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篇1

【關(guān)鍵詞】 激發(fā)興趣

【中圖分類號】G623.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）29-0-01

小學(xué)數(shù)學(xué)課教學(xué)，學(xué)生接觸的大部分是規(guī)范的數(shù)學(xué)問題，這些問題對于學(xué)生學(xué)習(xí)掌握數(shù)學(xué)知識和技能是必要的。但傳統(tǒng)的小學(xué)教學(xué)課堂往往讓人感到沉悶，機(jī)械化的數(shù)學(xué)課堂就猶如一潭死水，缺乏生機(jī)。特別是低年級學(xué)生，他們好動(dòng)天真活潑，面對教師呆板、單調(diào)、落入俗套的教學(xué)手段，學(xué)生的心智與情感的浪花就難以激起，甚至表現(xiàn)出對數(shù)學(xué)的厭學(xué)情緒。

而新課改理念下的低年級數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革，對傳統(tǒng)的教學(xué)模式產(chǎn)生了巨大的沖擊。課堂在發(fā)生著深刻的變化，一言堂變成了群言堂，多了動(dòng)感和活力，有是還有孩子們的真知灼見。在多年的教學(xué)中我經(jīng)常采取從學(xué)生喜聞樂見的生活情趣和客觀事實(shí)出發(fā)，從圖畫情景的展示出發(fā)，使學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)就在生活中，并給學(xué)生提供自主探索和合作交流的機(jī)會，使學(xué)生在獲取數(shù)學(xué)知識的同事，讓思維能力、情感態(tài)度和價(jià)值觀等多方面有了進(jìn)步。幾年來，為了適應(yīng)新課改的要求，本人在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中進(jìn)行了大膽的嘗試。現(xiàn)在，就如何激發(fā)低年級學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，談?wù)勛约簬讉€(gè)觀點(diǎn)。

一、培養(yǎng)學(xué)生良好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣

教師都知道，對低年級學(xué)生來說，培養(yǎng)良好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣非常重要。當(dāng)然，良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣不能得意地理解為只要求學(xué)生上課坐好，舉手發(fā)言等外在形式。更重要的是逐步讓學(xué)生學(xué)會獨(dú)立思考、敢于提問、認(rèn)真傾聽別人的意見，用于表達(dá)自己的想法，樂于與人合作等內(nèi)在學(xué)習(xí)品質(zhì)。老師還要明確，學(xué)生這些良好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成，不是一朝一夕就能完成的。教學(xué)中，不要急于求成，不要對學(xué)生過早地提出統(tǒng)一的，硬性的要求、循序漸進(jìn)的方式，逐步讓學(xué)生學(xué)會討論、會交流、會思考、會合作，學(xué)會傾聽、學(xué)會質(zhì)疑、學(xué)會分享。這樣慢慢地讓學(xué)生養(yǎng)成良好的習(xí)慣，為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)打下基礎(chǔ)。

二、把抽象概念形象化，激發(fā)學(xué)生的興趣

在數(shù)學(xué)教學(xué)中，把抽象的概念形象化，是我們數(shù)學(xué)教師比用的手法，不過一些固定的呆板形象并不能喚起學(xué)生的心理效應(yīng)。盡管低年級學(xué)生有意注意的時(shí)間短暫，但他們對感興趣的電視動(dòng)畫片，卻能長時(shí)間一動(dòng)不動(dòng)坐著看到底，對喜歡聽的童話故事，也能堅(jiān)持坐在那里興致勃勃地聽下去。因而，我們可以選在學(xué)生喜歡的神話傳說或小動(dòng)物編成故事進(jìn)行教學(xué)。我在教（7的認(rèn)識）這一節(jié)課時(shí)，考慮到（葫蘆兄弟）是學(xué)生喜聞樂見的故事，它與7的分解與組成又能聯(lián)系起來。于是我準(zhǔn)備了7個(gè)不同顏色的葫蘆兄弟，并以葫蘆兄弟瓜熟落地動(dòng)態(tài)形式出現(xiàn)，把學(xué)生帶到一個(gè)“引人入勝”的境地，學(xué)生在輕松愉快的情景中掌握了書中知識，學(xué)得積極主動(dòng)，又有興趣，教學(xué)效果又明顯。

三、教學(xué)知識生活化，為學(xué)生提供生活實(shí)踐的機(jī)會。

教學(xué)離不開生活。如果我們善于從生活中控?fù)?jù)素材運(yùn)用到教學(xué)中，往往會收到可喜的效果。如以同學(xué)們踴躍給災(zāi)區(qū)小朋友捐錢，捐文具。每天的大課間活動(dòng)為例，編出應(yīng)用題，激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣，同事還可以對學(xué)生進(jìn)行祖國是個(gè)大家庭，一方有難，八方支援的教育。如教學(xué)《認(rèn)識人民幣》這節(jié)課時(shí)，我騰出一定時(shí)間復(fù)印出不同紙幣和硬幣，讓學(xué)生在課堂親臨數(shù)錢，認(rèn)識錢。并拿出自己準(zhǔn)備的水果、文具、生活用品等，讓學(xué)生“買賣東西”。學(xué)生在生活情景中拿錢找錢，會用錢，并讓學(xué)生要愛惜人民幣，初步學(xué)會識別人民幣、加深對人民幣的認(rèn)識，掌握一定的生活技能。這樣聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際，賦予教學(xué)時(shí)代氣息、學(xué)生感興趣，容易產(chǎn)生共鳴，又有新鮮感。

如果能讓學(xué)生把學(xué)到的知識運(yùn)用到實(shí)踐中去，實(shí)現(xiàn)“學(xué)以致用”。那么，就達(dá)到了“教”與“學(xué)”的完美統(tǒng)一。為此我主要從兩個(gè)方面入手，為學(xué)生提供生活實(shí)踐的機(jī)會。

（一）家庭作業(yè)生活化。在新課改理念下，家庭作業(yè)的布置必須打破傳統(tǒng)，不能只是那些生字?jǐn)?shù)學(xué)算式或課文內(nèi)容的重復(fù)書寫。要讓學(xué)生放學(xué)回家，擺脫課堂的束縛，讓他們有更廣闊的活動(dòng)空間。因此家庭作業(yè)的布置一定要以時(shí)間活動(dòng)為主。例如：在教學(xué)完《一位數(shù)的除法》后，我讓學(xué)生去觀察，分析生活中哪些地方需要用到這種除法。第二天，學(xué)生紛紛向我匯報(bào)：“媽媽買菜時(shí)用到了這種除法。一斤芹菜2元錢，媽媽買了3元錢，買了幾斤？算式3÷2”，“我們分值日組時(shí)用到了除數(shù)是一位數(shù)的除法。要求每組多少人？算式16÷4=4有四個(gè)組，每組4人”，“我家花500元買了2噸煤，要求一噸煤多少錢時(shí)用到了除法……。”聽著孩子們一句句準(zhǔn)確無誤的匯報(bào)，我知道他們學(xué)會了到生活中去攝取知識，學(xué)會了把學(xué)到的知識運(yùn)用到知識中去，我布置的作業(yè)為他們提供了興趣化的舞臺。

（二）開展豐富多彩的綜合實(shí)踐課。在學(xué)完了《米和厘米的認(rèn)識》后，我組織學(xué)生上了一節(jié)“動(dòng)手量一量”的實(shí)踐課。我把學(xué)生帶到操場上，讓學(xué)生分小組動(dòng)手親自量一量，動(dòng)腦算一算的實(shí)踐活動(dòng)。匯報(bào)總結(jié)時(shí)，學(xué)生發(fā)言活躍，向我匯報(bào)了操場的長和寬，旗壇的長和寬，樹干的周長，乒乓球場地的長和寬。在學(xué)完《一位數(shù)的乘法》后，正趕上學(xué)校要搬遷新校，安裝暖氣，建鍋爐房。我因地制宜，又上了一節(jié)“我為學(xué)校算一算”的實(shí)踐課。學(xué)生通過采訪調(diào)查，了解了各種材料的價(jià)格，列出了一份份賬單。

這些實(shí)踐活動(dòng)，不但鞏固了學(xué)生所學(xué)到的知識，而且是學(xué)生體會到生活中處處有數(shù)學(xué)，從而把數(shù)學(xué)與生活緊密聯(lián)系起來。

四、在情境中教學(xué)，調(diào)節(jié)情緒

篇2

關(guān)鍵詞:地理信息系統(tǒng);實(shí)驗(yàn);原則

地理信息系統(tǒng)原理課程有較強(qiáng)的理論性和技術(shù)性，其理論抽象，技術(shù)復(fù)雜，難以理解，不便掌握，成為課程教學(xué)的難點(diǎn)。因此通過科學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與內(nèi)容設(shè)計(jì)，讓理論與實(shí)踐結(jié)合，是不二之選，而實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則與方法則是首先要考慮的。

1課程性質(zhì)

地理信息系統(tǒng)學(xué)科是融地理科學(xué)、計(jì)算機(jī)、遙感和地圖學(xué)于一體的邊緣學(xué)科，是“用于回答地理學(xué)問題的藝術(shù)、科學(xué)、工程和技術(shù)”的統(tǒng)稱[1]。它首先是一個(gè)信息系統(tǒng)，只是數(shù)據(jù)管理的難度高于一般系統(tǒng)；它既是一門多學(xué)科交叉學(xué)科，還是一門技術(shù)性很強(qiáng)的學(xué)科，雖外觀表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)軟硬件，內(nèi)涵卻是數(shù)據(jù)的流動(dòng)；兼具工具、資源和學(xué)科三大屬性，它有以空間操作和分析專業(yè)提供空間問題答案的工具屬性，以整合多源數(shù)據(jù)與資源體現(xiàn)資源性，而學(xué)科屬性則是指其相對獨(dú)特的研究對象和技術(shù)體系，并正在逐步地發(fā)展為關(guān)于地理空間信息處理的專門技術(shù)、服務(wù)和科學(xué)等。地理信息系統(tǒng)原理課程是地理信息科學(xué)、測繪科學(xué)與技術(shù)、遙感科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的入門課程，也是學(xué)生的第一門專業(yè)主干核心課程，擔(dān)負(fù)學(xué)科導(dǎo)論的作用。故課程具有理論性、技術(shù)性、實(shí)踐性、綜合性、先導(dǎo)性，它是確定教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的前提。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求

2.1總體教學(xué)目標(biāo)

作為入門基礎(chǔ)課程，旨在通過本課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生樹立正確的空間認(rèn)知觀，了解數(shù)據(jù)采集規(guī)范，掌握數(shù)據(jù)輸入、處理技術(shù)，熟悉基本空間分析和建模分析方法，明確GIS技術(shù)與專業(yè)應(yīng)用的結(jié)合手段，提高解決實(shí)際問題的能力，學(xué)會平臺軟件的使用。具體教學(xué)內(nèi)容可劃分為基本理論、系統(tǒng)技術(shù)和應(yīng)用方法三大模塊?；纠碚摪ɑ靖拍睢⑿畔鞑ダ碚?、空間定位基礎(chǔ)、空間分析理論及學(xué)科發(fā)展等，技術(shù)系統(tǒng)涵蓋系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)管理、用戶界面和支撐軟件操作等，應(yīng)用方法涉及專題分析模型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、各類技術(shù)手段及實(shí)際問題與技術(shù)的結(jié)合方法等，它們以知識的邏輯結(jié)構(gòu)，形成相對固定的教學(xué)順序。而伴隨著地理信息科學(xué)的推廣，將有更多創(chuàng)新的理論、思路、技術(shù)和實(shí)用模型被充實(shí)進(jìn)來。課程教學(xué)目標(biāo)可分為了解、理解、掌握三個(gè)層次，而課程學(xué)習(xí)中需深入理解和掌握的內(nèi)容較多。概念多而嚴(yán)密，須加以深刻理解，并區(qū)分與日常生活和相關(guān)學(xué)科概念的內(nèi)涵異同；其理論是學(xué)科的支撐，是地理信息科學(xué)的基石，恰恰是陌生的；技術(shù)系統(tǒng)———功能實(shí)現(xiàn)，雜亂、抽象、技術(shù)性強(qiáng)；應(yīng)用方法，缺少思路，難以捉摸，難與具體決策結(jié)合；即使于了解層面，也需了然于胸，否則影響后續(xù)教學(xué)。既要求宏觀體系的把握，又要細(xì)節(jié)的理會。綜上所述，本課程教學(xué)具有任務(wù)重、類型多樣、涉獵面廣、知識點(diǎn)豐富、知識體系龐雜等特點(diǎn)，構(gòu)成大一統(tǒng)的內(nèi)容體系。教學(xué)過程表現(xiàn)出內(nèi)容“虛”，理解難，基礎(chǔ)內(nèi)容多，要求學(xué)生基礎(chǔ)全面、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，成為了教學(xué)的難點(diǎn)?；庖陨蠁栴}，常輔以閱讀材料、使用相關(guān)教學(xué)法和實(shí)驗(yàn)等手段。

