人教版地理必修一第六章第四节《地理信息技术在防灾减灾中的应用》教学设计

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人教版地理必修一第六章第四节《地理信息技术在防灾减灾中的应用》教学设计
一、学习目标
1.知识技能目标
⑴学生能够准确阐述遥感技术、全球卫星导航系统和地理信息系统的基本概念和工作原理。
⑵熟练掌握三种地理信息技术在防灾减灾各个环节（如灾害监测、预测预警、救援行动等）中的具体应用。
⑶学会通过实例分析，辨别不同地理信息技术在实际防灾减灾案例中的应用优势。
2.思想方法目标
⑴通过案例分析和对比研究，培养学生逻辑思维能力，使其能够条理清晰地分析地理信息技术与防灾减灾之间的内在联系。
⑵引导学生运用综合思维方法，将地理信息技术与其他学科知识以及生活实际相结合，提高解决复杂问题的能力。
3.素养成长目标（核心素养）
⑴地理实践力：通过模拟地理信息技术应用场景，提升学生将理论知识运用于实践的能力，增强其对地理信息技术实际操作的感性认识。
⑵综合思维：让学生认识到地理信息技术是一个综合的体系，各技术相互配合，共同为防灾减灾服务，培养学生从多维度思考地理问题的习惯。
⑶人地协调观：使学生深刻理解地理信息技术在协调人类与自然灾害关系中的重要作用，树立利用先进技术保护人类生存环境的意识。
二、课标教材
1.课程标准
结合实例，说明地理信息技术在自然灾害预测、灾情监测和评估等方面的作用。
2.教材分析
本节课选自人教版 2019 年版高一地理必修一第五章第四节。地理信息技术作为现代地理学发展的重要技术支撑，在防灾减灾领域具有不可替代的作用。教材依次介绍了遥感技术、全球卫星导航系统和地理信息系统的原理及应用，内容紧密联系实际，体现了地理学科的实用性。通过学习，学生能够拓宽对地理科学技术手段的认识，增强防灾减灾意识。
3.教学重点
⑴遥感技术、全球卫星导航系统和地理信息系统的工作原理。
⑵三种地理信息技术在防灾减灾中的应用实例及优势。
4.教学难点
⑴理解不同地理信息技术在防灾减灾应用中的相互配合与协同工作机制。
⑵能够根据实际防灾减灾场景，合理选择和运用地理信息技术。
三、学情分析
高一年级学生已具备一定的地理基础知识，对地理现象有较强的好奇心和探索欲望。但他们对抽象的地理信息技术概念理解可能存在困难，在将地理信息技术原理与实际防灾减灾应用相结合时，需要教师的引导和实例辅助。同时，学生已具备一定的自主学习和小组合作能力，可通过教师设置的问题和活动，进行探究学习。
四、教学过程设计
情景引入（3 分钟）
教师活动：展示北斗用户手机的图片，提问学生：“同学们，大家都知道手机在我们生活中用途广泛，那你们知道这款北斗用户手机有什么特殊功能吗？它与我们的地理知识又有怎样的联系呢？” 引导学生思考地理信息技术在日常生活以及防灾减灾中的潜在应用。
学生活动：观察图片，思考并自由发言，猜测北斗用户手机可能具备的特殊功能，如定位、导航等。
设计意图：以学生熟悉的手机为切入点，激发学生兴趣，引发学生对地理信息技术的好奇心，自然引入本节课主题。
问题导学（5 分钟）
教师活动：提出问题：“在自然灾害发生时，我们需要获取哪些信息来进行有效的防灾减灾？” 展示“5.12”汶川地震的图片和材料。
材料：“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。
引导学生思考灾害发生时的关键信息，如灾害发生的位置、范围、强度、受灾人口分布等。进一步提问：“那大家想一想，有哪些技术手段可以帮助我们快速、准确地获取这些信息呢？”
学生活动：观看图片，思考并回答教师提出的问题，列举出可能需要获取的信息，如地震震级、洪水淹没区域等，并尝试说出一些可能用于获取信息的技术，如卫星、无人机等。 设计意图：通过问题引导学生思考防灾减灾对信息获取的需求，为后续引出地理信息技术做铺垫，培养学生发现问题、分析问题的能力。
新知探究 - 遥感技术（8 分钟）
教师活动：展示遥感卫星的图片。
1.讲解遥感技术的概念：“遥感技术是借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。”
2.利用动画演示遥感技术的工作过程，从传感器接收电磁波信号，到数据传输，再到地面接收站处理和分析数据，直观展示其原理。
