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2019-2020年高中地理 4.2《高新科學技術(shù)與減災(zāi)防災(zāi)》教案 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(shù)在防災(zāi)減災(zāi)活動中發(fā)揮的重要作用； 2．了解高新科學技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用、高新科學技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中的前景，堅信發(fā)展高新科學技術(shù)進行防災(zāi)減災(zāi)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(shù)防災(zāi)減災(zāi)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(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中的作用，設(shè)想人類未來的防災(zāi)減災(zāi)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?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)活動中高新科學技術(shù)的使用情況，初步掌握調(diào)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(zāi)減災(zāi)當中的勤勞和智慧，通過對我國古代和現(xiàn)代科學技術(shù)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(shù)對防災(zāi)減災(zāi)的貢獻，感悟科學創(chuàng)造之偉大； 3．增強學習科學、服務(wù)社會的信念，進一步樹立人類戰(zhàn)勝自然災(zāi)害的堅定信念。 [教學重點] 1. 高新科學技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用 2. 高新科學技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中的前景 [教學難點] 1. 高新科學技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)當中應(yīng)用的原理 2. 對高新科學技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中應(yīng)用前景的設(shè)想。 【導入】我國是一個自然災(zāi)害種類繁多、發(fā)生頻繁和危害嚴重的國家，應(yīng)用遙感，地理信息系統(tǒng)和計算機等高新技術(shù)，對重大自然災(zāi)害進行監(jiān)測評價，為政府和有關(guān)部分提供及時、準確和可靠的信息，使防災(zāi)、減災(zāi)和救災(zāi)有充分的科學依據(jù)是國民經(jīng)濟建設(shè)和社會保障的重大問題。 【板書】一、發(fā)展高新科學技術(shù)是防災(zāi)減災(zāi)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(yù)報成功的經(jīng)驗”。 讓學生從時間角度感受科學技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)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(shù)的志向。 【板書】1.科學技術(shù)在人類防災(zāi)減災(zāi)活動中發(fā)揮著重要作用 2.現(xiàn)在減災(zāi)系統(tǒng)工程 總結(jié)：自然災(zāi)害是一個相互聯(lián)系相互影響的整體，因此除了高新科學技術(shù)以外，還需要用系統(tǒng)科學的方法研究整個災(zāi)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(jié)構(gòu)完整、有序運作的減災(zāi)系統(tǒng)工程。 閱讀教材材料“我國海城地震預(yù)報成功的經(jīng)驗”和以下材料： xx年的海嘯事先能預(yù)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(zāi)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(zāi)難是史無前例的，大量的人員傷亡和經(jīng)濟損失讓全球深感建立海嘯預(yù)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(zāi)難，那么海嘯中傷亡者的數(shù)字可能小得多。痛定思痛，印度、泰國、印度尼西亞等受災(zāi)國家已經(jīng)計劃建立海嘯預(yù)警系統(tǒng)。根據(jù)當前的科學技術(shù)水平，人類還不能預(yù)測和預(yù)報海嘯的發(fā)生。這是因為人們還不能準確預(yù)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(chǎn)生海嘯（只有1／4左右的海底強地震產(chǎn)生了海嘯），因此預(yù)報海嘯的發(fā)生在當前更是不可能的。目前只能依據(jù)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(jīng)研制出了海嘯預(yù)測系統(tǒng)。美國和日本是海嘯多發(fā)國，所以建立海嘯預(yù)測系統(tǒng)是很重要的。據(jù)《日本經(jīng)濟新聞》報道，xx年5月，日本電力中央研究所表示，他們已經(jīng)研制出能精確預(yù)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(shù)據(jù)為參照，準確推測海底斷層的長度和深度，在此基礎(chǔ)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(zāi)難，因此美國也非常重視通過國際合作提高預(yù)警的靈敏度。１９６５年起，美國倡導成立太平洋海嘯預(yù)警系統(tǒng)。這是目前全球唯一的多國海嘯預(yù)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(yù)警中心。 【過渡】近幾年，災(zāi)害次數(shù)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(zāi)減災(zāi)措施的預(yù)警和監(jiān)測水平不能滿足當前人類防災(zāi)減災(zāi)的需要。 【板書】3. 發(fā)展高新科學技術(shù)是防災(zāi)減災(zāi)的必由之路 二、高新科學技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用 1.遙感技術(shù)與防災(zāi)減災(zāi) 讓學生閱讀以下材料： 資料一 遙感技術(shù)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(shù)就是根據(jù)這些原理，對物體作出判斷。 