“遙感在資源普查\\環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用”內(nèi)容詳析

　　一、知識(shí)構(gòu)建
　　
　　高中地理信息技術(shù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要包括遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和數(shù)字地球四個(gè)方面。這部分內(nèi)容單設(shè)了一門選修課，對(duì)于高中階段的學(xué)生必修部分的要求主要是認(rèn)識(shí)地理信息技術(shù)的基本含義與應(yīng)用領(lǐng)域，知道地理信息技術(shù)所包含的主要內(nèi)容(GIS、GPS、RS)以及每項(xiàng)技術(shù)的主要功能和應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)每項(xiàng)技術(shù)的具體應(yīng)用有所理解，從而認(rèn)識(shí)地理信息技術(shù)的巨大意義(圖1)。
　　
　　
　　本文解讀的是課程標(biāo)準(zhǔn)“結(jié)合實(shí)例，了解遙感(RS)在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用”，這條課標(biāo)由兩部分組成，第一部分認(rèn)識(shí)什么是遙感(RS)，第二部分結(jié)合實(shí)例，了解遙感(RS)在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。
　　什么是遙感(RS)。高中必修階段要求學(xué)生對(duì)遙感(RS)的認(rèn)識(shí)，主要落實(shí)在知道遙感(RS)的基本含義，包括遙感(RS)概念和遙感(RS)技術(shù)主要的工作原理及環(huán)節(jié)(圖2)。教學(xué)實(shí)際中要注意對(duì)于原理和技術(shù)層面的問(wèn)題不必深究，留待選修課深化學(xué)習(xí)。
　　結(jié)合實(shí)例，認(rèn)識(shí)遙感(RS)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。要求學(xué)生能結(jié)合資源調(diào)查、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面的實(shí)例，認(rèn)識(shí)遙感(RS)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域(圖3)。
　　
　　
　　
　　二、目標(biāo)導(dǎo)航
　　
　　知識(shí)與技能：認(rèn)識(shí)遙感(RS)技術(shù)的基本含義與應(yīng)用領(lǐng)域。
　　過(guò)程與方法：通過(guò)多種實(shí)踐性的學(xué)習(xí)過(guò)程(如小組合作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)等)，認(rèn)識(shí)遙感(RS)在具體地理科學(xué)研究、社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，注意培養(yǎng)學(xué)生用地理科學(xué)思維去解決相關(guān)地理問(wèn)題的意識(shí)。
　　情感、態(tài)度與價(jià)值觀：地理信息技術(shù)是現(xiàn)代地理科學(xué)研究的主要技術(shù)手段之一，知識(shí)遷移與能力遷移是基礎(chǔ)教育新課程對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的重要目標(biāo)，能力遷移是學(xué)生綜合素質(zhì)的重要體現(xiàn)。在具體實(shí)踐或探究、研究過(guò)程中正視培養(yǎng)學(xué)生合作精神，形成科學(xué)精神與科學(xué)態(tài)度。
　　
　　三、重難疑點(diǎn)
　　
　　1、教學(xué)重點(diǎn)分析
