資源簡介

哈密市第十五中學高一年級《地理信息技術在防災減災中的應用》教學設計
學科 地理 姓名 年級班級 高一年級 授課時間
課題 地理必修第一冊第六章第四節《地理信息技術在防災減災中的應用》 課時數 1
學習 目標 一、知識技能目標 1.掌握遙感（RS）、全球導航衛星系統（GNSS）、地理信息系統（GIS）的概念及工作原理。 2.結合實例分析三大地理信息技術在防災減災各環節（監測、預警、救援、評估）中的具體應用。 3.能判讀遙感影像、GNSS 定位數據和 GIS 圖層疊加圖。 二、思想方法目標 1.通過案例分析，學會 “原理→應用→實踐” 的邏輯推理方法。 2.運用對比歸納法區分 RS、GNSS、GIS 的技術優勢與局限性。 三、素養成長目標 1.區域認知：結合哈密市沙塵暴、寒潮等災害，理解地理信息技術的區域適應性。 2.綜合思維：從 “技術 - 災害 - 人類” 的多維視角分析防災減災體系。 3.地理實踐力：嘗試設計簡單的災害監測方案。 4.人地協調觀：樹立科技減災的意識，理解人地關系的動態平衡。
課標 教材 一、課標分析 結合實例，說明地理信息技術在自然災害預測、監測和評估中的作用（《普通高中地理課程標準（2017 年版 2020 年修訂）》選擇性必修 1 “自然地理基礎”）。 二、教材分析： 本節選自人教版 2020 年版必修二第五章第二節，是 “地理信息技術” 與 “自然災害” 的結合，重點在于三大技術的應用場景，需結合哈密市典型災害（如沙塵暴、融雪型洪水）展開教學。
學情 分析 一.已有基礎： 1.學生已掌握必修一 “自然災害” 的成因與危害，必修二 “地理信息技術” 的基本概念（如 RS、GNSS、GIS 的定義）。 2.對手機導航（GNSS）、衛星云圖（RS）等生活案例有初步認知。 二.學習難點： 1.技術原理的抽象性（如 RS 的電磁波反射、GIS 的空間分析）。 2.三大技術在防災減災中的協同應用（如 “監測→預警→救援” 的鏈條）。 三.哈密市特色： 1.本地災害：春季沙塵暴、天山山區積雪融水型洪水、冬季寒潮。 2.可結合案例：哈密市氣象局利用 RS 監測沙塵暴路徑、GNSS 定位救援被困車輛、GIS 分析洪水淹沒范圍。
教學過程設計
理念：學為中心、雙基生根、思維生長、素養生成、人格成長 要素：教學環節、教學內容、師生活動 七步：情境引入、問題導學、新知探究、深度學習、當堂應用、歸納總結、拓展提升（引導探學用結拓） 三段：教、學、評 四分析：課標教材、重點難點、學情基礎、教學方法 六設計：用時設計、問題設計、活動設計、評價設計、板書設計、作業設計 兩反思：學生活動反思，目標達成度反思 一核心：學生活動和集中練習時間≥15分鐘（關鍵底線）
集體備課（初次備課） 二次備課
情景引入（5分鐘） 活動：播放一段關于臺風和泥石流災害的視頻，展示災害對人類社會的影響。 問題：提問學生，如何利用現代科技手段來預測和減輕這些災害的影響？ 示意圖：展示一張臺風路徑圖和泥石流災害現場圖，引導學生思考地理信息技術的作用。 問題導學（5分鐘） 活動：分組討論，每組選擇一個災害類型（臺風或泥石流），討論如何利用地理信息技術進行監測和預警。 問題：遙感技術、GNSS和GIS在災害監測中各有什么優勢？ 示意圖：展示遙感、GNSS和GIS的基本工作原理圖。 新知探究（10分鐘） 活動：講解遙感技術在臺風檢測中的應用，包括衛星圖像的獲取、分析和解讀。 