高中地理 第三章 地理信息技术的应用 3.1 全球定位系统的应教学设计 中图版必修3

高中地理第三章地理信息技术的应用3.1全球定位系统的应教学设计中图版必修3学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计思路亲爱的同学们，今天我们要一起探索地理信息技术的魅力，重点来学习全球定位系统（GPS）的应用。我会带你们从身边的实际案例出发，一步步揭开GPS的神秘面纱。比如，我们可以一起看看GPS如何帮助我们在户外导航，或者它是如何让科学家们研究地球的。课堂中，我会设计一些互动环节，让大家亲自动手操作GPS设备，感受科技的力量。让我们一起在地理的世界里，用科技的眼睛去发现更多的奇妙！🌟🌍📱核心素养目标分析本节课旨在培养学生的地理信息素养和科技应用能力。通过学习GPS的应用，学生将提升地理空间思维，理解地理信息技术的实际应用价值，增强问题解决能力。同时，培养学生对地理科技的兴趣，激发创新意识，提高合作学习和信息素养。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了基础的地理知识和基本的科学原理，对地图、经纬度等概念有一定的了解。此外，他们可能对信息技术有一定的接触，比如使用智能手机或电脑进行导航。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中生对科技和地理的结合通常表现出较高的兴趣，他们喜欢通过实践来学习新知识。学生的能力方面，部分学生可能对地理信息技术有较强的理解和操作能力，而其他学生可能需要更多的指导和帮助。学习风格上，有的学生偏好视觉学习，有的则更倾向于动手操作和实验。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在学习GPS应用时可能会遇到对地理坐标系统理解困难、对GPS操作不熟悉等问题。此外，对于一些理论知识的理解可能不够深入，导致在实际应用中难以灵活运用。此外，学生可能对GPS的广泛应用和潜力缺乏足够的认识，需要通过案例分析和实际操作来加深理解。教学资源-软硬件资源：笔记本电脑、投影仪、GPS接收器、平板电脑

-课程平台：地理信息系统教学软件

-信息化资源：全球定位系统应用案例视频、在线地图服务API

-教学手段：互动式教学软件、多媒体课件、实地考察设备教学过程一、导入新课

同学们，今天我们要一起走进一个神奇的世界——地理信息技术的应用。你们可能听说过GPS，但你们知道它在我们生活中的具体作用吗？让我们一起揭开这个神秘的面纱吧！（微笑）

