“互联网”时代的地理时空大数据和地理信息科学公开课教案（2025-2026学年）

“互联网”时代的地理时空大数据和地理信息科学公开课教案（2025—2026学年）一、教学分析本教案针对2025—2026学年的高中地理信息科学课程，旨在通过“互联网”时代的背景，让学生了解地理时空大数据在地理信息科学中的应用。教材分析方面，本课内容位于地理信息科学单元的核心位置，强调地理信息技术的现代应用，与前述地理信息系统（GIS）基础知识和地理空间分析等内容紧密关联。核心概念包括地理时空大数据、地理信息科学的基本原理及其在互联网时代的应用。技能方面，学生需掌握地理时空数据的收集、处理和分析方法。二、学情分析针对高中学生，他们已具备一定的地理知识基础和计算机操作能力。然而，对于地理时空大数据的概念和地理信息科学的高阶应用，学生可能存在理解难度。生活经验方面，学生对互联网的使用较为熟悉，但可能缺乏对地理信息科学实际应用的认知。认知特点上，学生倾向于通过直观、动态的方式学习新知识。兴趣倾向方面，学生对新兴科技和互联网应用有较高的兴趣。学习困难可能包括对复杂概念的理解、数据处理技能的掌握以及与实际应用的结合。三、教学目标与策略教学目标设定为使学生能够理解地理时空大数据的概念，掌握地理信息科学的基本应用，并能运用所学知识分析实际问题。教学策略将采用案例教学、小组讨论和实践活动相结合的方式，以提高学生的参与度和实践能力。通过设置具体的学习任务和项目，帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提升他们的地理信息科学素养。二、教学目标知识目标：说出地理时空大数据的基本概念和特征。列举地理信息科学在“互联网”时代的主要应用领域。解释地理时空数据的收集、处理和分析的基本流程。能力目标：设计一个简单的地理时空数据收集方案。运用GIS软件进行地理空间数据的可视化展示。评价不同地理时空数据在特定问题中的应用效果。情感态度与价值观目标：培养学生对地理信息科学的兴趣和好奇心。增强学生利用地理信息科学解决实际问题的意识。树立学生尊重科学、追求真理的价值观念。科学思维目标：发展学生的逻辑思维和分析能力。培养学生的问题解决能力和创新意识。提高学生的批判性思维和科学探究能力。科学评价目标：评价学生运用地理信息科学解决实际问题的能力。评估学生对地理时空大数据的理解和应用水平。检验学生是否能够将所学知识应用于新的情境中。三、教学重难点教学重点在于理解地理时空大数据的概念及其在“互联网”时代的应用，难点则在于学生如何运用GIS软件进行地理时空数据的处理和分析。难点产生的原因在于GIS软件操作的复杂性和地理时空数据理解的抽象性，需要通过实践操作和案例教学来逐步突破。四、教学准备教师需准备多媒体课件、GIS软件操作演示视频、相关案例资料等，以辅助学生理解地理时空大数据的概念和应用。学生需预习教材内容，收集互联网上相关地理信息科学的资料，并准备笔记本、画笔等学习工具。此外，教学环境将布置成小组合作模式，确保每个学生都有参与互动的机会。五、教学过程导入（5分钟）教师活动：1.播放一段关于地理信息科学在日常生活中应用的短视频，如城市交通管理、环境监测等。2.提问：同学们在生活中遇到过哪些与地理信息科学相关的情况？3.引导学生思考：地理信息科学是如何帮助人们更好地了解和利用地理信息的？学生活动：1.观看视频，思考视频中展示的地理信息科学应用。2.回答教师提出的问题，分享自己的观察和思考。即时评价标准：学生能够识别出视频中的地理信息科学应用。学生能够表达出对地理信息科学在日常生活中的重要性的认识。新授（30分钟）任务一：地理时空大数据概述教学目标：知识目标：说出地理时空大数据的基本概念和特征。