問題：如何通過遙感圖像判斷臺風的路徑和強度？ 示意圖：展示一張臺風衛星圖像，標注關鍵信息點。 活動：講解GIS在泥石流災害影響判斷中的應用，包括數據采集、空間分析和結果展示。 問題：如何利用GIS分析泥石流災害的影響范圍？ 示意圖：展示一張GIS分析結果圖，標注影響范圍和關鍵數據。 深度學習（5分鐘） 活動：學生分組進行模擬操作，利用提供的遙感圖像和GIS數據，分析臺風路徑和泥石流影響范圍。 問題：在實際操作中，遇到了哪些困難？如何解決？ 示意圖：展示學生操作過程中的關鍵步驟和結果。 當堂應用（5分鐘） 活動：學生展示分析結果，并進行小組間的交流和評價。 問題：各組的分析結果有何異同？如何改進？ 示意圖：展示各組的分析結果圖，進行對比分析。 歸納總結（5分鐘） 活動：總結遙感技術、GNSS和GIS在防災減災中的應用，強調其重要性和優勢。 問題：地理信息技術在未來的防災減災中還有哪些潛在的應用？ 示意圖：展示一張總結圖，標注地理信息技術的主要應用領域。 拓展提升（5分鐘） 活動：講解地理信息技術在日常警務出警中的應用，如犯罪熱點分析、交通管理等。 問題：地理信息技術如何提高警務出警的效率和準確性？ 示意圖：展示一張警務出警中的地理信息技術應用圖，標注關鍵應用點。 第一步：情景引入（3 分鐘） 素材：播放 2023 年 4 月哈密市沙塵暴新聞視頻（含無人機遙感影像、救援人員使用北斗定位的畫面）。 提問： 新聞中提到了哪些技術手段？ 這些技術如何幫助哈密市應對沙塵暴？ 設計意圖：以本土災害為切入點，激發學生興趣，建立 “技術服務生活” 的直觀認知。 第二步：問題導學（2 分鐘） 展示問題鏈： 防災減災的核心環節有哪些？（監測、預警、救援、評估） 地理信息技術如何介入這些環節？ 哈密市的沙塵暴、融雪洪水等災害，適合用哪些技術？ 學生活動：同桌討論，列舉可能的技術（如用衛星看沙塵暴、用 GIS 畫洪水地圖）。 第三步：新知探究（一）—— 遙感（RS）的應用（8 分鐘） 1. 原理講解（2 分鐘） 展示 RS 工作流程圖：衛星 / 無人機→電磁波接收→影像處理→判讀。 哈密案例：哈密市氣象局通過風云衛星獲取沙塵暴遙感影像，識別沙塵濃度和移動方向。 2. 應用分析（4 分鐘） 監測環節：對比不同時相的遙感影像，分析沙塵暴擴散速度。 評估環節：災后通過植被指數（NDVI）評估農田受災面積。 學生活動：觀察兩張哈密市衛星影像（沙塵暴前 vs 后），描述地表變化。 3. 互動提問（2 分鐘） Q：為什么 RS 能 “看” 到地下的管道？（提示：不同地物反射電磁波不同） 第四步：新知探究（二）—— 全球導航衛星系統（GNSS）的應用（7 分鐘） 1. 原理講解（2 分鐘） 演示北斗衛星定位原理：至少 3 顆衛星測距→三角定位。 哈密案例：蘭新鐵路哈密段的 GNSS 監測點，實時追蹤鐵軌形變（預防融雪洪水導致的路基塌陷）。 2. 應用分析（3 分鐘） 救援環節：2022 年哈密山區暴風雪中，被困車輛通過北斗短報文功能發送位置信息。 預警環節：在天山雪線布置 GNSS 監測站，監測積雪厚度變化。 3. 小組討論（2 分鐘） 任務：如果哈密市要建設 “智慧防災” 系統，GNSS 還能用于哪些場景？（如森林防火巡護定位） 第五步：新知探究（三）—— 地理信息系統（GIS）的應用（8 分鐘） 1. 原理講解（2 分鐘） 展示 GIS 圖層疊加示意圖：地形、水系、人口分布圖層→洪水淹沒風險圖。 