第二节　地理信息技术在区域地理环境研究中的应用名师教学设计

“手机Baidu地图”中的“3S”技术

——《地理信息技术在区域地理环境研究中的应用》（必修3·人教版）教学设计

江苏省锡山高级中学 王家伟

摘要：手机Baidu地图具有定位、导航、叠加显示遥感影像图、查询、显示、路径分析、结果表达等功能以及基于位置的各类应用服务，这些功能和应用的实现是基于“3S”（GPS、RS和GIS）技术的集成与应用。本设计以手机Baidu地图为例，介绍了手机Baidu地图中的GPS、RS、GIS和数字地球技术及其在地理教学中的应用，以期为“3S”教学提供参考。

关键词：手机Baidu地图；地理信息技术；GPS； RS； GIS； “3S”技术（主要包括遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）等）代表着地理学科的前沿发展，是地理学科时代性的重要体现。当前“3S”技术的应用与服务已经延伸到人们的衣食住行各个方面，如手机定位、互联网地图、共享单车等，具备一定的“3S”技术应用技能已经成为时代要求公民必备的地理素养之一。人教版必修3第一章第二节内容就是地理信息技术在区域地理环境研究中的应用，但这部分知识内容专业性强、比较抽象和复杂，更侧重于技术应用，学生学习难度较大，所以在教学过程中，应尽量结合学生生活中具体的“3S”技术应用实例进行教学。本设计以一款移动互联网地图为主线，深入挖掘其中所包含的“3S”技术内容，让学生在亲身参与和直观感受中学习知识，以期达到更好的教学效果。

【课程标准】

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。

2.举例说出全球定位系统（GPS）在定位导航中的应用。

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。

4.用电子地图（网络或光盘形式）查询交通、旅游等信息。

【教学目标】

1.通过对手机Baidu地图定位、导航功能的展示分析，认识GPS技术的概念、功能和应用，并结合共享单车、儿童安全手环等GPS应用实例，了解GPS在定位、导航中的应用。

2.通过对手机Baidu地图叠加遥感影像图功能的展示分析，认识RS技术的概念、功能和应用，并结合天气预报、地震灾害监测等RS应用实例，了解遥感（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用。

3.通过对手机Baidu地图查询、显示、路径分析、结果表达等功能的展示分析，认识GIS的概念、功能和应用，并以中国各省级行政区人口数量分布专题地图的制作为例，深入了解GIS的基础功能以及在专题地图制作中的应用。

4.通过对手机Baidu地图基于位置的各类应用服务功能的展示分析，认识数字地球的概念、功能和应用，并以谷歌地球等为例，了解数字地球技术的应用。

【设计背景】

互联网地图是当前与人们生活最密切的“3S”技术的应用服务之一，特别是手机互联网地图（以下简称手机地图）发展迅速，相关数据显示，当前国内手机地图用户规模超过6亿。手机地图已经成为人们日常出行、旅游中必不可少的应用服务。

手机地图具有定位、导航、叠加显示卫星影像图、查询、显示、路径分析、结果表达等功能以及基于位置的各类应用服务。这些功能和服务的实现是基于“3S”（RS、GPS和GIS）技术的集成与应用，手机地图中包含着我们所要学习的“3S”技术内容。另外，手机地图是“3S”技术大众化应用以及智能移动设备发展下的新产物，现在的学生乐于并能快速接受这

类新事物，在地理课堂教学中深入挖掘其中的地理奥秘，可有效提升学生学习的兴趣，并体现了地理课堂的技术性和时代性，最终为学生的地理核心素养的培养、地理实践力的提升提供条件。

【设计思路】

鉴于本节知识内容抽象和原理复杂的特点，本设计以学生生活中熟知甚至一直在使用的手机互联网地图（手机Baidu地图）APP为例主线，深入挖掘手机互联网地图中的“3S”技术：手机地图可叠加显示遥感影像图，其图像获取运用了RS技术；手机地图中的定位、导航功能是GPS技术的应用；手机地图的查询、显示、路径分析、结果表达等功能主要应用了GIS技术；手机地图所提供的吃喝、住宿、出行、娱乐、生活、景点和购物等基于位置的服务则应用到了数字地球技术。同时补充一些“3S”技术在日常生活中的应用实例，如果GPS在共享单车中的应用，RS在地质灾害监测中的应用等。本设计从生活小处着眼，贯穿始终，新颖有趣，深入挖掘互联网地图价值，让学生在一个完整的情境中学习新知识。同时，又及时补充了时效性很强的案例，使课堂成为一个有新意、有趣味、有内涵的课堂。

