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111 學校：臨清二中 學科：地理 編寫人：王勇 審稿人：張月蘭 第四單元 人類活動的地域聯(lián)系 單元活動　 全球定位系統(tǒng)與交通運輸（教案） 一、教材分析 全球定位系統(tǒng)及其應用是人類活動地域聯(lián)系的最新發(fā)展，在當今社會日益普及，例如在許多學生的家庭用車中就有定位儀的使用。本節(jié)課要讓學生明確全球定位系統(tǒng)的構(gòu)成與優(yōu)點；全球定位系統(tǒng)的應用領域；學會使用“GPS手持機”。 二、教學目標 1、知識目標： （1）知道全球定位系統(tǒng)的基本構(gòu)成、定位導航原理、優(yōu)越性及其應用領域。 （2）了解GPS手持機的使用。 2．能力目標： 學會使用GPS手持機，看懂其顯示的信息 3．情感、態(tài)度和價值觀目標： 利用高科技成果激發(fā)學科學、用科學和探究科學奧秘的興趣和熱情。 三、教學重點難點 1、全球定位系統(tǒng)的構(gòu)成。 2、全球定位系統(tǒng)在軍事、民用兩方面的應用。 3、學會使用GPS手持機。 四、學情分析 對于文科普通班的學生，其知識基礎和文科小班是有相當差距的，但本節(jié)課的知識是比較獨立的，所以，在學習本節(jié)課的要求上，應該全體文科學生的要求是一樣的。本節(jié)課的重點任務就是明確構(gòu)成、知道應用領域、學會手持機 GPS的使用。 五、教學方法 1、自主探究學習法、討論法。 2．學案導學：見后面的學案。 3、新授課教學基本環(huán)節(jié)：預習檢查、總結(jié)疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結(jié)、當堂檢測→發(fā)導學案、布置預習 六、課前準備 教師要準備好與本節(jié)課相關的所用的圖片、電腦設備；學生做好預習學案，對全球定位系統(tǒng)有一個大概的了解，要達到預習學案的基本要求。 七、課時安排：1課時 八、教學過程 (一)預習檢查、總結(jié)疑惑 檢查了學生的預習學案，明確了學生對于全球定位系統(tǒng)的工作原理、全球定位系統(tǒng)的維護、數(shù)據(jù)注入等疑惑的問題。 （二）情景導入、展示目標。 今天我們來了解全球定位系統(tǒng)（GPS）與交通運輸?shù)年P系。1957年10月，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射成功，標志著空間科技的發(fā)展跨入了一個嶄新的時代，隨著人造地球衛(wèi)星的不斷發(fā)射，利用衛(wèi)星定位測量已成為現(xiàn)實。 定位技術的發(fā)展經(jīng)歷了衛(wèi)星定位技術，衛(wèi)星多普勒測量到現(xiàn)在的全球定位系統(tǒng)（GPS）全球定位系統(tǒng)是美國從本世紀70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。 在美國,GPS全球衛(wèi)星定位技術與“阿波羅”飛船登月,航天飛機升空,共同給列為20世紀“三大航天工程”。 介紹完GPS的由來及時向?qū)W生展示教學目標。 （三）合作探究、精講點撥。 ［探究活動1］將課本上GPS系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)換成綱要形式。 教師講解：GPS的全稱是“授時與測距導航系統(tǒng)－全球定位系統(tǒng)”（navigation system timing and ranging-global positioning system）。 