基于地理信息技术的3S教学设计

——“从火神山医院选址中学习地理信息技术”

授课教师：张颀       指导老师：任双花、周媛、刘志云

一、内容解读

本文以火神山医院的选址问题为情境，对“地理信息技术及应用”进行教学设计，探究地理原理分析地理问题，运用地理信息技术解决实际问题，培养家国情怀，锻炼和培养学生综合思维和地理实践力等核心素养。

二、教学目标

1. 通过探究火神山医院的选址问题，了解地理信息技术的原理与特点。

2. 结合区域图文材料、地理特征及案例分析，理解地理信息技术在生活中的应用。

3. 结合某一种生活中的案例，认识和理解地理信息技术在分析与决策中的重要性，充分利用地理信息技术，因地制宜，学会用综合思维去思考，找到最佳的解决办法，保障人民生命财产安全。

三、教学重难点

1. 教学重点：地理信息系统的原理及实际应用。

2. 教学难点：各种地理信息技术的工作原理和特点，会根据案例区分地理信息系统、全球定位导航系统、遥感技术。

四、教学方法

1.教法：

(1) 案例教学法：利用火神山医院选址作为背景区域，创设情境，让学生通过数据分析等激发兴趣，得到结论，验证结论，从而引发进一步的探究。

(2) 探究式教学法：引发问题，以搜集资料的方式获得资料并灵活运用知识解决选址的问题，从而锻炼学生的综合思维、人地协调的思维。

(3) 读图分析法：突破难点，有效解决区位选择问题，分析要素之间的联系。

(4) 多媒体辅助教学法：利用arcgis，itools等工具，真实地去解决问题。

2.学法：

(1) 调查研究法：学生利用软件，看位置气候地形等。 （课前标记，课后对应查验，激发学习热情和对知识的好奇）

(2) 合作探究法：根据调查资料，小组内成员探讨，组与组相互讨论，并得出相关结论。

五、教学过程

【导入】

1.拍照纪念

2.地理信息技术是一门技术也是一种工具，它是脱离不了地理思维来思考问题的，所以今天要讲的“从火神山医院选址中学习地理信息技术”就是通过地理信息系统的工作原理来让大家明白，技术能够更好地辅助我们解决生活中的问题，甚至国家决策。2020年的新冠疫情牵动着我们每个人的心，如果我们学习了地理信息技术，我们也可以建言献策贡献自己的力量。

【设计意图】视频为世界疫情实况，为分析火神山医院做铺垫。拍照，为接下来的3S讲解（GPS功能显示）做铺垫，同时，唤起学生对本节课的热情，拉近师生的关系。

环节一：火神山选址--用地理原理思考问题

【情境创设】

在重大疫情期间，备受期待的“火神山”医院 2 月 2 日正式完工交付。在一片荒地上，只用短短 10 天，中国如何建设出总建筑面积 3.39 万平方米、可容纳 1000 张床位的医院？火神山医院又是如何科学选址呢？

【问题设置】那么我们就来研究一下火神山选址的问题。如果让你来选区域，你会选择哪里？理由是什么？

【学生回答】城郊、湖边……

【教师点拨】一般医院选址+传染性质的医院选址。

那么武汉的火神山选址有哪些要求？我们利用武汉的行政区划图，人口密度图，交通图，地形图，土地利用图，风向图，利用综合思维来考虑一下这个问题，包括：地形是否平坦、地质是否稳定、建筑材料与医疗设备是否丰富、交通是否便利、医护人员及其他劳动力是否丰富、是否会引发二次污染的问题等。

【设计意图】通过必修二人文地理部分学习的区位的理论，结合武汉相关图纸，通过学生讨论和绘制，得到理想中的武汉火神山医院的位置。不仅让学生体会到学到的地理原理是有价值的，同时也让学生体会到手绘和个人思考的局限。为课堂进入第二个关键环节做好铺垫。

【小结】通过医院的区位选择的原理来解决火神山医院的区位，并利用地图找到理想位置。

环节二：火神山定址--用ARCGIS辅助进行图层叠加

【问题设置】其实在我们分析的时候，大家都在综合考虑问题，也就是把每幅图都考虑一下，但是我们头脑想象毕竟有局限，不够准确，如果有地理信息系统专业软件的支持，会是怎样的情景呢？大家来看看arcgis是如何进行思考这个问题的。

【教师操作】首先，加入地形图；找到武汉的点。

【问题设置】有个疑问：这个地形图是怎么来的？这个点又是怎么来的？我们怎么得到的这两个重要的数据呢？这就涉及到两个地理信息技术了。RS和GPS，请观看3分钟的视频，来了解这两种技术的原理与简单应用。

【教师点拨】板书讲解：RS是面；GPS是点；为GIS提供了数据。

那么它们在我们的生活中有哪些应用呢？

引导演示：RS是遥远的感知，是上帝的视角来看世界，不同地物不同时间电磁波不同，就可以用它来监测和识别不同地物。GPS是定位，导航。探测自然灾害、手机各种APP的应用上都有涉及。（此时，利用课前拍照得到的照片，使用吉印足记软件标记位置，得到海拔高度和经纬度位置，让学生更直观的感受GPS的功能。）