【教学过程】

【新课导入】

师：照片展示教师去某地（如浙江指南村）旅游的情景。请同学们猜一猜：老师不认识路，第一次是怎样去旅游目的地（浙江指南村）的？

图1 生：汽车导航……

师：图片展示明星鹿晗代言的手机Baidu地图宣传图片。由于鹿晗的推荐，老师去浙江指南村用到了“科技让出行更简单”的手机Baidu地图（如图1）。

【新课教学】

一、“手机Baidu地图”中的“GPS”技术及其教学应用

师：开车从老师家到浙江指南村，主要使用了手机Baidu地图的哪些功能？

生：定位、导航……

师：图片展示手机Baidu地图的定位、导航功能图片，并向学生介绍其定位、导航功能（如图2）。

图2 师：手机Baidu地图的定位、导航功能主要应用了哪种地理信息技术？

生：GPS技术……

师：手机Baidu地图的定位、导航功能，主要应用了我们今天所要介绍的第一种地理信息技术——全球定位系统，英文首字母缩写为GPS。全球定位系统能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。在区域地理环境研究中，GPS主要应用于对地表信息进行精确的定位。

师：在区域地理环境研究中，GPS有哪些应用呢？

请举例说明。

生：工程测量……

师：结合补充的一些生活化、实时性的GPS技术应用的图文视听材料案例，拓展介绍GPS在区域地理环境研究中的广泛应用。例如GPS在地质灾害点位确定、大地高精度测量、地壳运动研究中的应用等。

师：在日常生活中，GPS又有哪些应用呢？请举例说明。

生：汽车导航、手机定位……

师：结合补充的一些生活化、实时性的GPS技术应用的图文视听材料案例，拓展介绍GPS在日常生活中的广泛应用。例如GPS在共享单车中的应用：每辆共享单车都内置了GPS定位器，并且通过管理软件系统后台对车辆进行管理；GPS在儿童安全手环中的应用：每只儿童安全手环中都内置了GPS定位器，通过后台管理软件，对儿童进行定位，防止儿童走失。

二、“手机Baidu地图”中的“RS”技术及其教学应用

师：我们回到手机Baidu地图。手机Baidu地图，除了显示2D平面地图外，还可叠加显示什么图？

生：3D地图、实景图……

师：手机Baidu地图还可叠加三维地图、实景图和卫星影像图。图片展示手机Baidu地图的叠加卫星影像图功能。叠加显示卫星影像图后，定位点附近的道路分布、建筑布局和绿化等一目了然、清晰可辨，并可以对叠加的遥感影像图进行浏览、放大、缩小等操作，便于直观了解和认识定位点附近的地理环境，给人以真实场景的视觉冲击（如图3）。

图3 师：手机Baidu地图中的卫星影像图来自于哪里？其获取运用了什么地理信息技术？

生：卫星，遥感……

教师：来自于遥感卫星拍摄的地球遥感影像图；其获取运用了我们今天所要介绍的第二种地理信息技术——遥感技术，英文首字母缩写为RS。RS主要用来获取地表信息的遥感影像图。在区域地理环境研究中，RS主要应用于对反映地表信息的遥感影像图进行判读分析和处理表达。

师：在区域地理环境研究中，RS有哪些应用呢？请举例说明。

生：自然灾害监测……

师：结合补充的一些生活化、实时性的RS技术应用的图文视听材料案例，拓展介绍RS在区域地理环境研究中的广泛应用。例如RS广泛应用于资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、农业等领域，大大提高了工作效率，节省了人力、物力、财力。

师：在日常生活中，RS又有哪些应用呢？请举例说明。

生：天气预报、地表观察……

图4 师：结合补充的一些生活化、实时性的RS技术应用的图文视听材料案例，拓展介绍RS在日常生活中的广泛应用。例如RS在天气预报中的应用：打开“中央气象台（http://www.nmc.cn/）”网站，点击“卫星云图”，查看实时“风云二号气象卫星云图”；点

击

“播放”，可以查看每30分钟更新一幅的“风云二号气象卫星云图”的动画。向学生介绍：通过对同一地区不同时间的卫星云图中云层移动变化的分析，气象专家可以进行天气的监测和预报（图4）。

三、“手机Baidu地图”中的“GIS”技术及其教学应用

师：我们再次回到手机Baidu地图。手机Baidu地图，除了具有定位、导航、叠加遥感影像图等功能外，还具有什么功能？

生：查询……

图5 师：图片展示手机Baidu地图的查询、显示、路径分析、结果表达等功能应用（图5）。手机Baidu地图的查询、显示、路径分析等功能主要应用了那种地理信息技术？

生：GIS……

师：手机Baidu地图的查询、显示、路径分析、结果表达等主要应用了我们今天所要介绍的第3种地理信息技术——地理信息系统，英文首字母缩写为GIS。GIS能对地理空间数据进行输入、查询、管理、分析和表达。在区域地理环境研究中，凡是用到地图（电子地图）或需要处理地理空间数据的领域，都可以借助GIS。

