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专题八 如何实施地理信息技术应用的教学

作者:地理人来源:未知 时间:2024-07-03 阅读: 字体: 在线投稿
第一节课
在课程标准中对地理信息技术的应用提出了较高的要求,不仅把地理信息技术的学习作为必修模块的一部分,而且,设立了“地理信息技术应用”的选修模块,有兴趣的学生可以通过选修此模块,了解地理信息技术在社会生活中的应用。此外课程标准还把对学生信息素养的要求明确地写在了课程目标中。这都要求老师们要讲地理信息技术引入课堂教学之中。这一讲我们就将围绕地理信息技术的教学进行讨论。
一、地理信息技术进入中学课堂
1 地理信息技术对地理学研究的影响

在新课标中间引入地理信息技术,最主要的原因是因为这个技术目前对于地理学的影响从方法论上来说是一个非常大的改变。
原来我们传统地理学是从点的观测开始的,我们出野外,带到野外看到某一个点的变化,然后再找一条它的路线调查,调查出来这个现象,然后再把它扩展到整个面上。那么这个信息技术来了以后,我们从遥感从空中来看地球,就变成了从面的观测然后慢慢再落实到点的具体的研究,所以它这个改变是对地理学相当大的改变。我们把这个思路要带到中学地理教育中间,这就是今天我们必须要引入的地理信息技术。
以往传统的地理学的研究方式中都是从一个一个的点开始,我觉得在地质调查中特别明显。我们举过一个地质上的例子,就是我们学《中国地理》的时候都要去讲一条很重要的大的断裂带,叫做郯庐大断裂。它从中国的最北边一直到最南边贯穿全国,这个断裂带在中国的地质构造上影响很大,当时我们前面的这些研究人员靠点的调查发现它用了很长的时间,然后它作为中国地理的经典的一个发现。那么今天当我们清晰得看到卫星图象上这个断裂带整个贯穿南北,如果要是我们反过来去调查的话,这就缩短了很多的研究进程。
其实天气气侯也是这样的,测站都是一个一个的点,但是现在我们拿到卫星云图整个全都能看到也是一下子就可以控制天气形式,所以说这是对整个地理学的研究有着巨大的改变。
2 试验区老师的困惑
广东省珠海杨金燕老师
北京市海淀区 老师
二、地理信息技术教学设计基本原则一:联系实际
1 课例
北京西城外国语学校孙晶老师的课例1
北京西城外国语学校孙晶老师的课例2
地理信息技术一定要和实际能够结合起来,尤其讲技术的时候容易变成从技术到技术,就是空对空,从理论到理论。在面对中学的学生的时候,应该能够让他和实际紧密地结合起来,和学生感兴趣的一些事情紧密地结合起来,其实这种遥感的东西和实际结合的例子应该是很多的。比如高分辨率的图像可以看到天安门广场上的人群,进入毛主席纪念堂的人是排着队进去的,然后出来的是人群散开的,这种例子还有很多,包括我们去旅游点,现在有一些旅游地区已经开始把卫星图像作为旅游图,这样它的道路、它周围的景观就特别真实,有一些中学的办公室里边,还挂着用飞机航拍的学校的图,学生看了以后一下就觉得可以从飞机上俯瞰学校,哪儿是操场、哪儿是宿舍、哪儿是游泳池,特别亲切,特别真实。当外出旅游的时候,特别是做自助游时,如果我在网上订某一个饭店,我都会先去找一些高分辨率的卫星的照片,我甚至一直能够看到我订那饭店是什么样的、新旧程度、我住在第几层,这都能够把它能够确认下来等等。这不仅仅是为了调动学生的兴趣,从而使他对这节课感兴趣,更主要的是引发学生学习地理关注一些地理事情的兴趣,这会影响他一辈子,影响他一生。
2 多波段遥感的应用
不同的地物,它具有不同的光谱特性,我们就可以利用不同的光谱特性,在遥感平台上装载多个波段对它进行拍摄,拍摄不同的波段的反射的图像,甚至有时候我们还可以把这些不同的图像给它拼合起来,那就有一些非常有意思的应用,比如说在军用侦查卫星里面,我们经常要侦查敌人的时候,我们的那些坦克包括部队经常都是用一些跟周围植被比较接近的一些颜色,比如像迷彩服,如果是我们就用这种可见光来看,是看不出来的,都是一样的。但是如果我们用红外,就像大家所知道的“越是温度高的物体,反射的红外线越多。”那么我们在传感器上就可以把这些红外信息捕捉到,我们就可以利用这个差别,清楚的发现伪装的东西在哪。利用这种特征在军事上就有非常多的应用。其实这种应用,还在很多地方都有应用,比如说我们在高空卫星影像上,我们拍到的地表的植被比像是灌丛和森林它都是绿色的,很难区别,但是由于灌丛和森林它的含水量不一样,一般灌丛含水量低,而森林里面尤其是那些阔叶林它的含水量是相当高的,不同的含水量对红外、近红外这些反射也是不一样的,我们可以利用这种差别,借助于这些红外波段的影像,就可以清楚的分辨出来哪个是灌丛、哪个是森林。还有就是咱们在海洋上经常要用到的观察赤潮,因为赤潮是一个灾害性的环境问题,尤其对海洋渔业和海洋环境都是一个很严重的威胁,那么我们需要对它进行预警预报,要观察赤潮的时候就需要尽早发现苗头,而在赤潮产生前,往往它跟周边的海水的颜色区别并不大,尤其是我国东海海面,它本来颜色就是就发黄,如果我们不借助一些非常好的手段,我们就很难尽早的发现,但是如果我们借助遥感这种手段,就是说利用一些多种波段的不同的影像,那我们就可以很快区分出来,就能够尽早对赤潮进行预报,并且采取相应的措施。