它主要由三大子系統(tǒng)構(gòu)成：空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶設備系統(tǒng)。 （1）我們來逐一介紹：空間衛(wèi)星系統(tǒng)作為空間部分，由均勻分布在6個軌道平面上的24顆高軌道工作衛(wèi)星構(gòu)成，各軌道平面相對于赤道平面的傾角為55，軌道平面間距60。在每一軌道平面內(nèi)，各衛(wèi)星升交角距差90，任一軌道上的衛(wèi)星比西邊相鄰軌道上的相應衛(wèi)星超前30。事實上，空間衛(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)量要超過24顆，以便及時更換老化或損壞的衛(wèi)星，保障系統(tǒng)正常工作。該衛(wèi)星系統(tǒng)能夠保證在地球的任一地點向使用者提供4顆以上可視衛(wèi)星。GPS工作衛(wèi)星組網(wǎng)保障全球任一時刻、任一地點都可對4顆以上的衛(wèi)星進行觀測（最多可達11顆），實現(xiàn)連續(xù)、實時地導航和定位。 看GPS衛(wèi)星圖4-4-2，它的兩側(cè)有兩塊雙葉太陽能板，能自動雙向定位，以保證衛(wèi)星正常工作用電。 完成探究學案空間衛(wèi)星系統(tǒng)部分 觀察下圖并討論，教師提問，讓學生說出地面監(jiān)控系統(tǒng)，教師補充。 （2）地面監(jiān)控部分，由均勻分布在美國本土和三大洋的美軍基地上的一個主控站、五個監(jiān)測站和三個信息注入站構(gòu)成。 主控站位于美國科羅拉多的斯平士（Colorado Springs）的聯(lián)合空間執(zhí)行中心（CSOC），三個注入站分別設在大西洋、印度洋和太平洋的三個美國軍事基地上，即大西洋的阿松森（Ascension）島、印度洋的狄哥?伽西亞(Diego Garcia)和太平洋的卡瓦加蘭(Kwajalein),五個監(jiān)測站設在主控站和三個注入站以及夏威夷島。 ①主控站是根據(jù)各監(jiān)控站提供的GPS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、各監(jiān)測站和注入站自身的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，完成各項工作：如及時編算每顆衛(wèi)星的導航電文并傳送給注入站；控制和協(xié)調(diào)監(jiān)測站間、注入站間的工作，檢驗注入衛(wèi)星的導航電文是否正確以及衛(wèi)星是否將導航電文發(fā)給了GPS用戶系統(tǒng)；診斷衛(wèi)星工作狀態(tài)，改變偏離軌道的衛(wèi)星位置及姿態(tài)，調(diào)整備用衛(wèi)星取代失效衛(wèi)星。 ②監(jiān)測站是用GPS接收系統(tǒng)測量每顆衛(wèi)星的偽距和距離差，采集氣象數(shù)據(jù)，并將觀測數(shù)據(jù)傳送給主控點，5個監(jiān)控站均為無人守值的數(shù)據(jù)采集中心。 ③信息注入站 接受主控站送達的各衛(wèi)星導航電文并將之注入飛越其上空的每顆衛(wèi)星。 完成探究學案地面監(jiān)控系統(tǒng)部分 關于用戶設備系統(tǒng)的學習，學生獨立完成相應的探究學案。 ［探究活動2］學習本課“GPS的應用領域”，完成下列綱要，并思考為何攜帶GPS手持機的人員遇險時能得到及時救援。 教師介紹：GPS現(xiàn)在主要是用來定位、導航和測量。 在軍事上GPS的應用：軍事是GPS技術最早的應用領域,主要是為各種軍事活動提供定位導航.在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，不僅陸、海、空三軍，而且許多高科技武器彈藥等，也都開始采用GPS技術進行定位導航. 還擴展到成為目前精確制導武器復合制導的一種重要技術手段.