2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)置問題

有學(xué)者通過社會需求、教與學(xué)三個(gè)方面的分析，對理工科的教學(xué)方法進(jìn)行研究，提出引導(dǎo)高校理工科學(xué)生“應(yīng)用創(chuàng)新”的授課方法和手段，從而將教學(xué)落實(shí)到“實(shí)處”，成為有影響的教改思想。也有學(xué)者提出立體化教學(xué)方法、問題教學(xué)法等，皆為多手段并用，讓學(xué)生充分參與，親自動(dòng)手。而隨著地理信息科學(xué)的出現(xiàn)，有研究者提出針對地理信息科學(xué)方法論的教學(xué)機(jī)制，建立了地理信息本體論、科學(xué)方法、技術(shù)方法及創(chuàng)新機(jī)制與策略的教學(xué)體系，同樣強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新。前述方法中最突出的要求就是理論與實(shí)踐結(jié)合。在教學(xué)過程中設(shè)立課程實(shí)驗(yàn)，這已是通行的方法。實(shí)驗(yàn)所用軟件有MapInfo、ArcView、ArcGIS等等，它們雖有所差異，但都是成熟的支撐平臺，均能滿足課程需要。但現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)存在針對軟件功能而設(shè)置的問題[2-3]，如設(shè)立初識軟件、數(shù)字化、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)操作、空間分析、制圖等實(shí)驗(yàn)，重心是軟件操作和功能實(shí)現(xiàn)，其實(shí)是一種驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，雖然對理解教學(xué)內(nèi)容似乎起到一定作用，但往往目的并不突出，與理論教學(xué)和知識體系結(jié)合不緊密，并非針對課程，無法達(dá)到以實(shí)驗(yàn)鞏固、化解知識的目標(biāo)，突顯教學(xué)目標(biāo)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的矛盾。因此實(shí)驗(yàn)設(shè)置的目標(biāo)就必須針對課程內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和實(shí)驗(yàn)存在的問題展開，以此探討設(shè)計(jì)原則。

3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則

3.1一般原則

這是所有實(shí)驗(yàn)設(shè)置必須遵守的共同原則。首先是科學(xué)可行性原則。原理、方法、材料和結(jié)果要滿足科學(xué)性，符合客觀規(guī)律，不違背基本知識、基本原理，邏輯正確。做到實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_、原理正確、手段恰當(dāng)。其次是對照性原則。通過對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)消除無關(guān)變量影響，必須嚴(yán)格控制，要平衡和消除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。再次是可重復(fù)性原則。實(shí)驗(yàn)都必須能夠重復(fù)，這是可靠性的標(biāo)志，也就是在相同實(shí)驗(yàn)條件下必須做多次獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn)，避免偶然性，提高試驗(yàn)可靠程度，要求控制實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)變量下重復(fù)實(shí)驗(yàn)，消除無關(guān)條件的干擾。還有就是最經(jīng)濟(jì)原則。不論什么實(shí)驗(yàn)，都有它的最優(yōu)選擇方案，這包括在資源的使用及時(shí)間的損耗上，可用產(chǎn)出和投入的比值來衡量，不可超越所擁有的實(shí)驗(yàn)條件。此外還有隨機(jī)性原則。即研究樣本可以從總體中任意抽取[4]。而平衡原則、彈性原則也是需要遵循的。

3.2專有原則

除通用原則外，結(jié)合課程特點(diǎn)還應(yīng)該有需要遵守的專門原則。理論性原則。這是針對課程全新晦澀的理論和易混的概念，要求實(shí)驗(yàn)服務(wù)于理論，實(shí)驗(yàn)結(jié)論落實(shí)于理論、原理，而非別處，以實(shí)驗(yàn)加深對理論的理解。操作性原則。服務(wù)于技術(shù)操作功能，突出系統(tǒng)的基本功能和應(yīng)用功能，便于學(xué)生對知識體系的把握。應(yīng)用性原則。服務(wù)于應(yīng)用，與方法結(jié)合，鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。融合性原則?；谶吘壗徊娴膶W(xué)科性質(zhì)，適當(dāng)擴(kuò)充，顧及其他，讓學(xué)生擴(kuò)大知識面?？傊?wù)于教學(xué)目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置應(yīng)包含訓(xùn)練、綜合、分析和驗(yàn)證多類別。具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容、方案設(shè)計(jì)等，宜展開后續(xù)研究。

4總結(jié)

篇3

關(guān)鍵詞：高師院校 GIS 教學(xué)

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-0-02

在現(xiàn)代，反映綜合國力的顯著標(biāo)志之一就是該國的IT教育和科普水平。地理信息科學(xué)是信息技術(shù)的典型代表，是數(shù)字化的集中表現(xiàn)。1998年，教育部新頒布了高等教育目錄。其中，在地理學(xué)和測量學(xué)這兩個(gè)一級學(xué)科目錄中，新設(shè)立地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)、地圖制圖與地理信息系統(tǒng)兩個(gè)本科專業(yè)，以期培養(yǎng)地理信息系統(tǒng)理論和工程應(yīng)用人才。由于地理信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和普及，地理學(xué)科下其他專業(yè)，如地理科學(xué)專業(yè)，資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)都開設(shè)了地理信息系統(tǒng)課程。它是新型強(qiáng)有力的地學(xué)研究工具，這對所有教學(xué)層次是十分必要的。在全球信息浪潮的推動(dòng)下，2012年，教育部對1998年專業(yè)目錄再次完善，把地理學(xué)中的地理信息系統(tǒng)專業(yè)更名為地理信息科學(xué)，由此可見對地理信息系統(tǒng)教學(xué)的重要程度。以人為本加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)教育，大力培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，是地方高師院校教學(xué)改革的重要課題。文章從多方面闡述地理信息系統(tǒng)課程的特征，分析了高師院校地理信息系統(tǒng)教學(xué)的存在問題并提出了發(fā)展對策。

1 地理信息系統(tǒng)課程特征

1.1 多學(xué)科交叉集成，知識廣泛

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）于20世紀(jì)60年代興起，是一門年輕卻異常活躍的學(xué)科。它是地理學(xué)、測繪學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)與計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)等之間的交叉學(xué)科[1]，已經(jīng)滲透到各領(lǐng)域、各部門和各行業(yè)。GIS是數(shù)字地球的基礎(chǔ)，是3S（GIS、RS、GPS）或5S（GIS、RS、GPS、ES、DPS）集成技術(shù)的核心，時(shí)刻影響和改變者人們的生產(chǎn)、生活、工作和思維方式。未來凡是與地理信息空間有關(guān)的社會、經(jīng)濟(jì)和人們生存、生活的98% 領(lǐng)域都將會應(yīng)用到GIS技術(shù)。2007年，我國GIS產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到500億。據(jù)“中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會”預(yù)測，到2015年，我國GIS產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到5000億。

1.2 理論與技術(shù)應(yīng)用并重

地理信息系統(tǒng)既是一門理論學(xué)科，又是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)型學(xué)科，全面反映“概念―原理―方法―操作―應(yīng)用”五位一體的特征。學(xué)習(xí)GIS和學(xué)習(xí)游泳的道理相同，既要掌握理論知識，又要培養(yǎng)動(dòng)手能力。理論與實(shí)踐兩面都要硬。沒有實(shí)踐的理論是紙上談兵，沒有理論的實(shí)踐是瞎子摸象。教學(xué)中要注重理論的講授，同時(shí)要加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

1.3 空間抽象和空間分析

空間分析的強(qiáng)大功能是GIS區(qū)別于其他信息系統(tǒng)的根本標(biāo)志，也是GIS成熟發(fā)展與地理信息系科學(xué)發(fā)展的標(biāo)志?？臻g實(shí)體的表達(dá)相對抽象，不易理解，可以借助PPT或一些實(shí)物，使之直觀化、形象化，加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識。

1.4 更新快

GIS是地理學(xué)的第三代語言。發(fā)展了近50年的地理信息系統(tǒng)有著巨大的變化。從最初的GIS萌芽到現(xiàn)在的COMGIS、WEBGIS、VRGIS、時(shí)態(tài)GIS等，GIS正朝著一個(gè)可運(yùn)行的、分布式的、開放的、網(wǎng)絡(luò)化的全球GIS發(fā)展。GIS必將發(fā)展成為集社會科學(xué)、自然科學(xué)于一體的全球性、綜合性巨型軟科學(xué)。

2 高師院校GIS教學(xué)現(xiàn)狀和存在問題

2.1 學(xué)時(shí)較少，興趣不濃

地方高師院校開設(shè)的地理信息系統(tǒng)課程一般只有50學(xué)時(shí)左右，其中包括了理論課時(shí)和實(shí)踐課時(shí)。這對于非GIS專業(yè)的教學(xué)來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在我國，中學(xué)階段對GIS的基礎(chǔ)教育普及率不高。地理在高中階段被分在文科類，地理科學(xué)專業(yè)和資環(huán)專業(yè)招生計(jì)劃也受到影響，過多地招收了文科學(xué)生。盡管進(jìn)行了高數(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和等級考試的學(xué)習(xí)，但數(shù)理基礎(chǔ)薄弱，計(jì)算機(jī)知識缺乏，導(dǎo)致對GIS課程學(xué)習(xí)很吃力，并且興趣不濃。

2.2 重理論輕實(shí)踐

GIS實(shí)踐性強(qiáng)，教學(xué)中需要安排大量的實(shí)踐環(huán)節(jié)。但是由于高師院校地理科學(xué)專業(yè)、資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)用于實(shí)踐教學(xué)的軟硬件設(shè)備配備不齊，并缺少必要的空間數(shù)據(jù)，只能偏重于理論教學(xué)，在動(dòng)手能力培養(yǎng)上達(dá)不到要求[2]，教師難講，學(xué)生難學(xué)，使實(shí)踐教學(xué)無法深入，得不到鞏固，阻礙了GIS教育發(fā)展。

2.3 師資力量薄弱

建立一支高素質(zhì)教師隊(duì)伍是教育改革的根本。地方高師院校中從事GIS教學(xué)的教師大都是從地理科學(xué)專業(yè)轉(zhuǎn)過來的。鹽城師范學(xué)院不只有一位教地理信息系統(tǒng)課程的教師，但僅有一位地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)畢業(yè)的教師，這不能滿足GIS課程教學(xué)的需要，會影響GIS人才的培養(yǎng)。

3 GIS有效教學(xué)途徑探討

3.1 從大環(huán)境著手，創(chuàng)造有利條件服務(wù)教學(xué)

3.1.1 轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，加強(qiáng)對GIS的重視

國家新頒布的《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》加入了“地理信息技術(shù)應(yīng)用”教育模塊，該標(biāo)準(zhǔn)提出了對GIS的教學(xué)要求。因此在高師院校地理科學(xué)專業(yè)納入并重視GIS教育相當(dāng)重要。資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)與GIS更是息息相關(guān)。學(xué)校應(yīng)從師資隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)科研等方面加以長遠(yuǎn)考慮與準(zhǔn)備，應(yīng)積極申辦地理信息系統(tǒng)專業(yè)。

3.1.2 加強(qiáng)GIS軟硬件設(shè)施建設(shè)

地理信息系統(tǒng)包括四大要素：地理空間數(shù)據(jù)和信息、硬件、軟件和人員。近年來，計(jì)算機(jī)硬件價(jià)格大幅度降低，許多師范院校的地理系有自己的機(jī)房，只要再添加些設(shè)備，如大型掃描儀、數(shù)字化儀和大型繪圖儀等[3]。再購買安裝相應(yīng)的地理信息軟件，如ERSI公司的ARCGIS，國內(nèi)超圖公司的SuperMap、中地公司的MAPGIS等，就可以把普通的機(jī)房變?yōu)镚IS實(shí)驗(yàn)室。除此之外，還需要購買地理數(shù)據(jù)和信息。當(dāng)然，GIS教學(xué)軟硬件離不開不菲資金的支撐。地方高師院校可以采取軟件公司與高校共建實(shí)驗(yàn)室，即校企合作的方式以較小的成本獲取正版軟件。

3.1.3 師資隊(duì)伍的建設(shè)

根據(jù)地方高師院校GIS課程培養(yǎng)的目標(biāo)和要求，提高教師的GIS教學(xué)水平，可以通過派送教師進(jìn)行GIS專業(yè)深造或引進(jìn)GIS專業(yè)的高層次人才。

