时间:2022-07-24 06:50:29
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2实践目标——运用能力的培养
地理信息技术教学过程离不开教学实践,因此教学实践环节的培养目标,就是培养学生应用地理信息技术来解决实际问题的能力,主要有以下几个方面:
2.1初步掌握遥感图像的读图技巧
遥感技术是地理信息技术中的一个重要的组成部分,因此学习遥感图像的判读是地理信息技术教学中的一个重要内容。读图的基础就是对于一些地物的形状、颜色等遥感图像的特征要十分熟悉。例如,遥感图像上人工建筑物的颜色往往会呈现浅蓝色或者是灰白色;天然湖泊的边界往往比较圆滑。同时,还要学会借助已知的地物来推断未知地物。例如,与村庄或者城市相连的线状地物往往是小路,而与湖泊相连的往往是河流等。在教学过程中,教师要注意为学生展示相关的遥感图像,培养学生的读图能力。
2.2GPS手持机定位导航的实践
当前GPS在生活中的应用越来越多,其强大的导航功能更是受到了越来越多的青睐。目前,GPS手持机的人机界面更加人性化,操作也更加简单方便,使得GPS实际运用的教学难度也进一步降低。在地理信息技术教学的过程中,教师要安排相关的实践活动来让学生掌握GPS手持机的操作和使用。例如,教师可以开展野外拉练等活动,让学生利用GPS手持机的导航功能来指导学生向着目标地前进,在实际应用的过程中让学生掌握GPS的导航定位功能的应用。
2.3掌握一些简单的GIS软件的操作运用
目前有很多GIS软件,其功能也是多种多样。常用的GIS软件有SuperMap、MapGIS等。在地理信息技术教学过程中,要使学生对至少一种相关的GIS软件的操作能够基本的掌握,同时能利用相关的软件来实现一些数据的处理和加工。在GIS软件学习的过程中主要培养以下能力:数据表的建立、简单的数据查询和数据分析方法的掌握、GIS窗口一些主要的快捷键的使用、通过网络GIS地图查询相关的地理信息、利用GIS软件制作一些专题地图等,进一步提高学生对GIS软件的实际应用能力。
3发展目标——思想认识的加深
3.1认识到地理信息技术的重要性
地理信息技术强大的数据获取以及分析和处理能力在社会上的各个领域有着广泛的应用。在实际的教学过程中,教师要让学生对于地理信息技术在中国国民经济发展过程中发挥的作用有更加深刻的认识,让其感受到地理信息技术在国家进行建设决策过程中起到的支持作用。同时,它在生活中实际应用也进一步拓展了人们的生活空间,使人们的生活更加便利舒适,进而让学生在对于地理信息技术的重要性有着充分认识的基础上加强学生对于地理信息技术应用的意识。
3.2注重地理信息安全的保护
在地理信息技术教学的过程中,还要注重学生的地理信息安全意识的培养。目前信息安全是网络安全中一个极为重要的组成部分,一些不合法的地理信息的应用可能会给他人带来重大的损失甚至有可能触及法律。在地理信息获取和使用的过程中,要提高学生的地理信息安全保护意识,不将一些重要的地理信息外泄,不一些虚假的地理信息,不因个人利益而随意篡改地理信息,不窃取个人使用权限之外的地理信息等,加强学生对于地理信息安全的保护意识,进一步规范地理信息技术的使用。
关键词多媒体技术,地理信息系统,空间数据,属性数据,区域分析,数据模型.
现今由于多媒体技术的迅速崛起和高速发展,越来越多的应用软件都大量使用了多媒体技术.如果将多媒体技术应用于地理信息系统(geographicinformationsystem,简称GIS)软件中,势必大大增强GIS信息的表现能力,扩大GIS的应用领域.那么怎样将多媒体技术应用于GIS软件中呢我们认为应从两方面来设计:其一是怎样将多媒体数据溶于GIS数据库中,并保证提供GIS软件的双向检索及各种分析功能;其二是在应用过程中,怎样实现多媒体的播放功能.以下就这两个内容及其应用前景谈谈我们的看法.
1多媒体数据的有效管理
通常,应用软件中的多媒体数据有两种生成方式:一种是媒体播放之前,将其数字化到数据库当中,播放时从数据库中取数据;另一种是播放时,边生成边播放.而GIS软件中的数据库又分为空间数据库和属性数据库,即我们可根据媒体数据的特性或应用软件的要求将多媒体数据分别溶于空间数据库和属性数据库中.
1.1GIS数据库中多媒体数据的管理
1.1.1GIS空间数据库中多媒体数据的管理目前,多数GIS应用软件所能描述的空间目标都是静态的,实际上,很多GIS所要表达和研究的空间目标都不会是一成不变的,因此,GIS研究者已广泛关注能对时空过程和时空目标进行描述和分析的时态GIS(temporalGIS).时态GIS的组织核心是时空数据库,即设计一个合理的时空数据模型是建立时态GIS的关键所在.虽然目前还没有较成熟的能支持时态GIS产品的时空数据模型,一但时空数据模型的研究有所突破,不仅能解决时态GIS的应用问题,还将解决空间数据库中动画数据的管理问题,即可通过使用动画技术来实现在屏幕上动态播放时空过程.如动态显示卫星云图的变化情况、地壳变动情况、森林沙化和城市化情况以及海岸或河滩的侵蚀或淤积变化情况等.
有关时空数据模型,张祖勋[1]提出使用分级索引方法来对基本修正法进行改进.这种方法就是不存贮研究区域中每个状态的全部信息,而只存贮某个时间的数据状态(称为基态)以及相对于基态或邻近状态的变化量.在此基础上,建立分级索引,以便能快速找到所需的时空过程的数据.
要使用这种建索引的基本修正法,需要考虑两个问题,一个是如何建立索引;另一个是如何设计用来描述两个状态变化量的差文件.
关于建索引的问题,笔者认为:基态,亦a,b,c,d分别表示时态GIS的4个时期;T.时间轴;t0,t1,…,tn分别表示时态在GIS某个时期的n+1个时态,其中tn为基态,即“现在”时态一次数据状态——“现在”时态总是变化的,每产生一个新的现在时态,就应生成一个现在时态与前一次时态的差文件,同时根据现在时态所处的时间位置来决定是否产生新的索引差文件.以四叉树为例,如图1所示,当n为2i(i=2,3,…)的整数倍时,就需产生tn-2i~tn的索引差文件.相应地为了减少索引差文件所占的存贮空间,而又不影响对任一时态的检索速度,可将tn-2i+1~tn-2i的索引差文件删掉,所删的索引名文件个数正好比新建的索引差文件个数少一个.
关于差文件,笔者认为在设计中应考虑如下几个因素.(1)由于差文件是通过对两个时态的目标信息进行异或而产生的,这意味着差文件包含有两类目标信息:一类是前一时态有而后一时态无的目标信息;另一类是前一时态无而后一时态有的目标信息.为了能根据差文件快速、连续地由一个状态到过去另一状态或最近另一状态进行检索,应在差文件中将这两类目标信息予以标识区分.(2)两个状态之间目标变化应是有对应关系的,即01(目标从无到有);10(目标从有到无);1N(目标从一个变成多个);N1(目标从多个变成一个),以及目标空间信息无变化,属性信息有变化;目标局部空间信息有变化等.为了能进行快速检索,在差文件中应将两类各目标之间的对应关系予以标明,当然,这会增加差文件生成过程的复杂性.(3)和所有地图数据库模型类似,差文件也由空间信息、属性信息和关系信息组成,差文件中应将每个目标这3种信息之间的关系予以标明.