哈密案例：哈密市應急管理局用 GIS 制作《沙塵暴避難場所分布圖》。 2. 應用分析（4 分鐘） 預警環節：疊加氣象數據與人口分布，預測沙塵暴影響人口數量。 決策環節：模擬不同防洪方案下的洪水演進路徑。 學生活動：嘗試在簡易 GIS 界面（投影展示）中疊加 “哈密市道路” 與 “歷史洪水點” 圖層，說出發現。 3. 對比歸納（2 分鐘） 表格總結三大技術的核心功能： 技術 核心功能 典型應用場景 RS 面狀監測、動態追蹤 沙塵暴范圍、積雪面積變化 GNSS 精準定位、導航 救援路徑規劃、災害點定位 GIS 數據整合、空間分析 風險評估、應急方案模擬 第六步：深度學習 —— 技術協同應用（6 分鐘） 案例分析：2024 年哈密市某區域融雪洪水防災過程 監測：RS 發現天山積雪異常增厚，GNSS 監測到山體輕微位移。 預警：GIS 分析得出洪水可能淹沒的村莊名單，通過短信推送預警。 救援：北斗定位被困人員，無人機（RS）實時回傳救援路線。 小組任務（4 分鐘）： 繪制 “RS+GNSS+GIS” 協同應用流程圖，說明各技術的作用。 展示與點評：強調 “單一技術有局限，協同應用更高效”。 第七步：當堂應用與歸納總結（6 分鐘） 1. 當堂練習（3 分鐘） 題目：哈密市某中學組織研學活動，突遇沙塵暴，如何用地理信息技術保障安全？ （答案要點：GNSS 定位避險、RS 監測沙塵暴移動、GIS 規劃撤離路線） 2. 歸納總結（3 分鐘） 知識樹板書（見第五部分），強調 “技術服務于防災減災全流程”。 思政升華：科技是防災減災的重要支撐，體現 “人與自然和諧共生” 理念。 第八步：拓展提升（ optional，視時間調整） 任務：為哈密市設計一個 “智慧防災 APP”，說明需集成哪些地理信息技術及功能。 展示形式：學生口頭描述或繪制簡易界面。
教學板書設計： 地理信息技術在防災減災中的應用 ├── 遙感技術 │ ├── 臺風檢測 │ └── 圖像分析 ├── 全球衛星導航系統（GNSS） │ ├── 定位 │ └── 導航 └── 地理信息系統（GIS） ├── 數據采集 ├── 空間分析 └── 結果展示
分層作業設計： 一、基礎層（必做）： 1.列舉 RS、GNSS、GIS 在哈密市三種不同災害中的應用實例（各 1 例）。 2.完成教材 P102 活動題 “對比三種技術的優缺點”。 二、提高層（選做）： 1.結合哈密市氣象局官網數據，用 GIS 軟件（如 QGIS）制作一張《哈密市沙塵暴多發區分布圖》。 三、拓展層（探究）： 調研哈密市 “雪亮工程”（視頻監控 + GIS）在防災減災中的作用，寫 200 字報告。
教學反思： 成功之處：通過情景引入和問題導學，激發了學生的學習興趣和探究欲望。新知探究和深度學習環節，學生能夠積極參與，動手操作，達到了預期的教學目標。 不足之處：部分學生在模擬操作中遇到困難，需要更多的指導和支持。拓展提升環節時間較短，未能充分展開。 改進措施：增加模擬操作的指導時間，提供更多的操作示例和練習。在拓展提升環節，可以邀請相關領域的專家進行講座，增加學生的實際應用經驗。 通過本節課的教學，學生不僅掌握了地理信息技術的基本概念和應用，還培養了解決實際問題的能力和團隊合作精神。在今后的教學中，將繼續探索更多有效的教學方法和手段，提高學生的綜合素養和實踐能力。

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