3S技术与新课程地理教学

第一篇：3S技术与新课程地理教学

3S技术与新课程地理教学

摘要：“3S”技术是英文遥感（RemoteSensingRS）、地理信息系统（Geographical information System GIS）、全球定位系统（Global Positioning System GPS）这三种技术名词中最后一个单词字头的统称，这三者之间紧密联系在一起，遥感技术是信息采集（提取）的主力；全球定位系统是对遥感图像（像片）及从中提取的信息进行定位，赋予坐标，使其能和“电子地图”进行套合；地理信息系统是信息的“大管家”为3S技术的核心。目前3S技术是解决人口、资源、环境及经济发展等重大地理问题的重要手段和关健技术。因此，《普通高中地理课程标准》要求新的高中地理课程在必修、选修模块中必须介绍有关3S的知识，这是课程内容本身的要求。

关键词：3S技术新课程地理教学

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）06-0154-01

3S技术是地理课程独特的辅助教学技术。目前，中学生普遍不喜欢地理课，《普通高中新课程试验监测报告》显示：在七门学科当中，地理仅排在物理之后，居于第二难学课程，造成这一结果的一个重要原因是目前地理课程教学手段落后，在中学地理教学过程中，大多数教师仍然偏重如何辅助学生记忆，其手段仍然是以地理挂图和幻灯片等作为辅助工具，学生感到枯燥无味，因而教学效果不甚理想。因此地理教学改革的一个重要课题是使课堂教学整体优化，将信息技术引入地理教学，是改革教学方法和教学模式的重要途径之一，结合地理学科的特点，将信息技术中的高端3S技术用于地理教学，是地理教学发展的必然。下面以一些具体实例说用3S技术在地理教学中的应用。

一、GIS技术及其在地理教学中的应用

地理信息系统是20世纪60年代中期才发展起来的新技术，至今已40多年，始终发展迅猛。国内外学者由于对GIS技术研究视角、应用目的的不同，所给出的定义也不尽相同，但都认为GIS具有数据的采集、管理、处理、分析和输出等基本功能。目前，GIS广泛应用于国民经济的各行各业，如环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。

在中学地理教学中，GIS技术可将复杂的自然景观、地理现象的空间分布甚至抽象的概念用三维的、动态的、直观的方法方式表现出来，将地理教学中不易明察与掌握的内容通过虚拟场景来展现，提高教学效果，下面以地貌演变为例进行应用分析。

地貌教学是中学地理教学的基础内容，在地貌教学中，褶皱和断裂的形成是比较抽象的内容。传统的平面、静态的教学方法难以达到满意的教学效果。使用 GIS技术的真三维显示与动态模拟功能，模拟岩石受力及相关地貌的形成过程与结果，如岩石受到强大压力和张力时会发生断裂，并沿断裂面有错动或位移的现象，相对上升一侧地貌表现为断裂山或高地，相对下沉的岩石地貌表现为裂谷或低地。受内力作用，岩石在水平方向上受挤压导致褶皱；受外力作用，背斜中心岩石易被侵蚀形成谷地，向斜中心岩石坚固不易被侵蚀形成山，形象地展示了“背斜成谷，向斜成山”的过程。GIS技术把漫长的地貌历史演变过程在瞬间完成，使学生对所学知识有较形象的理解。

二、RS技术及其在地理教学中的应用

遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测的综合性技术，它是指应用探测仪器，不与探测目标接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。经过40多年的发展，遥感技术已成为一种影像遥感和数字遥感相结合的先进、实用的综合性探测手段，被广泛应用于资源、环境、地质、地理、气象、海洋、农业、林业及军事侦察等各个领域。在中学地理教学中，RS技术可广泛地应用于辅助教学，提高教学效果，下面以利用遥感辅助讲授全球环境生态问题为例进行应用分析。

通过遥感监测案例及其影像，帮助学生对地球环境进行立体观察，帮助认识全球环境的整体性与变化过程。例如，利用遥感影像帮助学生了解全球温度变化、温室效应。美国宇航局（NASA）以遥感手段获得全球臭氧的分布，每年在网络上发布南极臭氧浓度分布合成图，这些材料是辅助讲授全球臭氧分布及异常变化等全球变化的极好素材。另外利用遥感在全球植被覆盖变化监测、地球大气监测等应用案例与影像，可以辅助讲授环境变化；利用遥感在城市环境问题、城市水体污染、城市大气污染等监测的案例与影像辅助讲授环境问题。

三、GPS技术及其在地理教学中的应用

全球定位系统（GPS）是美国国防部为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而建立的，于20世纪70年代初开始设计、研制，1993年6月建成。GPS主要由空间星座、地面监控系统和用户接收机三大部分组成，空间星座包括21颗工作卫星和3颗备用卫星，分布在6个等间隔的轨道面上，每个轨道面上分布4颗卫星，卫星轨道接近圆形，运行周期为11小时58分，地面上每个观测站上每天出现的卫星分布图相同，这样的布局保证了在地球上和近地空间任意一点、任意时刻均可至少同时观测到4颗GPS卫星。GPS具有全球地面连续覆盖、功能多、精度高、实时定位速度快、抗干扰性能好、保密性强、全天作业、操作简便等优点，目前在精确导航和精确定位方面得到了广泛应用。在中学地理教学中，GPS的辅助作用没有GIS、RS广泛，下面仅以借助GPS辅助讲授制图、交通、气象等为例说明其在教学中的应用。