1.1.2GIS属性数据库中多媒体数据的管理有些G
IS的应用中,认为多媒体数据是一种特殊的专题属性数据.怎样选择多媒体数据的数据模型,使得既能遵循其自身特点,又能有效地建立起它与空间数据的联系,是多媒体技术在GIS应用中的关键所在.
目前,多数GIS属性数据库使用的是关系模型.为能将关系模型应用于多媒体数据管理系统中,就必须对现有的关系模型进行扩充,使它不但能处理格式化数据,也能处理非格式化数据.杨学良[2]就这个问题提出了3种技术策略:将多媒体数据文件名作为关系中元组某列(或属性);将每个元组作为一个完整文件保存;元组中存贮格式化数据以及非格式化数据的引用项,而非格式化数据单独存贮.
对比这3种技术策略,第一种技术策略方法简单、容易实现,适宜于对多媒体数据进行播放.第二、三种技术策略虽然能够实现并发控制和恢复,以及实现对多媒体数据进行编辑和拮取的应用,但由于此两种技术策略将每个元组所对应的空间目标的专业属性和多媒体属性混在一起,这既增大了应用程序设计的复杂性,又不利于那些只需使用空间目标的专业属性的一些应用的实现.为此,我们认为,在第一种技术策略的基础上,增加一个或多个属性项,用于存放多媒体数据的文件信息和数据流信息,当我们需要对多媒体数据文件进行特殊应用时,可根据文件信息和数据流信息对多媒体数据文件进行操作.
1.2GIS区域分析中多媒体数据的生成
多媒体数据生成的另一种方式是在GIS应用中,边统计、分析运算,边生成结果数据——多媒体数据.
1.2.1空间分析中多媒体数据的生成空间分析是一组分析结果依赖于所分析对象的位置信息技术[3],因此,空间分析要求获得目标的空间位置及其属性描述两方面信息.空间分析主要有:地形分析、叠加分析、缓冲区分析和网络分析等.
为了能更清楚地表示上述一些空间分析的结果,我们可用虚拟现实技术来实现.所谓虚拟现实[4]是一种由计算机生成的高级人机交互系统,即构成一个以视觉感受为主,也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境,使用者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验,有身临其境之感.比如,可用虚拟技术来观察地形分析或网络分析得到的空间效果,使用者可用交互操作的方式来控制自己与观察对象的角度、距离以及光照等,使观察对象随使用者的操作而动态旋转.此时以动画形式显示的媒体数据随使用者的操作产生并显示.
1.2.2统计分析中多媒体数据的生成统计分析就是用数理统计方法开展区域分析.数理统计方法主要有:统计特征值、研究两种或多种地理现象之间的相关分析,通过一组实际观测数据分析系统变量之间因果关系的回归分析,以及主成分分析等.
为了更加形象化,我们可以将数理统计结果以直方图、曲线、曲面或区划图表示,甚至可以将重要的部分以醒目的颜色、特殊的符号或闪烁的显示形式来告诉使用者,还可以配上解说词,以增加系统的感染力,而表现这些现象的媒体数据是在统计分析之后由系统自动生成并播放的.
2GIS应用系统中多媒体功能的实现
在GIS应用软件中进行多媒体功能实现,首先是受GIS应用软件自身开发平台的限制.多数情况下,GIS应用软件的多媒体开发平台宜选择编程语言,如VC++,VB或BC++等,以利于和GIS应用软件相结合.一旦多媒体开发环境确定下来,那么怎样实现区域分析中多媒体功能
2.1空间数据库中多媒体数据的播放
由前所述,空间数据库中存贮的多是各期间的时空数据,这些数据的结构与MCI所能接受的多媒体文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同,所以应用程序不能直接调用MCI函数和API函数,必须根据时态GIS的空间数据库结构,设计一个相应的动画播放程序来实现动态显示功能.
下面简述动态显示时态GIS中ti~tj状态的算法步骤(0≤i≤j≤n,其中n为现在时态).(1)由基态开始检索各索引差文件直到生成ti状态信息.(2)显示ti状态信息.(3)根据ti差文件,擦除ti状态有而ti+1状态无的信息,显示ti状态无而ti+1状态有的信息.(4)i+1i.(5)当i<j时,转(3);否则结束.
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如果用上述算法来实现动态显示时空过程,还有很多细节需要设计.首先,在(1)步骤,从基态开始,逐级逐步检索,每检索到一个状态差文件,就需根据差文件来生成该状态信息,直到ti状态处;其次,在(3)中,需要用到动画技术,擦除前一状态信息实质为恢复该处显示内容,而显示后一状态信息之前,需保存后一处信息内容,再予以显示新状态信息.
性数据库中多媒体数据的应用
一般来说,多媒体数据主要应用于两个方面:一个是简单播放;另一个是对多媒体数据进行编辑和拮取.对于前者,只要使用MCI函数或API函数按属性数据库中其他属性的要求进行播放;对于后者,这就要求程序员熟悉多媒体数据文件格式RIFF,根据多媒体数据的文件信息和数据流信息,通过调用多媒体文件输入/输出函数来实现多媒体的播放、编辑、拮取以及同步控制等操作.
3多媒体技术在GIS中的应用前景
(1)实现资源信息的科学管理,提供信息服务.GIS一改为用户管理提供单一的图表、数据信息形式,而在管理空间信息的同时,对图形、图象、视频、声音、动画等形式的信息进行管理和播放,大大增加了信息的表现能力.(2)家庭教育和个人娱乐.将多媒体和GIS溶于一身,会丰富教育、娱乐软件的内容及表现手段.比如有关地理、历史等课程的教学软件和娱乐软件的设计.(3)销售和演示信息系统.GIS和多媒体技术合为一体的这类系统会比以往的信息系统更具有表现力.比如房地产公司的销售系统,既能表明所售住房的空间位置,又能从中检索其住房环境及内部结构,而且可以动态地删去当天已售出的房子,给出不同价格等;旅游导游系统,可以在为观光游客制定导游路线时,就能对不同地方的景点产生身临其境的感觉.总之,将多媒体技术和GIS技术相结合,是计算机应用领域的一个发展方向,它会改变人们的工作、生活、思维方式,推动信息社会的前进.