例如：未配置GPS制導系統(tǒng)之前,美軍的BGM-109C“戰(zhàn)斧”巡航導彈的圓概論誤差約為9米；在其“慣性＋地形匹配”制導系統(tǒng)中加入GPS后，其誤差降至3米，制導精度大大提高。 后來，GPS又開始發(fā)展到民用上。民用的GPS主要用于交通車輛導航管理、航空器的定位以及導航，以及大地測量、野外勘測、緊急求援、旅游探險、農(nóng)業(yè)監(jiān)控、生態(tài)研究等方面。 下面同學們完成探究學案的第二部分。（教師當堂檢查完成情況） 承轉(zhuǎn)：大家完成的學案情況較好，下面我們來共同學習知識窗的內(nèi)容。看一看GPS在公共交通上的應用。它具體的例證了以上幾個功能，如GPS系統(tǒng)的智能調(diào)度功能，使裝有GPS的出租車配備合理，能最大程度的滿足乘客的要求，從而減少了空載率，降低能源消耗，節(jié)省運行成本，并使行車、乘車安全系數(shù)大大提高等功能。 GPS在旅游探險中的應用，GPS接收機是旅游、探險者的好幫手。利用GPS，旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所在的位置，確定的前往目的地的最優(yōu)行進方式和路線。野外探險者則可以快捷的找到合適的道路和宿營地點，并在出現(xiàn)險情時迅速定位、報警，求得快捷的救援行動。 思考：為何攜帶GPS手持機的人員遇險時能得到及時救援。 講述實例引起學生思考：余純順在羅布泊探險遇難時離最近的補給站僅幾百米。風沙淹埋了前人走過的足跡。在茫?；哪杏挚视逐I的他終于倒下了。如果當時他有一臺中文顯示GPS接收機，這種慘劇又何以發(fā)生？。在地廣人稀沒有任何參照物可用以辨別方向的情況下，危險無時無刻不存在,手持GPS接收機沿著機中記錄的安全軌跡小心行進，從而可以安全返航。目前，許多休閑俱樂部圍繞GPS功能相繼推出"穿越"、"尋寶"、"野外拓展"等都市游戲，豐富了人們的周末生活，提高了人們的生活品位，深得戶外運動愛好者的歡迎。 從我國著名科學家余純順在羅布泊探險遇難個事件可見GPS的重要用途。 轉(zhuǎn)承：GPS將成為時尚的高科技產(chǎn)品，并不斷地改變?nèi)藗兊纳罘绞?。下面我們來了解了一下GPS手持機，了解GPS手持機的使用，即如何利用GPS手持機來定位和導航。 ［探究活動3］學習用GPS手持機定位和導航 總體介紹: GPS接收機是用于接受GPS衛(wèi)星定位信息的用戶設備，其有兩大主要用途：定位和導航。GPS12是美國GARMIN公司于1998年推出的全中文接收機，是目前國內(nèi)市場上的一款主流機型。如預習學案圖1所示，它的功能鍵：最上的是內(nèi)置天線，左邊從上到下有導航鍵、開機鍵和退出鍵；右邊則是翻頁鍵、定位鍵和輸入鍵；中間是光標鍵；下面則是顯示屏。GPS的主要用途是定位和導航。(學生同時復習預習學案最后的填圖部分) 首先我們來學習如何用GPS來定位：地球上的任何一個地點，都有特定的經(jīng)度、緯度和高度。用GPS接收機定位，詳細步驟如下： 1、開機接收衛(wèi)星信號，顯示〈收星畫面〉如探究學案圖1所示 收星畫面是開機后的第一個畫面，表示衛(wèi)星的分布與接收狀態(tài)。接收到的衛(wèi)星不能低于3顆，要選屋外無障礙物的地區(qū)接收。 衛(wèi)星方位：上北下南，左西右東 衛(wèi)星仰角： 中心相當于所處位置正上方，大圓代表地平線，中間圓為45度仰角 衛(wèi)星編號：圖中數(shù)字表示地平線上方的衛(wèi)星，數(shù)字反白表示衛(wèi)星未收到 黑框條圖：表示接收到的衛(wèi)星信號的強弱，黑條越高，代表信號越強；如果是白框條，表示該顆衛(wèi)星正處于跟蹤狀態(tài)；如果黑條和白框條都沒有，表示還未收到衛(wèi)星信號。一般來說，圓圈中衛(wèi)星越靠近中心，則表示接收到的衛(wèi)星信號越強。