具体地说，GPS可以辅助讲授地图、计算机制图的发展；辅助讲授现代农业的发展（例如，GPS在“精细农业”中的应用）；辅助讲授现代交通的发展（例如，GPS在智能交通中的自动导航作用）；辅助讲授天气与气候（例如，GPS在大气物理观测中的应用）；辅助讲授地球研究进展（例如，GPS在地球勘探、变形监测中的应用）；辅助讲授海洋地理（例如，GPS在远洋航线设定与监测、船只调度与导航、海洋救援、海平面升降监测等的应用）；辅助讲授宇宙、太空知识（例如，GPS在飞机导航、航空遥感控制、卫星定轨、导弹制导、航空救援等的应用）等。

参考文献

[1]胡召才.3S技术及其在中学地理教学中的应用[J].少儿科学周刊：教育版，2013（10）：74-74.

第二篇：3S技术在地理教学中的应用

“3S”技术是英文遥感（Remote Sensing RS）、地理信息系统（Geographical information System GIS）、全球定位系统（Global Positioning System GPS）的统称。遥感技术是信息采集（提取）的主力；全球定位系统是对遥感图像（像片）及从中提取的信息进行定位，赋予坐标，使其能和“电子地图”进行套合；地理信息系统是信息的“大管家”，为3S技术的核心。目前3S技术是解决人口、资源、环境及经济发展等重大地理问题的重要手段和关健技术。因此，《普通高中地理课程标准》要求：新的高中地理课程在必修、选修模块中必须介绍有关3S的知识，这是课程内容本身的要求。

另一方面，3S技术是地理课程独特的辅助教学技术。目前，中学生普遍不喜欢地理课，《普通高中新课程试验监测报告》显示：在七门学科当中，地理仅排在物理之后，居于第二难学课程，造成这一结果的一个重要原因是目前地理课程教学手段落后，在中学地理教学过程中，大多数教师仍然偏重如何辅助学生记忆，其手段仍然是以地理挂图和幻灯片等作为辅助工具，学生感到枯燥无味，因而教学效果不甚理想。因此地理教学改革的一个重要课题是使课堂教学整体优化，将信息技术引入地理教学，是改革教学方法和教学模式的重要途径之一，结合地理学科的特点，将信息技术中的高端3S技术用于地理教学，是地理教学发展的必然。

1.GIS技术及其在地理教学中的应用

地理信息系统是20世纪60年代中期才发展起来的新技术，至今已40多年，始终发展迅猛。国内外学者由于对GIS技术研究视角、应用目的的不同，所给出的定义也不尽相同，例如，美国学者Parker认为“GIS是一种存储、管理、分析和显示有关地理现象信息的综合系统”；加拿大的Roger Tomlinson博士认为“GIS是全方位分析和操作地理数据的数字系统”；我国著名GIS专家陈述彭院士认为“GIS是在计算机软硬件支持下，把各种地理信息按空间分布或地理坐标，以一定格式输入、存储、查询检索、显示和综合分析应用的技术系统”。虽然这些学者对GIS的定义不尽相同，但都认为GIS具有数据的采集、管理、处理、分析和输出等基本功能。目前，GIS广泛应用于国民经济的各行各业，如环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。

在中学地理教学中，GIS技术可将复杂的自然景观、地理现象的空间分布甚至抽象的概念用三维的、动态的、直观的方法方式表现出来，将地理教学中不易明察与掌握的内容通过虚拟场景来展现，提高教学效果，下面以地貌演变、地形分析和天体运动这三个教学内容为例进行应用分析。

地貌教学是中学地理教学的基础内容，在地貌教学中，褶皱和断裂的形成是比较抽象的内容，传统的平面、静态的教学方法难以达到满意的教学效果。使用GIS技术的

真三维显示与动态模拟功能，模拟岩石受力及相关地貌的形成过程与结果，如岩石受到强大压力和张力时会发生断裂，并沿断裂面有错动或位移的现象，相对上升一侧地貌表现为断裂山或高地，相对下沉的岩石地貌表现为裂谷或低地。受内力作用，岩石在水平方向上受挤压导致褶皱；受外力作用，背斜中心岩石易被侵蚀形成谷地，向斜中心岩石坚固不易被侵蚀形成山，形象地展示了“背斜成谷，向斜成山”的过程。GIS技术把漫长的地貌历史演变过程在瞬间完成，使学生对所学知识有较形象的理解。

在地形分析中,平面地图缺乏对山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等概念的直观形象的可视化表达，利用GIS的数字高程模型（DEM）模块来创建数字高程模型，这样便可三维立体显示一座山体，让学生直观地观察山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等多种地形。并通过旋转动态技术，让学生自己上机操作，使山峰的方向任意旋转，或移走山体，或变换颜色以突出某种地形，在此基础上，将影像数据与矢量数据再镶嵌在数字高程模型上，进行数据的融合，实现三库一体，则山体表现得更加形象逼真，使人感到浑然天成，这种教学明显调动了学生学习的积极性和主动性，加深了学生对地形特征的理解，让学生有身临其境的感觉。

在天体运动的教学中，一般教学挂图三维效果不突出且缺乏动感，不易掌握其运动规律，通过GIS的二次开发子系统，建立场景，制作太阳、地球、月球以及地球及月球的运动轨迹，指定月球和地球的链接，进而完成天体的运动制作与飞行漫游，从而具体地模拟出天体的运动规律。在此基础上，教师进行讲解，调动学生观察思考的积极性，使学生产生强烈的求知欲望，收到事半功倍的效果。