参考文献
1张祖勋.时态GIS数据结构的研讨.测绘通报,1996,(1):19~21
1、引言
根据国家退耕还林有关政策,积极治理现有坡耕地,对25度以上的坡耕地实行有计划地退耕还林还草,不但有利于中西部的环境保护,而且对调整农业结构、提高农民收入有积极意义。因此能否为各地、市、县准确提供辖区内各种坡度的土地分布以及土地坡向情况,是能否客观制定该区域农业规划和退耕还林还草计划的关键;然而传统的手工圈绘和主观的''''估计''''水份太多,实地丈量不但劳民伤财而且精度低下。
我区广大的测绘工作者多年来为广西的国民经济建设做了大量前期性、基础性的工作,他们测制的1:25万、1:5万、1:1万的基本地形图为解决这一难题提供了物资基础;特别是近年来GIS(地理信息系统)技术的发展,使得这些可贵的资料在数字化处理之后日见增值,为准确、快速、低成本地获取地表的各种统计数据提供可靠的依据。
广西基础地理信息中心在为区党委、区政府制作的《广西综合区情地理信息系统(9202工程)》之西部大开发专题中,使用美国ESRI公司生产的GIS软件――ARC/INFO软件为东兰、乐业县制作了数字地面模型,进行三维地形表面分析和坡度量算统计,取得了准确客观的成果。
2、工作流程
在ARC/INFO中,管理、组织、存储数据最基本的单位是图层(coverage),一个图层相当于一个专题图,包含了地物的空间位置信息和属性信息。利用ARC/INFO进行土地坡度坡向高程的分布统计的工作流程如下:
1、利用国土资源调查结果,提取耕地信息,在ARC/INFO中生成耕地图层,给不同耕地分类赋予不同的属性;
2、获取该地区的DEM数据(DEM即数字高程模型,就是在一个地区范围内,用规则格网点的平面坐标(x,y)及其高程(z)描述地貌形态的数据集);
3、分别生成坡度分布图层、坡向分布图层和高程带分布图层;
4、将耕地图层与坡度图层、坡向图层、高程带图层分别叠加分析,得到耕地的坡度、坡向、高程属性;
5、进行面积统计,叠加河流、行政区划、道路、居民点等基础地理信息生成专题图。
3、坡度、坡向和高层带分布图生成
坡度、坡向、高程带图层利用ARC/INFO的TIN模块,由DEM(数字高程模型)数据生成。
3.1DEM数据获取:
目前常用的获取DEM数据的方法有两种:
用航天、航空遥感影像立体像对提取DEM;
用现有地形图扫描数字化等高线,获取高程数据生成DEM。
用航天、航空遥感图像立体像对生成DEM,最大的优点是数据更新快,但购买影像费用高;用高程数据生成DEM,精度高于立体像对生成的DEM,但更新慢,周期长,仅对高程变化不大的地区适用。目前区测绘局具有的南宁市1:1000DEM数据由航空遥感影像立体像对生成;全区1:25万、1:5万DEM和部分地区的1:1万DEM数据则由高程数据生成。
用ARC/INFO生成DEM的方法是:数字化地形图,获取高程数据,包括高程点、等高线、软断线(如边界线等)、硬断线(如河流、山脊、陡崖线等),生成TIN(不规则空间三角网,一种描述地形表面的方法),再由TIN内插成DEM。ARC/INFO软件生成的TIN对点、软断线、硬断线有不同的插值处理方法。根据笔者对ARC/INFO和国产软件GEOTIN的对比试验,ARC/INFO软件生成的TIN在更大程度上拟合实际的地型,不足之处是加特征点的过程较为繁杂,生产时间较长。
3.2坡度图、坡向图、高层带图生成:
在ARC/INFO中,坡度、坡向是这样计算的:DEM上每个格网点的坡度由相邻8个格网点计算而成(图1)。高程的最大变化率即为该部分表面的坡度。坡向为用于计算坡度的那条线的方向。
运用TIN模块的分析功能可计算坡度、坡向和高程带,使用命令的关键是建立好坡度、坡向、高程带的分级定义查找表(LOOKUP-TABLE)。以坡度查找表为例,根据坡度分类的要求定义如下:
DEGREE-SLOPESLOPE-CODE2162153254905对应的坡度分类:(0°~2°)(2°~6°)(6°~15°)(15°~25°)(25°以上)
c="/Newspic/200881/1127448440.jpg"width=566border=0>
坡度查找表字段要严格定义如下:
4、图层叠加:
GIS强大的分析任务之一是将独立的特征类型合为一个新的特种类,代表了两个输入要素类的合并后的情况。图层叠加,是将土地利用图与坡度图、坡向图、高层分带图依次叠加,可研究它们之间的共同区域。运用OVERLAYEVENTS命令可进行叠加分析。
5、面积统计:
图层叠加后,根据各种分类条件提取耕地,可得到耕地按坡度、坡向、高程带的分布图,利用ARC/INFO的面积计算功能进行面积统计。
精度情况:据清华大学人居环境研究中心党安容等人研究,经国家测绘局验收的1:25万的数字地图(高程精度为25米),在用于分县土地坡度分级计算时,最小误差是0.9%,最大误差为4.9%[1],适合省级农业部门制定宏观规划。如果利用即将完成的全区1:5万DEM和已经完成的1:1万DEM(西江流域),将得到更高的精度,适合县一级及县以下农业部门制定本县、本乡的部门农业规划。
值得注意的是,在坡度较大的地区,平面面积与三维地形表面积相差较大,笔者利用1:25万高程数据生成的DEM计算东兰县平面面积为2438平方公里(国土部门公布的数据:2434平方公里[2]),曲面面积为3437平方公里,平面面积与曲面面积相差较大。东兰地处大石山区,山岭绵延,河谷深切,地形起伏较大,利用ARC/INFO的表面积计算功能统计面积应该更为合理。
6、输出专题图:
对生成的各种分布图按照需要叠加河流、行政区划、道路、居民点等基础地理信息生成专题图输出。笔者在《广西综合区情地理信息系统(9202工程)》之子系统建设中,利用WebGIS将退耕还林试点县东兰县、乐业县的坡度图制成网络电子地图(图3),可供局域网上浏览和查询。
【参考文献】
2实践目标——运用能力的培养
地理信息技术教学过程离不开教学实践,因此教学实践环节的培养目标,就是培养学生应用地理信息技术来解决实际问题的能力,主要有以下几个方面:
2.1初步掌握遥感图像的读图技巧遥感技术是地理信息技术中的一个重要的组成部分,因此学习遥感图像的判读是地理信息技术教学中的一个重要内容。读图的基础就是对于一些地物的形状、颜色等遥感图像的特征要十分熟悉。例如,遥感图像上人工建筑物的颜色往往会呈现浅蓝色或者是灰白色;天然湖泊的边界往往比较圆滑。同时,还要学会借助已知的地物来推断未知地物。例如,与村庄或者城市相连的线状地物往往是小路,而与湖泊相连的往往是河流等。在教学过程中,教师要注意为学生展示相关的遥感图像,培养学生的读图能力。
2.2GPS手持机定位导航的实践当前GPS在生活中的应用越来越多,其强大的导航功能更是受到了越来越多的青睐。目前,GPS手持机的人机界面更加人性化,操作也更加简单方便,使得GPS实际运用的教学难度也进一步降低。在地理信息技术教学的过程中,教师要安排相关的实践活动来让学生掌握GPS手持机的操作和使用。例如,教师可以开展野外拉练等活动,让学生利用GPS手持机的导航功能来指导学生向着目标地前进,在实际应用的过程中让学生掌握GPS的导航定位功能的应用。
