第四節(jié)、多媒體計算機輔助地理教學

第四節(jié)多媒體計算機輔助地理教學一、計算機輔助教學技術(shù)在地理教學中的應用二、地理課程與地理教學的特點三、傳統(tǒng)地理教學存在的不足四、多媒體技術(shù)在地理教學中的運用優(yōu)勢五、計算機輔助地理教學存在的問題六、信息技術(shù)與地理教學的整合七、地理信息技術(shù)輔助地理教學一、計算機輔助教學技術(shù)在地理教學中的應用

計算機輔助地理教學（ComputerAssistedInstruc-tionofGeography，簡稱CAIG）是計算機輔助教學CAI技術(shù)在地理教學中的應用。所謂計算機輔助地理教學就是運用計算機及其相關(guān)設(shè)備和設(shè)施，以及相關(guān)的教學軟件（課件）來實施地理教學。二、地理課程與地理教學的特點1、空間性與時間性。2、系統(tǒng)性和綜合性。3、基礎(chǔ)性和素質(zhì)性。地理課程的特點1、強調(diào)空間區(qū)域概念的教學，培養(yǎng)學生空間想象能力、空間分析能力。2、注重綜合與分析，培養(yǎng)整體意識和分析問題的能力。3、注重實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)聯(lián)系實際解決問題的能力。4、注重素質(zhì)教育。地理教學的特點二、地理課程與地理教學的特點三、傳統(tǒng)地理教學存在的不足1、教學信息表達方式單調(diào)，難以激發(fā)學習興趣2、忽略教學對象的個體差異，難以做到因材施教3、忽視實踐環(huán)節(jié)，難以做到理論聯(lián)系實際4、教學“滿堂灌”，缺乏有效的教學反饋機制四、多媒體技術(shù)在地理教學中的運用優(yōu)勢1、創(chuàng)設(shè)情趣，激發(fā)興趣2、化靜為動，形象直觀3、創(chuàng)造理想的教學環(huán)境4、教學模式多樣，教學組織靈活、方便5、多感官刺激，提高地理教學效率6、促進地理教師專業(yè)知識水平、教學業(yè)務能力和信息素養(yǎng)的提高五、計算機輔助地理教學存在的問題1、硬件條件和管理水平制約了計算機輔助地理教學的開展;2、教師對計算機輔助地理教學的重視不夠;3、缺少能直接使用的課件，普通教師的課件制作水平不高;4、課件的教學設(shè)計不充分，對教學理論的指導作用重視不夠;5、課件中存在的科學性、藝術(shù)性和交互性等問題6、地理性問題、對象性問題7、計算機輔助地理教學的模式問題8、局限于課件的既定模式，難以體現(xiàn)教學方法的多樣性和教師的創(chuàng)造性五、計算機輔助地理教學存在的問題六、信息技術(shù)與地理教學的整合首先，要針對地理對象的空間和區(qū)域分布具有不同的空間和時間尺度的特點，發(fā)揮多媒體生動活潑的優(yōu)勢。其次，要針對地理課程內(nèi)容的綜合性和豐富性，發(fā)揮多媒體技術(shù)存儲容量大、存取方便、表現(xiàn)方法多樣的優(yōu)勢。第三，針對地理教學需要使用大量地圖、圖表的特點，發(fā)揮多媒體圖表處理能力強，表現(xiàn)靈活方便的優(yōu)勢。第四，針對地理課程和地理教學的實踐性特點，發(fā)揮多媒體技術(shù)模擬實驗的優(yōu)勢。第五，針對地理課程和地理教學素質(zhì)性的特點，發(fā)揮多媒體集成性高、交互性強的優(yōu)勢。第六，針對地理教學內(nèi)容廣泛、聯(lián)系實際的特點，發(fā)揮網(wǎng)絡多媒體資源豐富、使用靈活、方便和便于自學的特點，提高學生的探究、創(chuàng)新的能力。六、信息技術(shù)與地理教學的整合七、地理信息技術(shù)輔助地理教學