2.RS技术及其在地理教学中的应用

遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测的综合性技术，它是指应用探测仪器，不与探测目标接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。经过40多年的发展，遥感技术已成为一种影像遥感和数字遥感相结合的先进、实用的综合性探测手段，被广泛应用于资源、环境、地质、地理、气象、海洋、农业、林业及军事侦察等各个领域。在中学地理教学中，RS技术可广泛地应用于辅助教学，提高教学效果，下面以利用遥感辅助讲授全球变化、环境生态问题为例进行应用分析。

通过遥感监测案例及其影像，帮助学生对地球环境进行立体观察，帮助认识全球环境的整体性与变化过程。例如，利用遥感影像帮助学生了解全球温度变化、温室效应。美国宇航局（NASA）以遥感手段获得全球臭氧的分布，每年在网络上发布南极臭氧浓度分布合成图，这些材料是辅助讲授全球臭氧分布及异常变化等全球变化的极好素材。另外，利用遥感在全球植被覆盖变化监测、地球大气监测等应用案例与影像，可以辅助讲

授环境变化；利用遥感在城市环境问题、城市水体污染、城市大气污染等监测的案例与影像辅助讲授环境问题。

在讲授城市、区域或全球生态环境问题中，可以借助遥感影像帮助学生了解植被分布、土地利用及分布，提高学生宏观观察、分析能力。例如利用遥感在毁林过程监测、全球森林分布变化监测等方面的实例及影像，辅助讲授全球植被覆盖变化；利用遥感在土地利用普查中的实例和影像，辅助讲授土地利用和农作物分布；利用遥感在城市生态监测、绿化率调查的实例和影像，辅助讲授城市环境与生态等。

地表许多灾害从影像区域来说，可能涉及一个很大的区域，遥感的大范围观测的特征提供了监测灾害的可能，相关的遥感影像有助于在教学过程中帮助学生理解这些区域性过程。例如，利用遥感在草原和森林火灾监测、沙尘暴灾害监测、海洋污染监测、火山喷发和地震等监测的案例和影响，辅助讲授自然灾害的发生、发展过程，进行灾害影响分析。例如，遥感在森林火灾监测中的应用案例，可以帮助学生认识现代技术对森林防灾救灾中的意义。

3.GPS技术及其在地理教学中的应用

全球定位系统(GPS)是美国国防部为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而建立的，于20世纪70年代初开始设计、研制，1993年6月建成。GPS主要由空间星座、地面监控系统和用户接收机三大部分组成，空间星座包括21颗工作卫星和3颗备用卫星，分布在6个等间隔的轨道面上，每个轨道面上分布4颗卫星，卫星轨道接近圆形，运行周期为11小时58分，地面上每个观测站上每天出现的卫星分布图相同，这样的布局保证了在地球上和近地空间任意一点、任意时刻均可至少同时观测到4颗GPS卫星。GPS具有全球地面连续覆盖、功能多、精度高、实时定位速度快、抗干扰性能好、保密性强、全天作业、操作简便等优点，目前在精确导航和精确定位方面得到了广泛应用。在中学地理教学中，GPS的辅助作用没有GIS、RS广泛，下面仅以借助GPS辅助讲授制图、交通、气象等为例说明其在教学中的应用。

具体地说，GPS可以辅助讲授地图、计算机制图的发展；辅助讲授现代农业的发展（例如，GPS在“精细农业”中的应用）；辅助讲授现代交通的发展（例如，GPS在智能交通中的自动导航作用）；辅助讲授天气与气候（例如，GPS在大气物理观测中的应用）；辅助讲授地球研究进展（例如，GPS在地球勘探、变形监测中的应用）；辅助讲授海洋地理（例如，GPS在远洋航线设定与监测、船只调度与导航、海洋救援、海平面升降监测等的应用）；辅助讲授宇宙、太空知识（例如，GPS在飞机导航、航空遥感控制、卫星定轨、导弹制导、航空救援等的应用）等。

参考文献：

[1]梅安新，彭望琭．遥感导论[M]．北京：高等教育出版社，2004：1-30．

[2]陈述彭．地理信息系统导论[M]．北京：科学出版社，2000：1-13．

[3]教育部．普通高中地理课程标准（实验）[M]．北京：人民教育出版社，2003：12-45．

[4]陆静．地理信息系统（mapinfo）在中学地理教学中的应用研究[J]．中学地理教学参考，2000，NO．1：108-109．

1.1 RS 概述

遥感（RS）是在高空或远距离处，利用传感器接受物体辐射的电磁波信息，经加工处理成可识别的图像或电子计算机用的记录磁带，揭示被测物体的性质、形状和变化动态。遥感技术包括传感器技术、信息处理、提取和应用技术，目标信息特征的分析与测量技术等。遥感技术可应用于气象、地质、地理、农业、林业、陆地水文、海洋、测绘、污染监测及军事侦察等领域。

遥感通常按其承载传感器的平台不同分为航天遥感、航空遥感、地面遥感。根据获取信息的电磁波波段不同，可以分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外线遥感。遥感具有感测范围大，综合宏观的特点；信息量大、手段多、技术先进的特点；获取信息快、更新周期短、动态监测的特点；用途广，效益高的特点。1.2 GIS 概述