3.2 教學(xué)注重GIS特色

3.2.1 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)踐是硬道理，只有實(shí)踐才能出技術(shù)和人才。師范學(xué)校若忽視，難于適應(yīng)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的大潮。為了確保教學(xué)效果，開課時(shí)間的選擇很重要，最好安排在大三年級開設(shè)。這個(gè)時(shí)間段學(xué)生已經(jīng)具備了高數(shù)、計(jì)算機(jī)、測量學(xué)、地圖學(xué)、遙感的基礎(chǔ)，已經(jīng)掌握了一些學(xué)習(xí)方法，能接受地相對容易些，并且有充足的課余時(shí)間來實(shí)踐。在講授GIS基本理論的同時(shí)必須輔以必要的同步實(shí)驗(yàn)，例如地圖數(shù)字化、創(chuàng)建專題地圖、空間查詢與檢索、地圖版面設(shè)計(jì)等。

3.2.2 強(qiáng)調(diào)與專業(yè)或?qū)I(yè)方向相結(jié)合，適當(dāng)調(diào)整內(nèi)容

教師在教學(xué)中不僅要傳道、授業(yè)，還要解惑。這要求GIS教育要本著解決實(shí)際問題原則。教師應(yīng)抓住GIS社會化的契機(jī)，在第一堂課上，對緒論的講解尤為重要，不能照本宣科，講解GIS課程的學(xué)科前沿以及與實(shí)際生活息息相關(guān)的方面。地理科學(xué)專業(yè)，利用GIS軟件制作地圖、數(shù)字化地圖等。資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)，強(qiáng)調(diào)空間分析，如城市規(guī)劃及管理、園林管理、房地產(chǎn)管理、城市管網(wǎng)、城市交通、土地管理和地籍管理等。采用案例教學(xué)，做到有的放矢，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

3.2.3 改進(jìn)考核方式

考試不是目的，而是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的手段之一。教學(xué)中應(yīng)積極倡導(dǎo)學(xué)生參與式學(xué)習(xí)，結(jié)合課堂討論與交流心得體會，拓寬學(xué)生視野，鞏固教學(xué)成果。在考試中，加大軟件操作題的比例和相關(guān)應(yīng)用題。積極引導(dǎo)學(xué)生脫離死記硬背，期末考前“抱佛腳”的換習(xí)慣，嘗試口試答辯、軟件操作方式的考試，提高學(xué)習(xí)的創(chuàng)造性，與培養(yǎng)創(chuàng)新型人才接軌?？荚噧?nèi)容不能局限于教材，不能劃范圍定重點(diǎn)，從而破壞高師院校的學(xué)風(fēng)和校風(fēng)建設(shè)。

3.3 學(xué)生利用共享資源主觀能動(dòng)地學(xué)習(xí)

21世紀(jì)需要的是人才，教學(xué)要揚(yáng)長補(bǔ)短，激發(fā)學(xué)生的主體性和創(chuàng)造性。要積極配合國家的教育體制改革，勇于探討專業(yè)教學(xué)的新理念、新模式和新方法，因材施教，因人而異，因勢利導(dǎo)，有意識、有重點(diǎn)的培養(yǎng)創(chuàng)新能力[4]。

同時(shí)，可以組建由學(xué)生自由協(xié)作和自主學(xué)習(xí)的應(yīng)用研究性學(xué)習(xí)小組和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，并制定專業(yè)教師擔(dān)任輔導(dǎo)，鼓勵(lì)和祖師學(xué)生積極參加ESRI、SuperMap等全國GIS應(yīng)用開發(fā)大賽、挑戰(zhàn)杯、開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、大學(xué)生科研項(xiàng)目、社會實(shí)踐、科技文化展等，加強(qiáng)不同學(xué)科、專業(yè)的交叉。

只有讓學(xué)生親手操作、親身實(shí)踐，他們才能對GIS有更深刻的認(rèn)識和技能上的更快提高。同學(xué)們要多寫些GIS方面的小論文或畢業(yè)論文，體現(xiàn)新思路。一些專業(yè)的網(wǎng)站論壇，國內(nèi)外高校的精品課程上，都可以下載關(guān)于GIS學(xué)習(xí)資料。

4 結(jié)語

地理信息科學(xué)（Geographic Information Science，GIS）是依靠地理信息軟件（Geographic Information Software）支撐的地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System），最終要為人類提供地理信息服務(wù)（Geographic Information Service）。地理系信息系統(tǒng)已經(jīng)成為IT領(lǐng)域中產(chǎn)值最高的信息技術(shù)

之一。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞:地理信息系統(tǒng)(GIS);森林火災(zāi);撲救

中圖分類號:S717 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1007-9599 (2010) 01-0000-01

地理信息系統(tǒng)GIS(GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM)是從20世紀(jì)60年代中后期發(fā)展起來的一個(gè)新興的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。利用計(jì)算機(jī)存貯、處理地理信息的一種技術(shù)與工具,是一種在計(jì)算機(jī)軟高程基準(zhǔn)、硬件支持下,把各種資源信息和環(huán)境參數(shù)按空間分布或地理坐標(biāo),以一定格式和分類編碼輸入、處理、存貯、輸出,以滿足應(yīng)用需要的人機(jī)交互信息系統(tǒng)。它通過對多要素?cái)?shù)據(jù)的操作和綜合分析,方便快速地把所需要的信息以圖形、圖像、數(shù)字等多種形式輸出,滿足各應(yīng)用領(lǐng)域或研究工作的需要。

一、GIS的發(fā)展概況

地理信息系統(tǒng)概念的提出,要追溯到50年代。1956年,奧地利測繪部門利用電子計(jì)算機(jī)建立了地籍?dāng)?shù)據(jù)庫,隨后各國的土地測繪和管理部門都逐步發(fā)展土地信息系統(tǒng)(LIS)用于地籍管理。

1963年,加拿大測量學(xué)家R.F.Tomlinson首先提出地理信息系統(tǒng)這一術(shù)語,并建立了世界上第一個(gè)GIS--加拿大地理信息系統(tǒng)(CGIS),用于自然資源的管理與規(guī)劃。

70年代,GIS技術(shù)朝實(shí)用化方向發(fā)展。一些發(fā)達(dá)國家建立了許多專業(yè)性的土地管理信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)。與此同時(shí),GIS技術(shù)受到政府部門、商業(yè)公司和大學(xué)的普遍重視,成為一個(gè)引人注目的領(lǐng)域。

80年代是GIS普及和推廣應(yīng)用的階段。隨著圖形工作站和PC機(jī)性能價(jià)格比的大為提高,計(jì)算機(jī)和空間信息系統(tǒng)在許多部門被廣泛應(yīng)用。GIS軟硬件的發(fā)展使GIS應(yīng)用從空間數(shù)據(jù)管理向空間決策支持分析邁進(jìn)。GIS軟件研制和開發(fā)也取得了很大成績,涌現(xiàn)出一些有代表性的GIS軟件。

90年代,主要是制定GIS互操作與數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn);利用RDBMS存儲GIS數(shù)據(jù);GIS系統(tǒng)正迅速走向構(gòu)件化。

二、GIS種類及迅速發(fā)展?fàn)顩r

1.GIS種類

(1)全國性的綜合系統(tǒng)。是以一個(gè)國家為研究和分析對象的系統(tǒng),如日本的“國土信息系統(tǒng)”、加拿大的“國家地理信息系統(tǒng)”等,都是按全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、存貯包括自然地理和社會經(jīng)濟(jì)要素的全CCD像機(jī)(數(shù)字像機(jī))面信息,縮處理后,形成在內(nèi)容、幾何精度和色彩上與地形圖保持一致的柵格文件。

(2)區(qū)域性的信息系統(tǒng)。它是以某個(gè)地區(qū)為其研究和分析對象的系統(tǒng)。

(3)專題性信息系統(tǒng)。它是以某個(gè)專業(yè)、問題或?qū)ο鬄橹饕獌?nèi)容的系統(tǒng),也是發(fā)展最多、最為普遍的系統(tǒng)。

2.GIS的迅速發(fā)展

因遙感、遙測等新技術(shù)的應(yīng)用和迅速發(fā)展,使資源與環(huán)境信息的數(shù)量激增。社會上對這些信息的需求日趨迫切,對質(zhì)量的要求也越來越高。從定性分析發(fā)展到定性、定量和定位相結(jié)合,從單一要素發(fā)展到多要素、多時(shí)空的綜合分析,傳統(tǒng)的方法已不能適應(yīng)資源與環(huán)境信息科學(xué)管理和綜合開發(fā)的需要,必須充分從現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中吸取營養(yǎng)。

因信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能特別是數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展,促進(jìn)了數(shù)字測圖技術(shù)和制圖自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,使資源與環(huán)境信息的數(shù)字化采集、存貯、處理、顯示和自動(dòng)輸出成為可能。

隨著信息時(shí)代以多學(xué)科跨領(lǐng)域?yàn)樘卣鞯目茖W(xué)思維的發(fā)展,使社會發(fā)展和國家宏觀決策更趨向于從縱觀全局的高度進(jìn)行系統(tǒng)分析,必須把自然界和人類社會作為一個(gè)整體,將資源與環(huán)境作為一個(gè)巨大的系統(tǒng)來對待。這就促進(jìn)了各種類型的經(jīng)濟(jì)信息系統(tǒng)與自然環(huán)境信息系統(tǒng)相結(jié)合的綜合性信息系統(tǒng)的相繼建立。

地理信息系統(tǒng)的廣泛運(yùn)用,大大提高了資源與能源的利用率,帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

國際上有關(guān)學(xué)術(shù)組織的誕生,也是促進(jìn)GIS迅速發(fā)展的重要原因之一。

三、GIS在森林資源上的應(yīng)用

(一)GIS技術(shù)在森林防火中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著氣象科學(xué)、遙感技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)、激光、通訊和航空航天技術(shù)的蓬勃發(fā)展,加上現(xiàn)代科學(xué)管理的滲透,都為森林防火提供了先進(jìn)的手段和技術(shù)條件。如林火監(jiān)測、火險(xiǎn)預(yù)報(bào)、林火行為研究以及計(jì)算機(jī)林火管理系統(tǒng)等新技術(shù)的應(yīng)用,為有效地控制森林火災(zāi)的發(fā)生,把森林火災(zāi)的損失降低到最低限度提供了保證。近年來,計(jì)算機(jī)技術(shù)也正在逐漸向我國森林防火管理中滲透。防火工作已逐步由經(jīng)驗(yàn)型向科學(xué)管理型轉(zhuǎn)變,并制定全國森林火災(zāi)評估辦法,完成全國森林火險(xiǎn)等級區(qū)劃,試驗(yàn)和應(yīng)用飛機(jī)化學(xué)滅火、生物防火等。這些研究和開發(fā)為GIS在森林火災(zāi)管理中的應(yīng)用做出了積極的探索。

(二)ArcGIS系列軟件

ArcGIS系列軟件是由美國環(huán)境系統(tǒng)研究所公司(ESRI,Environmental Systems Research Institute)所開發(fā)的地理信息系統(tǒng)平臺。ArcGIS是一個(gè)完整的地理信息系統(tǒng)軟件產(chǎn)品家族,其軟件產(chǎn)品構(gòu)成了一個(gè)完整的GIS。它基于一個(gè)稱為ArcObjects的共享GIS軟件組件公共庫。ArcObjects是獨(dú)立于平臺的組件集,用C++編寫的,提供支持桌面系統(tǒng)肥客戶端和瘦客戶端應(yīng)用以及服務(wù)器應(yīng)用等開發(fā)服務(wù)。ArcGIS系列軟件主要分為四部分。

圖1 ArcGIS軟件結(jié)構(gòu)圖

基于ArcGIS Serve的企業(yè)級GIS系統(tǒng)可以分為3個(gè)主要層次:表示層,應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層。見圖2所示。

圖2ArcGIS Server系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)圖

(三)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)六個(gè)子模塊,即基本地圖操作、火點(diǎn)定位、火場蔓延、輔助決策、綜合查詢和業(yè)務(wù)分析,功能架構(gòu)如圖3所示。

圖3 功能架構(gòu)

系統(tǒng)對林火行為模擬、火場損失預(yù)評估和最佳撲火路徑的分析,實(shí)現(xiàn)科學(xué)的輔助林火撲救、決策工作。系統(tǒng)充分體現(xiàn)了GIS領(lǐng)域中的客戶機(jī)/服務(wù)器技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)和COM開發(fā)技術(shù),實(shí)現(xiàn)多用戶實(shí)施操縱、海量地理數(shù)據(jù)的管理,使先進(jìn)的信息技術(shù)較好的服務(wù)與森林防火項(xiàng)目。GIS與WEB相結(jié)合應(yīng)用于林火預(yù)測預(yù)報(bào)(主要有林火防御和林火行為預(yù)測)已成為研究熱點(diǎn)。GIS、RS及GPS集成在林火探測與撲救和林火損失評估方面上的應(yīng)用受到關(guān)注。系統(tǒng)可以全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測林火狀況,并可以預(yù)測林火行為,提供關(guān)于火情的遙感圖像信息以及撲救現(xiàn)場的實(shí)時(shí)圖像信息,為森林火災(zāi)撲救指揮工作作出科學(xué)的決策。

四、結(jié)論

在GIS基礎(chǔ)上建立森林防火專家系統(tǒng)市林業(yè)系統(tǒng)一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域,GIS的作用是管理,存貯空間數(shù)據(jù),進(jìn)行空間分析;專家系統(tǒng)是對只是表示和利用知識進(jìn)行推理。從而實(shí)現(xiàn)有傳統(tǒng)的管理模式向科學(xué)管理模式的轉(zhuǎn)變,全面提升火災(zāi)撲救工作的科學(xué)化和智能化。為我國林火管理科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步起到了推進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn):

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[2]曉魏.俄羅斯林業(yè)近況.世界林業(yè)研究,1995,8(4):70-71

篇5

關(guān)鍵詞：計(jì)算網(wǎng)格；地理信息服務(wù)；模擬仿真

中圖分類號：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)01-0183-03

Based on Grid Computing Three-dimensional Geographic Information Simulation System

LI Xu-xiang1, ZHANG Wen-ning2

(1.Software Technology School,ZhengZhou University,Zhengzhou 450002, China;2.Software College, Zhongyuan University of Technology,Zhengzhou 450003, China)

Abstract：By introducing the grid computing idea and its related technologies into the spatial data management and information service in the WAN, this paper describes the three dimensional geographic information service platform, which combines the computational grid environment with the geospatial data gird environment. The platform presented supports the unified management and efficient dispatch of the massive and heterogeneous geospatial data, satisfying the large-scale concurrent accesses to the geospatial data and services.

