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1、 地理信息系统及其应用 教学设计 一 曩 霎 葛 鬈 襄 暑 鐾 志 。 。 一 、教材分析 “ 地理信息系统及其应用” 一节由理论 、 案例及应用 等内容组成 ， 并以一个传统地图实践应用的案例引入正 文， 这样编写的初衷是为了点出地图独特的功能， 引出 被喻为电子地图的地理信息系统在类似实践应用中将 有更为灵活强大 的功能 。 本节以两个一级提纲作为纲要引领全文 ， 在第一个 标题“ 地理信息系统” 中， 包括“ 地理信息系统的概念” 、 “ 地理信息系统的发展” 、 “ 地理信息系统的组成” 、 “ 地理 信息系统的工作过程” 四个内容。 第二个标题“ 地理信息 系统与城市管理” 包括地
2、理信息系统在各行各业中的应 用。 教材编写的目的旨在通过学生对地理信息系统及其 应用的学习， 培养其对地理信息技术学习的一般方法和 过程 ， 达到课程标准的要求 。 二、 学情分析 地理信息技术是比较前沿的学科知识， 学生对这部 分知识了解并不多， 学习的难度较大。在教学过程中可 尽量运用具体实例讲解 ， 并通过资料收集、 整理的过程 ， 让学生感受到地理信息系统在社会生产和生活中的具 体意义， 从而降低学习的难度 ， 提高学生学习的积极性 ， 达到课程标准要求。 三、 教学 目标 知识与技能： 了解地理信息系统基本概念； 了解地 理信息系统的最基本工作过程 ； 了解地理信息系统专业 软件的基
3、本发展与应用状况 ； 了解地理信息系统的基本 硬件和软件系统， 并初步了解各基本构成的作用。 过程与方法： 在实践活动中， 通过考察、 实习等了解 地理信息系统的应用领域 ；通过地理信息系统在生产 、 生活实践中的应用实例 ， 了解国内外地理信息系统的基 本应用情况； 在具体应用中， 了解地理信息系统的组成 、 分工和基本工作原理。 情感、 态度与价值观 ： 认识地理信息技术的革命性 意义； 培养信息收集 、 处理与分析的地理素养； 形成在网 络中获取信息的意识。 四、 教学重难点 重点： 地理信息系统的基本概念； 地理信息系统专业 软件的基本发展与应用状况； 地理信息系统的基本构成。 难点：
4、 地理信息系统的基本工作过程 ； 地理信息系 统的应用领域和发展领域。 五、 教学方法 小组合作学习法 、 读图分析法、 角色扮演法 理轰育 2 0 1 0 年 第1 1 期 教 例 选 登 ，胃 教 l 六、 教学过程 课前准备： 划分研究性学习小组。各小组 自主 选择课题 ： 地理信息系统的发展历程 ； 地理信息系统的 组成和工作过程( 要求进行角色扮演) ； 地理信息系统与 生活( 注重地理信息系统与城市管理) ； 国内外地理信息 系统 软件 的介绍 。 新课 导入 ： 假设我们 要外 出旅 游 ， 需要 在温州火 车 南站集合。如果你不熟悉路线 ， 可以利用某网站提供的 地图功能 ，
5、尝试一下如何查询从学校到温州火车南站的 路线。 学生活动： 利用地图进行查找并谈体会。 教师归纳： 在查询过程中， 可以发现地理信息系统 不仅提供了许多地理信息 ，也为人们的生活带来了方 便。 什么是地理信息系统?它有怎样的功能和具体的应 用?接下来一起了解这部分知识。 学生活动 ： 阅读课本知识 ， 找出地理信息系统的概 念、 地理信息系统与一般信息系统的区别。 教师归纳： 地理信息系统( 简称 G I S ) 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( 注意概念 中的关键词) 。G I S除了一 般信息系统的功能外 ， 还能显示数据的空间分布，
6、 并具 有强大的空间查询 、 分析、 模拟、 统计和预测等功能( 注 意地理现 象表述 的特殊性 ) 延伸阅读： 地理信息系统能为我们做些什么? ( 教师 利 用 P 图 3 -1 进 行 引导 ) 小组 活动 ： ( 1 ) 第一小组成员上台汇报收集和整理的关于地理 信息系统的发展历程( 主要应涉及地理信息系统的发展 阶段 以及 中国地理信息 系统 的发展 如 果小组 学生汇报 及 学生的互评 中 出现 问题 教 师应及 时引导 ) 。 其它小组成员参与互评与提问( 互评与交流) 。 教 师 总结 ： 从 2 0世纪 6 0年代至今， 地理信息系统经历了4个 发展阶段( 见图 1 ) 。我国