地理信息系统（GIS）是利用现代计算机系统和数据库技术，用以输入、编辑、分析、储存及显示空间及其属性的地理资料系统。GIS是一个以地理数据为研究对象，以空间数据库为核心，采用多种数据分析与建模方法，实时提供多种空间和动态资源与环境信息，为科研、管理和决策服务的计算机应用系统。

GIS能把图形管理系统和数据管理系统有机地结合起来，不但克服了数据库和图形系统各自固有的局限性，而且使二者的优势相联合，优势更加突出，功能倍增。GIS既管理对象的位置又

管理对象的其他属性，而且位置和其他属性是自动关联的，GIS提供的信息产品不仅仅是简单的文字和数据，而且还有一幅幅空间图形或图像。位置图往往比文字更能说明空间问题，它给人以直观完整而深刻的印象，GIS具备对这些带有空间属性的对象进行输入、输出、编辑、修改、查询等基本功能。1.3 GPS 概述

全球定位系统（GPS）是由美国国防部为其星球大战计划，从上世纪七十年代制造GPS系统Navstar 卫星开始，历时20年，到1993年建成的空间军事系统，它被称为继阿波罗飞船登月、航天飞机之后耗费巨资的第三大浩繁空间工程。1996年3月白宫宣布“每个人都可以使用更高精度的GPS系统，降低民用GPS信号精度的做法将在10年内逐步取消”之后，GPS除军事应用外，开始在民用领域迅速扩展。

GPS由三个分系统组成：一是由24颗分布于2万公里高度的6个轨道围绕地球飞行的卫星构成GPS空间卫星网（另外有3颗备份星）；二是由分布于全球的5个监测站、1个主控站、3个注入站构成的地面监测控制（支撑）系统；三是遍布全球的固定或移动的GPS用户接收系统。GPS是近年来高速发展的最具开创意义的高新技术之一，因其全球性、全能性、实时性、全天候的连续高精度导航定位、测速、授时等功能和技术优势，广泛应用于各个领域。由于全球卫星定位技术具有在军事、商业等广阔的应用前景，2002年由欧盟发起，并且中国与2003年与其正式合作，联手实施“伽利略（GALILEO）计划”。2．3S 技术在地理教学中的应用 2.1 RS 应用

经过40多年的发展，遥感技术已成为一种影像遥感和数字遥感相结合的先进、实用的综合性探测手段，被广泛应用于资源、环境、地质、地理、气象、海洋、农业、林业及军事侦察等领域。在高中地理教学中，遥感技术可以广泛地应用于辅助教学，提高教学效果。

地表许多灾害从影响区域来说，可能涉及一个很大的区域，遥感的大范围观测的特征提供了监测灾害的可能，相关的遥感影像有助于在教学过程中帮助学生理解这些区域性过程。例如，利用遥感在草原和森林火灾监测、沙尘暴灾害监测、海洋污染监测、火山喷发和地震等监测的案例与影像，辅助讲授自然灾害的发生、发展过程，进行灾害影响分析。又如，遥感在森林火灾监测中的应用，可以帮助学生认识现代技术对森林防灾救灾中的意义。再如，火山、地震等过程对学生来说很难有直观上的认识，利用遥感影像，能够宏观、逼真地展现它们的发生过程或活动状态。2.2 GIS应用

针对地理知识的特点，许多内容具有一定的空间属性，而传统的教学手段主要是运用挂图、课本插图或投影片来进行讲授，在一定程度上可以加深学生对知识的理解，但由于这些都是静态的显示，在视觉上无法即时对比感知，而且使用起来也不太方便，需要占据一定的空间，给老师板书带来不便，另外教师需要在课前花费大量时间制作和维护。而用GIS软件，通过计算机与大屏幕投影，来讲解效果就要好的多。如讲到中国的行政区划时，34个省级行政单位的名称、分布及范围可以逐个以动态闪烁的方式显示，而且分别赋予属性，可以即时查询每个省级行政区的面积、人口、社会经济情况等内容，为了突显各省级行政单位的轮廓，还可以隐去其他内容，单独显示一个省等。

用GIS技术制作相应课件进行教学具有以下优点：教师可以根据教学实际方便地对图形进行修改；可以结合教学内容在图上赋予相关的教学资料，丰富地理景观内容；可以实现地理演变的

模拟演示，使学生获得更形象化的认识，起到突破难点的作用。2.3 GPS 应用

在中学地理教学中，GPS的辅助作用没有GIS、RS广泛，但随着高中新课程改革的实施和学校教学条件的改善，挖掘GPS的辅助教学功能，加强其教学应用，也是地理信息技术教学应用的一个重要内容。具体来讲，GPS可以辅助讲授地图、计算机制图的发展；辅助讲授现代农业的发展；辅助讲授现代智能交通的发展，特别是GPS自动导航的作用；辅助讲授天气与气候，例如GPS在大气物理观测中的应用；辅助讲授地球研究进展，例如GPS在地球勘探、变形监测中的应用；辅助讲授宇宙、太空知识，例如GPS在航空遥感控制、卫星定轨、导弹制导、航空救援等的应用。

总之，地理信息技术（GPS，GIS，RS）应用于地理教学有很大的前景，但同时也对地理教师提出了新的挑战，如何熟练掌握GPS、GIS、RS技术？基于3S技术的教学模式有哪些？3S技术对学生会产生怎样的影响？这些问题都值得教师去探究。相信随着信息技术教育的普及与深入，地理信息技术必将在信息技术与地理教学中占有重要的地位。