Key words：grid computing;geographic information service;analog simulation

在“數(shù)字地球”的概念中，以寬帶信息網(wǎng)絡(luò)為主體的信息高速公路（NII）構(gòu)成了數(shù)字地球的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，而各種信息服務(wù)就是這個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上的神經(jīng)元。地理信息服務(wù)則是一種最基礎(chǔ)的信息服務(wù)【1】。

地理信息服務(wù)的重要性在于它本身是一種重要的國家信息基礎(chǔ)設(shè)施，在其基礎(chǔ)上，可以整合現(xiàn)實(shí)生活中各種信息資源【2】，建設(shè)數(shù)字城市服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)和管理【1】，建設(shè)電子政務(wù)系統(tǒng)服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾，建設(shè)地理信息平臺服務(wù)于各種空間資源的管理、應(yīng)用以及經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展等方面【3】。

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略

以全球空間環(huán)境為目標(biāo)，通過計(jì)算網(wǎng)格將高度分散的各種異構(gòu)地理信息資源整合起來，形成一個(gè)地理信息服務(wù)網(wǎng)格，以統(tǒng)一的界面透明地提供給用戶，實(shí)現(xiàn)地理信息資源的全面共享，將空間分布和動(dòng)態(tài)連接的各類地空信息資源向分布的用戶群提供一體化的智能信息服務(wù)。

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分的考慮了已有的、豐富的地理信息資源，可以為政府、企業(yè)、公眾提供各種地理信息服務(wù)，滿足不同用戶的信息需求，實(shí)現(xiàn)地理信息資源的全面共享。

全球三維地理信息服務(wù)平臺，技術(shù)集成度高,在充分理解和消化相關(guān)理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過了解和分析需求，利用現(xiàn)有的技術(shù)成果，提出最佳的解決方案，并以最優(yōu)方式集成。

該系統(tǒng)的研制采取頂層設(shè)計(jì)、技術(shù)集成、多方協(xié)作的途徑。

1）重視頂層設(shè)計(jì)、強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)意識。運(yùn)用網(wǎng)格技術(shù)構(gòu)建地理空間信息網(wǎng)格，是新技術(shù)發(fā)展與地理信息服務(wù)新需求相適應(yīng)的結(jié)果，不僅涉及一系列新技術(shù)領(lǐng)域，還涉及在信息高速發(fā)展的形勢下各領(lǐng)域?qū)Φ乩硇畔⒎?wù)的新需求。因此，本系統(tǒng)在深入了解和分析地理空間信息服務(wù)的需求，做好包括地理空間網(wǎng)格體系框架和技術(shù)框架在內(nèi)的頂層設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)研究，以便涵蓋地理空間信息服務(wù)的各個(gè)方面，正確引導(dǎo)隨后的理論與技術(shù)的研究。

2）重點(diǎn)技術(shù)突破、體現(xiàn)技術(shù)集成。在突破關(guān)鍵技術(shù)的同時(shí)，技術(shù)集成是該系統(tǒng)研究的一個(gè)難點(diǎn)。地理空間信息網(wǎng)格涉及到網(wǎng)格技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、協(xié)同計(jì)算技術(shù)、數(shù)字地圖技術(shù)、航空航天遙感圖像處理技術(shù)等領(lǐng)域，還與認(rèn)知科學(xué)、地理學(xué)、地圖學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域密切相關(guān)。因此，本系統(tǒng)研究多在技術(shù)集成上下功夫，以達(dá)到最優(yōu)的集成效果。

2系統(tǒng)的主要功能

1）大規(guī)模計(jì)算機(jī)集群的協(xié)同：構(gòu)建計(jì)算網(wǎng)格環(huán)境，通過大規(guī)模計(jì)算機(jī)集群的協(xié)同，克服或緩解網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的動(dòng)態(tài)性和不可預(yù)知性 （例如：網(wǎng)絡(luò)擁塞、網(wǎng)絡(luò)斷開、節(jié)點(diǎn)退出等）對服務(wù)性能造成的影響，提高協(xié)同的訪問效率，減少文件傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)延遲。

2）海量空間信息的分布式存儲：在計(jì)算網(wǎng)格中，存儲PB級地理空間數(shù)據(jù)，集成網(wǎng)絡(luò)上分布的多個(gè)數(shù)據(jù)資源，形成單一虛擬的數(shù)據(jù)訪問、管理和處理環(huán)境，為用戶提供實(shí)時(shí)服務(wù)。

3）空間信息數(shù)據(jù)的高速傳輸：相應(yīng)用戶服務(wù)需求，提高數(shù)據(jù)的傳輸效率，使得存儲在計(jì)算網(wǎng)格之中的數(shù)據(jù)可以高速的移動(dòng)、更新，以供用戶在盡可能短的時(shí)間內(nèi)取得數(shù)據(jù)。

4）地理空間數(shù)據(jù)的快速調(diào)度：在三維視景渲染中，快速更新顯示數(shù)據(jù)頁中的數(shù)據(jù)，提高渲染速度，緩解視景的“延遲”現(xiàn)象。

5)傳統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)向地理空間信息網(wǎng)格的轉(zhuǎn)換：適應(yīng)空間數(shù)據(jù)的分布式存儲，將傳統(tǒng)的按地圖投影、比例尺和分幅編號存儲的現(xiàn)有4D數(shù)據(jù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為地理空間信息網(wǎng)格的數(shù)據(jù)，便于分布式存儲、大規(guī)模用戶協(xié)同訪問，快速調(diào)度顯示。

6）地理空間信息服務(wù)：將地理信息應(yīng)用功能以服務(wù)方式提供，提供地理信息服務(wù)基本業(yè)務(wù)（如地形地貌的瀏覽，專題要素的查詢），并結(jié)合政府、企業(yè)及公眾的特殊要求，提供相應(yīng)的特殊服務(wù)（如尋址分析，交通分析，警用分析等）。

3系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，共分為硬件資源層、網(wǎng)格環(huán)境層、服務(wù)應(yīng)用層和用戶層。

對用戶而言，只需要提出地理信息服務(wù)請求，不必了解他所需要的信息和服務(wù)來自哪個(gè)地方的哪一臺服務(wù)器，而取決于其信息服務(wù)機(jī)制。網(wǎng)格服務(wù)環(huán)境能夠把互聯(lián)網(wǎng)上高度分散的各種異構(gòu)地理信息資源整合起來，形成一個(gè)邏輯整體，以一種統(tǒng)一的界面和方式透明地提供給用戶，地理信息網(wǎng)格的目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)地理信息資源的全面共享，將空間分布和動(dòng)態(tài)連接的各類地空信息資源向分布的用戶群提供一體化的智能信息服務(wù)。

系統(tǒng)模塊的劃分：

1)地理空間信息數(shù)據(jù)網(wǎng)格管理模塊

利用網(wǎng)格來管理各種空間信息數(shù)據(jù)。基于地心坐標(biāo)系和統(tǒng)一高程基準(zhǔn)面的地理坐標(biāo)參考系的信息粒度從空間地域上劃分要包括覆蓋全國城市的大比例尺高程數(shù)據(jù)、高分辨率影像和全國地區(qū)的矢量數(shù)據(jù)?？臻g信息數(shù)據(jù)管理模塊將空間信息數(shù)據(jù)有機(jī)的管理，便于快速的調(diào)度。

2)計(jì)算網(wǎng)格支持模塊

可以支持大用戶量的并發(fā)訪問，設(shè)計(jì)了合理高效的文件Cache機(jī)制，通過負(fù)載平衡以及并行計(jì)算減小了網(wǎng)絡(luò)延遲，為客戶端提供了高性能的協(xié)同服務(wù)。

3）地理專題信息服務(wù)模塊

研究專題信息資源的分類、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)。提供基于城市地理信息的服務(wù)，如市政規(guī)劃、城市建設(shè)、城市管理、交通導(dǎo)航、生態(tài)環(huán)境、城市災(zāi)害等。專題信息服務(wù)子系統(tǒng)還可以深度融合各種信息，在其上進(jìn)行各種分析，如經(jīng)緯度查詢、距離量算、面積量算、緩沖區(qū)分析等。

4系統(tǒng)的主要技術(shù)構(gòu)成

該系統(tǒng)的主要技術(shù)包括計(jì)算網(wǎng)格的構(gòu)建、數(shù)據(jù)網(wǎng)格的構(gòu)建、服務(wù)網(wǎng)格的構(gòu)建三大部分。

4.1地理信息計(jì)算網(wǎng)格的構(gòu)建

地理信息計(jì)算網(wǎng)格的構(gòu)建是指構(gòu)建一個(gè)廣域網(wǎng)條件下的計(jì)算網(wǎng)格環(huán)境。它可將地理上廣泛分布、系統(tǒng)平臺各異的計(jì)算資源和格式不同，編碼不同多種地理信息資源，用高速網(wǎng)絡(luò)連接起來，形成虛擬的超級計(jì)算網(wǎng)格平臺，可以滿足大規(guī)模的用戶對海量空間信息服務(wù)的需求。

地理信息網(wǎng)格環(huán)境的構(gòu)建主要在網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)支持下，以空間信息網(wǎng)格（UG）體系為指導(dǎo)，探索以空間信息網(wǎng)格為基礎(chǔ)的新一代網(wǎng)格地理信息系統(tǒng)（Grid－GIS）的結(jié)構(gòu)與組織體系，開展聯(lián)邦空間數(shù)據(jù)庫、空間計(jì)算環(huán)境前沿技術(shù)研究。

1）廣域范圍內(nèi)支撐大規(guī)模用戶并發(fā)訪問的網(wǎng)格存儲結(jié)構(gòu)技術(shù)

網(wǎng)格存儲結(jié)構(gòu)具有良好的可擴(kuò)展性，將所有參與進(jìn)來的用戶既視為服務(wù)對象，又視為空間數(shù)據(jù)信息提供者，為用戶提供實(shí)時(shí)服務(wù)；它能夠?qū)⒎植加谌珖鞯氐目臻g數(shù)據(jù)虛擬成一個(gè)海量數(shù)據(jù)庫，能夠在動(dòng)態(tài)的分布式環(huán)境中實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)增量更新并維護(hù)數(shù)據(jù)的一致性，能夠自適應(yīng)地根據(jù)用戶的訪問量來調(diào)整服務(wù)器內(nèi)部以及服務(wù)器之間的負(fù)載均衡。同時(shí)要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格系統(tǒng)本身高效的資源管理、數(shù)據(jù)管理、信息管理和安全管理。

2）廣域網(wǎng)環(huán)境下計(jì)算機(jī)集群協(xié)同技術(shù)

網(wǎng)格技術(shù)在解決分布式計(jì)算機(jī)協(xié)同和共享上有很大的優(yōu)勢，是理想的高性能協(xié)同服務(wù)解決方案。不考慮硬件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的因素，系統(tǒng)應(yīng)該盡可能地克服或緩解網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的動(dòng)態(tài)性和不可預(yù)知性（例如：網(wǎng)絡(luò)擁塞、網(wǎng)絡(luò)斷開、節(jié)點(diǎn)退出等）對服務(wù)性能造成的影響。另外，為了提高協(xié)同的訪問效率，減少文件傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)延遲，系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)合理高效的文件Cache機(jī)制、負(fù)載平衡算法以及并行傳輸機(jī)制以減小網(wǎng)絡(luò)延遲，讓用戶沒有遠(yuǎn)程感覺，為用戶提供高性能的協(xié)同服務(wù)。