2.3掌握一些简单的GIS软件的操作运用目前有很多GIS软件,其功能也是多种多样。常用的GIS软件有SuperMap、MapGIS等。在地理信息技术教学过程中,要使学生对至少一种相关的GIS软件的操作能够基本的掌握,同时能利用相关的软件来实现一些数据的处理和加工。在GIS软件学习的过程中主要培养以下能力:数据表的建立、简单的数据查询和数据分析方法的掌握、GIS窗口一些主要的快捷键的使用、通过网络GIS地图查询相关的地理信息、利用GIS软件制作一些专题地图等,进一步提高学生对GIS软件的实际应用能力。
3发展目标——思想认识的加深
3.1认识到地理信息技术的重要性地理信息技术强大的数据获取以及分析和处理能力在社会上的各个领域有着广泛的应用。在实际的教学过程中,教师要让学生对于地理信息技术在中国国民经济发展过程中发挥的作用有更加深刻的认识,让其感受到地理信息技术在国家进行建设决策过程中起到的支持作用。同时,它在生活中实际应用也进一步拓展了人们的生活空间,使人们的生活更加便利舒适,进而让学生在对于地理信息技术的重要性有着充分认识的基础上加强学生对于地理信息技术应用的意识。
3.2注重地理信息安全的保护在地理信息技术教学的过程中,还要注重学生的地理信息安全意识的培养。目前信息安全是网络安全中一个极为重要的组成部分,一些不合法的地理信息的应用可能会给他人带来重大的损失甚至有可能触及法律。在地理信息获取和使用的过程中,要提高学生的地理信息安全保护意识,不将一些重要的地理信息外泄,不一些虚假的地理信息,不因个人利益而随意篡改地理信息,不窃取个人使用权限之外的地理信息等,加强学生对于地理信息安全的保护意识,进一步规范地理信息技术的使用。
所谓的教学软件其实就是指课件,是软件应用于教学领域内的独特称呼。在地理教学中,多媒体教学软件是比较常用的一种软件,一般都是使用powerpoint、authorware以及Flash等软件。信息技术的应用为地理教学灌注了新鲜血液,它把难以用语言表达出的知识直观地展现在学生面前,这样学生接受起来就比较容易。但是,有时由于教师准备得不充足,或者没有完全发挥出其主导作用,导致课堂气氛虽然活跃了起来,但这些都只是表面现象,学生从中能够真正了解和接受的知识其实很少。因此,在高中地理教学中,对于课件的使用一定要选择合适的时机,要根据教材的内容、教学大纲以及学生的心理特点来选择和制作课件,使学生在轻松的气氛中接受和理解更多的地理知识。只有这样,才能真正体现出信息技术在高中地理教学中的作用,从而提高教学的质量和学生学习的效率。
(二)高中地理教学中对教学软件的具体应用
高中生处于青少年阶段,其思维正逐渐从感性思维转变为理性思维,因此,在教学过程中,对课件的内容一定要进行科学选择。课件作为一种教学工具,在使用的过程中一定要保证其所具有的科学性。在进行高中地理教学的过程中,对于一些固定概念和比较感性的内容是不需要使用课件的。如果是单纯的概念,只要教给学生合理的方法对其进行记忆就可以了。对于比较感性的内容,例如旅游地理这一类知识的讲解,只需很少的一部分图片便可以完成教学任务,根本没必要去制作大量的课件。课件的运用主要针对的是那些难以用语言表达的内容,这样在课堂上可以直观地将其展示在学生面前,教师只从旁引导即可。教师在制作课件的时候要认真,可选择合适的时机插入一些和教学内容相关的动态画面或者是图片,以便对一些学生难以理解的问题进行阐述。同时,在教学的过程中还可以适当播放一些音频和视频,以活跃课堂气氛。但是,在使用课件的过程中,教师一定要将教学内容作为依据,在课件中体现出教学目标,加强对学生的引导,使学生对知识进行更好地感悟。例如,在对《地球宇宙环境》一课进行讲解时,如果以传统的教学方法进行教学,即单纯地用语言叙述,那么无论教师的口才多么的出色,讲述得多么清楚,学生也很难理解。但如果将信息技术运用到教学中,情况就完全不一样了,教师在讲解之前,可以将太阳系的运行画面以动态的形式展示出来,让学生清楚地认识到地球自转和公转的规律,然后教师再对教材内容进行讲解,学生就会更好地进行理解了。运用这种方法进行教学,学生不但能够快速地接受和理解知识,同时还能够加深学生的记忆,从而有效地提高学生的学习效率和高中地理的教学质量。
二、教学软件的作用
(一)常用的教学软件及其使用简介
在高中地理教学中,最常使用的教学软件就是GoogleEarth,这款教学软件是由Google公司用于提供地图搜索服务的网络软件,它能够提供非常清晰的遥感影像,小到居民的住宅,大到整个空间都能够非常清楚地展示出来,可以让学生在封闭的校园内对宇宙进行观察,掌握全球动态。将这款软件应用到高中地理教学中,对于提高学生的学习效率和教师的教学质量有着至关重要的作用。为了有效培养学生的动手能力,完成“过程与方法”的目标,在安装GoogleEarth软件时,教师应该让学生亲自动手,自己在旁边对学生进行正确的引导,当软件安装完成之后就可以利用它进行高效率的地理教学了。
1.信息技术对GIS专业人员的重要性
近十几年来,信息技术得到了飞速发展,快速地渗透到各个行业,各个领域,取得了惊人的成就。GIS界也不例外,从最早的微机地理信息系统到今天的开放式地理信息系统平台,GIS在融人信息技术以后,已由古老的地图,沙盘时代跨人到了今天的电子GIS时代。
信息技术(Information Technology,简称IT),是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。它也常被称为信息和通信技术(Information and Communications Technology, ICT)。主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。
从地理信息系统的学科交叉来看,计算机科学与技术、信息技术是地理信息系统重要的学科基础;从技术层面看,本质上说信息系统,计算机软硬件系统与信息处理是地理信息系统的关键;从理论支持来看,空间信息表达、3S集成技术都需要信息技术的支持。因此,信息技术是地理信息系统重要的理论和技术基础,相应在教学层面上,地理信息系统专业必然要对信息类课程提出较高的要求[1]。
2.课程设置中存在问题
信息类课程在地理信息系统专业教育中的地位和作用至少体现在以下几方面:
1.信息类课程是地理信息系统专业课程体系的重要基础和组成部分。相对于其他一些专业中信息类课程仅是一种技术性、辅课程,信息类课程本身是地理信息系统专业产生、发展与教育的重要基础和主要内容,其体系结构与教学水平将直接影响到地理信息系统专业教育水平与学生培养质量[2]。
2.信息类课程是地理信息系统专业教育上水平、上台阶的重要推动力。当前地理信息系统发展的前沿问题如网络地理信息系统、组件式地理信息系统、虚拟地理信息系统、多维动态地理信息系统等都需要现代信息技术的支持。在培养合格的应用型和开发型地理信息系统人才方面 ,信息能力与应用水平同样是一个重要方面。因此要培养适应社会需求的、 面向地理信息系统技术前沿的人才 ,信息技术教育将是关键之一[3]。
如今,计算机图形字,计算机控制技术信息技术,多媒体技术,数据库,计算机通信等信息技术渗透到地理信息系统,3S集成,测绘技术的各个方面免费论文。而目前GIS专业信息类课程教学却与GIS新技术的发展显得极不适应。信息技术应用水平的高低,势必影响到受教育者的素质。