第三篇：高中地理3s技术教案

地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

教学目的：

1． 了解遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理，以及数字地球的含义。2． 举例说明遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用。教学重难点：

1．遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理，以及数字地球的含义。2．遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用。教具准备：有关挂图等、自制图表等

教学方法：比较法、图示分析法、图示法等 教学过程：

一、地理信息技术 1．概念： 指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称，主要包括遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)等。2．应用——广泛

广泛应用于区域地理环境研究，在资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、国土开发规划等许多领域中发挥着重要作用。

如：可以模拟特定区域的自然过程，预测、预报区域内可能发生的灾害或环境变化。GPS汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统等。

二、遥感(RS)1．概念： 是人们在航空器(如飞机、高空气球)或航天器(如人造卫星)上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的感知。2．遥感的装置

⑴传感器——遥感的关键装置

作用：传感器在航空或航天器上接受地面物体反射或辐射的电磁波信息，并以图像胶片或数据磁带记录下来，传送到地面接收站

⑵组成（了解）

遥感平台、传感器、地面接收站、信息处理系统等 3．遥感技术的主要环节和功能

例：1998年洞庭湖及荆江地区飞机、卫星遥感影像对洪水监测

1998年夏秋，长江流域发生了罕见的大洪水，中科院遥感所等科研部门，利用飞机遥感监测和卫星遥感监测技术，对洞庭湖及荆江地区洪灾情况进行监测，在很短的时间内获得了较全面的资料，给抗洪决策提供了科学依据，为夺取抗洪斗争立了大功。

课本图1.5（左图）是飞机遥感影像，在阴雨天气的情况下，通过微波遥感，透过层层云雨阴隔而得到的图像，地物仍具很高的分辨率，经过计算机处理后，课本图1.6（左图）更是清楚地显示了洪水的淹没情况。课本图1.5（右图）是卫星遥感影像，同样经过计算机处理后，课本图1.6（右图）能清楚地显示当时该地区淹没地区的分布。通过不同时间，不同遥感平台得到的影像，再经过计算机处理技术，我们就能快捷、准确地统计出洪水的淹没情况。

可见，遥感技术具有很多的优点。

4． 遥感的优越性（此部分可以请学生思考讨论总结完成。）① 高研究工作的精度和质量，节省人力、财力，提高效率。

②遥感信息作为重要的信息源，为区域地理环境研究从定性到定量、从静态到动态、从过程到模式的转化和发展，提供了条件。区域地理环境研究的前提是获取地理信息。例如，将多次或逐月、逐年的遥感影像图叠加，就可反映城市的扩张、海岸的侵蚀、湖泊的消长，等等。在区域地理环境研究中,遥感广泛应用于资源凋查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。遥感技术的应用范围很广。除了以上介绍的森林火灾、洪水监测外，还广泛应用于农业、地质、海洋研究、环境监测等许多方面。而且我国的遥感技术也已经在世界上具领先地位。

5． 遥感技术的应用

通过这个材料，使学生了解如下问题：

遥感在农业方面的应用

1． 遥感在农业方面的应用主要包括上地资源调查、土地利用现状调查、病虫害和农业生态环境调查及监测，以及农作物长势监测和估产等方面。2．遥感在土地资源与土壤调查中应用广泛。

3．作物估产是体现遥感在农业方面综合应用的最好例证。思考

1．从监测的范围、速度，人力和财力的投入等方面看，遥感具有哪些特点? 点拨： 范围更广、速度更快、需要人力更少、财力投入少。

2．有人说：遥感是人的视力的延伸。你同意这种看法吗? 点拨：同意。可以从遥感的定义分析。从某种意义上说，人们“看”的过程就是在遥感，眼睛相当于传感器。课堂小结：

遥感技术是国土整治和区域发展研究中应用较广的技术手段之一，我国在这个领域已经走在了世界的前列。我国的大部分土地已经获得了大比例尺的航空影像资料，成功发射了回收式国土资源卫星，自行研制发射了“风云”卫星。遥感技术为我国自然资源开发与利用提供了大量的有用的资料，在我国农业估产、灾害监测、矿产勘察、土地利用、环境管理与城乡规划中起到了非常重要的作用。

第四篇：3S技术及其在中学地理教学中的应用（范文）

3S技术及其在中学地理教学中的应用

刘江 刘方成 李保珠

摘要：本文首先简要介绍了3S技术，并对3S技术运用于中学地理教学的必要性进行了分析，最后以具体案例详细说明此应用及效果。

关键词：GIS；RS；GPS；中学；地理教学；应用

引言

“3S”技术是英文遥感（Remote Sensing RS）、地理信息系统（Geographical information System GIS）、全球定位系统（Global Positioning System GPS）这三种技术名词中最后一个单词字头的统称，这三者之间紧密联系在一起,遥感技术是信息采集（提取）的主力[1]；全球定位系统是对遥感图像（像片）及从中提取的信息进行定位，赋予坐标，使其能和“电子地图”进行套合；地理信息系统是信息的“大管家”，为3S技术的核心[2]。目前3S技术是解决人口、资源、环境及经济发展等重大地理问题的重要手段和关健技术。因此，《普通高中地理课程标准》要求：新的高中地理课程在必修、选修模块中必须介绍有关3S的知识，这是课程内容本身的要求[3]。