7、地理信息系统的发展特点： 起 步晚 、 速度快 。 图 1 GI S的四个发展 阶段 ( 2 ) 第二小组成员带上小组合作学习中完成的作品 教 例 选 登 j 现场模拟地理信息 程 ( 角 色扮 演) 。 要 求 ： 各 自介绍 工作的过 同时接受 其它组成员的提问； 各角色要展示地理信息系统工作的 过程 ； 展示最后的成果 ( 可以是手工作品 也可 以是电脑 作品 ) 。 其它组成员参与到现场模拟中， 同时进行互评。 角 色扮演的过程中，如果讲台附近空间不够可以将各角 色布局在教室的不 同位置，教师应鼓励周围同学积极 参与， 注意课堂秩序， 避免造成活动的混乱。 教师总结： 地理信息系统的组
8、成和功能( 见图2 ) 。 图 2 GI S 的组 成 数据 ： 地理信息系统数据分为基础数据和专题数 据 。 地理信息系统软件 ： 提供存储、 显示、 分析地理数据 的功能。 主要包括数据输入与编辑、 数据管理、 数据操作 以及数据显示与输 出等 。 地理信息系统人 员： 包括从事地理信息系统开发的 专业人员， 也包括使用地理信息系统的用户。 应用模型： 解决实际问题的数学模型 ， 如人 口扩展 模型、 商业选址模型、 路径分析模型等。 硬件： 计算机主机、 数据输入设备、 数据输出设备 、 数据传输设备、 存储设备。 地理信息系统 的工作过程包括地理数据的输 入 、 存 储 、 地理数据的
9、操作和分析以及地理信息输出等环节。 数据输入 ： 建立地理数据库。 数据存储 ： 采用“ 分层” 技术， 即将地图中的不同地 理要素 ， 存储在不同的“ 图层” 中。将不同的“ 图层” 要素 进行重叠， 就形成了不同主题的地图。 数据的操作与分析：是地理信息系统应用的基础。 通过对地理信息系统数据的操作 ， 可以使各类数据之间 的关 系以直观 的形式表现 出来 ，这种形式可以是 图形 、 地图或表格。用户和决策者对操作结果进行判断分析 ， 能获得有用的信息。 地理信息系统的输出： 是指将编辑好的地理信息系 统信息在计算机显示器的屏幕上显示，或通过绘图仪 、 打印机等输出的过程。在地理信息系统中
10、， 地理要素可 以放大或缩小， 一般可以输出地形图、 专题图和坡面图 以及三维图。 过渡： 通过前面的学 习， 初步 了解到地理信息系 统在社会生活的很多领域有广泛的应用 ， 下面一起来 看第三小组的成果， 地理信息系统是怎样解决一些实际 问题 的。 ( 3 ) 第三小组成员上台通过电脑或 收集 到的地 图向 同学展示地理信息系统在城市管理中的应用。 学生互助 、 互评 ， 教师及时发现学生活动中的问题 ， 并做适当讲解和评析。 教师总结： 目前 ， 地理信息系统广泛应用与资源调 查、 环境评估 、 灾害预测 、 国土管理 、 城市规划 、 邮电通 信、 交通运输、 公安、 水利、 公共设施、
11、 商业金融等生产生 活的各个领域 。 地理信息系统在城市建设 和管理中有如下典 型 应 用 。 城市规划和管理： 主要利用地理信息系统技术进行 城市规划设计 、 工程选址等 ， 也可以进行城市管理和辅 助决策。 基础设施管理：城市的基础设施 ，如道路交通、 电 力 、 电信等， 都具有明显的地理空间特征。 利用地理信息 系统能够完成工程设 计 、 应 急抢修 、 日常维护等工作 ， 可 大幅度提高工作效率。 土地利用与管理：土地利用涉及土地利用性质变 化、 地块轮廓变化、 土地权属关系变更等内容。 地理信息 系统技术可以有效 完成对 土地利用状况 的监控和管理 ， 提高工作质量与效率。 生态环
12、境管理： 应用地理信息系统技术， 可以实现 城市生态规划、 环境评价、 环境与区域可持续发展的决 策分析、 环保设施的管理等。 过渡 ： 通过前面的学习 ， 已了解地理信息系统的 概念 、 组成 、 功能、 工作过程及具体的应用 ， 可以发现 地理信息系统就在我们身边 ，同时正悄悄地为人类 服务。 为了能帮助大家更好地应用地理信息系统 ， 请 第四组的同学向大家介绍 目前 国内外地理信息系统 软件 。 ( 4 ) 第四组成员上台介绍国内外地理信息系统软件 ( 主要介绍软件的名称、 开发 的国家和地 区、 主要 的功 能 等 最好能通过 电脑进行展 示) 。 教师点评 ： 通过第 四组同学对 国
13、内外地理信息系 统 软件 的介绍 ， 可 了解 到 现在世 界上 大型 的或 专题 的 地理信息系统软件不计其数 、 不断更新 ， 应用的范围 越来越广泛。从世界地理信息系统的发展方向看 ， 主 要表现为网络地理信息系统 、三维地理信息系统、 虚 拟地理信息系统和多媒体地理信息系统等。 课后活动：各小组制作地理信息系统专题简报并 交流。 要求：整理课前准备的资料和课堂交流的内容 ； 以学后感 的形式或制作专题简报的形式粘贴于教室 的学习栏进行交流； 对活动过程 中涉及 的知识 、 方法 以及遇到 的问题等 ，进行交流总结并积极鼓励新思 维和新创作 。 理轰育 2 0 1 0 年 第1 1 期