【教师操作】演示GIS继续，有了地形和位置，叠加上行政区划（显示不同的人口密度），叠加交通，做缓冲区分析。得到火神山医院的选址。

总结，火神山医院选址的条件。

【教师点拨】至此，利用地理信息技术分析火神山医院的选址问题，到一段落，你知道GIS是什么，它是如何工作的了么？

根据GIS的工作原理，用手中的资料，如果再加上社区管理信息，经济发展水平，地租等数据，你能想到GIS的应用有哪些呢？

那么我们如何区分3S 呢？

【设计意图】本环节运用arcgis软件实际操作，通过数据将医院的位置找到，达到运用3S技术完成规划的目的。在操作的过程中，让学生理解和体会地理信息技术的原理和特点。

【小结】通过火神山医院的选址案例的学习，我们可以归纳出：

GPS：在千千万万的人群中找到你--点位信息（经纬度，高度，速度）

RS：带你去看繁华世界（实时全天候动态监测）

GIS：和你一起规划生活（管理、分析、查询、预案）

【情感升华】（观看和讲解视频“数字城市”）并用钟南山的话寄语学生：恰同学少年，愿风华正茂；期投身杏林，更以行证道。

在这一次举国的抗疫行动中，学生能从中学会用科学的精神去应对新冠肺炎疫情。防治新冠肺炎需要有科学精神，要有科学研究也要有科学知识。具有了良好的基础，才能够进行进一步的科技攻关。就像这一次，大家经过10年、20年蓄势待发，一旦遇到情况，就能够利用自己的经验、知识，创造出新的方法，找到更快的解决问题的方法。

【设计意图】随着我们科技的不断发展，地理信息技术融合其他电子信息技术，将地球上任何地点任何方面的信息数字化，最大限度的利用资源，从而实现“信息就在指尖上”的梦想，希望我们能好好学习这些知识和技能，让我们未来的城市更美好，生活更美好。

六、板书设计

 

七、设计说明

在地理信息技术这一章中，共有4节的内容，全部讲解只能浮皮潦草、一带而过，无法探寻其真谛，因此主要选择了GIS的原理与应用，在其中融入RS与GPS的普及，让学生知道地理信息技术相辅相成的功能。在我们的日常生活中，3S的应用已经十分广泛了，但学生在学习本节知识之前，关于地理信息技术的概念理解几乎为零，无论是原理还是用途，都不了解。鉴于此，本节课设计时更加注重了从学生已知的问题入手，深入浅出，通俗易懂地进行教学。同时，学生对RS和GIS的认识、在生活中的应用可能要更多一些，GIS比较抽象，不好区分和识别，因此本节课选择最大的难点，攻克地理信息技术高地，让学生不仅体会到高新技术对生活的改变和帮助，同时也让学生体会到国家的强大与个人肩上的责任。因此在本节课的设计上，从以下5个方面进行说明：

（1）在研读课标及课标解读上：

课标要求：通过探究有关地理问题，了解地理信息技术的应用。

地理信息技术是一种关键技术，与自然地理、人文地理并驾齐驱，2017年新课标要求下，对地理信息技术更加重视其基本原理和实际应用。地理信息技术是一种解决地理问题的工具，帮助我们更快捷、生动地反映、模拟、分析、判断、解决实际问题。在我们的日常生活中，它的应用已经十分广泛了，但学生在学习本节知识之前，关于地理信息技术的概念理解几乎为零，无论是原理还是用途，都不了解。鉴于此，本节课设计时更加注重了从学生已知的问题入手，深入浅出，通俗易懂地进行教学。

（2）在新旧教材对比上：

人教版2019中，地理信息是与自然灾害紧密联系的，要探索的是地理信息技术在防灾减灾中的作用。2003年湘教版中，地理信息技术是4节的内容，具体介绍了遥感的概念、原理、特点、应用；全球卫星导航系统概念、原理、特点、应用；地理信息系统概念、原理、特点、应用和数字地球等内容。可以看出新教材更加侧重了技术的应用。

（3）在本节课情境线，问题线，素养线设计上：

本节课根据疫情期间学生对时政的关注，以疫情为大背景大情境，以探索火神山医院的选址为小情境，引发学生对医院对疫情的共鸣。

问题线以如何思考火神山选址、地理信息技术如何分析火神山选址为主要探索线路。

素养线则是以人地协调、综合思维、区域认知、地理实践力等地理学科核心素养为根本立足点，设置问题，构架情境，总体达到唤起学生对国家对民族的责任。

（4）在高考题考察方向上：

高考题更多的考察图层叠加，事物变化，防震救灾等方面，同时重点是根据不同的案例来选择适合的地理信息技术，因此本节课在设计过程中，特意加入了图层叠加的活动，并且用信息技术表现出来，让学生能够更深切地体会到这一思想。

（5）在团队打磨上：

张颀团队的指导老师有刘志云老师、任双花老师、周媛老师，资深且负责，在课程的准备过程中发挥了不可替代的作用。三位老师给提出了很多建设性建议，受益良多。从第一次的思路：疫情发展的前因后果时间线，到第二次的以GIS为主体，突出学生活动，再到第三次的基本成形，老师们一起教研，出谋划策，对课程导入、学生活动、问题设置、视频应用、生活案例等都进行了深刻地剖析，在团队的力量下，才逐渐呈现出最后的课堂。

 

八、参考文献：

[1]韦志榕，朱翔，普通高中地理课程标准（2017年版）解读[M].北京:高等教育出版社,2018.

[2]王亦茹，郭剑峰，“服务业区位分析”，高中地理教学，2020年第10期。