作者：于蓉
地理教育 2011年09期
一、课程标准要求
1.课程标准解读
（1）结合实例，了解遥感（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用
地理信息技术是地理科学的现代语言和工具，是地理科学与现代信息技术相结合的产物，是现代地理科学的技术支撑。在高中地理课程中设置地理信息技术的有关内容，主要是为了让学生对地理信息技术的基本知识，尤其是应用领域有所了解，从而认识地理信息技术在地理科学研究、社会生产实践中的应用价值。此外，在学习地理信息技术时，学生通过参与有关地理实践活动，有利于培养其地理实践能力和合作精神。
本条“标准”包含两方面的要点，一是要求学生了解遥感（RS）的概念和工作原理。考虑到一些学校在设备和师资方面的现实条件，对于遥感的“工作原理”可以不涉及到“专业机理”，只定位在“工作过程”即可。另一要点是要求学生了解遥感在社会生产实践中的应用，这也是本条“标准”的重点所在。考虑到遥感应用的广泛性，课程标准对该应用领域做了一定的限定，即在资源普查、环境和灾害监测中的应用，这也是遥感技术发挥巨大作用的领域，具有一定的现实性。教学中教师可以引导学生结合具体应用实例来认识遥感的功能、应用及其意义。需要说明的是，在教学中学生需要阅读一些遥感图像，这其中会涉及遥感图像判读的内容，对于学有余力的学生，教师可以向其介绍一些遥感图像判读的简单知识和技能，作为拓展性学习内容。
（2）举例说出全球定位系统（GPS）在定位导航中的应用
本条“标准”主要是让学生了解全球定位系统的基本概念及应用领域，不必涉及全球定位系统的基本原理。全球定位系统是利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某地点进行定位、报时或对地表移动物体进行导航的技术系统。全球定位系统由三大子系统构成，即空间卫星系统、地面控制系统和用户设备系统。全球定位系统的作用主要体现在精确的定位能力和准确定时及测速能力等方面。根据“标准”所提出的要求，学生只要了解全球定位系统在定位导航中的作用即可。教学中教师可以结合具体实例向学生介绍全球定位系统在现实生活中的应用，也可以鼓励学生在网络上收集相关案例进行学习。
（3）运用有关资料，了解地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能（活动建议：用电子地图，如网络或光盘形式，查询城镇、交通、旅游等信息）
本条“标准”主要是让学生了解地理信息系统（GIS）的基本概念及主要功能。地理信息系统是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。地理信息系统的基本功能包括数据采集、检验与编辑功能；数据的存储与组织功能；数据格式化、转换功能；查询、检索、统计、计算功能；空间分析功能以及显示功能。地理信息系统应用非常广泛，涉及土地管理、资源、地理学研究与应用、城市信息管理应用等多个领域。本条“标准”要求学生了解地理信息系统在城市管理中的应用及主要功能，如城市规划、城市交通管理、城市环境监测、城市信息服务等。
教学中教师可以结合具体实例向学生介绍地理信息系统的功能与作用。在设备条件较好的学校，教师可以向学生展示一些城市的电子地图，指导学生阅读并查询有关城市的信息，或结合所学地理知识对城市规划中的问题进行分析、评价，如分析城市某工业区布局是否合理等。
（4）了解数字地球的含义
数字地球是一个全新的概念，是由GIS技术、现实虚拟技术和网络技术等多种技术相结合的技术系统。随着信息技术的发展，数字地球与人类生产、生活的关系日益密切，不断地改变着人类的生存和发展方式。本条“标准”主要是让学生了解数字地球的基本概念和应用，不要求学生掌握数字地球技术方面的内容。数字地球是一个以地球坐标为依据、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。目前，数字地球技术正越来越多地应用于城市建设、教育、农业、交通等多个领域，为人类的经济发展与人民生活提供服务。在数字地球的应用领域中，“数字城市”、“数字校园”是学生比较熟悉的，教学时可以结合此方面的具体实例来帮助学生认识数字地球技术的应用及其意义。
2.三维教学目标