师：在区域地理环境研究中，GIS有哪些应用呢？举例说明。

生：……

师：结合补充的一些生活化、实时性的GIS技术应用的图文视听材料案例，拓展介绍GIS在区域地理环境研究和日常生活中的广泛应用，例如GIS在专题地图制作中的应用——以2016年中国人口数量分布专题地图的制作为例。运用GIS的专业软件ArcView，通过实际操作，师生一道直观感受GIS的各种功能应用以及在专题地图制作中的应用。

师：首先请同学们完成如下两个任务：1.请同学们在中国行政区划空白图上，加工绘制一幅反映2016年中国省级行政区人口数量分布的专题地图。2.展示你的成果，分享你的绘制思路。（事先为学生准备好2016年中国省级行政区人口数量统计表和中国行政区划空白图的纸质打印稿，并下发给学生。）

生：……学生上台展示他们的成果，分享他们的绘制思路。

师：对学生的作品进行评价。然后打开ArcView绿色免安装版，加载“2016年各省市人口”数据，进行GIS应用功能和专题地图制作的演示操作和讲解，让学生在对比中感受GIS的强大功能（如图6）。

图6 四、“手机Baidu地图”中的“数字地球”技术及其教学应用

师：我们再次回到手机Baidu地图。手机Baidu地图除了实现定位、导航、查询、分析、显示、叠加遥感影像图等诸多基于GPS、RS和GIS的应用功能外，还具有哪些基于位置（地点）的服务？

生：吃喝、住宿……

师：图片展示手机Baidu地图为我们提供的各类基于位置（地点）的应用服务。手机Baidu地图基于地理信息技术的各类应用服务扩展到全球，将构成一个类似数字地球的简单应用模型（如图7）。那什么是数字地球呢？

图7 生：……

师：数字地球是指数字化的地球，即把整个地球信息进行数字化后，由计算机网络来管理的技术系统。在区域地理环境研究中，数字地球可用于为复杂的生产、研究活动提供实验条件和试验基地。

师：在区域地理环境研究中，数字地球有哪些应用呢？生活中有哪些类似于数字地球的应用模型呢？

生：……

师：结合补充的一些生活化、实时性的数字地球技术应用的图文视听材料案例，拓展介

绍数字地球在区域地理环境研究和日常生活中的广泛应用，例如谷歌地球(Google Earth)就是一款类似于数字地球的简单应用模型等。打开谷歌地球应用软件，实时从小到大不断缩放找到学生所在的学校和上课楼宇。（谷歌地球界面下方的状态栏会显示遥感影像拍摄的日期，显示的遥感影像图是RS技术的应用；谷歌地球界面下方的状态栏还会实时显示鼠标所在位置的精确三维坐标：经度、纬度和海拔，这是GPS技术的应用；谷歌地球的放大、缩小、显示、查询等功能的实现，这是GIS技术的应用。）

教师：课后请同学们在自家电脑中安装谷歌地球(Google Earth)应用软件，在谷歌地球上找到你家所在的小区和楼宇，并探索体验更多谷歌地球的应用。

【课堂小结】

师：最后，我们还是回到手机Baidu地图。基于手机Baidu地图，我们认识了GPS、RS和GIS三种地理信息技术及其在区域地理环境研究和日常生活中的应用，GPS主要用于地理空间信息的定位；RS主要用于地理空间信息的获取；GIS主要用于地理空间信息的输入、管理、查询和分析等。最后我们认识了基于“3S”技术的数字地球技术及其应用。地理信息技术不仅可以广泛地应用于区域地理环境研究，在日常生活中，互联网地图、手机定位、共享单车等地理信息技术的应用更趋于大众化，希望同学们更多地去发现、感受和体验地理信息技术的广泛应用。

【专家点评】

本节课，以手机Baidu地图为例，以“3S”技术应用为核心，综合运用现代教育技术手段和媒体，让学生感性认识到GPS、RS和GIS等地理信息技术在互联网地图、共享单车、手机定位等日常生活中的广泛应用，提升了学生对“3S”技术学习的兴趣，引起了学生的共鸣，并切实感受到“3S”技术的强大应用。通过对手机Baidu地图等大众化“3S”技术应用案例的学习，学生实现对“3S”技术的深度学习，生活化案例的引入，拉近了与学生之间的距离，从生活中来，到生活中去，践行了“学习对生活有用的地理”这一新课程理念。利用GIS软件ArcView进行GIS应用功能和专题地图制作的操作演示和讲解，让学生在实践中体验、感受GIS的强大功能。教师对教学过程中可能出现的突发情况做了充分预设，如网络环境可能不好，导致联网软件不能顺畅运行，网页可能打不开等问题，做好了各种突发情况的充分准备，确保整节课的顺利有序开展。本节课从手机Baidu地图开始，并以其为例为主线，深入挖掘其中的“3S”技术，以手机Baidu地图串联GPS、RS、GIS和数字地球，并贯穿始终，条理逻辑清晰，最后又以手机Baidu地图结束整节课，有始有终，前后呼应，提升了学生的地理实践力素养。