料），定路線（根據設置的情景制定路線），遇到“闖關奪寶”的困難時可以求助“智慧錦囊”，開啟“尋寶背囊”尋求幫助。以小組合作的方式，最終以小組匯報解決方案的方式檢查學習的效果。小組合作不能流于形式，制定小組尋寶負責人，每個小組成員的表現需要小組長記錄，最終小組整合匯總解決方案。

五、補充說明

這里只是創設了導入的尋寶情景，涉及到了RS的災害環境監測應用，GPS的位置定位應用，GIS的城市交通管理系統的應用等領域。至于“3S技術”應用的其它領域及其具體案例的補充內容，可以在探寶過程后初步對“3S技術”有所了解和區別后，再補充案例，了解其更廣的應用領域。教師在課前需要在網上搜集相關的信息圖片等資料，教師可以根據實際情況靈活給“智慧錦囊”和“尋寶背囊”增減內容，讓資料盡可能貼近學生的生活，讓學生把抽象的技術應用到實際的生活中來。教師的作用在小組合作探究階段應該是引導和指導作用，在小組匯報階段應該做好表揚肯定學生的閃光點，針對過程中出現的不足之處，要及時解決問題，指出出現的誤區或錯誤，補充相關的案例，加深學生的感受。