二、新课导入

1.提问：同学们，你们知道GPS是什么吗？

2.学生回答，教师总结：GPS是全球定位系统的缩写，它能够精确地确定地球上的位置。

3.提问：那么，GPS有哪些应用呢？

4.学生回答，教师总结：GPS的应用非常广泛，比如在户外导航、地质勘探、军事等领域都有重要作用。

三、探究GPS的基本原理

1.展示PPT：介绍GPS的基本原理，包括卫星、地面控制站和用户接收机三部分。

2.提问：同学们，GPS是如何确定位置的？

3.学生讨论，教师总结：GPS通过接收卫星发出的信号，计算出信号传输的时间，从而确定用户的位置。

四、GPS在实际中的应用

1.展示PPT：介绍GPS在不同领域的应用案例，如户外导航、地质勘探、农业等。

2.提问：同学们，你们觉得GPS在哪个领域最有用？

3.学生讨论，教师总结：GPS在户外导航领域应用最为广泛，可以帮助我们在陌生的环境中找到正确的路线。

五、动手实践

1.分组活动：将学生分成小组，每组发放一台GPS接收器。

2.指导学生：如何使用GPS接收器进行定位，如何读取经纬度等信息。

3.学生操作，教师巡视指导。

六、案例分析

1.展示PPT：介绍一个典型的GPS应用案例，如户外探险。

2.提问：同学们，你们认为在户外探险中，GPS有哪些作用？

3.学生讨论，教师总结：GPS可以帮助我们在户外探险中找到正确的路线，避免迷路。

七、课堂小结

1.回顾本节课所学内容：GPS的基本原理、应用领域和实际操作。

2.强调重点：GPS在户外导航、地质勘探等领域的应用价值。

3.提问：同学们，你们觉得GPS还有哪些潜在的应用领域？

4.学生回答，教师总结：GPS的应用前景广阔，随着科技的发展，它将在更多领域发挥重要作用。

八、课后作业

1.查找资料，了解GPS在农业领域的应用。

2.完成一份关于GPS应用的小论文，要求结合实际案例进行分析。

九、课堂反思

1.教师反思：本节课的教学过程是否顺利，学生的参与度如何？

2.学生反思：本节课的学习收获，对GPS应用的理解程度。学生学习效果学生学习效果：

1.**知识掌握**：通过本节课的学习，学生能够准确理解全球定位系统（GPS）的基本原理，包括卫星星座、地面控制站和用户接收机的工作机制，以及如何通过信号传输时间来确定位置。

2.**技能提升**：学生在实际操作中掌握了GPS接收器的使用方法，能够独立读取经纬度等信息，并在户外或模拟环境中进行定位。

3.**应用能力**：学生能够将GPS技术应用到实际案例中，如户外导航、地质勘探等，展现出将理论知识转化为实际应用的能力。

4.**地理空间思维**：通过分析GPS在地理信息系统中的应用，学生增强了地理空间思维能力，能够更好地理解地理位置和空间分布的概念。

5.**信息素养**：学生在信息检索、分析案例和撰写小论文的过程中，提高了信息素养，学会了如何从多角度获取和评估信息。

6.**合作学习**：在小组活动中，学生学会了与同伴合作，共同解决问题，提升了团队合作和沟通能力。

7.**创新意识**：学生对GPS技术的应用表现出浓厚的兴趣，激发了对科技创新的探索欲望，培养了创新意识。

8.**实践能力**：通过实地考察或模拟实验，学生将理论知识与实践相结合，提高了实践操作能力和问题解决能力。

9.**科技意识**：学生认识到地理信息技术在现代社会的重要性，增强了科技意识，意识到科技发展对生活的影响。

10.**终身学习**：本节课的学习不仅增进了学生对当前知识的掌握，还培养了学生终身学习的习惯，使他们能够不断更新知识，适应未来社会的需求。教学反思与总结回望今天的高中地理课，关于全球定位系统（GPS）的应用，我觉得自己既有收获也有反思。

首先，我在教学方法上尝试了多种方式。我用了PPT展示GPS的基本原理，希望通过直观的方式让学生们更容易理解。我提问，让学生们讨论，然后我再总结，这样既调动了学生的积极性，也让他们在互动中巩固了知识。我觉得这种方式挺有效的，因为从学生的反馈来看，他们对GPS的兴趣明显提高了。

然而，我也发现了一些不足。比如，在讲解GPS在农业领域的应用时，我发现有些学生不太能跟上我的思路。这可能是因为他们对农业知识了解不多，或者对GPS在农业中的具体应用不够熟悉。这让我意识到，在今后的教学中，我需要更多地考虑学生的已有知识基础，提前准备一些相关的背景信息，以便更好地引导他们的学习。

在策略上，我用了小组合作的方式让学生们进行实地操作，这个环节得到了学生的积极响应。他们不仅学会了如何使用GPS，还通过团队合作解决了实际问题。但我也发现，有些小组在操作过程中出现了一些小插曲，比如设备使用不当或者数据记录不准确。这说明我在教学前对小组合作的具体步骤和注意事项指导得还不够细致。

至于管理方面，我发现课堂上的纪律维持得不错，学生们都很专注。不过，在个别环节，比如讨论时，有几个学生显得比较活跃，可能会影响其他同学的注意力。我需要在今后的教学中，更好地平衡课堂讨论的活跃度和纪律性。

教学总结方面，我觉得学生们的收获是明显的。他们在知识上，对GPS的工作原理和应用有了更深的理解；在技能上，学会了如何使用GPS进行定位和数据记录；在情感态度上，他们对地理信息技术的兴趣和好奇心得到了满足。

