《地理信息技术在防灾减灾中的应用》教学设计（表格式）

哈密市第十五中学高一年级《地理信息技术在防灾减灾中的应用》教学设计
学科 地理 姓名 年级班级 高一年级 授课时间
课题 地理必修第一册第六章第四节《地理信息技术在防灾减灾中的应用》 课时数 1
学习 目标 一、知识技能目标 1.掌握遥感（RS）、全球导航卫星系统（GNSS）、地理信息系统（GIS）的概念及工作原理。 2.结合实例分析三大地理信息技术在防灾减灾各环节（监测、预警、救援、评估）中的具体应用。 3.能判读遥感影像、GNSS 定位数据和 GIS 图层叠加图。 二、思想方法目标 1.通过案例分析，学会 “原理→应用→实践” 的逻辑推理方法。 2.运用对比归纳法区分 RS、GNSS、GIS 的技术优势与局限性。 三、素养成长目标 1.区域认知：结合哈密市沙尘暴、寒潮等灾害，理解地理信息技术的区域适应性。 2.综合思维：从 “技术 - 灾害 - 人类” 的多维视角分析防灾减灾体系。 3.地理实践力：尝试设计简单的灾害监测方案。 4.人地协调观：树立科技减灾的意识，理解人地关系的动态平衡。
课标 教材 一、课标分析 结合实例，说明地理信息技术在自然灾害预测、监测和评估中的作用（《普通高中地理课程标准（2017 年版 2020 年修订）》选择性必修 1 “自然地理基础”）。 二、教材分析： 本节选自人教版 2020 年版必修二第五章第二节，是 “地理信息技术” 与 “自然灾害” 的结合，重点在于三大技术的应用场景，需结合哈密市典型灾害（如沙尘暴、融雪型洪水）展开教学。
学情 分析 一.已有基础： 1.学生已掌握必修一 “自然灾害” 的成因与危害，必修二 “地理信息技术” 的基本概念（如 RS、GNSS、GIS 的定义）。 2.对手机导航（GNSS）、卫星云图（RS）等生活案例有初步认知。 二.学习难点： 1.技术原理的抽象性（如 RS 的电磁波反射、GIS 的空间分析）。 2.三大技术在防灾减灾中的协同应用（如 “监测→预警→救援” 的链条）。 三.哈密市特色： 1.本地灾害：春季沙尘暴、天山山区积雪融水型洪水、冬季寒潮。 2.可结合案例：哈密市气象局利用 RS 监测沙尘暴路径、GNSS 定位救援被困车辆、GIS 分析洪水淹没范围。
教学过程设计
理念：学为中心、双基生根、思维生长、素养生成、人格成长 要素：教学环节、教学内容、师生活动 七步：情境引入、问题导学、新知探究、深度学习、当堂应用、归纳总结、拓展提升（引导探学用结拓） 三段：教、学、评 四分析：课标教材、重点难点、学情基础、教学方法 六设计：用时设计、问题设计、活动设计、评价设计、板书设计、作业设计 两反思：学生活动反思，目标达成度反思 一核心：学生活动和集中练习时间≥15分钟（关键底线）
集体备课（初次备课） 二次备课
情景引入（5分钟） 活动：播放一段关于台风和泥石流灾害的视频，展示灾害对人类社会的影响。 问题：提问学生，如何利用现代科技手段来预测和减轻这些灾害的影响？ 示意图：展示一张台风路径图和泥石流灾害现场图，引导学生思考地理信息技术的作用。 问题导学（5分钟） 活动：分组讨论，每组选择一个灾害类型（台风或泥石流），讨论如何利用地理信息技术进行监测和预警。 问题：遥感技术、GNSS和GIS在灾害监测中各有什么优势？ 示意图：展示遥感、GNSS和GIS的基本工作原理图。 