能力目标：解释地理时空数据的收集、处理和分析的基本流程。情感态度与价值观目标：培养对地理信息科学的兴趣和好奇心。教师活动：1.讲解地理时空大数据的定义和特征。2.展示不同类型的地理时空数据，如气象数据、交通流量数据等。3.分析地理时空数据的收集、处理和分析的基本流程。学生活动：1.认真听讲，理解地理时空大数据的概念和特征。2.观察不同类型的地理时空数据，思考其应用场景。3.积极参与讨论，分享对地理时空数据处理的看法。即时评价标准：学生能够准确描述地理时空大数据的概念和特征。学生能够列举至少两种地理时空数据的类型及其应用场景。学生能够描述地理时空数据的收集、处理和分析的基本流程。任务二：地理信息系统（GIS）概述教学目标：知识目标：说出地理信息系统（GIS）的基本概念和功能。能力目标：解释GIS在地理时空大数据处理中的应用。情感态度与价值观目标：增强学生利用GIS解决实际问题的意识。教师活动：1.讲解地理信息系统（GIS）的定义和功能。2.展示GIS软件的界面和基本操作。3.分析GIS在地理时空大数据处理中的应用案例。学生活动：1.认真听讲，理解GIS的基本概念和功能。2.观察GIS软件的界面和操作，尝试进行基本操作。3.积极参与讨论，分享对GIS应用的认识。即时评价标准：学生能够准确描述GIS的基本概念和功能。学生能够操作GIS软件进行基本操作。学生能够列举至少一个GIS在地理时空大数据处理中的应用案例。任务三：地理时空大数据的收集教学目标：知识目标：说出地理时空大数据的收集方法。能力目标：设计一个简单的地理时空数据收集方案。情感态度与价值观目标：培养学生的实践能力和创新意识。教师活动：1.讲解地理时空大数据的收集方法，如卫星遥感、地面监测等。2.分组讨论，设计一个简单的地理时空数据收集方案。3.指导学生进行实地调查和数据收集。学生活动：1.认真听讲，理解地理时空大数据的收集方法。2.参与小组讨论，设计地理时空数据收集方案。3.进行实地调查和数据收集，记录观察结果。即时评价标准：学生能够说出地理时空大数据的收集方法。学生能够设计一个简单的地理时空数据收集方案。学生能够收集到有效的地理时空数据。任务四：地理时空数据的处理教学目标：知识目标：说出地理时空数据的处理方法。能力目标：运用GIS软件进行地理时空数据的处理。情感态度与价值观目标：培养学生的数据处理能力和解决问题的能力。教师活动：1.讲解地理时空数据的处理方法，如数据清洗、空间分析等。2.展示GIS软件进行地理时空数据处理的操作步骤。3.指导学生运用GIS软件进行地理时空数据的处理。学生活动：1.认真听讲，理解地理时空数据的处理方法。2.观察GIS软件进行地理时空数据处理的操作步骤。3.运用GIS软件进行地理时空数据的处理，分析处理结果。即时评价标准：学生能够说出地理时空数据的处理方法。学生能够运用GIS软件进行地理时空数据的处理。学生能够分析处理结果，得出有意义的结论。任务五：地理时空大数据的应用教学目标：知识目标：说出地理时空大数据的应用领域。能力目标：运用地理时空大数据解决实际问题。情感态度与价值观目标：培养学生的创新精神和实践能力。教师活动：1.讲解地理时空大数据的应用领域，如城市规划、环境保护等。2.分组讨论，设计一个利用地理时空大数据解决实际问题的方案。3.指导学生进行方案实施和成果展示。学生活动：1.认真听讲，理解地理时空大数据的应用领域。2.参与小组讨论，设计利用地理时空大数据解决实际问题的方案。3.进行方案实施，展示成果。即时评价标准：学生能够说出地理时空大数据的应用领域。学生能够设计一个利用地理时空大数据解决实际问题的方案。学生能够实施方案，展示成果。