另一方面，3S技术是地理课程独特的辅助教学技术。目前，中学生普遍不喜欢地理课，《普通高中新课程试验监测报告》显示：在七门学科当中，地理仅排在物理之后，居于第二难学课程，造成这一结果的一个重要原因是目前地理课程教学手段落后，在中学地理教学过程中，大多数教师仍然偏重如何辅助学生记忆，其手段仍然是以地理挂图和幻灯片等作为辅助工具，学生感到枯燥无味，因而教学效果不甚理想。因此地理教学改革的一个重要课题是使课堂教学整体优化，将信息技术引入地理教学，是改革教学方法和教学模式的重要途径之一，结合地理学科的特点，将信息技术中的高端3S技术用于地理教学，是地理教学发展的必然[4]。下面以一些具体实例说用3S技术在地理教学中的应用。

1.GIS技术及其在地理教学中的应用

地理信息系统是20世纪60年代中期才发展起来的新技术，至今已40多年，始终发展迅猛。国内外学者由于对GIS技术研究视角、应用目的的不同，所给出的定义也不尽相同，例如，美国学者Parker认为“GIS是一种存储、管理、分析和显示有关地理现象信息的综合系统”；加拿大的Roger Tomlinson博士认为“GIS是全方位分析和操作地理数据的数字系统”；我国著名GIS专家陈述彭院士认为“GIS是在计算机软硬件支持下，把各种地理信息按空间分布或地理坐标，以一定格式输入、存储、查询检索、显示和综合分析应用的技术系统”。虽然这些学者对GIS的定义不尽相同，但都认为GIS具有数据的采集、管理、处理、分析和输出等基本功能。目前，GIS广泛应用于国民经济的各行各业，如环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。

在中学地理教学中，GIS技术可将复杂的自然景观、地理现象的空间分布甚至抽象的概念用三维的、动态的、直观的方法方式表现出来，将地理教学中不易明察与掌握的内容通过虚拟场景来展现，提高教学效果，下面以地貌演变、地形分析和天体运动这三个教学内容为例进行应用分析。

地貌教学是中学地理教学的基础内容，在地貌教学中，褶皱和断裂的形成是比较抽象的内容，传统的平面、静态的教学方法难以达到满意的教学效果。使用GIS技术的真三维显示与动态模拟功能，模拟岩石受力及相关地貌的形成过程与结果，如岩石受到强大压力和张力时会发生断裂，并沿断裂面有错动或位移的现象，相对上升一侧地貌表现为断裂山或高地，相对下沉的岩石地貌表现为裂谷或低地。受内力作用，岩石在水平方向上受挤压导致褶皱；受外力作用，背斜中心岩石易被侵蚀形成谷地，向斜中心岩石坚固不易被侵蚀形成山，形象地展示了“背斜成谷，向斜成山”的过程。GIS技术把漫长的地貌历史演变过程在瞬间完成，使学生对所学知识有较形象的理解。

在地形分析中,平面地图缺乏对山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等概念的直观形象的可视化表达，利用GIS的数字高程模型（DEM）模块来创建数字高程模型，这样便可三维立体显示一座山体，让学生直观地观察山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等多种地形。并通过旋转动态技术，让学生自己上机操作，使山峰的方向任意旋转，或移走山体，或变换颜色以突出某种地形，在此基础上，将影像数据与矢量数据再镶嵌在数字高程模型上，进行数据的融合，实现三库一体，则山体表现得更加形象逼真，使人感到浑然天成，这种教学明显调动了学生学习的积极性和主动性，加深了学生对地形特征的理解，让学生有身临其境的感觉。

在天体运动的教学中，一般教学挂图三维效果不突出且缺乏动感，不易掌握其运动规律，通过GIS的二次开发子系统，建立场景，制作太阳、地球、月球以及地球及月球的运动轨迹，指定月球和地球的链接，进而完成天体的运动制作与飞行漫游，从而具体地模拟出天体的运动规律。在此基础上，教师进行讲解，调动学生观察思考的积极性，使学生产生强烈的求知欲望，收到事半功倍的效果。

2.RS技术及其在地理教学中的应

遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测的综合性技术，它是指应用探测仪器，不与探测目标接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。经过40多年的发展，遥感技术已成为一种影像遥感和数字遥感相结合的先进、实用的综合性探测手段，被广泛应用于资源、环境、地质、地理、气象、海洋、农业、林业及军事侦察等各个领域。在中学地理教学中，RS技术可广泛地应用于辅助教学，提高教学效果，下面以利用遥感辅助讲授全球变化、环境生态问题为例进行应用分析。

通过遥感监测案例及其影像，帮助学生对地球环境进行立体观察，帮助认识全球环境的整体性与变化过程。例如，利用遥感影像帮助学生了解全球温度变化、温室效应。美国宇航局（NASA）以遥感手段获得全球臭氧的分布，每年在网络上发布南极臭氧浓度分布合成图，这些材料是辅助讲授全球臭氧分布及异常变化等全球变化的极好素材。另外，利用遥感在全球植被覆盖变化监测、地球大气监测等应用案例与影像，可以辅助讲授环境变化；利用遥感在城市环境问题、城市水体污染、城市大气污染等监测的案例与影像辅助讲授环境问题。

在讲授城市、区域或全球生态环境问题中，可以借助遥感影像帮助学生了解植被分布、土地利用及分布，提高学生宏观观察、分析能力。例如利用遥感在毁林过程监测、全球森林分布变化监测等方面的实例及影像，辅助讲授全球植被覆盖变化；利用遥感在土地利用普查中的实例和影像，辅助讲授土地利用和农作物分布；利用遥感在城市生态监测、绿化率调查的实例和影像，辅助讲授城市环境与生态等。