遙感技術(shù)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(chǎn)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(shù)與減災(zāi)（教材P.86） 資料三 我國遙感技術(shù)應(yīng)用與減災(zāi)舉例（教材P.87） 通過材料，讓學生了解以下內(nèi)容： （1）遙感技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中工作原理 （2）遙感技術(shù)在減災(zāi)中的主要作用：①災(zāi)害前兆監(jiān)測②災(zāi)害跟蹤監(jiān)測③幫助救災(zāi)④建立災(zāi)害模型 （3）教材 P.87活動題 （4）感受遙感技術(shù)在減災(zāi)中的應(yīng)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(nèi)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(nóng)業(yè)用水量的急劇增加和用水浪費。 【探究活動】2.據(jù)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(xiàn)險情；9月l日較8月27 日水體面積有所擴大，災(zāi)害加重，但是齊齊哈爾附近洪水面積縮小，吉林境內(nèi)、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(jié)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(shù)對洪水災(zāi)害的預(yù)報作用。 【參考答案】遙感技術(shù)能清晰地區(qū)分洪災(zāi)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(yù)報錄像，說一說氣象遙感衛(wèi)星在天氣預(yù)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(yù)報服務(wù)。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(wù)是監(jiān)視氣象這個瞬息萬變的現(xiàn)象，所以氣象衛(wèi)星和圖像都具有覆蓋范圍大、重復(fù)周期短的特點，可以一日數(shù)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(zāi)、旱災(zāi)、森林火災(zāi)等自然災(zāi)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(nóng)作物估產(chǎn)。當然它對自己的本行——氣象數(shù)據(jù)的獲取，在天氣預(yù)報中的用途就更多了。我國目前已經(jīng)發(fā)射的氣象衛(wèi)星系列——風云1號、風云2號，在生產(chǎn)、科研活動中發(fā)揮著巨大的作用，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。 2.全球定位系統(tǒng)與減災(zāi)防災(zāi) 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(xiàn)其全天候、高精度和全球的覆蓋能力現(xiàn)在GPS于現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)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(shù)據(jù)后處理發(fā)展到實時的定位與導航極大地擴展了它地應(yīng)用廣度和深度。載波相位差分法GPS技術(shù)可以極大提高相對定位精度。在小范圍內(nèi)可以達到厘米級精度。此外由于GPS測量技術(shù)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(wǎng)。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(jīng)得到廣泛應(yīng)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(shè)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(shù)和時間信息用戶接收到這些信息后經(jīng)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(yīng)用廣泛等。 資料五 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)與減災(zāi)（教材P.89） 通過材料，讓學生了解以下內(nèi)容： （1）全球定位技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中工作原理 （2）全球定位技術(shù)在減災(zāi)中的主要作用：①災(zāi)后的通信聯(lián)絡(luò)、減災(zāi)當中的災(zāi)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(zāi)發(fā)生地點的準確預(yù)報 三、高新科學技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中的前景 1.遙感技術(shù)與計算機技術(shù)的結(jié)合 點撥：使災(zāi)害監(jiān)測實現(xiàn)綜合監(jiān)測化，并實現(xiàn)監(jiān)測-評估-預(yù)測-預(yù)警的智能化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化，提高災(zāi)害的管理水平，提高減災(zāi)防災(zāi)的快速反應(yīng)能力。 2.生物工程技術(shù) 如營造防護林、增強農(nóng)作物抵抗病蟲害的能力 3.新能源開發(fā)利用技術(shù) 如清潔能源技術(shù) 4.人工影響天氣技術(shù) 閱讀“人工影響天氣技術(shù)”，了解人工影響天氣技術(shù)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(jié)】隨著氣候變異和社會經(jīng)濟發(fā)展、生產(chǎn)規(guī)模擴大和社會財富的積累，新時期自然災(zāi)害呈現(xiàn)出損失日益加重的趨勢；另一方面，隨著經(jīng)濟發(fā)展和人們生活水平的提高，如何在有限的時間內(nèi)最大限度地減少損失已經(jīng)成為新時期救災(zāi)工作的主要目標之一。所以，早期預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)和緊急救援是新時期綜合減災(zāi)工作重點開展的內(nèi)容，早期預(yù)警是防災(zāi)備災(zāi)的科學依據(jù)，應(yīng)急響應(yīng)和緊急救援是提高減災(zāi)效率、最大限度減少災(zāi)害損失的重要保證。 目前，我國已建立了重大自然災(zāi)害的歷史數(shù)據(jù)庫和背景數(shù)據(jù)庫，從全國范圍的角度，宏觀地研究了自然災(zāi)害的危險程度分區(qū)和成災(zāi)規(guī)律。同時還選擇了上述重大災(zāi)種進行了詳細的監(jiān)測評價技術(shù)方法與應(yīng)付突發(fā)性災(zāi)情的研究，建立了各自的感遙--地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了對經(jīng)常性和突發(fā)性自然災(zāi)害的監(jiān)測評價功能。