3 遥感的其他应用
可能大家每天都看新闻联播,经常都会看到卫星云图,卫星云图实际上就是利用遥感的手段拍摄下来的影像,现在我们国家也有自主的气象卫星就是风云系列,现在是风云一号、风云二号、那么在今年7月份发射的是风云三号卫星,在卫星云图上我们可以识别很多灾害性的天气,并对它进行做出预报,比如说台风,台风眼儿在卫星云图上表现的特别明显,并且我们还可以借助于影像上其他的要素,对于台风的可能去向路径、它的破坏力大小进行预测预报。这样的预测预报就对地面要采取相应的防治措施是非常关键和非常重要的。

在研究环境变迁的时候,遥感是已经是成了一个不可或缺的手段,像湖泊的变迁、湿地的变迁,我们可以在遥感影像上面从宏观的范围解译出这个湖泊以前的水域面积,因为它都会在遥感影像上留下迹痕,那么和现在的水域的面积对比,就可以知道这个湖泊的演进过程,包括湿地、沼泽地的演进,我们都可以通过遥感手段来得到,还有像沙漠化,就是以前哪些地方曾经是绿地,现在已经被变成沙漠了,还有沙漠的整个扩展方向,都能在遥感影像上找到蛛丝马迹,从而为我们研究环境变迁提供非常好的作用。除了利用这些方法以外,还有就是把不同时像,也就是不同时间时刻点拍下来的影像做一些对比分析来观察人类活动对环境变迁的影响。现在国际上研究的土地利用和土地覆盖的变化的课题,正是充分利用遥感手段来研究我们人类对于整个环境的影响,并且做一个综合的评价,然后对人类的行为进行一次重新的评估,以纠正咱们自己的行为,以前的这种评估是一件非常庞大的工程,得人去做调研,做国土的调查,这是非常庞大的工作量。但是现在用遥感影像不论是从成本上还是从速度上是都有很大的改观,以前基本上没法做的事情,现在我们都可以很好的来做。
三、地理信息技术教学设计基本原则二:任务驱动
地理信息技术它作为一个技术的这种课程,它会涉及到一些技术的教学,在这个技术教学中,中学中常用的一个方式叫做任务驱动——就是给学生一个实际的任务,在这个任务完成的过程中来学习这个技术。
1 课例
北京丰台二中周圣烘老师的课例1
2 地理信息系统简介

GPS在后台起作用的本质就是地理信息系统,地理信息系统发挥得就是一个集成和管理服务的作用。地理信息系统首先是有一个软件技术作为支撑。以前我们国家最早的主要是靠引进国外的GIS软件来实现这些功能,比如说美国的ArcGIS?? Mapinfo。现在在我们国家也有大量的应用。到上个世纪90年代中后期以后,我们国家开始了地理信息系统软件技术的自主创新。目前非常成熟能够基本上能取代国外同类技术的软件,如中科院北京超图公司的SuperMap软件,都是一些非常不错这一类型的软件技术。通过这些软件我们就可以实现比如电子地图的展现方式,甚至把GPS接收到的点在地图上标绘下,它的轨迹过程给记录下来,实现它的查询、查找;我们还能够把真实的地物场景的过程转换进来,管理遥感影像,管理从外面采集的一些数据,并做一些分析、处理、输出各种地图。地理信息系统现在还能够进行扩展,就是说基于这些基础的地理信息地图软件做一些二次开发。通过这些二次开发,我们把它应用到更广泛的领域里面去,比如说政府、企业的信息化。
四、地理信息技术教学设计基本原则三:渗透地理学科的思维方法
讲技术要和地理教学结合起来,也就是说学习技术的目的是培养学生的一种地理的思维的能力。
1 课例
北京丰台二中周圣烘老师的课例2
2 地理信息技术在地理研究中的应用
地理信息系统中间比如遥感技术,它最核心的就是监测地学现象,地学现象的存在、空间分布还有它的变化,比如沙尘暴,所以它就联系到地理的一个思维,我们用这个信息技术看到的是一个现象,然后看到它的一个发展变化过程,如果信息系统再一步地应用,我们应该更深入地去研究它,比如说我们可以生成整个覆盖区域的沙尘暴影响的一个等级,那么它就是一个定量化的东西,然后我们也可以去研究它到底是什么带来这样的沙尘暴,它的强弱,我们从气候、从地表、从人类活动、从一个定量化多要素的去分析,而这种分析就是今天地理信息技术的最强项的一个地方,但是如果没有地理信息技术,监测沙尘暴源地就是个很麻烦的事情,所以遥感应用的一个很重要的方面就是在地理学上,可以说最重要的方面还是在地理学上。 这就反应出我们在课堂教学中,也是应该用遥感去解释地理问题或者是说培养学生地理这种思维。
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