新知探究（10分钟） 活动：讲解遥感技术在台风检测中的应用，包括卫星图像的获取、分析和解读。 问题：如何通过遥感图像判断台风的路径和强度？ 示意图：展示一张台风卫星图像，标注关键信息点。 活动：讲解GIS在泥石流灾害影响判断中的应用，包括数据采集、空间分析和结果展示。 问题：如何利用GIS分析泥石流灾害的影响范围？ 示意图：展示一张GIS分析结果图，标注影响范围和关键数据。 深度学习（5分钟） 活动：学生分组进行模拟操作，利用提供的遥感图像和GIS数据，分析台风路径和泥石流影响范围。 问题：在实际操作中，遇到了哪些困难？如何解决？ 示意图：展示学生操作过程中的关键步骤和结果。 当堂应用（5分钟） 活动：学生展示分析结果，并进行小组间的交流和评价。 问题：各组的分析结果有何异同？如何改进？ 示意图：展示各组的分析结果图，进行对比分析。 归纳总结（5分钟） 活动：总结遥感技术、GNSS和GIS在防灾减灾中的应用，强调其重要性和优势。 问题：地理信息技术在未来的防灾减灾中还有哪些潜在的应用？ 示意图：展示一张总结图，标注地理信息技术的主要应用领域。 拓展提升（5分钟） 活动：讲解地理信息技术在日常警务出警中的应用，如犯罪热点分析、交通管理等。 问题：地理信息技术如何提高警务出警的效率和准确性？ 示意图：展示一张警务出警中的地理信息技术应用图，标注关键应用点。 第一步：情景引入（3 分钟） 素材：播放 2023 年 4 月哈密市沙尘暴新闻视频（含无人机遥感影像、救援人员使用北斗定位的画面）。 提问： 新闻中提到了哪些技术手段？ 这些技术如何帮助哈密市应对沙尘暴？ 设计意图：以本土灾害为切入点，激发学生兴趣，建立 “技术服务生活” 的直观认知。 第二步：问题导学（2 分钟） 展示问题链： 防灾减灾的核心环节有哪些？（监测、预警、救援、评估） 地理信息技术如何介入这些环节？ 哈密市的沙尘暴、融雪洪水等灾害，适合用哪些技术？ 学生活动：同桌讨论，列举可能的技术（如用卫星看沙尘暴、用 GIS 画洪水地图）。 第三步：新知探究（一）—— 遥感（RS）的应用（8 分钟） 1. 原理讲解（2 分钟） 展示 RS 工作流程图：卫星 / 无人机→电磁波接收→影像处理→判读。 哈密案例：哈密市气象局通过风云卫星获取沙尘暴遥感影像，识别沙尘浓度和移动方向。 2. 应用分析（4 分钟） 监测环节：对比不同时相的遥感影像，分析沙尘暴扩散速度。 评估环节：灾后通过植被指数（NDVI）评估农田受灾面积。 学生活动：观察两张哈密市卫星影像（沙尘暴前 vs 后），描述地表变化。 3. 互动提问（2 分钟） Q：为什么 RS 能 “看” 到地下的管道？（提示：不同地物反射电磁波不同） 第四步：新知探究（二）—— 全球导航卫星系统（GNSS）的应用（7 分钟） 1. 原理讲解（2 分钟） 演示北斗卫星定位原理：至少 3 颗卫星测距→三角定位。 哈密案例：兰新铁路哈密段的 GNSS 监测点，实时追踪铁轨形变（预防融雪洪水导致的路基塌陷）。 2. 应用分析（3 分钟） 救援环节：2022 年哈密山区暴风雪中，被困车辆通过北斗短报文功能发送位置信息。 预警环节：在天山雪线布置 GNSS 监测站，监测积雪厚度变化。 3. 小组讨论（2 分钟） 任务：如果哈密市要建设 “智慧防灾” 系统，GNSS 还能用于哪些场景？（如森林防火巡护定位） 第五步：新知探究（三）—— 地理信息系统（GIS）的应用（8 分钟） 1. 