第一节 GPS的产生教学设计高中地理湘教版选修Ⅶ地理信息技术应用-湘教版2004

-1-第一节GPS的产生教学设计高中地理湘教版选修Ⅶ地理信息技术应用-湘教版2004教学设计课题Xx课型新授课√□章/单元复习课□专题复习课□习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□设计思路一、设计思路以GPS产生的军事需求为切入点，紧扣课本中子午卫星系统的局限与GPS计划的启动历程，通过海湾战争等案例呈现技术演变，结合学生日常导航体验，从军事到民用拓展理解，凸显技术发展的实用价值，为后续GPS原理与应用学习奠定基础。核心素养目标二、核心素养目标通过分析GPS产生的军事需求与技术发展历程，提升综合思维；理解GPS从军事应用到民用的转变，认识技术发展对人类活动的影响，树立人地协调观；结合日常导航体验，增强地理实践力，感知地理信息技术的实用价值。教学难点与重点1.教学重点，①GPS产生的背景，包括子午卫星系统的局限性（如覆盖范围小、定位连续性差）；②GPS计划启动的核心驱动力，即美国军事需求（如精确导航、武器制导）；③GPS从军事应用向民用领域拓展的过程与意义。

2.教学难点，①理解子午卫星系统与GPS技术原理的差异，特别是GPS全球覆盖、连续定位的优势；②分析GPS技术发展中的军事需求与社会应用之间的转化机制；③结合生活实例，认识GPS技术对人类生产生活方式的具体影响。教学资源软硬件资源：子午卫星系统模型、GPS接收机模型、地理信息系统软件（ArcGIS基础版）

课程平台：智慧课堂平台、班级学习通

信息化资源：海湾战争中GPS应用视频片段、子午卫星系统与GPS技术对比图表、GPS发展历程时间轴、日常导航应用截图

教学手段：多媒体课件、小组讨论、案例分析、实物展示、课堂提问教学过程1.导入（约5分钟）：

激发兴趣：播放海湾战争GPS制导导弹打击目标的短视频片段，提问："精确打击依赖什么技术？它如何改变现代战争？"

