【教學基本信息】
課題：地理信息技術在防災減災中的應用——GPS信息獲取
教材版本：新教材（信息技術模塊）
課時：1課時

【教學目標】

1. 知識與技能：

• 理解GPS（全球定位系統）的基本工作原理與功能。

• 掌握使用手持GPS設備或智能手機應用獲取位置、速度、時間等關鍵信息的基本操作。

• 能夠結合具體防災減災場景（如災情上報、人員定位、物資調度），分析GPS信息的作用。

1. 過程與方法：

• 通過模擬操作與實踐練習，體驗GPS信息獲取的過程。

• 通過案例分析與小組討論，探究GPS在防災減災各環節中的具體應用。

1. 情感、態度與價值觀：

• 認識現代地理信息技術對保障人民生命財產安全的重要意義。

• 培養在災害面前運用科技手段解決問題的意識與協作精神。

【教學重點與難點】

• 重點：GPS信息獲取的基本操作；GPS在防災減災中的典型應用。
• 難點：理解GPS的衛星定位原理；在不同災害情境下合理設計GPS應用方案。

【教學準備】

1. 教師準備：多媒體課件、GPS工作原理動畫、防災減災應用案例視頻、手持GPS演示設備（或安裝有GPS功能模擬軟件的平板電腦）。
2. 學生準備：智能手機（安裝有地圖或定位類APP，如高德地圖、百度地圖的定位功能）。
3. 環境準備：確保教室或戶外實踐區域有良好的衛星信號接收條件。

【教學過程】
一、 情境導入（5分鐘）
播放一段短片，展示在洪水、地震等災害中，救援人員利用GPS快速定位受災地點、引導疏散路線的場景。提出問題：“短片中救援人員依靠什么技術實現了精準定位與導航？這種技術如何幫助我們防災減災？”引出本節課主題——GPS信息獲取。

二、 新知講授與原理探究（15分鐘）

1. GPS是什么？

• 簡要介紹：全球定位系統（Global Positioning System），由美國建立，提供全球、全天候的定位、導航、授時服務。

• 類比說明：如同在茫茫大海中，通過測量與多個已知燈塔的距離來確定自己的位置。

1. GPS如何工作？（結合動畫講解）

• 空間部分：由24顆以上衛星組成星座，持續發送信號。

• 用戶部分：GPS接收機（如手機、專業設備）接收至少4顆衛星的信號。

• 核心原理：通過測量信號傳播時間，計算接收機與各衛星的距離，通過幾何交匯確定接收機的三維位置（經度、緯度、高程）和時間。

1. GPS能提供哪些信息？

• 核心信息：位置坐標（經緯度）、海拔高度、精確時間。

• 派生信息：運動速度、行進方向、軌跡記錄。

三、 實踐操作：獲取GPS信息（15分鐘）

1. 教師演示：使用手持GPS設備或平板模擬軟件，演示開機、搜星、查看位置坐標、記錄航點等基本操作。

1. 學生實踐（分組進行）：

• 任務一：使用自己智能手機的地圖APP，開啟定位功能，記錄當前所在位置的經緯度坐標和海拔高度（注意APP權限設置）。

• 任務二：在戶外安全區域（或利用軟件模擬），小組內一位同學緩慢移動，其他同學觀察其位置坐標和軌跡的變化。

1. 交流分享：各小組匯報獲取的坐標數據，討論影響定位精度的可能因素（如建筑物遮擋、天氣、設備性能）。

四、 案例分析與應用探究（20分鐘）
結合教材與補充材料，深入探討GPS在防災減災“災前-災中-災后”全過程中的應用。

1. 災前預防：

• 案例：地質災害隱患點監測設備的精確定位與數據回傳。

• 討論：GPS如何幫助建立精準的災害風險數據庫？

1. 災中應急：

• 案例：地震后，救援隊利用GPS快速定位廢墟下的生命信號位置；群眾利用手機GPS功能上報自身受困位置。

• 角色扮演：設計一個“洪澇災害被困人員求救”情景，模擬如何用手機將準確的GPS位置信息發送給救援中心。

1. 災后評估與重建：

• 案例：利用GPS測量山體滑坡的面積與體積，評估災害損失；對重建物資運輸車輛進行路徑規劃與實時監控。

• 小組任務：為某次臺風后的災情調查隊，設計一個利用GPS進行倒損房屋定位與信息采集的工作流程。

五、 提升與作業布置（5分鐘）

1. 課堂

• 技術回顧：GPS通過衛星信號實現精準定位，提供位置、時間等關鍵信息。

• 應用升華：GPS是地理信息技術體系中的重要組成部分，與RS（遙感）、GIS（地理信息系統）集成應用，能極大提升防災減災的效率和科學性。例如，GPS為遙感圖像提供地理坐標，將現場定位數據輸入GIS進行分析決策。

1. 作業布置：

• 基礎題：簡述GPS的基本工作原理。

• 實踐題：使用手機地圖APP，規劃一條從學校到附近應急避難場所的最優路徑，并記錄關鍵點的坐標。

• 探究題（選做）：查找一個利用GPS技術成功輔助防災減災的真實案例，分析其成功的關鍵因素。

【教學反思】（教師用）
本節課將理論原理、實踐操作與情境應用相結合，旨在讓學生不僅“知道”GPS，更能“使用”GPS并思考其價值。教學中需注意平衡原理講解的深度與實踐操作的可行性，確保學生能在有限時間內掌握核心。對于設備條件有限的學校，可充分利用模擬軟件和手機APP進行替代。案例選擇應貼近生活、真實可信，激發學生的共鳴與探究欲。強調信息技術的工具性，引導學生思考如何將其創造性地應用于解決實際問題，特別是關乎生命安全的防災減災領域。