信息技术在GIS界得到了广泛的应用,引起了世界各国的关注,然而我国GIS教育界却没有表现出应有的重视。国内各GIS院校GIS专业的教学计划中只有《计算机基础及应用》这门基础课,其它课程均为选修课或考查课(非主要课程),教材内容也落后于现状的需要,如选用的教材内容肤浅、陈旧、课时少。有些专业课程,比如《空间数据库技术》及《GPS原理》都要求有信息类课程的基础,但课本里只是泛泛带过,学生并没有信息前导类课程的学习[4]。
3.GIS专业学生信息类课程的特点
针对GIS技术类专业对信息类课程的需求特点,选择正确的教学摘要涵盖信息管理与信息系统,数据库技术以及电子的定位导航等课程在内的一个广泛的信息课程体系。
1)GIS专业学生通常与诸如信号,图像,方程,表格等实体打交道比较多。为了能够对GIS类的学生有所帮助,信息基础课程须教会他们如何表示这些工作中会用到的数据,以及如何操作这些数据,对学生不太会感兴趣的诸如复杂数据结构和算法则进行适当的调整,增加用例。
2)GIS专业对学生的要求往往是能够熟练运用工作中所遇到的各种信息化工具,而非自身的兴趣所在,更非其职业追求的目标。他们通常对信息技术已有所接触,能够在家里轻松自如地运用信息技术进行一些图像编辑,多媒体合成等简单操作。在课堂上学的枯燥的原理和繁琐编程很容易让他们产生一种复杂的错觉。
3)课程中引用的例子应尽量与专业相关,使学生都可直觉接受的。特别是一些和学生学习生活相关的例子信息技术,是学生所喜闻乐见的。
4)GIS专业学生在信息类课程上的学习时间十分有限,他们不太可能系统地学习这些课程。由于GIS的相对复杂性。GIS专业的学生除了要掌握有关信息类知识外,他们对其他有关GIS的专业知识,GIS相关的体系的知识也要有相应的掌握和理解。
5)用于GIS科学的软件包很多,要选择一些对其未来工作中接触机率大的。目前GIS商用工具软件有数十种之多,其应用和功能各有侧重,如果让学生完全掌握如此多种的软件实属困难。所以在教育教学中应采用一些主流的应用软件进行教授。
4.信息类课程的设置方案高校信息技术(包括计算机基础)教育的目的是培养学生的基本信息素养和信息能力,使学生能将计算机与信息技术用于其工作领域,成为既熟悉本专业知识又掌握信息技术的复合性人才。在进入信息时代的今天,信息基础教育对于提高21世纪大学生的素质和能力有着十分重要的作用。多年的教学实践使我们认识到大学生的信息技术教育是一个循序渐进的教育过程,要着眼于学生信息素养和信息能力的培养,包括通识素养和能力与应用创新素养和能力。通识素养和能力是对所有大学生的基本要求,是指在接受高等教育之后,在信息技术方面应该具备的基本知识和能力。例如计算机的基本知识,信息表述能力、信息交流能力、信息系统的使用能力等。应用创新素养和能力是指学生能自主学习,具备较强的创新意识和开发能力,能灵活自如地把信息技术用于专业研究领域。实践证明,许多在信息技术领域有成就的人是非信息专业毕业的学生。他们既具有本专业的知识,又掌握信息技术,跨学科的人才知识面宽,富有创造精神。关键在于正确引导和培养。
国内外很多高校为GIS专业开设了多种不同类型的信息类课程,大体上可分为三种:1导论课程(计算机文化基础、信息系统基础)。2原理课程(电子技术、导航原理、数据库原理)免费论文。3应用课程(GIS软件应用、GIS 软件应用)。在研究GIS专业信息技术课程设置和教学时应当充分围绕这两个层次素质与能力。为此提出“1+3+X”(1门基础课+3门限选课+X门任选课)的分层课程设置方案。 其中,1门基础课是“大学计算机基础”公共通识课,课程主要涉及计算机基础性和适用性的概念、技术和应用,它在培养学生的计算机知识、能力和素质方面起到基础性、先导性的作用。可以帮助学生对信息课程有一个概述上的了解和认识。在1门基础课程学习完成之后,各专业可根据需要在“数据库技术及应用”、“计算机网络技术及应用”、“电子技术”、“导航原理”、“地理信息系统原理”、“通信原理”中选择三门作为专业限选课。这些课程在已有“大学计算机基础”的基础上让学生更好理解和接受,同时也是对一些GIS高年级课程所必不可少的基础。只有在这些课程的基础上学生才能更好的把握有关GIS专业知识信息技术,将各种技术、方法更好的应用和融合。
为了达到新形势下培养学生动手实践能力的目的,学校可以在学分制下采用的是多模块、多层次的进阶式教育模式。由于学生的基础各异,学校还提倡学生根据自己的基础知识、兴趣爱好和实际应用需要选修实用技能课程。为此,我们可还设置了一系列信息类选修课程,供学生自主选择。可以结合GIS专业的实际的情况,适当开设“地理信息系统软件应用”、“导航软件应用”、“局域网的组建与管理”、“GIS模拟软件应用”、“数学建模软件”、“GIS计算软件应用”中选择X门作为专业任选课。这些选修课可以在学生已经有的限选课的知识基础上,可以更好、更有效率的学习GIS专业知识,把握有关技巧,所有知识融会贯通,有得于提高学习效率,加快知识层次的升华。
5.结束语课程设置和建设是一个系统工程,涉及到方方面面的问题,比如学校定位、学生来源、专业特点、师资结构等。我们对课程设置所做的工作和将要进行的改革目标都是为了提高我校信息技术教学的教学质量、教学效果,最终使学生受益。同时我们要充分试识到GIS在引入信息技术后所呈现出新的特点,不断补充新的知识,及时调整课程体系结构,以适成GIS技术发展的需要。
参考文献
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规划部门逐渐引入一些信息技术来规划城市,比如:城市三维仿真技术、烟感技术、地理信息系统等,这些技术的应用在城市规划决策之中具有非常显著的价值。可是,现在城市规划中地理信息技术的应用层次还不是非常高,还没有健全的系统和明确的发展思路,急需从策略这一角度对地理信息技术进行深入研究,提高其竞争能力,进而使地理信息技术的经济效益以及社会效益得以显著提升。
一、有关理念的介绍
(一)众多学科相互交叉的理念
城市规划为具有较强综合性的一门学科,它与生态学、地理学、美学以及建筑学等众多学科间都存在着联系。地理信息学这门学科结合了地图学、遥感、测绘学以及卫星定位技术和通讯技术等[1]。所以,将综合性非常强的地理信息技术用于规划城市是一项多学科交叉的复杂工程。因此,规划城市的工作人员与从事地理信息的技术人员应该互相学习,引进各种学科思想,促进这些学科的融合,建立一个长效的体系,使城市的规划成果更具科学性。
(二)应用多元化的理念
地理信息这项技术有着非常强的技术延伸性以及数据挖掘潜力,应用此项技术的时候应该立足于GIS技术、GPS技术和RS技术,对他们的优势加以有效强化,保持它们所具有的创新性,把地理信息技术贯穿于城市规划的整个过程中,应用新型科技对地理信息的数据平台进行完善。地理信息技术为城市的规划提供了既准确又快捷的服务,使城市规划更具严肃性以及先进性,从而使测绘的产业链得以延伸,从多方面参与到编制和管理城市规划的过程中,使地理信息技术的多元化应用得以很好的实现。
二、实际要求
(一)从静态转变成动态