4.2地理空間數(shù)據(jù)網(wǎng)格的構(gòu)建

針對計(jì)算網(wǎng)格的特殊性，建立了與之相適應(yīng)的地理空間數(shù)據(jù)網(wǎng)格體系。傳統(tǒng)上地理空間信息是以地圖投影作為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，以 比例尺和經(jīng)緯度來組織，以圖幅為單位來劃分的。這種數(shù)據(jù)組織方式已不適應(yīng)網(wǎng)格環(huán)境下地理空間信息的應(yīng)用需要。因此，需要突破傳統(tǒng)平面投影、比例尺等的限制，研究基于地心坐標(biāo)系和地球橢球面的地理空間信息的多級網(wǎng)格的構(gòu)建技術(shù)和方案，使得地理空間數(shù)據(jù)能夠更好地滿足網(wǎng)格環(huán)境下的信息保障要求。

將傳統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地理空間信息網(wǎng)格的數(shù)據(jù)，將按地圖投影、比例尺和分幅編號存儲的現(xiàn)有4D數(shù)據(jù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)換到基于地理空間信息網(wǎng)格的可變比例尺的多源地理空間數(shù)據(jù)。

1）地理信息服務(wù)基礎(chǔ)地理框架構(gòu)建

基于地心和統(tǒng)一高程基準(zhǔn)面的地理坐標(biāo)參考系；地理信息服務(wù)矢量基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)多比例尺度應(yīng)用要求及多比例尺表達(dá)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)；多空間分辨率遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用要求及應(yīng)用技術(shù)體系結(jié)構(gòu)。

2）地理空間信息多級網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建

地理空間信息多級網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建是本項(xiàng)研究的基礎(chǔ)。通過研究基于地心坐標(biāo)系和地球橢球面的地理空間信息網(wǎng)格化方法，以及不同時(shí)間、不同尺度、不同空間基準(zhǔn)的多源地理空間信息的集成與融合技術(shù)，形成地理空間信息多級網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法。

地理空間信息多級網(wǎng)格屬于地學(xué)網(wǎng)格的概念，是對地理空間進(jìn)行多層次劃分的方法。網(wǎng)格劃分的方法很多，目前沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。無論采用哪種方法，多級網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)一經(jīng)確定，地球上任意點(diǎn)的地理位置的空間數(shù)據(jù)可由（網(wǎng)格編碼、屬性）來表示，實(shí)現(xiàn)全球空間信息的統(tǒng)一存儲與管理。這種表示方法克服了傳統(tǒng)不同坐標(biāo)系、不同投影等各種異構(gòu)數(shù)據(jù)源帶來的一系列不一致表示問題，為從根本上解決了網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中地空數(shù)據(jù)共享的集成問題奠定了基礎(chǔ)。

該系統(tǒng)采用的網(wǎng)格劃分方法的核心思想是：按不同網(wǎng)格大小將全國范圍劃分為不同粗細(xì)層次的網(wǎng)格，不同層次的網(wǎng)格，在范圍上具有上下層涵蓋關(guān)系。每個(gè)網(wǎng)格以其中心點(diǎn)的坐標(biāo)（網(wǎng)格中心點(diǎn)）來確定其地理位置，同時(shí)記錄與此網(wǎng)格密切相關(guān)的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)（如經(jīng)緯度，全球地心坐標(biāo)，各類投影參數(shù)下的坐標(biāo)）。網(wǎng)格劃分層次是根據(jù)實(shí)際地物的密集程度和應(yīng)用的精度需要所確定，需要建立多分辨率金字塔模型，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)格層次數(shù)據(jù)之間的無縫瀏覽。

3）傳統(tǒng)地理空間數(shù)據(jù)到地理空間信息網(wǎng)格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

地理空間信息網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫是在地理空間信息多級網(wǎng)格體系、地理空間信息網(wǎng)格的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)檢索方法的基礎(chǔ)上建立起來的，通過集成和融合不同時(shí)間、不同尺度、不同空間基準(zhǔn)的多源地理空間信息，構(gòu)建網(wǎng)格環(huán)境下的地理空間信息數(shù)據(jù)庫。只有將傳統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地理空間信息網(wǎng)格的數(shù)據(jù)，地理空間信息網(wǎng)格的數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)才能發(fā)揮效用。因此，將按地圖投影、比例尺和分幅編號存儲的現(xiàn)有4D數(shù)據(jù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)換到基于地理空間信息網(wǎng)格的可變比例尺的多源地理空間數(shù)據(jù)的理論、技術(shù)與方法非常重要。

4.3地理空間信息服務(wù)網(wǎng)格的構(gòu)建

在地理空間數(shù)據(jù)存儲與訪問服務(wù)中，涉及任務(wù)管理與分發(fā)、消息獲取與解析、本地控制管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程管理與調(diào)度等服務(wù)。為了驗(yàn)證地理空間信息網(wǎng)格的原理和技術(shù)可行性，需要建立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。通過封裝地理信息服務(wù)的核心應(yīng)用，在Internet為Web服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)不同企業(yè)間地理信息資源和計(jì)算資源的共享和交互。另一方面，這些的地理信息Web服務(wù)種類繁多、分布廣泛、描述各異，如果缺乏一種統(tǒng)一的描述、注冊和集成機(jī)制，同樣無法完成Web服務(wù)的定位和應(yīng)用，因此建立起一套方便高效的服務(wù)資源的管理機(jī)制。能夠?qū)⒋罅康腤eb服務(wù)資源進(jìn)行有效的管理。

在分析公眾地理信息服務(wù)基本業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上，結(jié)合政府、企業(yè)在各級機(jī)構(gòu)的應(yīng)用模式，提出地理信息服務(wù)網(wǎng)格應(yīng)用的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及接口技術(shù)。研究在網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)支持下，以空間信息網(wǎng)格（UG）體系為指導(dǎo)，探索以空間信息網(wǎng)格為基礎(chǔ)的新一代網(wǎng)格地理信息系統(tǒng)（Grid－GIS）的結(jié)構(gòu)與組織體系，開展聯(lián)邦空間數(shù)據(jù)庫、空間計(jì)算環(huán)境和虛擬地理環(huán)境前沿技術(shù)研究，開發(fā)適用于網(wǎng)格計(jì)算體系的地理信息服務(wù)平臺。

5結(jié)束語

本系統(tǒng)可服務(wù)于城市規(guī)劃、城市建設(shè)和管理，服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾，服務(wù)于人口、資源環(huán)境，是經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。系統(tǒng)也可用于市政規(guī)劃、城市建設(shè)、城市管理、變通導(dǎo)航、生態(tài)環(huán)境、城市災(zāi)害、城市綜臺管網(wǎng)、電力、交通、通信數(shù)字化生存等方方面面，為社會公眾提供開放性的咨詢服務(wù)，改善和提高人們的生活質(zhì)量與效率。

參考文獻(xiàn)：

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[5]周成虎，魯學(xué)軍.對地球信息科學(xué)的思考[J].地理學(xué)報(bào)，1998(6).

篇6

摘 要：隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，GIS已經(jīng)成為與地理空間信息有關(guān)的各行各業(yè)的基本工具。本文在分析非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)目標(biāo)、專業(yè)學(xué)科背景等問題的基礎(chǔ)上，對非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)教學(xué)中從課程內(nèi)容安排、教學(xué)方法、考試設(shè)置等方面進(jìn)行了分析總結(jié)，并提出了對非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)的一些建議。

關(guān)鍵詞：非GIS專業(yè)；地理信息系統(tǒng)；課程教學(xué)

1、非GIS專業(yè)開設(shè)GIS課程的必要性

地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)[1]。從上世紀(jì)60年代初開始興起，經(jīng)過50多年的發(fā)展，GIS已經(jīng)滲透到與空間信息相關(guān)的各個(gè)行業(yè)，成為各個(gè)行業(yè)解決問題的基本工具，從而使得GIS專業(yè)人才的需求大量增加。由于GIS是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測繪、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的新興邊緣學(xué)科[2]。相對于GIS專業(yè)的學(xué)生，非GIS專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握不夠，對GIS先行課程如計(jì)算機(jī)、地圖學(xué)、地理學(xué)、測繪學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫等知識不甚了解。導(dǎo)致非GIS專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)抓不住重點(diǎn)，覺得理論性太強(qiáng)，學(xué)習(xí)很吃力，和本專業(yè)聯(lián)系不大，不敢興趣。所以非GIS專業(yè)的GIS課程設(shè)計(jì)與教學(xué)方法必須結(jié)合本專業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。

2、課程教學(xué)安排的探討

非GIS課程的設(shè)計(jì)應(yīng)緊密結(jié)合本專業(yè)，使學(xué)生掌握GIS的基本概念，熟悉數(shù)據(jù)的組織和管理常采用的方法，掌握空間數(shù)據(jù)的采集、輸入和編輯等基本內(nèi)容和方法，熟悉GIS空間分析的基本方法，能夠以GIS軟件為基本工具，解決自己所學(xué)專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H問題。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，必須根據(jù)專業(yè)需求制定教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃和實(shí)綱，確定合理的課時(shí)、學(xué)分、授課方式、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等，根據(jù)專業(yè)需求進(jìn)行內(nèi)容的篩選，在理論課和實(shí)驗(yàn)課之間進(jìn)行合理課時(shí)分配，確定考核形式和要求。

2.1教學(xué)內(nèi)容組織

地理信息系統(tǒng)是一門典型的交叉型邊緣學(xué)科，其顯著特點(diǎn)是多學(xué)科集成，涉及的知識面廣，發(fā)展與內(nèi)容更新的速度快，滲透性和空間抽象性強(qiáng)，研究對象的空間尺度變化大。對于非GIS專業(yè)而言，由于專業(yè)課程的限制，在基本知識缺乏的情況下，對地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容組織和篩選就顯得尤為重要。

因此，在編制非GIS專業(yè)的教學(xué)大綱時(shí)，應(yīng)考慮非GIS專業(yè)學(xué)生的專業(yè)背景，讓學(xué)生了解GIS的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，對GIS有基本的認(rèn)識與了解。同時(shí)，讓學(xué)生熟練掌握GIS的數(shù)據(jù)來源，利用GIS專業(yè)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和編輯、空間分析以及GIS產(chǎn)品的制作與輸出的方法。了解地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)模型與建模等部分內(nèi)容。培養(yǎng)非GIS專業(yè)學(xué)生利用GIS知識解決問題的基本意識，增強(qiáng)學(xué)生利用GIS處理本專業(yè)基本問題的能力。

2.2理論教學(xué)模式

非GIS專業(yè)的地理信息系統(tǒng)課程宜采用靈活多變的教學(xué)模式。理論課程采用多媒體進(jìn)行教學(xué)，在教學(xué)行式上，采取講解、演示、課堂討論和案例分析等多種形式相結(jié)合，針對不同專業(yè)需求，選擇相應(yīng)的學(xué)習(xí)形式，突出重點(diǎn)、培養(yǎng)學(xué)生靈活的思維模式和學(xué)習(xí)方法，通過具體實(shí)例讓學(xué)生了解GIS在實(shí)際生活中的應(yīng)用。如對比學(xué)生熟悉的選課以及查詢成績的教學(xué)管理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)，讓其了解其他管理信息系統(tǒng)與“地理”信息系統(tǒng)兩者之間的區(qū)別與聯(lián)系，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情。非GIS專業(yè)開展GIS課程的目的是為其專業(yè)提供一個(gè)GIS分析手段，最終目的還是要用來解決其專業(yè)領(lǐng)域的問題。因此，在講解GIS在本專業(yè)的具體應(yīng)用時(shí)，采用案例分析的方式，使學(xué)生熟悉利用GIS解決實(shí)際問題的流程和空間分析的基本方法與特點(diǎn)。但是，在案例的選擇非常重要，應(yīng)選擇學(xué)生所學(xué)專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的應(yīng)用案例。

2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇

上機(jī)實(shí)驗(yàn)是從理論到實(shí)際應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，許多內(nèi)容如數(shù)據(jù)采集、編輯、空間查詢與分析、地圖的編制與輸出等都必須通過實(shí)驗(yàn)，才能夠真正理解和掌握。同時(shí)激發(fā)同學(xué)們進(jìn)一步學(xué)習(xí)的欲望。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)除與教學(xué)內(nèi)容同步外，還應(yīng)與相關(guān)專業(yè)緊密結(jié)合，最好是以學(xué)生所學(xué)專業(yè)問題為實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，選取適量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過GIS的不同專業(yè)軟件操作，達(dá)到解決問題的目的。軟件一般選擇比較成熟的ESRI公司的ArcView軟件和ArcGIS軟件。從簡到難，要求學(xué)生對這2款軟件的界面、基本功能以及一般的空間分析功能能夠熟練的操作。針對不同專業(yè)需求，實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容應(yīng)盡可能地與其專業(yè)知識相結(jié)合。通過實(shí)驗(yàn)操作，使學(xué)生能夠利用所學(xué)的GIS知識，與專業(yè)相結(jié)合來解決專業(yè)領(lǐng)域的問題。有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，加深學(xué)生對GIS理論知識和本專業(yè)之間的聯(lián)系。通過這樣的實(shí)驗(yàn)課程，不但加深了對GIS的基本功能的了解，而且能夠利用GIS工具解決專業(yè)實(shí)際問題的方法，從而達(dá)到真正的學(xué)以致用。