当然，也存在一些问题。比如，部分学生在理解GPS原理时显得有些吃力，这可能是因为他们对相关物理知识掌握不足。为此，我计划在今后的教学中，适当增加一些与GPS相关的物理知识讲解，帮助学生建立起更坚实的知识基础。

改进措施和建议方面，我认为以下几点是值得考虑的：

-在课前准备时，更多地考虑学生的知识背景，设计更具针对性的教学材料。

-在教学中，加强课堂管理和纪律，确保每个学生都能参与到课堂活动中来。

-在课后，通过布置相关的作业或项目，让学生将所学知识应用于实践，加深理解。

-定期进行教学反思，及时调整教学策略，以适应学生的学习需求。课堂课堂评价是教学过程中不可或缺的一环，它帮助我了解学生的学习情况，及时调整教学策略。以下是我对本次高中地理课“全球定位系统的应用”的课堂评价：

1.**提问评价**：

在课堂提问环节，我通过设计一系列问题来检验学生对GPS基本原理和应用的理解。例如，我询问了学生：“GPS是如何确定位置的？”、“GPS在户外导航中有哪些优势？”等问题。通过学生的回答，我发现大部分学生能够准确地描述GPS的工作原理，并能够列举出其在不同领域的应用。然而，也有少数学生在回答关于GPS在农业领域应用的问题时显得有些吃力。这表明我需要进一步加强对这一领域的案例教学。

2.**观察评价**：

在课堂上，我观察学生的参与度和互动情况。我发现学生们在讨论GPS应用时非常积极，尤其是当涉及到户外导航和地质勘探等实际案例时，他们的兴趣更加浓厚。然而，我也注意到，在小组合作环节，部分学生显得有些被动，这可能是因为他们对GPS的操作不够熟练。因此，我决定在今后的教学中，提供更多实践操作的机会，让学生在动手实践中提高技能。

3.**测试评价**：

为了更全面地了解学生的学习效果，我在课后布置了一项小测验。测试内容包括GPS基本原理、应用案例以及操作技能。从测试结果来看，学生们在理论知识方面掌握得较好，但在实际操作技能上还有待提高。例如，有些学生在使用GPS设备进行定位时，未能准确记录数据。针对这一情况，我将在下一节课中安排一个实践环节，让学生通过实际操作来提高他们的技能。

4.**反馈评价**：

在课堂教学中，我及时给予学生反馈，鼓励他们继续努力。对于回答正确的学生，我给予了表扬和肯定；对于回答错误的学生，我耐心地进行了讲解和指导。同时，我也鼓励学生们在课后进行自主学习和探究，以加深对GPS应用的理解。

5.**改进措施**：

基于以上评价，我计划在今后的教学中采取以下改进措施：

-加强对GPS操作技能的实践教学，让学生在实际操作中提高技能。

-在课堂上增加更多互动环节，提高学生的参与度和积极性。

-针对不同学生的学习需求，提供个性化的指导和支持。

-定期进行教学反思，不断调整教学策略，以适应学生的学习进度。典型例题讲解例题1：

假设某GPS接收器在接收来自两颗GPS卫星的信号时，测得信号传播时间分别为0.5秒和1.2秒，卫星到接收器的距离分别为1.5万公里和2.4万公里。请计算接收器的精确位置。

解答：

首先，根据信号传播时间和卫星到接收器的距离，我们可以计算出信号从卫星到接收器的传播速度：

速度=距离/时间

对于第一颗卫星：

速度1=1.5万公里/0.5秒=30000公里/秒

对于第二颗卫星：

速度2=2.4万公里/1.2秒=20000公里/秒

由于GPS系统中的卫星信号传播速度是光速，我们可以认为这两个速度都是光速。接下来，我们可以计算出接收器的位置。

由于信号传播时间是从卫星发出信号到接收器接收到信号的时间，所以实际上接收器到卫星的距离应该是信号传播距离的一半。因此，我们可以计算出接收器到两颗卫星的实际距离：

距离1=速度1*时间1/2=30000公里/秒*0.5秒/2=7500公里

距离2=速度2*时间2/2=20000公里/秒*1.2秒/2=12000公里

现在我们有了接收器到两颗卫星的实际距离，我们可以使用三角形的几何关系来计算接收器的位置。这是一个平面直角坐标系中的问题，我们可以使用勾股定理来计算接收器到两颗卫星连线的垂直距离。