　　遙感的應(yīng)用是本條“標(biāo)準(zhǔn)”的重點(diǎn)目標(biāo)之一。通過(guò)遙感在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害檢測(cè)中的具體應(yīng)用與功能，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)遙感在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮的巨大作用，認(rèn)識(shí)遙感對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量及測(cè)繪技術(shù)、環(huán)境普查手段、災(zāi)害評(píng)估等的推動(dòng)作用，并要求學(xué)生能夠結(jié)合遙感的具體應(yīng)用，說(shuō)明遙感的功能和意義。在必修模塊“地理3”中，不要求進(jìn)行遙感圖象判讀(這與選修模塊“地理信息技術(shù)應(yīng)用”的課程目標(biāo)不同)，但需要適當(dāng)介紹遙感圖像的分類知識(shí)(在有條件的學(xué)校，可以考慮適當(dāng)介紹一些關(guān)于遙感判讀的簡(jiǎn)單知識(shí)與技能，作為拓展性學(xué)習(xí)內(nèi)容)。
　　
　　2、教學(xué)難點(diǎn)剖析
　　教師教學(xué)存在的難點(diǎn)：一方面由于在高考中出題幾率較小，教師對(duì)這部分內(nèi)容認(rèn)識(shí)上不夠重視；另一方面教師對(duì)“地理信息技術(shù)”的掌握程度差異較大，目前只有少數(shù)教師能夠達(dá)到真正理解與應(yīng)用的程度，80％的教師對(duì)這部分教學(xué)內(nèi)容基本處于“照本宣科”的層次。所以教學(xué)中教師經(jīng)常是“該簡(jiǎn)單的講不清、需掌握的講不透”，很難把握教學(xué)內(nèi)容的深度和難度，混淆必修與選修教學(xué)內(nèi)容和范圍。
　　學(xué)生學(xué)習(xí)存在的難點(diǎn)：目前學(xué)生在日常生活中從不同的媒體都能接觸到地理信息技術(shù)的應(yīng)用成果，如手機(jī)、車載定位儀、氣象預(yù)報(bào)、電子地圖等，涉及生活的方方面面，學(xué)生在接觸及使用的時(shí)候并沒(méi)有將之與地理知識(shí)相關(guān)聯(lián)；而在書(shū)本和課堂上則是晦澀的概念、抽象的原理、神秘而遙遠(yuǎn)的現(xiàn)代技術(shù)，只能更增添學(xué)生敬而遠(yuǎn)之的心理。因此，如何使學(xué)生了解并接受鮮活實(shí)用工具與其背后的現(xiàn)代地理科技技術(shù)工作原理，是本節(jié)課以及地理信息技術(shù)整體內(nèi)容的難點(diǎn)。
　　
　　
　　
　　
　　3、教學(xué)疑點(diǎn)探討
　　有關(guān)地理信息技術(shù)的內(nèi)容，課程標(biāo)準(zhǔn)編排在“地理3”的最后部分表述，而各版本教科書(shū)在編寫(xiě)時(shí)，則以不同形式放在必修3的不同章節(jié)，以理論結(jié)合實(shí)際的形式介紹給學(xué)生。
　　眾所周知，在計(jì)算機(jī)及地理信息技術(shù)的快速發(fā)展下，傳統(tǒng)地圖已經(jīng)明顯地改變其面貌，而地圖是地理學(xué)的“第二語(yǔ)言”，并以地理信息系統(tǒng)的嶄新面貌出現(xiàn)。就地理學(xué)的特性而言，有許多內(nèi)容是極吸引人、極適合以計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)表現(xiàn)及傳遞給一般大眾的。地理學(xué)內(nèi)容多樣且復(fù)雜，“空間”常是其著力的重點(diǎn)所在。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，早已可以有效地整合文字、圖形、聲音、動(dòng)畫(huà)、遠(yuǎn)距離互動(dòng)傳輸?shù)?，而這些特性可以有效地被引入認(rèn)識(shí)空間、認(rèn)識(shí)地理及改善地理教學(xué)的使用上。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)可結(jié)合多媒體的圖文及影像來(lái)表現(xiàn)地理情境及教學(xué)內(nèi)容，以達(dá)到豐富教材內(nèi)容、吸引學(xué)生興趣、提升學(xué)習(xí)成效的目的。理論上來(lái)講，通論地理、經(jīng)濟(jì)地理、人文地理、區(qū)域地理等絕大多數(shù)以往教師能呈現(xiàn)給學(xué)生的素材，如今均能通過(guò)計(jì)算機(jī)以更有趣、更有效的方式展現(xiàn)給廣大學(xué)生。目前，課標(biāo)和教材在這部分內(nèi)容的處理及解析上都非常含蓄、模糊而寬泛，這對(duì)地理信息技術(shù)的科普教育非常不利。