地理信息技術(shù)與數(shù)字地球

地理信息技術(shù)在教學中的應用

地理信息技術(shù)是傳統(tǒng)地理學與現(xiàn)代信息技術(shù)的集合，為獲取、存儲、分析和處理空間數(shù)據(jù)提供了新的技術(shù)方法，已成為一門綜合性的學科，在國民經(jīng)濟和人民生活各個方面有著廣泛的應用,正在走向社會化和大眾化。以遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)為核心的地理信息技術(shù)是構(gòu)建“數(shù)字地球”的技術(shù)基礎(chǔ)，也是信息技術(shù)（IT）的重要組成部分。地理信息技術(shù)教學內(nèi)容的學習重點在于地理信息技術(shù)的應用，“任務驅(qū)動”學習方式是其基本的學習方法；將地理信息技術(shù)整合于地理教學之中，在應用中學習地理信息技術(shù)，用地理信息技術(shù)學習地理知識、提高分析和解決地理問題的能力。地理信息技術(shù)與地理教學內(nèi)容提要在哪兒？——靜態(tài)地理位置怎么走？——動態(tài)地理位置某地有什么？——地理信息分布……1、什么是地理信息技術(shù)？有80%的信息和地理位置有關(guān)！和地理位置相關(guān)的信息就是地理信息！地理信息也可以稱為空間信息1、什么是地理信息技術(shù)?地理信息特點（1）：地理位置可以通過絕對坐標的方式進行表達：如經(jīng)緯度、大地坐標系等；地理位置也可以通過相對空間關(guān)系（空間拓撲關(guān)系）進行表達。地理信息特點（2）：地理信息包括屬性是位置的統(tǒng)一，在計算機表達時通常包括圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)；地理信息系統(tǒng)則將兩者結(jié)合在一起——屬性數(shù)據(jù)的地理編碼1、什么是地理信息技術(shù)?地理信息特點（3）：地理信息是隨時空動態(tài)變化的信息1、什么是地理信息技術(shù)?黃河三角洲多期影像分類結(jié)果對比圖

河口污染的遙感影像

①③②地理信息技術(shù)是處理地理空間信息的專業(yè)技術(shù)，主要包括但不限于以下三大技術(shù)（3S）：地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem)遙感應用技術(shù)(RemoteSensing)全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem)1、什么是地理信息技術(shù)？1.1遙感技術(shù)的發(fā)展遙感技術(shù)是指從遠距離、高空，以至外層空間的平臺上，利用可見光、紅外、微波等探測儀，通過掃描、信息感應、傳輸和處理，從而識別地面物質(zhì)性質(zhì)和運動的技術(shù)。911之前的五角大樓IKONOS影像(1m)—五角大樓911之后的五角大樓IKONOS影像(1m)—五角大樓世貿(mào)大廈的數(shù)字高程圖“9.11”事件前“9.11”事件后RAMS?系統(tǒng)由激光測高計、GPS定位裝置、慣性測量器和4096*4096的高分辨率數(shù)碼照相機組成。高分辨率遙感的發(fā)展，1米及更高分辨率遙感的商業(yè)化，為地理信息系統(tǒng)建設(shè)提供了重要的數(shù)據(jù)源。1.1遙感技術(shù)的發(fā)展從分辨率為0.6米的衛(wèi)星影象上，能看清輸電線路！多光譜遙感的發(fā)展，為地物的識別提供更加精確的手段。全數(shù)字的航空遙感技術(shù)的發(fā)展，為遙感測量等提供多種技術(shù)手段。美空軍現(xiàn)役的“鋪路爪”相位數(shù)組雷達及導彈預警中心1：50001：1000衛(wèi)星定位技術(shù)是基于空間的無線電定位系統(tǒng)。它是由若干顆衛(wèi)星組成空間系統(tǒng)，并隨時確定地表或地表附近的三維空間位置和時間。1.2衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展GPSGPS原理注：DMA美國國防制圖局，現(xiàn)改名為美國國防影像制圖局，NIMA1.2.1.現(xiàn)有的衛(wèi)星定位系統(tǒng)美國：GPS俄羅斯：