我国现在正为经济变革和转型的阶段。城市规划不应该只对城市的繁荣加以关注,还应该对规划城市的动态发展进行重视,增加对地理信息数据方面的要求。因此,信息数据在结构上一定还要具备多层次性,在内容上具有多属性。同时可以实现动态的更新、可以直接观察到,并且还可以进行综合的分析,进而使时间具有现势性、空间具有精准性、数据具有多样性[2]。
(二)从地上转移到地下
我国大部分城市虽然已经完成了普查地下管线工作,可是地下管理的完整性以及现势性还没有达到开发利用地下空间的要求。这就需要管理和应用地下空间和管线、正射影像等数据时,应该通过对数据标准的编制、数据接口的完善来构建数据平台,进而对市政规划进行服务。
(三)从专业转变成公众
现在我国通常都是由专家来对城市规划进行审议,很少有公众的参与,很难将存在于规划中的隐患挖掘出来。对于规划民本和阳光时应该秉承公开、公平以及公正的原则,其中可以对地理信息数据所具有的直观性和快捷性优点进行利用,对规划内容的公示和公告进行展示,使城市规划能够很好的和百姓生活相结合。
三、可供选择的服务方法
(一)对地理信息系统进行建立
现在,我国众多城市在规划过程中都应用了信息技术。地理信息系统在城市规划过程中不但为一主要设施,还为促进城市向现代化管理方向发展的一重要技术。在对城市规划进行管理的过程中,地理信息系统这项技术已经被城市规划这一领域所关注。我市规划决策系统当中,应用空间数据资料对城市规划审批的整个过程进行服务,应用第二节数据库和推层的方法,把一切的现状信息、项目信息以及规划信息都组合显示到一张图上,使城市空间的发展有效地实现了可视化、空间资源的利用实现了集约化以及城市规划的管理实现了精细化,还有促使信息实现了网络化、决策实现了智能化、办公实现了协同化、服务实现了社会化以及政务实现了公开化等众多应用目标[3]。
(二)构建服务社会
作为支撑空间技术的地理信息技术,已经成熟的应用在了“一书两证”这项规划审批之中,可是在建设服务社会方面依旧还有缺陷存在,因此,应用地理信息技术对城市规划进行服务时还应该在经济建设的近期规划、年度计划以及五年计划方面进行加强。在城市基础设施、建设居民住宅、生态环境保护以及公共服务设施等方面,可以应用地理空间资源来对近期的建设管理以及空间布局等加以明确。
(三)对难点问题进行解决
从我市目前的规划管理情况来看,应该重点研究城乡统筹和阳光、生态以及民本方面的规划,根据地理信息技术的实际应用,制定一些解决问题的方案。在进行城乡统筹的时候,想要在规划编制方面不进行城乡统筹非常的困难,致使乡村与城市中生活的居民在生活方式和经济增长模式方面都有很大的差异存在。可是,如果能够合理的应用地理信息技术,可以使众多城乡统筹得到大力支撑,比如:为城乡统筹提供卫星定位系统、资源管理系统等。在对民本进行规划时,通常会涉及到民享、民生以及民行和民居方面的规划,可以对地理信息系统进行开放。在规划生态方面,完全可以应用遥感技术来对生态所具有的敏感性进行分析,而对绿地覆盖的分析我们可以应用地理信息系统这项技术。在对城市进行精细规划时,可以把将重点不断突出和扩大这一观念作为主导思想,来实施城市的三维仿真规划,同时还可以按照管线可视化以及道路透明化这一规划要求来精细地管理城市管线。
结语:
总而言之,想要应用地理信息技术来对城市规划进行有效的服务,必须以城市发展战略为指导方向,对逻辑推演这一思想加以借助,选择众多科学的方法来进行相应的完善以及创新,并且还要按照形势的具体发展情况对策略进行相应的调整,促使两者互相协助,一同发展,进而使空间布局更加协调、资源配置更加优化、公共利益得到很好的维护。
参考文献:
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20世纪90年代初,在科技全球化发展的新形势影响下,我国台湾省教育部启动了一系列教育改革方案,并于1995年新修订了《高级中学地理课程标准》,该标准列举了地理技能及方法的重要性,强调学生解决实际问题的能力。台湾高中新地理教材的第三学年选修课程中增加了GIS教育课程,并引发了高中地理教师学习进修GIS相关课程的热潮。为了加强GIS教育的推广,台湾教育部门积极组织大量的教育专家和一些学科教师,进行高中地理GIS教学资源的研发,包括GIS教学网络资源、GIS教育范例、教学配套教材等,大大促进了GIS教育的普及工作。
2.大陆地区现状
在2003年以前,我国的GIS基础教育还只是处于一个刚起步的实验性阶段。2000年ESRI公司将K-12计划引入我国,北京、上海、南京、成都等城市都有中学加入这一计划,如上海东延安中学和北京市潞河中学。不少公司和学校还合作建立了“中小学现代地理教学示范基地”,整个“示范基地”建设于2005年第一季度完成。该“基地”主要开展以Arc View GIS软件为平台的GIS教育,帮助学生了解最前沿科技,认识地理信息系统概念,扩展地理基础知识,培养他们用科学和理性的观点来解决问题的能力。以上有关GIS基础教育种种尝试,为我国2003年新地理课程标准的颁布奠定了一定的基础。
我国最早以官方形式规定GIS进入高中课程是在2003年4月,国家教育部在新一轮课程改革中颁布了《普通高中地理课程标准(实验)》,标准强调地理信息技术在地理学习中的应用。标准中有关地理信息技术内容得到大幅度增加,主要分布在必修3模块和选修模块中,且每一部分都由标准和活动建议两部分构成。但是目前我国还没有出现像ESRI一样自主研发的专门用于基础教育阶段的GIS软件平台。这种现状引起了国内一些教育机构与研发部门的关注和重视,如北京大学清华同方教育技术研究院地理教育技术研究所开发的“教学地理图编辑平台”。此外,社会上一些公司(如北京超图公司)也日益关注GIS教育事业。
二、我国GIS基础教育存在的问题
1.信息化水平低且发展不平衡
GIS基础教育不同于传统地理学科教育,要求学校要有一定数量的计算机机房、软件系统、投影、数字化等设备,能够让学生在学习过程中有充分的上机实践的机会。虽然近年来我国的信息化水平不断以较高速度发展,但是总体水平仍比较低下且发展很不平衡。据2001年底统计,北京和上海分别为14.87名学生和16.7名学生拥有一台计算机, 而云南、贵州和甘肃等, 这个数字分别为18.6、11.8 和9.3。此外,学生能够熟悉计算机的基本操作是GIS基础教育顺利开展的前提,但是目前绝大多数的中学,由于受学校计算机硬件以及计算机教师专业素质低的影响,学生计算机水平很难达到要求。
2.GIS教学软件、教材及其它配套资源缺乏
目前,我国常用的GIS软件主要是美国ESRI公司提供的ArcInfo系列产品、MapInfo公司的MapInfo系列产品以及MapCIS等国产软件,这些软件的共同特点:价格昂贵,功能强大、过于复杂,短时间内难以上手,对中学地理师生而言都是极大的挑战,不适用于中学教学。
通俗易懂的GIS教材及配套读物也很稀少。近些年来,随着GIS的广泛应用,有关地理信息系统的教材及参考书籍层出不穷,但是绝大多数语言生涩难懂、程序复杂,只适用于高等院校教学,而通俗易懂,适用于中学教学的教材及配套读物却很少。这种现象十分不利于GIS普及教育的发展。
3.教师地理信息技术水平不高
