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2019-2020年高中地理 4.2《高新科學技術與減災防災》教案1 湘教版選修5 [教學目標] (一)知識與技能 1．了解我國古代科學技術在防災減災活動中發(fā)揮的重要作用； 2．了解高新科學技術在防災減災中的應用、高新科學技術在防災減災中的前景，堅信發(fā)展高新科學技術進行防災減災是一條必由之路； 3．掌握一些閱讀衛(wèi)星圖片的簡單方法以及高新科學技術防災減災工作原理。 (二)過程與方法 1．通過收集資料，用實例說明高新科學技術在防災減災中的作用，設想人類未來的防災減災工作； 2．能多途徑地獲得資料并通過對眾多材料進行選擇、歸納、分析，形成觀點并在討論中發(fā)表自己的看法； 3．通過當地防災減災活動中高新科學技術的使用情況，初步掌握調查研究的科學研究方法，鍛煉收集處理信息的能力和表達能力。 (三)情感態(tài)度與價值觀 1．感受我國古代勞動人民在防災減災當中的勤勞和智慧，通過對我國古代和現代科學技術成就的了解，增強民族自尊心、自信心； 2．了解當代高新科學技術對防災減災的貢獻，感悟科學創(chuàng)造之偉大； 3．增強學習科學、服務社會的信念，進一步樹立人類戰(zhàn)勝自然災害的堅定信念。 [教學重點] 1. 高新科學技術在防災減災中的應用 2. 高新科學技術在防災減災中的前景 [教學難點] 1. 高新科學技術在防災減災當中應用的原理 2. 對高新科學技術在防災減災中應用前景的設想。 【導入】我國是一個自然災害種類繁多、發(fā)生頻繁和危害嚴重的國家，應用遙感，地理信息系統(tǒng)和計算機等高新技術，對重大自然災害進行監(jiān)測評價，為政府和有關部分提供及時、準確和可靠的信息，使防災、減災和救災有充分的科學依據是國民經濟建設和社會保障的重大問題。 【板書】一、發(fā)展高新科學技術是防災減災的必由之路 【閱讀】閱讀課本教材P84材料“張衡與地動儀”和P85～86材料“我國海城地震預報成功的經驗”。 讓學生從時間角度感受科學技術在防災減災當中發(fā)揮著越來越大的作用，感受人類改造自然、戰(zhàn)勝自然的愿望與努力，激發(fā)學生努力學習，獻身科學技術的志向。 【板書】1.科學技術在人類防災減災活動中發(fā)揮著重要作用 2.現在減災系統(tǒng)工程 總結：自然災害是一個相互聯系相互影響的整體，因此除了高新科學技術以外，還需要用系統(tǒng)科學的方法研究整個災害系統(tǒng)的規(guī)律，統(tǒng)籌安排，采取多個途徑、多種措施，形成結構完整、有序運作的減災系統(tǒng)工程。 閱讀教材材料“我國海城地震預報成功的經驗”和以下材料： xx年的海嘯事先能預測嗎 2004年12月26日，印度尼西亞蘇門答臘島附近海域發(fā)生強烈地震并引發(fā)海嘯災難，波及了印度洋沿岸的７個亞洲國家和１個非洲國家，造成萬余人喪生。 這次海嘯造成的災難是史無前例的，大量的人員傷亡和經濟損失讓全球深感建立海嘯預警系統(tǒng)的必要。許多科學家在事后評估中指出，如果地震與海嘯的警報能早幾分鐘發(fā)出，如果各國地方當局能及時把信息傳遞給公眾，如果各國公眾能知道如何躲避災難，那么海嘯中傷亡者的數字可能小得多。痛定思痛，印度、泰國、印度尼西亞等受災國家已經計劃建立海嘯預警系統(tǒng)。根據當前的科學技術水平，人類還不能預測和預報海嘯的發(fā)生。這是因為人們還不能準確預報海底地震的發(fā)生，而且還因為并不是所有海底強地震都能產生海嘯（只有1／4左右的海底強地震產生了海嘯），因此預報海嘯的發(fā)生在當前更是不可能的。目前只能依據岸邊島嶼潮位變化的異常來確定海嘯的發(fā)生。但隨著科技的發(fā)展，有些國家已經研制出了海嘯預測系統(tǒng)。美國和日本是海嘯多發(fā)國，所以建立海嘯預測系統(tǒng)是很重要的。據《日本經濟新聞》報道，xx年5月，日本電力中央研究所表示，他們已經研制出能精確預測海嘯發(fā)生時海浪高度的模擬系統(tǒng)。這套模擬系統(tǒng)是以地上地震儀和海底地震儀的數據為參照，準確推測海底斷層的長度和深度，在此基礎上再運用立體把握地殼作用的計算方法，算出海底斷層的交錯方向和大小，進而確認出海嘯發(fā)生時海浪的高度。