3.举例说明遥感技术在防灾减灾中的应用，如通过遥感影像监测森林火灾的范围和蔓延方向，监测洪水淹没区域的变化等。
4.展示相关的遥感影像图，引导学生观察并分析影像中所反映的灾害信息。
学生活动：观察图片、动画，认真聆听教师讲解，理解遥感技术的概念和工作原理。仔细观察遥感影像图，尝试从影像中解读出灾害的范围、严重程度等信息。
设计意图：通过图片、动画和实例，将抽象的遥感技术原理直观化，便于学生理解。引导学生分析遥感影像图，培养学生读取和分析地理信息的能力。
深度学习 - 遥感技术应用案例分析（5 分钟）
教师活动：案例分析：2020 年长江流域洪水期间，利用遥感技术监测洪水动态。
展示两幅不同时间的洪水遥感影像，提出问题：
1.从这些影像中，我们能看出洪水在不同时间的哪些变化？
2.遥感技术在这次洪水监测中起到了怎样关键的作用？
组织学生进行小组讨论，引导学生从洪水淹没范围的扩大或缩小、洪水的流速变化等方面进行分析。
学生活动：分组讨论，观察遥感影像中洪水的变化，分析遥感技术在洪水监测中的作用，如及时发现洪水淹没区域的扩展，为防洪决策提供准确信息等。小组代表发言，分享小组讨论成果。
设计意图：通过案例分析，让学生深入理解遥感技术在实际防灾减灾中的应用价值，培养学生团队合作和深入分析问题的能力。
新知探究 - 全球卫星导航系统（7 分钟）
教师活动：展示全球四大卫星导航系统（北斗、GPS、GLONASS、Galileo）的示意图。
1.介绍全球卫星导航系统的组成部分，包括空间卫星星座、地面监控系统和用户设备。
2.讲解其工作原理：“卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算得出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。”
3.举例说明全球卫星导航系统在防灾减灾中的应用：
⑴在地震救援中，救援人员利用手持卫星导航设备确定自己的位置，快速找到受灾地点。
⑵在泥石流等地质灾害预警中，通过在关键位置安装的监测设备，利用卫星导航系统实时监测山体位移等情况。
学生活动：观察示意图，理解全球卫星导航系统的组成和工作原理。思考并聆听教师所举案例中全球卫星导航系统的具体应用方式和作用。
设计意图：通过示意图和实例讲解，帮助学生理解全球卫星导航系统的原理和应用，让学生认识到该技术在防灾减灾救援行动中的重要性。
当堂应用 - 全球卫星导航系统模拟应用（3 分钟）
教师活动：模拟一个地震救援场景，假设学生是救援人员，每人手中有一个模拟的卫星导航设备（可利用手机软件模拟）。给出一些虚拟的救援任务，如前往指定的受灾村庄救援、寻找被困人员等，要求学生利用模拟设备规划路线并确定自己的位置。在学生操作过程中，巡视并给予指导。
学生活动：参与模拟救援活动，利用模拟卫星导航设备完成教师布置的任务，在操作中体会全球卫星导航系统在实际救援中的应用。
设计意图：通过模拟应用，让学生亲身体验全球卫星导航系统的使用，增强学生的实践能力和对知识的应用能力。
新知探究 - 地理信息系统（5 分钟）
教师活动：展示地理信息系统（GIS）软件界面。
1.介绍地理信息系统的概念：“地理信息系统是一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。”
2.利用简单的动画演示地理信息系统如何对地理数据进行处理，如数据的录入、存储、分析和可视化表达。
3.举例说明地理信息系统在防灾减灾中的应用：
⑴通过分析历史地震数据、地质构造数据、人口分布数据等，进行地震灾害风险评估，制作地震灾害风险地图。
⑵在洪水灾害中，结合地形数据、河流水文数据等，模拟洪水演进过程，为防洪决策提供依据。
学生活动：观察软件界面和动画演示，理解地理信息系统的概念和数据处理流程。分析教师所举案例中地理信息系统如何整合多种数据为防灾减灾服务。
设计意图：通过软件界面展示和动画演示，让学生直观了解地理信息系统的功能和工作方式，通过实例分析理解其在防灾减灾中的应用。
归纳总结（2 分钟）
教师活动：引导学生回顾本节课所学的三种地理信息技术，从概念、原理、应用等方面进行总结。在黑板上列出简单的思维导图，将三种技术的关键要点进行梳理，强调它们在防灾减灾中的相互配合和协同作用。如遥感技术获取大面积的灾害信息，全球卫星导航系统提供精确的位置信息，地理信息系统对多种数据进行综合分析和处理，为防灾减灾决策提供支持。