设接收器到两颗卫星连线的垂直距离为h，则有：

h^2+7500^2=12000^2

解这个方程，我们得到：

h^2=12000^2-7500^2

h^2=144000000-56250000

h^2=87750000

h=√87750000

h≈9400公里

因此，接收器的位置大约在两颗卫星连线的垂直方向上，距离连线大约9400公里。

例题2：

某GPS接收器同时接收到来自三颗GPS卫星的信号，信号传播时间分别为0.4秒、0.6秒和0.8秒。如果已知这三颗卫星的坐标分别为（10000,10000）、（15000,15000）和（20000,20000），请计算接收器的位置。

解答：

这个问题可以通过解三个方程组来求解。每个方程对应一颗卫星，方程的形式为：

(x-x_i)^2+(y-y_i)^2=(c*t_i)^2

其中，(x,y)是接收器的坐标，(x_i,y_i)是卫星的坐标，t_i是信号传播时间，c是光速。

代入已知数据，我们得到三个方程：

(x-10000)^2+(y-10000)^2=(c*0.4)^2

(x-15000)^2+(y-15000)^2=(c*0.6)^2

(x-20000)^2+(y-20000)^2=(c*0.8)^2

由于光速c是常数，我们可以通过消元法来解这个方程组。首先，我们可以将第一个方程乘以0.6^2，第二个方程乘以0.4^2，第三个方程乘以0.8^2，然后相减，消去x^2项：

0.36(x-10000)^2+0.16(x-15000)^2-0.64(x-20000)^2=0

展开并简化，我们得到一个关于y的二次方程。解这个方程，我们可以得到y的值。然后，我们可以将y的值代入任一方程中求解x的值。

例题3：

某GPS接收器在接收来自四颗GPS卫星的信号时，测得信号传播时间分别为0.3秒、0.5秒、0.7秒和0.9秒。如果已知这四颗卫星的坐标分别为（5000,5000）、（10000,10000）、（15000,15000）和（20000,20000），请计算接收器的位置。

解答：

这个问题与例题2类似，但由于有四个方程，我们需要使用更复杂的数学方法来解。我们可以使用高斯消元法或者矩阵运算来解这个方程组。

首先，我们列出四个方程：

(x-5000)^2+(y-5000)^2=(c*0.3)^2

(x-10000)^2+(y-10000)^2=(c*0.5)^2

(x-15000)^2+(y-15000)^2=(c*0.7)^2

(x-20000)^2+(y-20000)^2=(c*0.9)^2

然后，我们通过矩阵运算或高斯消元法来解这个方程组，得到接收器的坐标(x,y)。

例题4：

某GPS接收器在接收来自五颗GPS卫星的信号时，测得信号传播时间分别为0.2秒、0.4秒、0.6秒、0.8秒和1.0秒。如果已知这五颗卫星的坐标分别为（3000,3000）、（6000,6000）、（9000,9000）、（12000,12000）和（15000,15000），请计算接收器的位置。

解答：

这个问题需要解五个方程，我们可以使用同样的方法，通过矩阵运算或高斯消元法来解这个方程组。

列出五个方程：

(x-3000)^2+(y-3000)^2=(c*0.2)^2

(x-6000)^2+(y-6000)^2=(c*0.4)^2

(x-9000)^2+(y-9000)^2=(c*0.6)^2

(x-12000)^2+(y-12000)^2=(c*0.8)^2

(x-15000)^2+(y-15000)^2=(c*1.0)^2

然后，通过矩阵运算或高斯消元法求解，得到接收器的坐标(x,y)。

例题5：

某GPS接收器在接收来自六颗GPS卫星的信号时，测得信号传播时间分别为0.1秒、0.3秒、