發(fā)生于大洋的海嘯通常是國際性災難，因此美國也非常重視通過國際合作提高預警的靈敏度。１９６５年起，美國倡導成立太平洋海嘯預警系統(tǒng)。這是目前全球唯一的多國海嘯預警系統(tǒng)，美國、中國、日本、澳大利亞等環(huán)繞太平洋的２６個國家參與，主要職能是收集遍布太平洋海盆的地震波和海潮監(jiān)測站探測到的信息，交換各國情報，評估能引發(fā)海嘯的地震并發(fā)布海嘯警報，其運行中心就是位于夏威夷檀香山附近的美國太平洋海嘯預警中心。 【過渡】近幾年，災害次數越來越頻繁，規(guī)模越來越大，種類也不斷增多，人類生存和發(fā)展受到的威脅日益嚴重；但是傳統(tǒng)的防災減災措施的預警和監(jiān)測水平不能滿足當前人類防災減災的需要。 【板書】3. 發(fā)展高新科學技術是防災減災的必由之路 二、高新科學技術在防災減災中的應用 1.遙感技術與防災減災 讓學生閱讀以下材料： 資料一 遙感技術的原理 任何物體都具有光譜特性，具體地說，它們都具有不同的吸收、反射、輻射光譜的性能。在同一光譜區(qū)各種物體反映的情況不同，同一物體對不同光譜的反映也有明顯差別。即使是同一物體，在不同的時間和地點，由于太陽光照射角度不同，它們反射和吸收的光譜也各不相同。遙感技術就是根據這些原理，對物體作出判斷。 遙感技術通常是使用綠光、紅光和紅外光三種光譜波段進行探測。綠光段一般用來探測地下水、巖石和土壤的特性；紅光段探測植物生長、變化及水污染等；紅外段探測土地、礦產及資源。此外，還有微波段，用來探測氣象云層及海底魚群的游弋。 資料二 遙感技術與減災（教材P.86） 資料三 我國遙感技術應用與減災舉例（教材P.87） 通過材料，讓學生了解以下內容： （1）遙感技術在防災減災中工作原理 （2）遙感技術在減災中的主要作用：①災害前兆監(jiān)測②災害跟蹤監(jiān)測③幫助救災④建立災害模型 （3）教材 P.87活動題 （4）感受遙感技術在減災中的應用 【探究活動】1.讀圖4-11，找出重旱、中旱主要在哪些省級行政單位？分析這些地區(qū)干旱發(fā)生的原因。 【參考答案】重旱、中旱主要在內蒙古、河北、山西、陜西、寧夏、甘肅、遼寧和山東等省區(qū)的大部分或局部。 這些地區(qū)干旱發(fā)生的原因有降雨量偏少、植被破壞以及工農業(yè)用水量的急劇增加和用水浪費。 【探究活動】2.據圖4—13，比較xx年7月30日、8月27日、9月1日的水體面積變化，說一說嫩江地區(qū)的水情特征。 【參考答案】8月27日較7月30 日水體面積明顯增大，說明水位增高，從齊齊哈爾至吉林江段出現險情；9月l日較8月27 日水體面積有所擴大，災害加重，但是齊齊哈爾附近洪水面積縮小，吉林境內、哈爾濱附近、齊齊哈爾東北部和大慶周圍水體面積增大。 【探究活動】3.結合l998年嫩江地區(qū)水情監(jiān)測合成衛(wèi)星圖像，說一說遙感技術對洪水災害的預報作用。 【參考答案】遙感技術能清晰地區(qū)分洪災地區(qū)的居民點與水體，而且通過黑白度對比，能區(qū)分正常水體和淹沒范圍，通過計算機處理，淹沒區(qū)的分布及各部分的范圍一目了然，并能按要求進行快捷且較為準確的統(tǒng)計。 【探究活動】4.觀察老師所給的中央電視臺天氣預報錄像，說一說氣象遙感衛(wèi)星在天氣預報中是如何發(fā)揮作用的。 【參考答案】氣象衛(wèi)星是一種探測和監(jiān)視全球大氣、地面和海洋氣象狀況的衛(wèi)星，能夠獲得氣象和地表覆蓋動態(tài)信息，包括氣象云圖、海洋風暴、大氣鋒面、海洋湍流、陸地植被覆蓋等信息，為氣象預報服務。氣象衛(wèi)星的軌道通常有兩種：(1)近極地太陽同步軌道，高度在600～l 400千米范圍。這種衛(wèi)星軌道低，觀測效果好，可獲取全球范圍的氣象資料。(2)地球同步軌道。這種衛(wèi)星軌道高，能拍攝到近半個地球的范圍。便于連續(xù)監(jiān)視某一地區(qū)的氣象狀況。由于氣象衛(wèi)星的任務是監(jiān)視氣象這個瞬息萬變的現象，所以氣象衛(wèi)星和圖像都具有覆蓋范圍大、重復周期短的特點，可以一日數次地提供同一地區(qū)的圖像。由于氣象衛(wèi)星圖像的時間分辨率高，每30分鐘就可實時發(fā)送可見光和紅外圖像各一幅，因此在遙感宏觀監(jiān)測中有很大的用途，如對臺風、洪災、旱災、森林火災等自然災害的動態(tài)監(jiān)測。