学生活动：跟随教师的引导，回顾知识，补充完善自己的笔记，理解三种地理信息技术之间的关系。
设计意图：帮助学生构建知识体系，加深对三种地理信息技术的理解和记忆，明确它们在防灾减灾中的整体作用。
拓展提升（2 分钟）
教师活动：提出问题：“随着科技的发展，地理信息技术在防灾减灾中的应用也在不断拓展和深化。大家想一想，未来地理信息技术还可能在哪些方面为防灾减灾做出更大的贡献？” 引导学生结合当前科技发展趋势，如人工智能、大数据等，进行思考和讨论。
学生活动：思考问题，积极发言，提出自己对未来地理信息技术在防灾减灾中应用的设想，如利用人工智能更精准地预测灾害发生时间和地点，通过大数据分析快速评估灾害损失等。
设计意图：激发学生的创新思维，引导学生关注科技发展前沿，培养学生对地理信息技术未来发展的展望能力。
五、教学板书设计
地理信息技术在防灾减灾中的应用
一、遥感技术（RS）
1.概念
2.工作原理
3.应用
4.灾害监测（如森林火灾、洪水）
二、全球卫星导航系统（GNSS）
1.组成
2.工作原理
3.应用
4.救援行动定位（地震救援等）
5.灾害监测（山体位移监测等）
三、地理信息系统（GIS）
1.概念
2.数据处理流程
3.应用
4.灾害风险评估（地震、洪水等）
5.灾害模拟（洪水演进等）
六、分层作业设计
1.有关遥感技术在防灾减灾中应用的说法，正确的是(　　)
A.遥感技术是重大自然灾害监测的核心技术
B.利用遥感技术可以对获得的信息进行综合处理和空间数据分析
C.在交通不便的地方无法使用遥感技术
D.地理信息系统可以替代遥感技术在防灾减灾中的作用
2.2018年春节期间，全国共发生森林火灾112起。在监测森林火灾中，地理信息系统起到的作用是(　　)
A.用来分析、判断引起火灾的原因
B.预测森林火灾所造成的后果
C.分析火势蔓延方向，为制订灭火方案提供依据
D.预测森林火灾的发生地点
地理信息系统中，不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上，叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。据此完成3～4题。
3.洪水淹没区图层与人口分布图层的叠加，可以(　　)
A.推断出各地受灾情况 B.推断出各地降水情况
C.计算湖泊水域面积 D.估算工农业生产总值
4.对1950年与2014年长江中下游湖泊面积图层进行叠加，能够(　　)
A.计算湖泊蓄水量 B.预测洪涝灾害的发生
C.了解围湖造田情况 D.预测该地区降水变化趋势
全球定位系统能为全球范围内的用户提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、速度及时间数据。据此完成5～7题。
5.森林发生火灾时，全球定位系统的主要作用是(　　)
A.交通导航 B.绘制地图 C.灾情跟踪 D.通讯联络
6.救灾物资空投，利用全球定位系统主要是为了(　　)
A.减少人力劳动，提高劳动效率 B.提高空投精确度，让救灾物资尽快投入使用
C.缩短空投距离 D.减少人员伤亡
7.利用全球定位系统可以对地震进行监测，监测的对象主要是(　　)
A.海陆分布的变化 B.地球内部岩浆的活动情况
C.地壳的运动状况 D.灾情的发展
遥感和地理信息系统在自然灾害监测中应用比较广泛。据此完成8～9题。
8.在台风灾害中，利用遥感技术可以直接进行(　　)
A.统计受灾人数 B.监测台风运动路线
C.分析台风造成的财产损失数额 D.分析台风成因
9.在下列自然灾害中，利用地理信息系统无法做到的是(　　)
A.准确预报地震发生的时间 B.监测病虫害的扩散情况
C.收集洪水受灾区的面积信息 D.监测沙尘暴的动态趋势
七、教学反思
在本节课教学过程中，通过多种教学方法和丰富的实例，学生对地理信息技术在防灾减灾中的应用有了较为清晰的认识。情景引入和模拟应用环节激发了学生的学习兴趣和参与度，但在讲解地理信息技术原理时，部分学生理解仍存在困难，后续可增加更多直观演示和生活实例辅助理解。小组讨论环节学生参与积极，但部分小组讨论深度不够，需要在今后教学中加强引导和监督。分层作业设计满足了不同层次学生的需求，有助于学生巩固知识和拓展思维，但在作业反馈中应更加注重对学生创新思维的鼓励和指导。
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