地理信息技术是一种比较先进的现代技术,要真正掌握,对中学地理教师是一项很大的挑战。目前,我国大多数中学地理教师对GIS软件不熟悉,信息技术的素养不高,因此,很多学校的GIS教学均是由信息技术课的教师担任,而这些教师地理知识缺乏,在教学过程中难以很好地结合地理知识和规律进行教学,使GIS课缺乏地理特色,不利于学生地理空间思维和能力的培养。
4.GIS基础教育研究十分薄弱
自2003年4月教育部颁布《普通高中地理课程标准(实验)》以来,已经经历了9年的时间,表面上看我国当前GIS基础教育进行得轰轰烈烈,绝大多数中学都开设地理信息技术课程,但多数只是形如虚设,很少向学生开展,其中重要原因之一是我国GIS基础教育缺少有中国特色教育理论的指导。在网上通过对中国期刊全文数据库(CNKI)发表的论文进行检索,2003—2011年,有关GIS或者地理信息系统的论文有20 060余篇,其中涉及到教育的有86篇,而仅有十几篇涉及到GIS的普及教育,其它都是以GIS专业为研究对象。此外,相关著作也比较少见。因此,我国GIS基础教育的重要性虽然得到社会普遍认可,但是教育实践缺乏我国特色教学理论的指导,最终将难以摆脱混乱的困境。
三、我国GIS基础教育有效实施建议
1.积极采取多层次教学
多层次教学是指针对不同学习对象提出不同的教学要求。由于我国当前各地区计算机硬件普及率、经济发展水平、教育水平等还存在很大差异,且在短时间内难以全面提高。因此,要真正落实GIS基础教育,需要根据各地实际教学环境(硬件、软件、学生状况、教师队伍),采取分层次、分地区、分级别有区别地对待。笔者认为,可以根据全国的经济分区(西部、中部、东部地区),给各地区GIS基础教育设定不同的层次要求,实现各地区GIS基础教育最优化发展。具体情况见表1。
2.逐步开发GIS教学资源
(1)开发适合中学地理GIS教学的软件。据了解,目前我国的GIS专业软件公司开发的GIS专业软件接近国际水平,已经完全有能力开发出GIS基础教育软件平台。因此,非常有必要组织一些GIS软件开发者、相关教育专家以及一线地理教师进行软件的开发,借鉴国外先进经验,在成熟的商业或专业的GIS软件的基础上对原有的界面和功能进行简化,实现GIS软件的二次开发,试图开发出一些符合中学生年龄特点及知识水平的中文版GIS软件,这是开展GIS基础教育的当务之急。
(2)组织编写出版优秀地理信息技术中学教材及配套读物。优秀地理信息技术教材和配套读物是中学生快速了解和认识GIS基本知识的有效工具。建议出版机构积极组织国内知名地理信息科学技术专家、学者以及中学地理教师,针对中学生年龄特点、知识水平、接受能力,编写并出版一些通俗易懂的中学GIS教材和配套读物,激发学生对地理信息技术的兴趣。
(3)建立GIS基础教育网站。目前,我国还没有一个专门的GIS基础教育网站,而在欧美等发达国家,都曾先后建立了专门的网页在互联网上进行经验交流、问题解答、资料下载等服务,实现了GIS的教育资源共享,大大节省了人力、物力。笔者认为这一做法非常值得借鉴,建议有关机构牵头建立专门的GIS基础教育网站,联络各个中学和高校,收集有用的教学资源,提供有偿或无偿的资源下载空间,并鼓励网上进行教学经验的充分交流等。
3.不断加强GIS师资队伍建设
(1)加强现有中学地理教师的培训。高水平的地理教师队伍是顺利开展地理信息技术教育的基础和前提,为提高中学地理教师的地理信息水平,应大力开展各种教师地理信息技术培训,鼓励骨干地理教师进行继续教育,尽快使现有的骨干教师成为我国中学地理信息技术教学中的砥柱。
随着社会经济的发展与国家基础建设的进一步发展,很多学校与教师个人都配备了个人电脑,以微电子技术的使用成了社会发展的一个必然的趋势。然而由于电脑在中国迅速发展的历史特别短,所以很多人对于电脑技术的运用还很单一或根本不知道怎么运用。这在中西部地区表现尤为突出。很容易造成电脑成了学校家庭的一个摆设或造成利用率不高,造成现代教育资源的极大的浪费。地理教育是一个函括很广的学科,利用网络与地理教育相结合,有利于地理教育的实施。地理教师怎样运用好网络,提高网络资源的利用率,提高相关的教育技术与利用的作用、范围来提高学生的学习的积极性、参与性,达到理想的学习效果,这在很多学校地理学科教育成了一个大的难题。地理教育与信息技术结合难。
首先.由于历史的原因,以前把地理学科当成一门豆芽课,即使是现在地理已拿入了高考,很多学校出也存在把地理学科当成高考课目当中的一个弱视科目,通常地理教育地位是排在后面的。当然有限的资源的情况下,地理的教育的信息技术的利用(简称地理信息教育)也很难受到重视。
第二,由于地理教育的教员较少,特别是21世纪受到中国电脑知识运用普及教育的人员较少。老教师师有经验、知识的积累,可是在电脑的运用方面普追较为久缺。而新毕业的学生,对于教材、国家的地理教学教纲的把握、学生的教学能力,学生的学习能力以及思维训练能力方面又有些实践经验不足。这造成了地理的信息教育方面的优秀的资源不多。如优秀的电脑课件、备课、练习题、探索开放创新案例等的资源不多,除了现在少数的学校搞了网校资源。可这些都是要交费的造成很多学校用不起,也造成很多有硬件资源的得不到充分的利用。
第三,地理信息的教育这是一个边缘的学科,新生的学科是信息教育与传统地理教育交叉形成的,这就在一定程序上造成学校在其认识不够。大多数学校能认识到、利用现代化的手段进行地理教育的是必然趋势,也能进行鼓励学校教师多运用现代的教育手段。可在这一方面资源怎么用,怎样有效的利用有限的人力资源、硬件资源配套方面.学校还未统筹方面的安排。导致单个教师遇到困难得不到帮助、幸苦做出的教学资源却得不到应用。也导致了很多教师不愿意去做,而把地理信息教育束之高阁。
第四,学校的评价监督机制未改变。大多数学校还是以传统的评价监督机制,如通常以检查手写标准的教案作为教学相关方面的教学的检查。这有其有利的一面,其弊端也显而易见把备课等同于写教案。这也导致了很多教师为了应付学校的教学教案的检查而无暇顾及地理信息技术的学习及信息资源的制作(写一个完整的教案3000字,那他需要写一个半小时,这还不包括教师对教案的构思、翻阅资料等方面)更不要谈广泛应用信息技术了。
第五,对于信息技术只是手段认识不清。常认为高科技、现代化的东西都是好东西、包治百病能解决教学中的一切问题。而没能认识到中学信息的运用只是一个手段,培养学生思维、识图、识记、解决问题等的能力没有改变。结果把地理信息教育搞成了展示课,学生一堂课下来。只看了一堂展示,没有参与到其中。效果差也导致了不愿意采用。
解决措施
第一,要把地理信息教育结合好,学校首先应改革学校的备课检查的评价机制、由书面的形式检查到课堂的听课检查、学生的评课检查。由单纯的知识点检查到多想法子促进学生思维学习的课堂检查中去。由书写备课到灵活的现代备课的检查中去.如电子备课的习题新典型题及创新题题库、课件等教学的检查
第二,学校应对学校的教师组织培训,提高地理教师信息教育的水平、同时学校应提供相应的教师地理信息教育的服务、保证教师相应的地理信息教育的资源能够转化,不要出现教师做得多、耗时多但转化得少。
以教育理论为指导,运用教育研究的基本方法,把调查、学习、研究、实践、总结等有机结合,保证了整个研究的计划性、整体性、真实性和有效性。强调课题研究的核心突破,注重成果教学整合的实用性。