地表许多灾害从影像区域来说，可能涉及一个很大的区域，遥感的大范围观测的特征提供了监测灾害的可能，相关的遥感影像有助于在教学过程中帮助学生理解这些区域性过程。例如，利用遥感在草原和森林火灾监测、沙尘暴灾害监测、海洋污染监测、火山喷发和地震等监测的案例和影响，辅助讲授自然灾害的发生、发展过程，进行灾害影响分析。例如，遥感在森林火灾监测中的应用案例，可以帮助学生认识现代技术对森林防灾救灾中的意义。

3.GPS技术及其在地理教学中的应用

全球定位系统(GPS)是美国国防部为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而建立的，于20世纪70年代初开始设计、研制，1993年6月建成。GPS主要由空间星座、地面监控系统和用户接收机三大部分组成，空间星座包括21颗工作卫星和3颗备用卫星，分布在6个等间隔的轨道面上，每个轨道面上分布4颗卫星，卫星轨道接近圆形，运行周期为11小时58分，地面上每个观测站上每天出现的卫星分布图相同，这样的布局保证了在地球上和近地空间任意一点、任意时刻均可至少同时观测到4颗GPS卫星。GPS具有全球地面连续覆盖、功能多、精度高、实时定位速度快、抗干扰性能好、保密性强、全天作业、操作简便等优点，目前在精确导航和精确定位方面得到了广泛应用。在中学地理教学中，GPS的辅助作用没有GIS、RS广泛，下面仅以借助GPS辅助讲授制图、交通、气象等为例说明其在教学中的应用。

具体地说，GPS可以辅助讲授地图、计算机制图的发展；辅助讲授现代农业的发展（例如，GPS在“精细农业”中的应用）；辅助讲授现代交通的发展（例如，GPS在智能交通中的自动导航作用）；辅助讲授天气与气候（例如，GPS在大气物理观测中的应用）；辅助讲授地球研究进展（例如，GPS在地球勘探、变形监测中的应用）；辅助讲授海洋地理（例如，GPS在远洋航线设定与监测、船只调度与导航、海洋救援、海平面升降监测等的应用）；辅助讲授宇宙、太空知识（例如，GPS在飞机导航、航空遥感控制、卫星定轨、导弹制导、航空救援等的应用）等。

参考文献：

[1]梅安新，彭望琭．遥感导论[M]．北京：高等教育出版社，2004：1-30．

[2]陈述彭．地理信息系统导论[M]．北京：科学出版社，2000：1-13．

[3]教育部．普通高中地理课程标准（实验）[M]．北京：人民教育出版社，2003：12-45．

[4]陆静．地理信息系统（mapinfo）在中学地理教学中的应用研究[J]．中学地理教学参考，2000，NO．1：108-109．

（1．刘江：曲靖市第一中学，云南曲靖660000；刘方成、李保珠：昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明）

第五篇：多媒体技术与地理教学

多媒体技术与地理教学

郑 文

随着新课程改革的逐步推进，如何让课堂焕发生命活力越来越受人们关注。传统的“一支笔、一本书、一言堂”的教学方式已远远满足不了新课改的需要。而多媒体集图、文、声、像于一体，实现了信息传递的一体化，能为教学提供丰富的表现效果，也扩大了学生对客观世界的认识范围，为教育教学现代化提供了新手段，注入了活力。多媒体作为一种新兴的教学手段越来越展现出他独特的魅力。

下面我来谈谈对多媒体教学的几点看法：

一、多媒体的优势：

1.运用多媒体技术，可以激发学生学习的兴趣。

与传统教学只凭一张嘴、一只笔、一幅挂图的单调、呆板教学手段，枯燥、乏味的教学过程相比，多媒体可以创设出一个生动有趣的教学情境，化无声为有声，化静为动，使学生进入一种喜闻乐见的，生动活泼的学习氛围。例如：在介绍《常见天气系统》一课时，我们从网上找到或自己制作有关几种天气系统气流运动状况动画，将“冷锋”、“暖锋”、“高压系统”、“低压系统”、“锋面气旋”生动的展现在学生眼前，生动明了。这样不仅使课堂更加生动，而且方便学生理解及课后迁移应用，真可谓一举数得。

2.运用多媒体技术，可以突出重点、淡化难点，提高教学质量。

在传统的地理教学中，有许多重要的地理现象和地理过程是比较抽象的，而挂图，课本插图和一些投影等教具，不能看到地理事物的运动变化，学生便难于理解一些抽象的知识，影响了学生的学习兴趣。例如：在讲昼夜长短变化时，一些学生的空间想象能力还很差，根本想象不出昼夜长短变化与太阳直射点移动之间的关系，更加不理解昼夜长短的变化规律了。这部分内容历来既为重点又为难点。这时如果利用多媒体将其制作成动画，通过动画模拟、过程演示，使静止图成为动态图，学生从中观察到整个变化过程，经过观察、思考讨论的过程，学生会比较容易理解这些地理现象产生的原因。不但活跃了课堂气氛，激发起学生的求知欲，而且还培养学生建立起空间结构的思维方式。多媒体的运用，使教学收到了事半功倍的效果。