　　
　　四、教學(xué)建議
　　
　　1、教學(xué)方法參考
　　對(duì)于遙感概念的介紹主要落實(shí)在知道遙感(RS)的基本含義，包括遙感(RS)概念和遙感(RS)技術(shù)主要的工作原理及環(huán)節(jié)。要讓學(xué)生了解到遙感究竟是什么，而不能只知道其文字或?qū)W術(shù)上的定義。
　　教學(xué)中可以采取“由近及遠(yuǎn)”、“由淺入深”的教學(xué)方法，“借喻”生活中學(xué)生熟悉的事物，加深對(duì)這一高科技的理解。例如，可以由學(xué)生熟知的“拍照”談起，“照相機(jī)”相當(dāng)于“傳感器”；再如，以人們夏日戴“太陽(yáng)鏡”的作用，談遙感技術(shù)中的“信息處理”和“信息分析”。
　　教學(xué)中應(yīng)結(jié)合具體實(shí)例，可以采取“對(duì)比”的教學(xué)方法，讓學(xué)生了解遙感技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的先進(jìn)性和實(shí)用性。例如，可以汶川大地震震區(qū)進(jìn)行震前震后圖像的對(duì)比(圖4、5)。
　　
　　2、圖表試題使用
　　結(jié)合學(xué)生已掌握的地理知識(shí)，可巧用部分高考試題中的圖表，介紹遙感技術(shù)的工作原理。
　　例如，圖6為2010年全國(guó)I卷第9～11題中的圖，可以借用此圖給學(xué)生講解遙感技術(shù)高空傳感器獲取地面事物信息的原理。
　　再如，2010年重慶市試卷第11題：地理學(xué)中常用方格網(wǎng)法來(lái)研究各種問(wèn)題。如圖7中將某區(qū)域劃分為九個(gè)方格，數(shù)字“1”、“2”、“3”分別表示農(nóng)業(yè)用地、建設(shè)用地、水域，則可通過(guò)這些數(shù)據(jù)來(lái)分析該區(qū)域的土地利用狀況。
　　又如，圖8為2010年浙江省試卷第9～10題中的圖。
　　可以借用圖7、圖8的試題和圖像給學(xué)生講解傳感器采集的地面事物數(shù)字化轉(zhuǎn)換的原理。
　　
　　3、學(xué)習(xí)活動(dòng)建議
　　分小組活動(dòng)，確定各小組的活動(dòng)內(nèi)容；收集、整理有關(guān)遙感技術(shù)的資料，制作展示課件；對(duì)各小組的成果師生共同進(jìn)行評(píng)論。
　　
　　五、思考與練習(xí)
　　
　　遙感技術(shù)與傳統(tǒng)的地圖制作相比較，其優(yōu)越性是什么?
　　遙感的特點(diǎn)是“站得高，看得遠(yuǎn)”，感知的視野寬，范圍大；無(wú)論航空器還是航天器運(yùn)行的速度都較快，能在短時(shí)間內(nèi)收集大量的信息，并能運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行傳輸和信息處理，具有獲得資料速度快、周期短的特點(diǎn)；從總的方面看，遙感的運(yùn)用比傳統(tǒng)的方法更節(jié)省人力財(cái)力。
　　遙感技術(shù)與人類的視力相比較，其優(yōu)越性是什么?
　　遙感是人視力的延伸，在一定意義上有道理，但不全面。人眼在可見(jiàn)光范圍內(nèi)有很高的光譜分辨率，但在可見(jiàn)光之外則是“睜眼瞎”。由于技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷開(kāi)拓，傳感器的功能比人眼有了很大提高，如感應(yīng)的波譜范圍更寬，從紫外線到可見(jiàn)光、紅外線，并延伸到微波，提高光譜分辨率和空間分辨率；在夜晚或惡劣天氣情況下也能使用，并有一定的穿透能力等。微波遙感對(duì)云層、地表植被、松散沙層和干燥冰雪具有一定的穿透能力，又能夜以繼日地工作，可見(jiàn)遙感不僅僅是人視力的延