知识与技能：了解遥感（RS）、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）以及数字地球的基本概念。通过实例，了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用，了解全球定位系统在定位导航中的应用以及地理信息系统在城市管理中的功能。结合有关资料，认识数字地球技术的应用及其意义。
过程与方法：能结合具体案例，说出遥感技术、全球定位系统和地理信息技术所适用的应用领域。学会地理信息技术中一些简单的使用方法，如电子地图的查询检索、利用GPS仪进行定位、在电子图书馆中阅读等。
情感、态度与价值观：通过让学生了解地理信息技术的基本概念和应用，认识地理信息技术所涉及的领域越来越广泛，对人类生产、生活的作用日益重要。通过学习一些基本的地理信息技术手段，提高学生利用现代信息手段分析地理问题、探究地理问题的能力。鼓励学生将地理信息技术手段应用于生活实践中，培养学生自主学习能力和社会实践能力。
二、教材分析
1.四版本教材内容比较（见下页表1）
2.教学重难点剖析
重点：了解遥感技术（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用
在认识遥感技术的应用时，主要侧重于了解遥感技术的作用和用途，而不要求掌握遥感技术的工作过程。以遥感在洪涝灾害监测中的应用为例，由于被洪水淹没地区和未淹地区的反射光谱不同，因此遥感卫星所拍摄的受灾地区影像中，淹没地区和未淹地区所显示的色调不同。通过不同色调的对比，就能判断被洪水淹没地区的分布状况，进而了解受灾的范围。用不同时段的遥感影像还可以判断灾害的变化趋势，这对及时获取受灾信息有着重要的作用。
重点：了解全球定位系统（GPS）在定位导航中的应用
在了解全球定位系统的应用时，要知道全球定位系统能实时、连续地提供地球表面任意地点上的经纬度和高程，因此主要用于定位导航。教学中要求学生能结合具体案例来说明全球定位系统的应用。例如，GPS在车辆导航中的应用。车辆上的GPS导航仪可以对行驶中的车辆进行定位。GPS接收机接收卫星数据后，计算出车辆当前的位置，位置信息按特定的编码方式，送至数据发送机，经天线传至控制中心。同时，GPS导航仪可以将位置数据传输给GIS系统，在GIS支持下，位置数据以点状符号表现在电子地图上。GPS还可以提供导航功能。GPS导航仪开始工作后，GPS接收机不断地接收卫星定位信息，信息处理器快速计算出车辆所在的位置，然后将这些位置信息与设定的行驶路线坐标相匹配，一旦车辆偏离了之前司机所设置的行驶路线，导航仪就会发出警告，提醒司机注意。
重点：了解地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能
地理信息系统的功能涉及数据的采集、分析、决策以及应用的全部过程。空间分析是地理信息系统中最为核心的功能，这也是地理信息系统与其他计算机系统的根本区别。对于学生而言，最容易掌握操作的是查询、检索和统计的功能。GIS在城市管理中的应用涉及很多方面，如城市信息管理与服务、城市规划、城市道路交通管理、城市救灾防灾和城市环境管理等。教学中可以结合其中一方面来进行具体的说明。例如，GIS在城市道路交通管理中的应用。车辆安装GIS后，有关部门可以查询运行车辆的实时位置及车辆的信息；城市任意交叉路口（用于特殊事件的管理）的信息，包括该点最近的报警单位、救护单位的地址、电话等。此外，还可以提供辅助决策的功能，如现有警察、救护车驶往出事点的路线优选列表（最畅通路线、最近路线、行驶时间）。平时可以将各种紧急情况下相应的备选方案存入计算机，当实际事件发生时，GIS将立即自动产生相应的备选方案供用户参考决策。
难点：判断遥感、全球定位系统和地理信息系统的应用领域
遥感技术、全球定位系统和地理信息系统是地理信息技术中核心的三种技术。这三种技术有着不同的工作原理和应用领域，学生要能根据它们各自的特点来判断其所适用的领域。遥感技术能大面积、动态、周期性地获取地表信息，因此广泛应用于资源普查、环境和灾害监测等领域。全球定位系统具有定位、报时和对表面移动物体进行导航的作用，因此应用于军事、交通、探险旅游等领域。地理信息系统具有采集、存贮、管理、分析和描述整个或部分地球上与空间和地理分布有关数据的重要作用，因此主要应用于全球环境变化的监测与管理、自然资源调查与管理、城市规划与管理、军事应用等多个领域。