3.运用多媒体技术，可以拓展教学内容。

地理学是一门博大精深、包罗万象的学科。且高中地理每节容量很大，若仅用传统教学手段，受时间限制，每课时容量往往很小。费时费力，且学生学习效果也未必很好。而借助多媒体可以增大课堂容量，使学生在丰富的声像结合信息中不断扩充自己的视野。例如：在讲旅游资源时，靠教师的口述是完全讲不出来的，这时我在网上找到很多关于各种旅游资源的一些图片，如：奇异的植物和动物、宗教信仰、风俗习惯、少数民族的节日等等。此外又补充了很多文字资料，如云南十八怪、水傣和旱傣、空中花园树、挨刀树等等。这些图片和资料都生动有趣。学生在非常积极的状态下了解了很多关于旅游资源的知识。如果时间充裕，还可给学生播放风光片，效果将更好。

4.运用多媒体技术，可以培养和提高学生读图能力。

地理教学中，读图能力的培养是学生贯于始终的基本技能。它不仅能帮助学生理解、记忆地理知识，而且能帮助学生建立形象思维，提高解决问题的能力；同时教会学生通过阅读地图进行分析、综合、概括、判断、推理，也是对学生综合能力的培养。在多媒体地理教学中，它可帮助学生形成正确的、全面的读图、用图乃至制图的重要本领。

5.化远为近，感受逼真景象

传统的地理课堂教学把知识局限在书本上，无论教师怎样发挥语言的才能和教具的演示，都无法直观、生动地再现自然地理环境及其发生、演变的过程。倘若使用多媒体，就能把课堂上看不到的地理事物和地理现象呈现在学生面前。例如：在讲新疆独特的水利设施—坎儿井时，由于学生从没见过或听说过，书上的图片也很简单，绝大多数同学想象不出它是什么样子，我从网上找到了一段关于坎儿井的视频，学生一下子就都看懂了。而且还有几个学生还当堂画出了它的立体图。这样，既可以把遥远的事物一下子拉到眼前，生动逼真，吸引学生注意力，又可减轻教师讲述的难度，大大接省时间，从而取得最佳的教学效果。

6.利用多媒体视频，可以更好地对学生进行德育教育。

在传统的教学模式中，只注重知识点的传授，很少对学生进行德育教育。即使有，也仅仅是由教师口述让学生记住而已。实际上起不到太好的效果。如果利用多媒体截取一些有意义的VCD片段展示在学生面前，效果就会大不一样。例如：在讲《水资源》时，表现西北地区的缺水现状，可以播放《美丽的大脚》中的一个片段：学生正上课，忽然听到一声雷响，所有人马上冲到外面手持器皿准备接雨。当看到孩子们眼神里那期盼的目光和晴朗的天空形成鲜明的对照时，学生们的心灵受到了强大的震撼。在本节最后可以播放中央电视台经常播放的一段节约用水的公益广告作为结束语，效果也非常好。其实这部电影和这个广告同学们基本都看过，但是他们观察生活的能力较差，只是当作看热闹了。教师可以借此机会对学生进行节约用水的教育，还可培养学生细心观察周围事物的能力。

二、运用多媒体时应注意的几个问题： 1.切记不要喧宾夺主 多媒体只是一种辅助的教学手段。即使多媒体完成了许多人力所不及的任务，也不能代替教师的全部工作，教学过程的诸环节仍需教师来组织实施，如果将所有教学内容都设计到课件中，教师一节课都在围着电脑转，教师就变成了多媒体设备的操作者，教师的主导地位变为了电脑的主导地位，学生成了机器的奴隶，只顾观看，而无暇思考和练习，这样的教学反倒不如传统的教学方法效果好。

2.要充分考虑课件教学的实际需要

我们真正的目的是利用多媒体技术辅助教学，提高教学效率，因此在选择内容时要充分考虑教学的实际需要，因为并不是课本上所有内容都必须制作成多媒体课件，许多一目了然的内容或用传统教学手段就能达到相同效果的内容就没有必要费时、费力地去制作成多媒体课件。比如在讲《中国的铁路干线》时，虽然有很多制作得非常精美的课件，但将它与普通课本对照，我们发现让学生亲自在一张空白图上画出线路位置，再经过找错误—修改—完成这样的一系列过程，记忆会比使用多媒体更加深刻一些。

3.多媒体课件设计要具有艺术性

一个好的课件不仅要内容适当，操作方便，而且要使人赏心悦目，让人获得美的享受。因此课件中的文字不是越多越好，过多的文字会使画面失去魅力，使观众厌烦，文字内容应力求简明扼要，突出重点。

其次，设计时应注意画面中动的成分不宜过多，每个动画都要有目的性，不能单纯为装饰画面而动。背景图片应尽量简洁，不要有太多的花边等修饰。这些都容易分散学生的注意力。第三，声音的选择也应注意要与教学内容相协调，而且在教学过程中，除了特定内容需要音乐来烘托外，尽量不要用声音，尤其是非常刺耳的声音。这样会打断学生的思维，不利于教学的正常进行。

多媒体教学手段的运用，使得教学内容与方法变得新颖、多样和有趣，有利于学生对知识的保持和应用，但多媒体课件都是课前设计并制作好的固定内容，无法完全符合不断变化着的课堂教学情况。所以，不论计算机技术如何完善，它们不可能完全替代传统的地理教学方式，这就要求教师在多媒体课件的设计和制作时，要明确以教师为主导，学生为主体。以多媒体为辅助手段的方针，要注意多媒体技术和传统教学法的有机结合，使多媒体技术推动地理素质教育更上一个层次。