2.4考核方式上選擇

要想培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維模式、拓寬在GIS領(lǐng)域的知識，就必須改變考試方法和考試內(nèi)容，使考試方式靈活多樣。要拋開傳統(tǒng)的對課本內(nèi)容死記硬背，出現(xiàn)高分低能現(xiàn)象的考試形式，針對非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)和課程本身的特點(diǎn)，可以采用如課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)成果、讀書報(bào)告、設(shè)計(jì)、考試等多種方式相結(jié)合，成績按一定比例分配的考核行式。這樣使學(xué)生能拋開課本，養(yǎng)成隨時(shí)查閱相關(guān)資料的習(xí)慣，并能分析研究問題，提出自己的見解。為了真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，最后針對考試的內(nèi)容要合理的選?。撼丝疾閷W(xué)生對基本知識掌握的程度，還需要考核學(xué)生與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的軟件操作能力和實(shí)際應(yīng)用分析能力。通過這樣的形式，改變學(xué)生臨時(shí)抱佛腳的不良學(xué)習(xí)風(fēng)氣，能較好的體現(xiàn)教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.結(jié)束語

由于GIS本身的特點(diǎn)以及在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用、以及GIS空間分析能力的不斷提高，使得GIS被越來越多的專業(yè)所應(yīng)用。然而針對不同專業(yè)和技術(shù)背景的人員，對GIS的理論及應(yīng)用的掌握是有所不同的。非GIS專業(yè)教學(xué)過程中應(yīng)采取與專業(yè)緊密結(jié)合的多樣化教學(xué)方式，從多環(huán)節(jié)進(jìn)行合理的設(shè)置和優(yōu)化。另外，加強(qiáng)GIS授課者自身綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，提高其相關(guān)專業(yè)水平，也是促進(jìn)GIS教學(xué)質(zhì)量提高的重要指標(biāo)。

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[關(guān)鍵詞]地理信息系統(tǒng) 設(shè)計(jì)與開發(fā) 地方院校 教學(xué)質(zhì)量

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）16-0042-03

地理信息系統(tǒng)（Geographical information system，簡稱GIS）融合了地理學(xué)、測繪學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科知識，是一門交叉學(xué)科，具有強(qiáng)大的生命力。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的高速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)展現(xiàn)了超凡的學(xué)科融合能力，應(yīng)用的深度和廣度迅速提升。到目前為止，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在國土、測繪、氣象、地震、林業(yè)、軍事、水利、環(huán)境、交通、環(huán)保等領(lǐng)域，全社會對GIS專業(yè)人才的需求迅速增長。[1]據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國共有350多所高等學(xué)校近800個(gè)專業(yè)開設(shè)地理信息系統(tǒng)課程。[2]矢量化與建庫、空間數(shù)據(jù)處理與分析、GIS軟件開發(fā)與系統(tǒng)管理分別是GIS工作人員應(yīng)具備的三個(gè)層次技能。GIS軟件開發(fā)是GIS專業(yè)畢業(yè)生的主要就業(yè)途徑，占GIS從業(yè)人員的32.01%。[3]各高校GIS專業(yè)越來越重視學(xué)生GIS開發(fā)能力培養(yǎng)。[4]地方院校GIS專業(yè)畢業(yè)生主要服務(wù)于地方社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)以行業(yè)結(jié)合應(yīng)用型為主。故地方院校地理信息系統(tǒng)專業(yè)的GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程以培養(yǎng)學(xué)生從事GIS應(yīng)用項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開發(fā)能力為目標(biāo)，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。地方院校受生源、基礎(chǔ)設(shè)施以及師資條件等影響，GIS設(shè)計(jì)與應(yīng)用教學(xué)效果普遍不盡如人意。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)需要教師具有豐富的行業(yè)設(shè)計(jì)與開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)需要豐富多彩的實(shí)例演示，這就對教師提出了很高的要求。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)需要學(xué)生具有很強(qiáng)的邏輯思維能力，并具備一定的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)功底。地方院校特別是地方師范類院校地理信息系統(tǒng)專業(yè)女性比例較高，其計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)功底相對薄弱。鑒于此，筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，對GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)內(nèi)容與手段等方面進(jìn)行探討，以期為提高GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)質(zhì)量提供借鑒。

一、GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程教學(xué)特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)開發(fā)目前以組件式開發(fā)為主流。[5]通過專業(yè)地理信息系統(tǒng)平臺提供的可視化開發(fā)組件，可以快速便捷地搭建自己的GIS應(yīng)用程序，嵌入常見地理信息系統(tǒng)功能，為進(jìn)一步與應(yīng)用行業(yè)融合提供接口。目前，各高校GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)大都采用組件開發(fā)，且一般選用ArcGis，SuperMap，Mapgis，Mapinfo的二次開發(fā)平臺。

GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程教學(xué)具有如下特征：1.實(shí)踐性強(qiáng)。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)以應(yīng)用開發(fā)為主，需要依靠大量項(xiàng)目實(shí)踐來培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。2.學(xué)科交叉性強(qiáng)。本課程融合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)學(xué)科和具體應(yīng)用行業(yè)學(xué)科知識，學(xué)科交叉性強(qiáng)，需要學(xué)生具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力、軟件開發(fā)能力和邏輯思維能力，這樣才能很好地將地理信息系統(tǒng)技術(shù)融入行業(yè)應(yīng)用當(dāng)中。3.教學(xué)方式靈活。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)是一門動(dòng)手能力很強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)的以理論講授為主的教學(xué)方式難以滿足課程教學(xué)需要。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)常采用項(xiàng)目教學(xué)法[6]、分組教學(xué)法等，以增強(qiáng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體性、趣味性、能動(dòng)性。因此，GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)的重點(diǎn)不在于理論知識，而在于實(shí)踐教學(xué)。[7]以實(shí)踐操作深化理論知識，使得學(xué)生在不斷掌握軟件開發(fā)技能的同時(shí)，完成理論知識的頓悟。

二、GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程教學(xué)優(yōu)化模式探討

（一）強(qiáng)化GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程群設(shè)計(jì)

GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)是GIS專業(yè)的一門主干課程，需要配套一系列課程構(gòu)建GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程群來輔助教學(xué)。其設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：1.理論與實(shí)踐相結(jié)合，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)；2.因材施教，注重個(gè)性差異；3.堅(jiān)持知識、能力、素養(yǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展與綜合提高原則[8]；4.注重系統(tǒng)性和完整性；5.以需求為導(dǎo)向，堅(jiān)持課程可調(diào)整性原則。

基于當(dāng)前對GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)人才的需求以及地方院校課程設(shè)計(jì)情況，GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程群應(yīng)包括計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)庫概論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、GIS算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)、軟件工程、軟件設(shè)計(jì)模式、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、地理信息系統(tǒng)概論、地理信息系統(tǒng)工程、GIS軟件開發(fā)、WebGis開發(fā)等課程，囊括了GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中所需的大部分知識，全面反映了“概念―原理―方法―操作―應(yīng)用”五位一體的特征。

（二）多模式的培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

目前，大部分GIS課程理論教學(xué)以教師講授為主，且實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程多采用學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)模式，即由教師進(jìn)行程序演示與操作，再由學(xué)生進(jìn)行模仿或根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書編程重現(xiàn)。在此模仿過程中，學(xué)生往往更多的關(guān)注了代碼的書寫，而未能主動(dòng)思考，不能激起學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，大大降低了程序運(yùn)行成果所獲得實(shí)踐成功的成就感。因此，應(yīng)該采取多種教學(xué)模式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，多角度培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，具體如圖1所示。

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圖1 GIS軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)課程教學(xué)架構(gòu)示意圖

項(xiàng)目示范型。以教師科研成果作為典型案例，從項(xiàng)目的背景、需求、設(shè)計(jì)、編碼、測試進(jìn)行分析、講解、示范以及實(shí)踐，將學(xué)生帶入學(xué)科前沿和具體工程實(shí)踐中，加深學(xué)生對知識的理解，讓學(xué)生直觀地感受解決實(shí)際問題的快樂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，充分展現(xiàn)“讀、想、練、用”的教學(xué)要素。

團(tuán)隊(duì)協(xié)作型。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)設(shè)計(jì)項(xiàng)目過程復(fù)雜，涉及面廣，需要發(fā)揮團(tuán)隊(duì)精神，互補(bǔ)互助，達(dá)到最大工作效率。在實(shí)踐教學(xué)中可以將全班學(xué)生分為幾個(gè)小組，根據(jù)教學(xué)知識點(diǎn)假設(shè)項(xiàng)目背景擬定題目，教師擔(dān)任指導(dǎo)，由學(xué)生分組自學(xué)、協(xié)作完成教學(xué)工作。小組中一人負(fù)責(zé)問題分析，擔(dān)任項(xiàng)目甲方，負(fù)責(zé)提出需求；一人負(fù)責(zé)與甲方溝通，建立規(guī)范化需求清單；兩人負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)原型快速構(gòu)建；一人負(fù)責(zé)項(xiàng)目測試；建立系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，全組分工協(xié)作完成系統(tǒng)開發(fā)工作。

開發(fā)競賽型。GIS開發(fā)大賽注重學(xué)生的知識綜合運(yùn)用以及解決實(shí)際問題的能力培養(yǎng)，從選題、需求分析、設(shè)計(jì)、編碼到最后的測試，周期長、任務(wù)多樣、難點(diǎn)多，能鍛增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識并磨煉學(xué)生意志，非常接近工作狀態(tài)，能使學(xué)生盡早接受社會競爭。目前，除ESRI和SuperMap每年均會舉辦一次全國性GIS大賽外，很多高校會舉辦一些校內(nèi)競賽，其中GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)均是其重要的競賽項(xiàng)目，這為GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)提供了很好的實(shí)踐教學(xué)平臺。

校企合作型。通過與相關(guān)GIS軟件公司合作建立實(shí)習(xí)基地，讓學(xué)生參與具體的項(xiàng)目，為學(xué)生提供進(jìn)入社會和接觸實(shí)際項(xiàng)目鍛煉的機(jī)會，使學(xué)生在輔助完成項(xiàng)目的同時(shí)，熟悉項(xiàng)目流程、認(rèn)清重點(diǎn)和難點(diǎn)、提升開發(fā)技能等。同時(shí)加強(qiáng)校企技術(shù)交流，邀請企業(yè)技術(shù)總監(jiān)、項(xiàng)目經(jīng)理舉辦不同類型的專題講座，增強(qiáng)學(xué)生項(xiàng)目閱讀能力。

軟件測試型。通過對GIS系統(tǒng)進(jìn)行黑白盒測試，發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)中的關(guān)鍵點(diǎn)、難點(diǎn)以及常見Bug分布情況，可加深學(xué)生對知識的認(rèn)知并提升軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)能力，避免自己在設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中犯同類錯(cuò)誤。

就業(yè)引導(dǎo)型。按照學(xué)生興趣愛好以及就業(yè)意向進(jìn)行應(yīng)用行業(yè)分組，與相關(guān)行業(yè)企業(yè)、協(xié)會、就業(yè)指導(dǎo)中心建立聯(lián)系，舉辦企業(yè)專題、行業(yè)發(fā)展前沿、就業(yè)指導(dǎo)等講座以及到企業(yè)中參觀學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)流程、觀摩企業(yè)成果，擴(kuò)展學(xué)生學(xué)術(shù)視野與知識面，了解業(yè)界動(dòng)態(tài)，建立行業(yè)發(fā)展與GIS應(yīng)用交集，縮短學(xué)生與社會、企業(yè)之間的距離。

（三）圍繞課程群打造教學(xué)團(tuán)隊(duì)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)對教學(xué)質(zhì)量起決定性作用，是學(xué)科建設(shè)與發(fā)展最重要的基礎(chǔ)性資源。GIS設(shè)計(jì)與應(yīng)用課程群學(xué)科交叉廣泛，知識增長點(diǎn)眾多，發(fā)展迅速，這就需要教師不斷擴(kuò)展學(xué)科領(lǐng)域和提升知識結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化與提升整個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。地方院校多數(shù)將學(xué)校定位為“教學(xué)為主型”，教研僅限同門或相似課程教師間的交流，根本談不上團(tuán)隊(duì)建設(shè)。[9]眾多實(shí)踐表明，科學(xué)研究是團(tuán)隊(duì)建設(shè)的核心與抓手。科學(xué)研究可以以項(xiàng)目為紐帶團(tuán)結(jié)各層次、各學(xué)科人才，凸顯學(xué)科帶頭人與技術(shù)骨干的作用，能形成良好的傳幫帶氛圍，建立以點(diǎn)帶面形成合力的局面。在項(xiàng)目資助與帶動(dòng)下，才能實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉融合、知識結(jié)構(gòu)更新、人才交流，才能吸引高層次人才來校教學(xué)與研究，形成良性的“引進(jìn)、培養(yǎng)、鍛煉”長效發(fā)展機(jī)制。因此，可以有針對性的凝練研究方向，覆蓋GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程群，在科學(xué)研究中建立教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

三、結(jié)語

GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)能力很大程度決定了GIS專業(yè)學(xué)生的就業(yè)前景，是GIS專業(yè)培養(yǎng)的主要目標(biāo)之一。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，其能力的培養(yǎng)需要綜合性、系統(tǒng)性、多學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)體系支撐。從GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程群設(shè)計(jì)以及圍繞課程群打造教學(xué)團(tuán)隊(duì)、多模式實(shí)踐教學(xué)三個(gè)方面可豐富GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)體系，促進(jìn)學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)向主動(dòng)獲取轉(zhuǎn)變，優(yōu)化和提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，我們應(yīng)該認(rèn)識到，GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)質(zhì)量優(yōu)化提高是一個(gè)長期的過程，應(yīng)在教學(xué)工作中不斷摸索與總結(jié)，探索新的教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)理論，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)固提升。

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[7] 趙冠偉.地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)課程教學(xué)質(zhì)量優(yōu)化探討[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2011（4）.