如圖1-2中接收到10顆衛(wèi)星，而且信號比較強。 下面完成圖1的填圖任務 2、連續(xù)按[翻頁]鍵或[退出]鍵,切換至<數(shù)據(jù)查詢畫面>,如圖1示，其上表示了接收點的信息，有： 航向：運動時的方向，它的角度是以正北為0，順時針逐漸增加，正東為90，正西為270，因此運動時可以據(jù)此來判斷北的方向。 航速：為固定顯示數(shù)據(jù)不能更改，當接收衛(wèi)星后衛(wèi)星會自動根據(jù)你的運動情況測定該值。 航程：相當于里程表，記錄航行過的實際路程。 高度：顯示你所處點的海拔高度。圖2中高度是17m 坐標：接收點的經(jīng)緯度。圖2中坐標是N3236′53.9″E12054′19.2″。 時間：采用衛(wèi)星鐘授時。 這就是定位，它不僅可以為你定位，而且可以為你導航，這樣不管你是身處浩瀚的沙漠之中，還是在波浪滔天的大海上，都不會為迷失方向而發(fā)愁。 下面完成圖2的填圖任務 通過完成探究學案然保護區(qū)戶外探險的探究活動并觀察電腦展示的GPS手持接收機的畫面，學生敘述利用GPS導航的兩種方法（視課堂實際情況教師補充學生的敘述將此方法補充完整）。 導航方法是： 使用GPS接收機導航，首先要建立航路點，然后才能進行導航。 建立航路點 第一種方法：按[定位]鍵記錄各個位置,建立航路點。 第二種方法：直接輸入經(jīng)緯度建立航路點 A、開機接收衛(wèi)星信號，顯示〈收星畫面〉如圖1示 B、連續(xù)按[翻頁]鍵或[退出]鍵，直到顯示〈功能設定畫面〉 C、移動[光標]鍵選中[航點],按[輸入]鍵確定，顯示〈航點畫面〉 D、移動[光標]鍵選中航點編號，按[輸入]鍵確定，用[光標]鍵選擇所要的航點編號，按[輸入]鍵確定。 E、移動[光標]鍵選中經(jīng)緯度，進行經(jīng)緯度編輯，輸入航路點的經(jīng)緯度，方法同上，按[輸入]鍵確定 F、最后移動[光標]鍵選中畫面下部的[完成]，按[輸入]鍵確定，錄入完成，回到〈功能設定畫面〉 通過一系列的過程，進行導航。 （四）反思總結(jié)，當堂檢測。 由于條件所限，學校沒有GPS手持機和其他相關設備，只有通過在微機上的演示和老師介紹，學生才能學習此方面的知識，所以在本節(jié)課的課堂上組織學生反思總結(jié)是非常必要的。 （五）發(fā)導學案、布置預習。 隨著本節(jié)課的結(jié)束，我們的關于必修二的課程也隨之結(jié)束了，下一節(jié)課我們將進入課程的復習，希望大家認真做一做今天下發(fā)的總復習的預習學案。 九、板書設計 GPS與交通運輸?shù)年P系 一、全球定位系統(tǒng)的構(gòu)成 GPS的組成：空間衛(wèi)星系統(tǒng)，地面監(jiān)控系統(tǒng)，用戶設備系統(tǒng)。 GPS的優(yōu)點。 二、GPS的應用領域 GPS在軍事上的應用。 GPS在交通中的應用（車輛管理，空中導航）。 GPS在旅游探險中的應用。 三、學用GPS手持機定位 十、教學反思 本節(jié)主要介紹了GPS的原理和組成系統(tǒng)，同時也了解了GPS的應用，最主要的就是了解GPS手持機的使用，在沒有手持GPS接收機的情況下，借助了計算機系統(tǒng)的幫助。 學習本節(jié)課之前，學生已經(jīng)完成了課前預習學案，對全球定位系統(tǒng)的構(gòu)成、應用、GPS手持接收機的功能面板都有了一個大概的了解。在課堂上的主要任務是檢查學生的基本知識的掌握情況，并使學生初步會使用GPS手持接收機。在學習怎樣使用GPS手持接收機時，除了計算機系統(tǒng)的幫助之外，運用形象的語言講解也是非常重要。若使用模型，讓學生在模型上，用鉛筆寫一寫、畫一畫各種界面，可提高學生的學習效率。 由于水平所限，本節(jié)課會有許多不足之處，希望大家提出寶貴意見，以便今后更好的提高自己。 111