GLONASS歐洲：Galileo中國：北斗1.2.2.我國成功發(fā)射北斗導航衛(wèi)星2000年10月和12月“北斗”1號和2號衛(wèi)星發(fā)射成功。2003年6月“北斗”第三顆衛(wèi)星發(fā)射成功。2004年10月加盟歐盟伽利略計劃，旨在打破美國對GPS的壟斷。1.3地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展GIS是獲取、管理、操作和加工處理地理空間信息的綜合計算機技術(shù)，這一技術(shù)能夠為決策者提供綜合分析結(jié)果，為決策提供輔助支持。3S之間的關(guān)系GISGPSRS提供準確的位置在地圖上處理位置信息？1.3地理信息系統(tǒng)的發(fā)展提供詳細的基礎(chǔ)地圖數(shù)字化過程屬性表--------------------實景情況地圖數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)數(shù)字化計算機系統(tǒng)幾何要素和屬性記錄：GIS的應用2無處不在的地理信息技術(shù)GIS的應用2無處不在的地理信息技術(shù)AM/FMGIS：設(shè)施管理GIS的應用2無處不在的地理信息技術(shù)GIS的應用2無處不在的地理信息技術(shù)GIS的應用2無處不在的地理信息技術(shù)地理信息技術(shù)從專業(yè)應用走向社會和大眾化應用專業(yè)應用政府與企業(yè)應用社會與大眾化應用制圖信息管理信息服務2.1地理信息技術(shù)的發(fā)展方向

LBS移動位置服務系統(tǒng)功能搜朋索友查找定位現(xiàn)在是地理信息技術(shù)與IT其他技術(shù)集成的時代GIS+RS+GPS——3SGIS+多媒體技術(shù)GIS+數(shù)據(jù)庫技術(shù)GIS+辦公自動化技術(shù)GIS+移動通信技術(shù)GIS+Internet技術(shù)組件式GISOpenGIS格點計算GIS2.2地理信息技術(shù)的發(fā)展方向GIS正在融入IT的主流GIS是可應用到各個行業(yè)的信息化技術(shù)GIS正在走向社會化和大眾化GIS技術(shù)需要創(chuàng)新和集成我國GIS技術(shù)需要自主知識產(chǎn)權(quán)

數(shù)字地球（DigitalEarth）最初是由美國前副總統(tǒng)AlGore于1998年1月31日在加利福尼亞科學中心召開的OpenGISConsortium年會上所作的“數(shù)字地球：展望21世紀我們這顆行星”的演講中提出來的，很快得到了很多國家的響應。戈爾，男，1948年生，美國前副總統(tǒng)；負責美國航天和科技方針政策領(lǐng)導工作，畢業(yè)于哈佛大學政府專業(yè)。他認為，數(shù)字地球是指以地球坐標為依據(jù)的、具多分辨率的、由海量數(shù)據(jù)組成的、能立體表達的虛擬地球。