回顾旧知：引导学生回顾子午卫星系统的局限性（覆盖范围小、定位连续性差），引出GPS诞生的必要性。

2.新课呈现（约25分钟）：

讲解新知：

①GPS产生的背景：结合课本内容，分析美国海军"子午卫星系统"（TRANSIT）的缺陷（如单星定位、更新慢）；

②军事需求驱动：详解"核威慑"背景下对全球实时定位的需求，1973年GPS计划启动；

③技术突破：介绍卫星星座设计、原子钟应用、多普勒定位原理向伪距定位的演变。

举例说明：

①展示子午卫星系统与GPS卫星轨道对比图，说明GPS"24+3"星座实现全球覆盖；

②以1991年海湾战争中GPS首次实战应用为例，说明军事需求如何推动技术成熟。

互动探究：

①小组讨论：分析"为什么GPS从军事项目发展为全球民用基础设施？"（结合课本技术扩散案例）；

②角色扮演：模拟国防部官员与科学家对话，探讨技术保密与民用开放的矛盾。

3.巩固练习（约10分钟）：

学生活动：

①使用GIS软件模拟定位：输入经纬度，对比子午卫星系统（单次定位耗时15分钟）与GPS（实时定位）的效率差异；

②绘制"GPS发展里程碑时间轴"（1958年TRANSIT启动→1973年GPS计划→1989年首颗GPS卫星发射→1995年完全运行）。

教师指导：巡视各组操作，重点指导GIS软件中卫星参数设置，纠正时间轴绘制中的关键节点错误。

4.总结（约5分钟）：

①梳理GPS诞生的逻辑链：军事需求→技术突破→全球覆盖；

②联系现实：引导学生列举生活中GPS应用（导航、测绘、灾害监测），强化技术实用性认知。学生学习效果学生通过本节课学习，能够清晰阐述GPS产生的军事背景与技术演进历程，理解子午卫星系统局限性与GPS全球覆盖优势的对比关系。学生能结合课本案例（如海湾战争精确打击），分析军事需求如何驱动技术创新，并掌握GPS从保密军事项目向民用基础设施转化的社会意义。在能力层面，学生可运用GIS软件模拟定位操作，对比不同定位技术的效率差异，绘制GPS发展时间轴并标注关键节点（1973年计划启动、1989年首颗卫星发射等）。通过小组讨论与角色扮演，学生能辩证看待技术保密与开放应用的矛盾，提升综合思维能力。在素养层面，学生能列举生活中GPS应用实例（如导航、测绘、灾害监测），认识到地理信息技术对人类生产生活方式的深远影响，树立技术发展服务于人地协调的观念。学生能够将GPS产生原理与后续课程中的遥感、GIS技术形成知识体系，理解地理信息技术应用的内在逻辑，为学习地理信息技术的综合应用奠定基础。课堂练习中，学生能准确区分子午卫星系统与GPS的技术参数（覆盖范围、定位精度、更新频率），并能结合课本图表说明GPS全球连续定位的优势。通过课堂总结与延伸思考，学生能主动关注地理信息技术在国家安全、经济发展中的战略价值，增强地理实践力与社会责任感。课后作业1.简述子午卫星系统的主要局限性，并说明这些局限性如何催生了GPS计划的诞生。

答案：子午卫星系统覆盖范围小、定位连续性差、更新慢（单次定位需15分钟），无法满足全球实时军事需求，促使美国于1973年启动GPS计划以实现全球连续定位。

2.结合课本案例，分析海湾战争中GPS技术应用的军事价值，并推测其对现代战争的影响。

答案：海湾战争中GPS实现精确制导，提升打击精度与作战效率，推动战争形态向信息化、精准化转变，凸显地理信息技术的战略重要性。

3.绘制GPS发展关键节点时间轴（1958年子午卫星系统启动至1995年完全运行），并标注每阶段的技术突破。

答案：1958年TRANSIT启动→1973年GPS计划启动→1978年首颗实验卫星发射→1989年首颗GPS卫星发射→1995年实现全球覆盖。技术突破包括原子钟应用、星座设计优化、伪距定位原理成熟。

4.模拟GIS操作：输入同一地点坐标，分别使用子午卫星系统与GPS进行定位，对比两者在定位精度、更新频率上的差异。

答案：子午卫星系统定位精度低（约100米）、更新慢（单次15分钟）；GPS定位精度高（民用10米级）、实时连续更新。

5.论述GPS从军事保密项目向民用基础设施转化的社会意义，并列举课本中提到的民用领域案例。

答案：转化促进技术普惠，推动经济发展；案例包括车辆导航（课本P8）、灾害监测（课本P9）、资源勘探（课本P10）。板书设计①GPS产生的背景：子午卫星系统局限性——覆盖范围小、定位连续性差、更新慢（单次定位15分钟），无法满足全球实时需求。

②GPS计划启动核心：军事需求驱动——1973年GPS计划启动，核威慑背景下对全球实时定位、精确导航的需求。

③技术突破与意义：24+3卫星星座实现全球覆盖；原子钟技术应用；从保密军事项目向民用基础设施转化，推动技术扩散与社会应用。课堂小结，当堂检测课堂小结：本节课围绕GPS的产生，梳理了技术发展的逻辑链：子午卫星系统因覆盖范围小、定位连续性差、更新慢等局限性，无法满足全球实时军事需求，直接催生了1973年GPS计划的启动。军事领域对核威慑背景下精确导航、武器制导的迫切需求，推动了卫星星座设计（24+3颗）、原子钟技术、伪距定位原理等关键技术突破，最终实现全球连续覆盖。GPS从保密军事项目向民用基础设施的转化，体现了技术创新与社会需求的互动，其应用已渗透导航、测绘、灾害监测等课本提及的领域，深刻改变人类生产生活方式。

当堂检测：1.简述子午卫星系统的主要局限性及其对GPS诞生的直接影响。2.结合课本案例，分析海湾战争中GPS技术应用的军事价值。3.绘制GPS发展关键节点时间轴（1958-1995年），标注技术突破。4.对比子午卫星系统与GPS在覆盖范围、定位精度、更新频率上的差异。5.论述GPS从军事保密向民用转化的社会意义，列举课本中的民用领域案例。教学反思与改进这节课讲GPS的产生，学生参与度挺高，特别是海湾战争视频和小组讨论环节，但发现部分学生对子午卫星系统与GPS的技术原理对比理解不够透彻。下次可以增加实物模型演示，用简易卫星轨道图让学生直观感受覆盖差异。作业里绘制时间轴的完成情况不错，但论述题回答比较表面，说明对军事需求驱动技术创新的逻辑链条还需强化，下次加入“国防部决策模拟”角色扮演活动，让学生在情境中体会技