篇8

正如事物在時(shí)間中存在有其歷史一樣，其在空間中存在有其地理。地理學(xué)主要是研究人類賴以生存的地球表層自然要素與人文要素相互作用及其形成演化的特征、結(jié)構(gòu)、格局、規(guī)律、過程、地域分異與人地關(guān)系，跨越自然學(xué)科、人文社會學(xué)科和工程技術(shù)學(xué)科，具有很高的綜合性和復(fù)雜性。地理學(xué)思想史是地理學(xué)史的重要組成部分，它歸納和總結(jié)了地理學(xué)各學(xué)派的觀點(diǎn)、理論、方法、學(xué)科結(jié)構(gòu)等學(xué)術(shù)思想及其形成的影響因素和對社會各方面影響的歷史線索，是進(jìn)一步啟發(fā)未來學(xué)術(shù)創(chuàng)新的系統(tǒng)思想。通過對地理學(xué)思想史的學(xué)習(xí)和理解，可以對地理學(xué)的性質(zhì)和內(nèi)容有更準(zhǔn)確的認(rèn)識和把握。同時(shí)，地理學(xué)思想史的研究和教學(xué)可直接促進(jìn)地理學(xué)的發(fā)展。國外對地理學(xué)思想史研究的著作很多，如德國學(xué)者赫特納所著《地理學(xué)——它的歷史、性質(zhì)和方法》[1]對地理學(xué)史進(jìn)行了分時(shí)代研究，并對地理學(xué)的性質(zhì)、任務(wù)和地理學(xué)研究方法等進(jìn)行了分析。杰弗里•馬丁的《所有可能的世界：地理學(xué)思想史》[2]對地理學(xué)不僅分時(shí)代還分國家進(jìn)行了研究，并重點(diǎn)闡述了美國地理學(xué)的發(fā)展。理查德•哈特向的《地理學(xué)的性質(zhì)——當(dāng)前地理學(xué)思想述評》[3]和《地理學(xué)性質(zhì)的透視》[4]、法國PaulClaval的《地理學(xué)思想史》[5]、大衛(wèi)•哈維的《地理學(xué)中的解釋》[6]等對歐美主要國家的地理學(xué)史及地理學(xué)思想都有較深的研究，并對作者各自的國家地理研究闡述比較詳細(xì)。直到20世紀(jì)80年代，我國學(xué)者的地理學(xué)思想史的研究著作才開始陸續(xù)問世，如楊吾揚(yáng)的《地理學(xué)思想簡史》[7]、劉盛佳編著的《地理學(xué)思想史》[8]、唐曉峰的《從混沌到秩序——中國上古地理思想史述論》[9]等。這些著作填補(bǔ)了我國地理學(xué)思想史研究的空白。還有一些文獻(xiàn)[10-15]研究歐美地理學(xué)思想史的見解和啟示。但整體上，我國在地理學(xué)思想史方面的研究還較為薄弱，對地理學(xué)思想史的應(yīng)用研究更為鮮見，特別是沒有發(fā)現(xiàn)任何在中學(xué)地理教學(xué)中應(yīng)用的研究成果。基于此，本文結(jié)合目前高中地理教學(xué)的潛在需求，擬將地理學(xué)思想史引入高中地理教學(xué)，對應(yīng)用方法和思路進(jìn)行闡述，旨在為高中生地理素養(yǎng)的培養(yǎng)提供更好的途徑。

二、地理學(xué)思想史對高中教學(xué)的意義

地理課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念之一是“培養(yǎng)未來公民必備的地理素養(yǎng)”。地理素養(yǎng)是指學(xué)習(xí)者經(jīng)過地理學(xué)習(xí)后所養(yǎng)成的比較穩(wěn)定的心理品格，包括地理知識、地理觀點(diǎn)、地理方法、地理能力、地理態(tài)度、地理情感等。地理素養(yǎng)具有綜合性、實(shí)踐性、空間性、動(dòng)態(tài)性、終身性和現(xiàn)實(shí)性的特點(diǎn)。現(xiàn)階段，高中地理教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于基本的公民地理素質(zhì)，但地理科學(xué)發(fā)展日新月異、地理學(xué)的社會服務(wù)也越來越深入廣泛，從當(dāng)前地理教育發(fā)展階段和社會對人才的需求來看，需要地理教學(xué)去發(fā)展學(xué)生更有專業(yè)深度的地理素養(yǎng)，而目前，只有進(jìn)入高等教育繼續(xù)學(xué)習(xí)地理科學(xué)及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，更有深度和全面的地理素養(yǎng)才得到進(jìn)一步發(fā)展，其他專業(yè)學(xué)生或者直接走向社會的學(xué)生，他們的地理素養(yǎng)與地理科學(xué)的發(fā)展和社會服務(wù)的需求不相適應(yīng)。因此，地理素養(yǎng)的發(fā)展應(yīng)在高中階段適度加深?，F(xiàn)今，高中生智力發(fā)展較快，已經(jīng)具備了一定的空間思維能力和探究能力。根據(jù)維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論，在學(xué)生熟知的基礎(chǔ)上可以創(chuàng)造最近發(fā)展區(qū)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行更深一層次的思維和探究。“一個(gè)學(xué)科的思想史能幫助你真正理解這門學(xué)科是什么東西，幫助你了解自己在干什么事情，而且知道自己在一個(gè)學(xué)術(shù)長河中的位置”。[16]所以，將地理學(xué)思想史引進(jìn)高中地理教學(xué)符合認(rèn)知發(fā)展理論，這不僅可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入地理科學(xué)發(fā)展的思想領(lǐng)域，更重要的是能夠在高中階段發(fā)展學(xué)生具有專業(yè)深度的地理素養(yǎng)。

三、地理學(xué)思想史在地理素養(yǎng)教學(xué)中的應(yīng)用方法

地理學(xué)思想史內(nèi)容豐富，對于高中階段地理的學(xué)習(xí)來說，以下幾點(diǎn)可以較好地體現(xiàn)知識點(diǎn)背后的地理學(xué)思想，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，升華地理教學(xué)，加強(qiáng)地理素養(yǎng)的培養(yǎng)。

1.歷史思維方法

赫特納指出：“要完全理解現(xiàn)在，永遠(yuǎn)只有從歷史出發(fā)才有可能。同樣，要充分理解一種科學(xué)，也永遠(yuǎn)只有詳細(xì)研究它的歷史發(fā)展，才有可能。倘若我們在方法方面考察地理學(xué)的性質(zhì)和任務(wù)時(shí)從未忘卻這條通例，不打算先驗(yàn)的確定它們——這種嘗試不論如何聰明卻不曾有結(jié)果，那么我們可能已經(jīng)避免了許多彎路和無益的爭論，節(jié)省了許多的精力”。[17]“與歷史學(xué)相比較，可以最透徹地理解地理學(xué)的性質(zhì)；與歷史單元或歷史時(shí)期相比較，可以最透徹地理解地理空間－區(qū)域的性質(zhì)”。[18]從歷史出發(fā)，不僅包括地理學(xué)的歷史，還有地理學(xué)研究的思維方法。地理學(xué)的歷史不僅可以讓學(xué)生對地理有個(gè)全方位的認(rèn)識，對地理學(xué)的性質(zhì)有一定的把握，同時(shí)可以樹立地理學(xué)的地位，改變地理課程在中學(xué)地位低的現(xiàn)實(shí)。一切皆始于好奇心，哈特向曾說：“人類對視野以外的世界（這個(gè)世界與本國具有不同程度的差異）的普遍好奇心是所有地理學(xué)的基礎(chǔ)”。[19]用地理學(xué)中的經(jīng)典故事培養(yǎng)學(xué)生對地理的學(xué)習(xí)興趣，改變他們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和情感態(tài)度。歷史的思維方法，不僅是地理的學(xué)習(xí)方法，同時(shí)也是其他學(xué)科的學(xué)習(xí)方法。培養(yǎng)學(xué)生的歷史思維，讓學(xué)生學(xué)會用歷史的眼光去觀察并分析事物，提升他們的地理方法素養(yǎng)。比如，自然地理學(xué)習(xí)中，河流的改道，追溯其改道的原因，就要從歷史出發(fā)去尋找答案，并進(jìn)一步分析未來可能的發(fā)展情況。曾經(jīng)的河流是怎么樣的，現(xiàn)在成什么樣了，它的周圍環(huán)境發(fā)生了什么變化，是什么變化引起了它的改變，未來可能會發(fā)生什么樣的變化等一系列的問題，從歷史的角度分析就很容易找到答案。例如，圖1a顯示西漢時(shí)期長江的入海口是在江蘇南通一帶，圖1b顯示今天的長江入海口在上海一帶。如今的上海、南通等一帶都是河流沖積而成的。說明經(jīng)過歷史時(shí)間的地理作用，地理事物都會發(fā)生很大的變化。未來的長江入?？谑欠襁€會進(jìn)一步變化，有待研究。

2.空間和區(qū)域概念的建立

地理學(xué)思想史研究內(nèi)容之一是地理學(xué)科學(xué)性質(zhì)認(rèn)識的形成和發(fā)展，探索地理學(xué)的研究領(lǐng)域和范疇，研究對象和任務(wù)等。地理學(xué)是研究地球表面各圈層的相互作用關(guān)系，及其空間差異與變化過程的科學(xué)。地理空間思維是對地理研究對象進(jìn)行抽象的前提，是認(rèn)知和總結(jié)地理客觀規(guī)律的有效途徑。從地理學(xué)思想史角度出發(fā)，樹立地理空間思維可為學(xué)習(xí)地理學(xué)提供良好的空間抽象能力。相對空間和絕對空間、有限空間和無限空間、具體的空間和抽象的空間、不同尺度的空間，如何去理解、把握并樹立空間概念對地理學(xué)習(xí)非常關(guān)鍵，也有一定的難度。高中地理學(xué)習(xí)中，老師很少將這個(gè)觀點(diǎn)傳授給學(xué)生。如果我們站在空間的角度去引領(lǐng)學(xué)生思考、理解，學(xué)生更容易掌握?？死郀栐f，維達(dá)兒的區(qū)域研究途(a)西漢時(shí)期長江入?？?b)現(xiàn)今長江入?？趶健笆且猿叨冗壿嫗榛A(chǔ)：為了解在某特定尺度上發(fā)生什么狀況,必須同時(shí)注意較小及較大尺度里正在發(fā)生些什么”。[20]地理教學(xué)中，無論是自然地理必修1中的宇宙地球，必修2的人文地理的城市發(fā)展與功能規(guī)劃，還是必修3的區(qū)域地理的差異等，都是空間的體現(xiàn)。研究地球表面區(qū)域差異是地理學(xué)研究的重要內(nèi)容。區(qū)域可以說是空間在不同范圍的劃分，區(qū)域之間是有差異的。眾所周知，世界上不同區(qū)域的事物各有不同，但這些不同在某種方式上是互有因果聯(lián)系的。雖然現(xiàn)今的高中課堂的地理內(nèi)容能隱含反映這些內(nèi)容，但學(xué)生卻常常沒有較好地挖掘這層關(guān)系，或是去探究總結(jié)這種在現(xiàn)象背后的內(nèi)涵。比如，必修3“區(qū)域工業(yè)化與城市化——以我國珠江三角洲地區(qū)為例”一節(jié)中，珠三角為什么會成為我國對外開放的前沿，而不是長三角或者京津唐地區(qū)？通過分析，其良好的地理區(qū)位——位于我國南部沿海、毗鄰港澳、靠近東南亞和區(qū)域人文條件——全國最大的僑鄉(xiāng)是其最大優(yōu)勢。從中可以得出區(qū)域空間的差異性及其對發(fā)展帶來的影響。在教學(xué)中，可以逐步引導(dǎo)學(xué)生建立起區(qū)域空間的思維，并逐漸培養(yǎng)學(xué)生以地理區(qū)域空間思維去分析探究地理問題的能力。