它對植被長勢的監(jiān)測信息可用來進行農作物估產。當然它對自己的本行——氣象數據的獲取，在天氣預報中的用途就更多了。我國目前已經發(fā)射的氣象衛(wèi)星系列——風云1號、風云2號，在生產、科研活動中發(fā)揮著巨大的作用，產生了巨大的經濟效益。 2.全球定位系統(tǒng)與減災防災 讓學生閱讀以下材料： 資料四 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)簡介 GPS又稱為全球定位系統(tǒng)（Global Positioning SystemGPS）是美國從上世紀70年代開始研制歷時20年耗資200億美元于1994年3月完成其整體部署實現其全天候、高精度和全球的覆蓋能力現在GPS于現代通信技術相結合使得測定地球表面三維坐標的方法叢靜態(tài)發(fā)展到動態(tài)叢數據后處理發(fā)展到實時的定位與導航極大地擴展了它地應用廣度和深度。載波相位差分法GPS技術可以極大提高相對定位精度。在小范圍內可以達到厘米級精度。此外由于GPS測量技術對測點間地通視和幾何圖形等方面地要求比常規(guī)測量方法靈活、方便已完全可以用來施測各種等級地控制網。GPS全站儀的反展在地形和土地測量以及各種工程、變形、；地表沉陷監(jiān)測中已經得到廣泛應用在精度、效率、成本等方面顯示出巨大的優(yōu)越性。 （1）GPS系統(tǒng)的組成 GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分—GPS衛(wèi)星星座；地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設備部分—GPS信號接收機。 （2）GPS的定位原理 GPS的基本定位原理是：衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數和時間信息用戶接收到這些信息后經過計算求出接收機的三維位置三維方向以及運動速度和時間信息。 （3）GPS系統(tǒng)的特點 GPS系統(tǒng)具有以下主要特點：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等。 資料五 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)與減災（教材P.89） 通過材料，讓學生了解以下內容： （1）全球定位技術在防災減災中工作原理 （2）全球定位技術在減災中的主要作用：①災后的通信聯絡、減災當中的災情跟蹤和監(jiān)測②物資空頭位置的精確定位③導航④洪水到達的實時監(jiān)控⑤森林火災發(fā)生地點的準確預報 三、高新科學技術在防災減災中的前景 1.遙感技術與計算機技術的結合 點撥：使災害監(jiān)測實現綜合監(jiān)測化，并實現監(jiān)測-評估-預測-預警的智能化、自動化、網絡化，提高災害的管理水平，提高減災防災的快速反應能力。 2.生物工程技術 如營造防護林、增強農作物抵抗病蟲害的能力 3.新能源開發(fā)利用技術 如清潔能源技術 4.人工影響天氣技術 閱讀“人工影響天氣技術”，了解人工影響天氣技術包括人工防雹、人工增雨、人工消霧、人工消云、人工抑制閃電、人工削弱臺風等。 【小結】隨著氣候變異和社會經濟發(fā)展、生產規(guī)模擴大和社會財富的積累，新時期自然災害呈現出損失日益加重的趨勢；另一方面，隨著經濟發(fā)展和人們生活水平的提高，如何在有限的時間內最大限度地減少損失已經成為新時期救災工作的主要目標之一。所以，早期預警、應急響應和緊急救援是新時期綜合減災工作重點開展的內容，早期預警是防災備災的科學依據，應急響應和緊急救援是提高減災效率、最大限度減少災害損失的重要保證。 目前，我國已建立了重大自然災害的歷史數據庫和背景數據庫，從全國范圍的角度，宏觀地研究了自然災害的危險程度分區(qū)和成災規(guī)律。同時還選擇了上述重大災種進行了詳細的監(jiān)測評價技術方法與應付突發(fā)性災情的研究，建立了各自的感遙--地理信息系統(tǒng)，實現了對經常性和突發(fā)性自然災害的監(jiān)測評價功能。