二、实验课题的目标
处于信息高速发展的时代,培养学生树立正确的地理观念,培养学生对地理信息的获取、筛选、应用的能力,已显得更为重要,为此,我们要激发学生对地理知识的兴趣,让他们养成自主创新学习、终身学习的能力,使地理知识服务于他们的学习、生活及未来的工作。多媒体技术和网络技术为地理信息时空一体化提供了展现舞台,为地理事物和图像信息的立体化、形象化呈现,提供了技术平台。显然,科学技术的发展为教育提供了动力,还为教育发展指明了方向,预示结果,引导教育遵循着科学的轨道前进。教育技术的提高,能够改变教育者的观念,影响教育的内容、方法、手段和质量。因此,课科组成员结合我校教学的特点,经过反复研究,课题将达到几方面成效:
第一、鼓励青年教师,加强多种可视化软件的学习,比如Flash、PhotoshopCS2、3DSMAX力求以现行中学地理知识为背景,创设出静态、动态的各种地理情景,可以创设情境,引发学生学习的兴趣和思考。
第二、各种地理情景的创设立求做到深入浅出,突出重点,从而达到提高课堂教学的质量。
第三、现代教育技术必须与传统教学相结合,贯彻和体现地理课堂教学原则。
第四、培养学生的空间思维能力。
第五、培养和提高学生读图能力。
第六、运用用现代教育技术进行地理课堂教学有利于培养学生的观察力和创新能力。
三、实验过程
(一)、构建体系、实施方案、随时调控
1、宣传发动所有地理教师都参与课题组,并积极与电教中心相互协作配合。
2、制定严格的课题管理与研究制度。为调动教师参加课题研究的积极性,保证课题研究的顺利进行,学校将课题研究纳入教师的考核中。
3、我校的硬件设施经过多年的累积发展,已形成一定的规模和优势。每个教室都配备多媒体。为每个办公室配备了电脑,建设了校园网络中心。本课题组可以随时优先使用以上各种资源。
4、组织教师学习教育教学理论和教育心理学理论,树立新的教学观念。
5、运用教学设计理论来进行课程的教学设计,建构信息技术与课程整合的新型教学模式。我们组织全体地理教师认真学习教育理论,挖掘教学潜力,要求能运用现代教育理论设计出基于信息技术、适合学生的新课型。经过学习、讨论、观摩等,我们在课上创设情境、提供资源,要求学生自主学习、协作学习,发现问题、解决问题并反馈信息。突出了学生的主体地位,调动和激发了学生的学习兴趣、学习积极性和主观能动性。
6、课题组制定了严格的管理措施,注意日常研究中的记录、收集和材料整理,撰写论文。同时,走出去请进来,去兄弟学校学习取经;购买了一些先进学校的课堂教学实录VCD和课改资料,组织学习,启发思维,激发灵感。这些研究工作的开展,对课题组成员较好地实施现代信息技术环境下的课堂教学工作起到了很好的促进作用。
(二)实验研究方法
1、“实验研究法”与“实践研究法”相结合。
“实验研究法”:课题组确定实验班和对照班,采用随机抽样办法,提取一定数量的样本,作为重点实验对象。进行重点实验时,对共变量实行有效控制,实验班运用现代信息技术进行教学。“实践研究法”:在自然状态下,围绕实验目标组织教学过程,通过观察、调查、测试等方法积累相关资料,作为实验结果分析的辅助材料,以提高实验效率。
2、自变量与因变量的确定
(1)自变量:
科学合理的应用现代信息技术,建构新型教学模式,优化教学过程,优化学习方式。
(2)因变量:
提高课堂教学效率和教学效果。培养学生自主学习能力,提高地理学科的读图能力。
(3)干扰变量的控制:
a、实验对象的选取:采用按学生成绩分层取样的方法在高一年级选取学生成绩相同,其他客观条件也相同的班级分别作实验班和对照班。
b、保证授课时数相同,不得随意增加实验班和对照班的辅导时间,避免实验结果失真。
c、实验班和对照班的教师教学水平相当,实验方案一经设定,实验过程中必须坚持实验班按实验方案教学,对照班用传统教学方法授课。
三、研究的初步成果
通过近两年的探索,我们在该课题的研究上迈出了取得了一定的成绩,取得了预期的成果。
(一)探索并初步形成了信息技术与课程整合的教学、学习模式
1、初步形成了一支具有先进的教育思想和较高业务能力、掌握现代信息技术的地理学科教师队伍。
2、学生信息能力、综合素质、创新能力得到了培养和提高。
(二)开发、建设了地理教学资源库。
(三)实验效果
1、转变学生的学习方式,提高学习生活质量
实验结果证明,运用多媒体技术可以充分发挥学生多种感官的功能去认识、识记、理解;可以促进学生自由选择、自主探究学习。现代信息技术环境有利于激发学生的学习主动性和积极性,培养学生的学习兴趣和动机,培养学生积极的学习情感和态度,提高学习生活质量。
年级调查人数感兴趣不感兴趣无所谓
20**级高一25178.49%13.15%8.37%
20**级高一25474.41%15.75%9.84%
2、培养学生的创新精神和实践能力
运用现代信息技术建构创新型教学模式,优化了教学情境,优化了教学结构,学生动手操作,勤于实践,自主、创新学习,培养了学生的创新精神和实践能力。
3、提高了教学质量
实施现代信息技术环境下的计算机多媒体辅助教学,引起了学生学习方式的改变,认知策略和思维过程的转变,培养了学生的创新学习能力,提高了学生学习成功的可能性,效果显著优于传统教学方法(表2)。(表中四个班是高一年级进行分组实验。对比班在传统教室上课,实验班采用多媒体辅助教学)。其它课堂效果检测也得出了类似结论。
表2:地理《洋流的分布规律》多媒体辅助教学与传统教学的课堂效果检测比较
班级均分标准差r值显著性水平
高一(4)(5)对比班81.7011.602.370p<0.01
高一(6)(7)实验班89.108.58
(四)理论认识
1、现代信息技术对教学活动产生了革命性的影响,为提升教学活动的创新品质创造了条件。
(1)现代信息技术为师生提供了教与学的新平台。
(2)现代信息技术为现代教学提供了更加丰富的学习资源。
(3)现代信息技术为学习方式的转变提供了可能。
2、基于现代信息技术的新型教学设计和教学模式,有利于培养学生的创新精神和实践能力。
(1)现代信息技术环境下的教学创造了情境化学习环境。
(2)新型教学模式优化了学生的学习状态和情绪。
(3)现代信息技术教学培养了学生适应信息社会的新型学习能力。
(4)新型教学模式改变了教学的存在方式和具体形态。
(五)教师成果
在实验过程中,学校教师们均能随时将实验体会、感想和收获,撰写成教育论文,在课题实验进行期间,课题组教师撰写的论文参加了校、区、市现代信息技术论文征集,且多次担任校、区及全市公开教学观摩课任务。
四、课题成效
1、形成一批研究的物化成果。(1)内容较丰富的电子教学资源库(2)多媒体课件、素材(3)教师论文(4)典型教学设计案例
2、汇总实验材料,分析数据,得出结论,完成实验报告、论文、成果资料;
3、课题组结题报告、验收;资料归档、成果申报。
4、本课题的成果形式主要是课题论文、建构创新型教学模式及其可操作程序、软硬件资源、文本及音视资料。
五、研究方面存在的问题
1、如何充分发挥教师在信息技术学习环境下主导地位
学生成为学习的主体,并不等于放弃教师的主导作用。在信息技术学习环境下,教师如何能成为教学情境的创设者,学生运用信息技术进行学习的指导者,学习工具运用的帮助者,协作学习的组织者。