此外，遥感技术、全球定位系统和地理信息系统集合形成了功能强大的3S技术。现实生活中的很多案例往往是3S技术的综合运用，因此在教学中教师可以通过一些具体案例帮助学生了解各种地理信息技术在3S技术的综合应用中是如何发挥各自作用的。以3S技术在城市交通管理中的综合应用为例，遥感技术以数字图像方式提供城市范围内道路与周边环境的信息，全球定位系统提供车辆目前所处的精确位置等信息，地理信息系统可以实现各种车辆信息的管理、显示与分析，为管理人员和司机提供辅助决策。
三、教学建议
1.侧重地理信息技术应用，对地理信息技术的工作原理不做过多要求
地理信息技术中的专业原理和工作过程所涉及的专业术语较多，内容较复杂，学生学习起来较为困难，教学中可以不要求学生掌握这方面的内容。课程标准中设置这部分内容主要是为了让学生初步认识地理信息技术，了解其在科学研究和社会生产生活中的重要意义，因此教学应侧重于地理信息技术的应用。由于地理信息技术的应用非常广泛，为了减轻学生的负担，内容中对遥感、全球定位系统和地理信息系统的应用领域作了适当的限定，只要求掌握其中最主要的应用领域，如地理信息系统主要侧重于在城市管理中的应用等。
2.密切联系生活实际，选择学生所熟悉的地理信息技术应用实例
地理信息技术的应用非常广泛，涉及科学研究、生产生活等多个领域。教学中可以将重点放在学生比较熟悉、比较容易接触到的领域，从学生的生活实际入手选择具体案例。例如，教师在讲授“全球定位系统在定位导航中的应用”时，可以向学生介绍汽车导航仪，目前这种导航仪在实际生活中的应用较普遍，对一些学生来说也较熟悉，因此学生对其应用有一定的感性认识。汽车导航仪内置GPS接收器，可以接收到GPS卫星信号，为车辆提供全天候、全时域的位置信息，并可以在屏幕上显示车辆运行路线信息。又如，在讲授“数字地球”的内容时，可以数字城市为例，列举学生熟悉的具体案例，如网上购物、网上银行、远程教育、网上医院等，帮助学生认识数字城市所包括的主要内容以及建设数字城市的重要意义，进而更好地理解数字城市的含义。
3.体现地理信息技术的综合性，注重与区域地理内容的整合
遥感技术、全球定位系统和地理信息系统合称为3S技术，尽管课程中3种技术是分别介绍的，但实际案例往往涉及3种技术的综合应用。因此，教学中教师要引导学生认识地理信息技术的综合性，可以通过具体案例了解在3S技术的应用中，各种技术如何发挥各自的作用，如何体现地理信息技术综合应用的价值。此外，地理信息技术是区域可持续发展研究与实践的重要技术手段，地理信息技术不仅可以用来研究、分析区域中的资源、环境、人口、社会经济等要素，而且也为区域可持续发展的实现提供了强大的技术支持。因此，教学中可以将地理信息技术的有关内容与区域地理内容有机整合，在探索研究区域可持续发展途径中贯穿3S技术的应用，同样在介绍3S技术时，也可以提供有关区域可持续发展的具体案例，引导学生了解3S技术的应用领域和意义。例如，3S技术在区域环境问题的监测与防治、农业条件的分析与农业的发展、流域现状的调查与开发利用、区域能源与矿产资源的勘探与开发等方面的具体应用。
4.适当学习地理信息技术的操作，培养学生地理实践能力
地理信息技术是在一定的软、硬件系统支持下的技术系统，就如同计算机技术一样具有较强的操作性。随着社会经济发展和科技进步，地理信息技术已日渐普及，越来越多地进入到人们的日常生活中。例如，车载GPS、简易手持GPS仪、电子地图等。教学中，教师可以帮助学生学习一些简单的地理信息技术方法，如手持GPS仪的使用。手持GPS仪是利用GPS的基本原理设计而成的体积小巧、携带方便的全天候实时定位导航设备，学生可以学习如何在野外用GPS进行定位导航。教师还可以指导学生学习电子地图，可以着重于电子地图中查询检索功能的应用。在软、硬件条件配备较好的学校，教师还可以指导学生学习一些GIS软件的操作。学习有关地理信息技术的知识和技能后，教师可以鼓励学生在实际生活和学习中加以实践。通过实际操作，不仅能激发学生的学习兴趣，还能培养其科学精神和地理实践能力。
作者介绍：于蓉，江苏省中小学教学研究室（270000）。