原理讲解（2 分钟） 展示 GIS 图层叠加示意图：地形、水系、人口分布图层→洪水淹没风险图。 哈密案例：哈密市应急管理局用 GIS 制作《沙尘暴避难场所分布图》。 2. 应用分析（4 分钟） 预警环节：叠加气象数据与人口分布，预测沙尘暴影响人口数量。 决策环节：模拟不同防洪方案下的洪水演进路径。 学生活动：尝试在简易 GIS 界面（投影展示）中叠加 “哈密市道路” 与 “历史洪水点” 图层，说出发现。 3. 对比归纳（2 分钟） 表格总结三大技术的核心功能： 技术 核心功能 典型应用场景 RS 面状监测、动态追踪 沙尘暴范围、积雪面积变化 GNSS 精准定位、导航 救援路径规划、灾害点定位 GIS 数据整合、空间分析 风险评估、应急方案模拟 第六步：深度学习 —— 技术协同应用（6 分钟） 案例分析：2024 年哈密市某区域融雪洪水防灾过程 监测：RS 发现天山积雪异常增厚，GNSS 监测到山体轻微位移。 预警：GIS 分析得出洪水可能淹没的村庄名单，通过短信推送预警。 救援：北斗定位被困人员，无人机（RS）实时回传救援路线。 小组任务（4 分钟）： 绘制 “RS+GNSS+GIS” 协同应用流程图，说明各技术的作用。 展示与点评：强调 “单一技术有局限，协同应用更高效”。 第七步：当堂应用与归纳总结（6 分钟） 1. 当堂练习（3 分钟） 题目：哈密市某中学组织研学活动，突遇沙尘暴，如何用地理信息技术保障安全？ （答案要点：GNSS 定位避险、RS 监测沙尘暴移动、GIS 规划撤离路线） 2. 归纳总结（3 分钟） 知识树板书（见第五部分），强调 “技术服务于防灾减灾全流程”。 思政升华：科技是防灾减灾的重要支撑，体现 “人与自然和谐共生” 理念。 第八步：拓展提升（ optional，视时间调整） 任务：为哈密市设计一个 “智慧防灾 APP”，说明需集成哪些地理信息技术及功能。 展示形式：学生口头描述或绘制简易界面。
教学板书设计： 地理信息技术在防灾减灾中的应用 ├── 遥感技术 │ ├── 台风检测 │ └── 图像分析 ├── 全球卫星导航系统（GNSS） │ ├── 定位 │ └── 导航 └── 地理信息系统（GIS） ├── 数据采集 ├── 空间分析 └── 结果展示
分层作业设计： 一、基础层（必做）： 1.列举 RS、GNSS、GIS 在哈密市三种不同灾害中的应用实例（各 1 例）。 2.完成教材 P102 活动题 “对比三种技术的优缺点”。 二、提高层（选做）： 1.结合哈密市气象局官网数据，用 GIS 软件（如 QGIS）制作一张《哈密市沙尘暴多发区分布图》。 三、拓展层（探究）： 调研哈密市 “雪亮工程”（视频监控 + GIS）在防灾减灾中的作用，写 200 字报告。
教学反思： 成功之处：通过情景引入和问题导学，激发了学生的学习兴趣和探究欲望。新知探究和深度学习环节，学生能够积极参与，动手操作，达到了预期的教学目标。 不足之处：部分学生在模拟操作中遇到困难，需要更多的指导和支持。拓展提升环节时间较短，未能充分展开。 改进措施：增加模拟操作的指导时间，提供更多的操作示例和练习。在拓展提升环节，可以邀请相关领域的专家进行讲座，增加学生的实际应用经验。 通过本节课的教学，学生不仅掌握了地理信息技术的基本概念和应用，还培养了解决实际问题的能力和团队合作精神。在今后的教学中，将继续探索更多有效的教学方法和手段，提高学生的综合素养和实践能力。