巩固（5分钟）教师活动：1.总结本节课所学内容，强调重点和难点。2.提问：同学们对本节课的内容有什么疑问？3.针对学生的疑问进行解答。学生活动：1.回顾本节课所学内容，思考自己的疑问。2.积极提问，解决自己的疑问。小结（5分钟）教师活动：1.总结本节课的学习成果，强调地理信息科学在“互联网”时代的重要性。2.鼓励学生继续学习和探索地理信息科学。学生活动：1.回顾本节课的学习成果，思考地理信息科学的应用前景。2.表达对地理信息科学的兴趣和好奇心。六、作业设计基础性作业：内容：复习本节课所学的地理时空大数据概念、GIS软件基本操作以及地理时空数据的收集、处理和分析流程。完成形式：完成课后练习题，包括选择题、填空题和简答题。提交时限：下节课前。能力培养目标：巩固学生对地理信息科学基本概念和操作流程的理解，提高学生的基础知识和基本技能。拓展性作业：内容：选择一个感兴趣的地理时空大数据应用领域，如城市规划、环境保护等，进行深入研究。完成形式：撰写一篇短文，介绍该领域的应用案例，并分析其应用价值和局限性。提交时限：两周内。能力培养目标：培养学生的信息收集能力、分析能力和写作能力，提高学生对地理信息科学应用领域的认识。探究性/创造性作业：内容：设计一个利用地理时空大数据解决实际问题的方案，如基于GIS的城市交通流量优化方案。完成形式：制作一个PPT或研究报告，展示方案的设计思路、实施步骤和预期效果。提交时限：一个月内。能力培养目标：培养学生的创新思维、实践能力和团队合作精神，提高学生运用地理信息科学解决实际问题的能力。七、本节知识清单及拓展1.地理时空大数据的定义、特征及其在地理信息科学中的应用价值。2.地理信息系统（GIS）的基本概念、功能及其在地理时空大数据处理中的作用。3.地理时空数据的收集方法，包括卫星遥感、地面监测等手段。4.地理时空数据的处理流程，包括数据清洗、空间分析等步骤。5.地理信息系统软件的基本操作，如图层管理、坐标系统设置等。6.地理时空大数据的应用领域，如城市规划、环境保护、灾害管理等。7.地理信息科学在“互联网”时代的最新发展趋势和挑战。8.地理时空大数据在解决实际问题中的应用案例，如城市交通流量优化。9.地理信息系统在地理时空大数据处理中的优势和应用场景。10.地理时空大数据的伦理问题和隐私保护措施。11.地理信息科学对学生核心素养和综合能力提升的贡献。12.地理时空大数据与人工智能、大数据分析等领域的交叉融合趋势。13.地理信息系统在教育领域的应用案例，如地理信息教学软件和在线地理信息系统。14.地理时空大数据在科学研究中的应用，如气候变化研究、环境监测等。15.地理信息系统在灾害预警和应急管理中的作用。16.地理时空大数据在智慧城市建设中的应用，如智能交通、智能环境监测等。17.地理信息系统在农业领域的应用，如精准农业、农业资源管理等。18.地理时空大数据在文化旅游领域的应用，如旅游路线规划、景点推荐等。19.地理信息系统在自然资源管理中的应用，如土地资源调查、水资源管理等。20.地理时空大数据在公共安全领域的应用，如城市安全监控、应急救援等。八、教学反思本节课的教学目标基本达成，学生对地理时空大数据的概念和应用有了较为清晰的认识。在活动设计上，通过案例教学和小组讨论，学生的参与度和互动性较高。然而，在地理信息系统（GIS）软件的操作环节，部分学生反映操作难度较大，这可能是因为缺乏相应的先备知识。对于这一发现，我将在后续教学中增加GIS软件操作的辅导和练习，以提高学生的操作技能。在教学过程中，我发现学生的兴趣点主要集中在地理时空大数据的应用案例上。例如，当讨论到城市交通流量优化时，学生们表现出浓厚的兴趣，并提出了许多有创意的想法。这让我意识到，结合