戈爾想象有一個小女孩來到博物館的數(shù)字地球陳列館，戴上頭盔顯示器，她立刻看到一個能辨別陸地和海洋，猶如正在空間軌道運行的地球。使用特殊的數(shù)據(jù)手套，她開始放大景物，分辨率越來越高，小女孩看到了美洲、亞洲和非洲，隨之是更具體的區(qū)域，諸如國家和城市的景觀，后來她還看到了房屋、樹木以及其它各種自然景觀。在發(fā)現(xiàn)自己特別感興趣的目標后，她乘上“魔毯”去探查究竟，所看到的景物全部是以三維圖像顯示。使用數(shù)字地球系統(tǒng)的聲音識別裝置，小女孩可以了解有關(guān)土地覆蓋、動植物種類分布、氣候、道路、行政區(qū)域的實時信息，以及人口等方面的文本信息。她還可以和世界各地的孩子們一起工作。戈爾設(shè)想，他的小女孩正在和其他國家的孩子共同開展一個“全球項目”。在這里，她看到自己以及世界各地的孩子們?yōu)椤叭蝽椖俊笔占降沫h(huán)境信息。這些信息可以無縫地融入數(shù)字地圖或地面數(shù)據(jù)里。她用數(shù)據(jù)手套敲擊超連結(jié)部分，還可以獲得更多的有關(guān)她所見到的物體的信息。虛擬現(xiàn)實頭盔(HMD)更精彩的場景是，假若全家要去黃石國家公園步行旅游度假，小女孩在計算機上先將步行的線路從頭到尾地瀏覽了一遍，然后制定出計劃。她跨越了不同的空間，在時間線上奔馳。小女孩不僅能夠在美國虛擬旅游，而且可以到其他國家。為了去參觀法國的盧浮宮，小女孩先在巴黎游覽了一番，仔細閱讀數(shù)字化地圖以及報紙、古老傳說等許多的一手資料，她還可以了解到法國的現(xiàn)實與歷史。這條時間線可以延伸到久遠的過去，從數(shù)日、數(shù)年、數(shù)世紀，甚至能夠到百萬年前的地質(zhì)紀元，去了解恐龍活動的情況。黃石公園盧浮宮數(shù)字地球的基本概念，可以歸納為三個方面：數(shù)字地球是指數(shù)字化的三維顯示的虛擬地球，或指信息化的地球，包括數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化與可視化的地球技術(shù)系統(tǒng)。實施數(shù)字地球計劃，需要有政府、企業(yè)和學術(shù)界共同協(xié)力參加。實施數(shù)字地球計劃是社會的行為，需全社會來關(guān)心和支持。數(shù)字地球是一次新的技術(shù)革命，將改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)和生活方式，進一步促進科學技術(shù)的發(fā)展和推動社會經(jīng)濟的進步。數(shù)字地球的含義

數(shù)字地球的基本框架

RSGPSGIS輔助地理教學用地理信息技術(shù)遙感的教學應用遙感圖像的展示：大范圍、立體、形象、直觀

遙感圖像的對比：認識地理環(huán)境的變化遙感圖像的判讀、對比：智力和能力的培養(yǎng)遙感圖像的情感教育功能本圖利用遙感影像經(jīng)糾正鑲嵌而成，制作精良，是目前所見到的質(zhì)量最好的全國遙感影像圖。分辨率為100米。中國衛(wèi)星遙感樣圖香港島九龍維多利亞港最新統(tǒng)計顯示，中國沙化土地已達１７４萬平方公里，占國土面積的１８．２％。沙化面積每年仍以３４３６平方公里的速度擴展。干旱的頻繁發(fā)生，會造成沙塵暴肆虐、森林覆蓋率降低、草原退化嚴重、天然水域縮小、河道斷流、水資源銳減、土地沙化面積擴大等，致使自然災害的發(fā)生頻率加大，給國家的經(jīng)濟建設(shè)和人民生命財產(chǎn)造成巨大損失。干旱造成的環(huán)境影響有土壤和地下水的鹽堿化、淡水生態(tài)系統(tǒng)污染加劇、動物品種的區(qū)域性滅絕等。值得注意的是，隨著人類的經(jīng)濟發(fā)展和人口膨脹，水資源短缺現(xiàn)象日趨嚴重，直接導致了干旱地區(qū)的擴大與干旱化程度的加重。干旱災害是我國最主要的自然災害之一。據(jù)統(tǒng)計，自然災害中85％為氣象災害，而干旱災害又占氣象災害的50％左右。我國最早的旱災記載始于公元前206年。從那時起至1949年的2155年中，發(fā)生過較大的旱災1056次，平均兩年一次。我國最嚴重的干旱首推明朝崇禎年間的大旱，連旱17年，赤地千里、民不聊生。近百年來我國又出現(xiàn)了1900、1928－1929、1934、1956－1961和1972年等大旱，進入20世紀九十年代我國北方干旱頻繁發(fā)生，特別是西北地區(qū)出現(xiàn)了1995年和1997年的嚴重干旱。南京ikonos遙感影像-玄武湖南京市東部TM遙感圖像（321波段真彩色合成2）

南京市東部TM遙感圖像（543波段假彩色合成2）極軌衛(wèi)星遙感圖象

哈爾濱市2005年3月18日衛(wèi)星遙感監(jiān)測土壤墑情結(jié)果目前哈爾濱市土壤墑情絕大部分正常，僅呼蘭、巴彥、木蘭北部少數(shù)地塊有輕旱。其中：正常區(qū)域占哈爾濱土地總面積的比例為：98.9%正常區(qū)域面積為：52441.7平方公里輕旱區(qū)域占哈爾濱土地總面積的比例為：1.1%輕旱區(qū)域面積為：583.3平方公里此圖為美國商業(yè)衛(wèi)星在南海撞機事件后拍攝的遙感影象，分辨率在1米左右。從影象中可以看到海南陵水機場的全貌，機場跑道、機窩、維修機庫以及生活辦公設(shè)施等清晰可見。機場北部停機坪上的大型飛機即為美軍的EP-3C電子偵察飛機。中部停機坪為一架運-8和兩架轟-6飛機，在機場和機窩中有一些殲-8II、強-5或殲-6飛機。飛機全部為露天存放，除幾處維修設(shè)施外，未見到機庫，說明基本設(shè)施比較落后。機場周圍被農(nóng)田圍繞且空地不多，未見到明顯的防空導彈或高射炮。海南陵水機場位于美國東南部佛羅里達州卡那維拉爾角的肯尼迪航天中心是美國的主要航天發(fā)射場，美國的絕大部分衛(wèi)星、登月火箭和航天飛機都在這里發(fā)射。臨近海岸，地勢低平，湖沼分布，人煙稀少，適合航天發(fā)射。該圖中顯示了兩個發(fā)射臺，基礎(chǔ)設(shè)施差別不大，有火箭運輸?shù)缆废噙B?？夏岬虾教熘行木迫l(wèi)星發(fā)射中心新疆的羅布泊[LopNor(羅布諾爾)]核試驗場。該圖片為Ikonos衛(wèi)星所拍攝，時間是2000年1月份。中國的核試驗場也稱為國防科工委21基地，其真實位置位于北緯41°30‘，東經(jīng)88°30‘E，在新疆庫爾勒正西方向185公里的山谷之中，這個地方離羅布泊也有約185公里之遙，中國公開出版的地圖對這個地區(qū)標注的很簡略，在較詳細的地圖上在附近會找到一個很小的地名“馬蘭”。要到這個地方可從烏魯木齊到庫爾勒公路上的庫米什鎮(zhèn)或烏什塔拉鎮(zhèn)走通往東南的岔道。三峽壩區(qū)朝鮮秦川的核設(shè)施印度洋海嘯遙感影像圣.海倫斯火山1998年5月21日1998年8月20日青海湖已從單一的高原大湖泊分裂為一大數(shù)小的湖泊群。青海湖是中國第一大咸水湖，現(xiàn)有面積約4200平方公里。青海湖在最近這一段相對很短的地理時期逐漸分裂成一大多小的高原湖泊群，其原因一是青海湖湖水下降，湖面收縮，一些相對洼地形成新的湖泊。另一原因是湖區(qū)周圍沙化后，刮入湖中的沙塵和原來湖底的泥沙在類似海洋灣流的作用下，在湖灣口逐漸筑起沙堤，然后分離出新的湖泊。GIS的教學應用

GIS地圖顯示應用:圖層疊加的、可無級縮放的電子地圖地理位置空間分析：定點查詢、范圍查詢、線路查詢緩沖區(qū)分析應用專題地圖應用與其它教學軟件的集成應用GIS