3.人地關(guān)系主線的把握

人地關(guān)系論是地理學(xué)思想論之一，是人文地理學(xué)研究的永恒主題。人地關(guān)系指人類社會發(fā)展的過程中，為了生存的需要，不斷地改造和利用地理環(huán)境，以增強(qiáng)地理環(huán)境的適應(yīng)能力，同時(shí)地理環(huán)境也影響人類活動(dòng)，產(chǎn)生地域特征和地域差異。樹立人地關(guān)系意識是學(xué)習(xí)地理學(xué)的必要前提，有正確的人地關(guān)系認(rèn)識才能全面準(zhǔn)確地分析和把握問題，同時(shí)才可能具有可持續(xù)發(fā)展的意識，這是地理素養(yǎng)的重要方面。在人類社會的發(fā)展中，人地關(guān)系總是不斷出現(xiàn)矛盾。如果這些矛盾得到很好的解決，人與環(huán)境將和諧相處，否則，人類將面臨更多的問題。由此可以看出，認(rèn)識人地關(guān)系可為解決人地矛盾等實(shí)際問題提供良好的思路。例如，古時(shí)候的都江堰經(jīng)常洪水泛濫，危害人們的生活。秦國蜀郡太守李冰及其子率眾根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦危瑢Χ冀哌M(jìn)行分流治理，不僅合理解決了人地矛盾，更促進(jìn)了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)發(fā)展（圖2a）。與此相反，黃土高原一帶的森林砍伐、植被破壞，讓黃土高原環(huán)境不斷惡化，水土流失，不僅影響黃河上中游生態(tài)環(huán)境，也使下游河床升高，威脅人們生活（圖2b）。上述內(nèi)容都是人地關(guān)系矛盾的具體體現(xiàn)。在實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)注重引領(lǐng)學(xué)生從人地兩方面綜合分析問題，從而培養(yǎng)學(xué)生以人地關(guān)系為主線分析和解決地理問題的能力，進(jìn)而提高地理素養(yǎng)。

4.因果分析法

地理學(xué)方法論作為地理學(xué)思想史研究內(nèi)容之一，主要有哲學(xué)方法、一般科學(xué)方法和地理專門方法。因果分析法出于哲學(xué)，適用于萬物。世界萬物都是相互聯(lián)系的，地理學(xué)也不例外。地理環(huán)境之間、人類與環(huán)境之間，都存在各種因果聯(lián)系。“地理教育必須力求超出對事實(shí)的理解去認(rèn)識原因。因?yàn)檎窃诂F(xiàn)象的因果聯(lián)系中（即指同一個(gè)地點(diǎn)的各種不同的現(xiàn)象，也指各個(gè)不同地點(diǎn)之間的因果關(guān)系），才完全顯示出地理學(xué)的本質(zhì)”。[21]學(xué)生只有把握住地理現(xiàn)象間的因果關(guān)系，才能更好地探究到地理問題的本質(zhì)。如在“全球氣候變化”一節(jié)中，分析可知，人為排放溫室氣體是導(dǎo)致氣溫升高的重要原因。因此，減少人為溫室氣體的排放是控制全球氣溫升高的關(guān)鍵所在。在教學(xué)中，應(yīng)讓學(xué)生把握地理事物的因果關(guān)系，用因果法分析其他地理問題，提高分析、解決地理問題的能力。(a)都江堰(b)黃土高原5.觀察和分析的新方法—地理信息系統(tǒng)（GIS）GIS作為地理專門方法，是地理學(xué)思想史中方法論研究的新內(nèi)容之一。杰弗里•馬丁說：“在過去大概十五年中，地理信息科學(xué)在教學(xué)計(jì)劃、學(xué)位培養(yǎng)計(jì)劃、學(xué)士和碩士學(xué)位培養(yǎng)計(jì)劃，以及現(xiàn)在的博士培養(yǎng)方案方面都取得了令人矚目的進(jìn)展”。[22]地理信息科學(xué)主要有三個(gè)主要部分：地理信息系統(tǒng)、空間分析以及計(jì)算地理學(xué)。[23]地理信息系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)對地理數(shù)據(jù)的搜集、處理、顯示和信息的儲存與分析，將地理學(xué)概念自動(dòng)化，有助于提出假設(shè)和分析，是地理學(xué)觀察和分析方法的現(xiàn)代化。地理觀察、分析和研究方法也是地理素養(yǎng)的組成要素之一。傳統(tǒng)的教學(xué)工具如掛圖、地球儀、紙質(zhì)地圖等對于立體思維不強(qiáng)的高中生來說，學(xué)習(xí)地理還是有一定難度。針對此問題，若將地理信息系統(tǒng)方法引進(jìn)高中地理教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力、增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果、提升地理素養(yǎng)。GoogleEarth、ArcGIS、MapInfo和我國自主研發(fā)的天地圖等地理信息系統(tǒng)軟件和平臺都具有豐富的地理數(shù)據(jù)處理和分析功能，是地理課堂良好的教學(xué)利用資源。例如，在地勢地形教學(xué)中，使用GIS的三維空間可視化功能可以較好地解決學(xué)生立體空間思維能力不足的問題，提高課堂效率。圖3為平面地圖與三維地圖的地形展示效果圖。

四、結(jié)語

篇9

    ＊ ＊ ＊

    學(xué)生在學(xué)校的一切學(xué)習(xí)活動(dòng)都是在特定的環(huán)境下進(jìn)行的。教學(xué)活動(dòng)與教學(xué)環(huán)境是客觀存在的統(tǒng)一體。地理 教學(xué)是學(xué)校教學(xué)的一個(gè)子系統(tǒng)，因此也同樣受教學(xué)環(huán)境的影響。教學(xué)環(huán)境可以從多方面進(jìn)行分析研究，地理教 學(xué)信息環(huán)境研究試圖利用心理學(xué)、教育學(xué)、地理學(xué)、信息科學(xué)、社會學(xué)等科學(xué)的研究成果，從地理教學(xué)信息源 和地理教學(xué)信息在課堂教學(xué)中的流通方式等方面，研究地理教學(xué)中信息環(huán)境的建立及對地理教學(xué)過程的影響。 這在地理教學(xué)乃至中學(xué)教學(xué)論研究中還是嶄新的課題，本文嘗試對這項(xiàng)研究的意義、內(nèi)容、方法及涉及的基本 概念做一初步探討。

    一、地理教學(xué)信息環(huán)境的基本概念和研究意義

    （一）地理教學(xué)信息環(huán)境的概念

    學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)時(shí)，總是處在一種特殊的環(huán)境下。這種環(huán)境可以從不同層次、不同角度進(jìn)行研究。如果從 所指范圍的大小看，教學(xué)環(huán)境有以下劃分：

    社會環(huán)境——社會教育環(huán)境可以被認(rèn)為是學(xué)生學(xué)習(xí)所處的大的社會背景。學(xué)校環(huán)境——學(xué)校教育環(huán)境是處 于社會教育環(huán)境中的次一層學(xué)習(xí)環(huán)境。課堂（教室）環(huán)境——課堂教育環(huán)境是空間范圍更小的學(xué)習(xí)環(huán)境。

    從因素分類來看，教學(xué)的物理環(huán)境和心理環(huán)境是人們注意較多的教學(xué)環(huán)境。而對地理教學(xué)來說，另一種同 屬因素分類的教學(xué)環(huán)境也很重要，這就是教學(xué)信息環(huán)境。

    教學(xué)信息環(huán)境可以被看作是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中知識信息、教學(xué)活動(dòng)信息來源、傳遞和加工狀況與條件的總和 。與心理環(huán)境有類似的地方，教學(xué)信息環(huán)境也是無法觸摸的環(huán)境，但卻要依附某些實(shí)體，如課本、教學(xué)設(shè)備等 而存在。

    所謂教學(xué)信息有兩方面的含義。其一，指與教學(xué)目標(biāo)相關(guān)的學(xué)科內(nèi)容（不是該學(xué)科的全部知識），即知識 信息。其二，指反映學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)過程和狀態(tài)的教學(xué)活動(dòng)信息。因此，教學(xué)信息環(huán)境是以學(xué)生學(xué)習(xí)過程和活動(dòng) 、學(xué)生全面發(fā)展為中心的課堂教育環(huán)境的一種。

    地理課堂教學(xué)環(huán)境則是指地理學(xué)習(xí)時(shí)所獨(dú)有的教學(xué)信息環(huán)境。由于地理學(xué)科本身的特點(diǎn)，地理教學(xué)信息環(huán) 境的研究和建立尤為重要。這一點(diǎn)將在下面詳細(xì)討論。

    （二）地理教學(xué)信息環(huán)境研究的意義

    1.從地理教學(xué)特點(diǎn)看地理教學(xué)信息環(huán)境研究的意義

    地理教學(xué)中的信息以社會信息為主，可分為三大部分：基礎(chǔ)信息、隱含信息和外圍信息。基礎(chǔ)信息是指經(jīng) 過教材編寫者、投影片、幻燈片、錄像片等教學(xué)材料的編制者以及地理教師事先加工好的地理知識。就我國中 學(xué)地理教學(xué)來說，這部分知識以國家地理教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容為基礎(chǔ)，根據(jù)各地區(qū)或各學(xué)校情況加以適當(dāng)擴(kuò)充 構(gòu)成。在理想狀態(tài)下，即學(xué)生并沒有事先對這些內(nèi)容有所了解，通過地理課的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以完成對這部分地 理事物由不知到知的過程。但在實(shí)際教學(xué)中，課本別是初中地理課本中的一些知識，學(xué)生早已通過其他渠 道獲得，那么，在地理課堂教學(xué)中，這部分知識已不具有信息的意義?；A(chǔ)信息包括自然、社會、經(jīng)濟(jì)、區(qū)域 等方面的地理信息，如關(guān)于地球陸地各種地形和自然帶分布的信息，世界主要地區(qū)和國家的位置、自然環(huán)境、 經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會文化等方面的信息。

    在地理教學(xué)中，教師有時(shí)并不直接將地理信息傳送到學(xué)生那里，而是提供適量的地理數(shù)據(jù)（文字、圖像、 數(shù)字等），將教學(xué)需要的信息隱含在這些數(shù)據(jù)中，這類教學(xué)信息就是隱含信息。地理數(shù)據(jù)相對學(xué)生來說是未加 工的，在教師指導(dǎo)下對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，從中獲得有用的知識。例如，教師提供某一國家若干年人口發(fā) 展的實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，要求學(xué)生從中得出該國人口發(fā)展特點(diǎn)和趨勢。這里人口發(fā)展特點(diǎn)和趨勢是教學(xué)最終要獲得 的信息，而那些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)則是有待加工的原始數(shù)據(jù)。再如，要求學(xué)生評價(jià)某一地區(qū)對土地資源和水資源的利用 狀況，教師需要提供該地區(qū)各階段土地和水資源利用的具體數(shù)據(jù)，供學(xué)生分析、評價(jià)、提取信息。

    外圍信息是指學(xué)生通過非正規(guī)教學(xué)獲得的地理信息。例如，通過在家里看電視、報(bào)紙、課外讀物，參觀博 物館等方式獲得的地理知識。如果外圍信息正好與基礎(chǔ)信息重合，基礎(chǔ)信息就轉(zhuǎn)變成外圍信息。

    在地理教學(xué)中，各種信息的運(yùn)用并不是可有可無。我們可以從地理研究的兩大特征分析這個(gè)問題。地理學(xué) 的第一個(gè)特征是區(qū)域性。這是因?yàn)榈厍虮韺幼铒@著的特征就是自然事物和人文事物分布的不均一性。區(qū)域地理 研究一直是地理學(xué)的重要和基本的內(nèi)容，也是初中地理教學(xué)的主要內(nèi)容。傳統(tǒng)的區(qū)域地理工作方法是一個(gè)地區(qū) 資料的搜集、堆砌和描述。地理學(xué)的發(fā)展使區(qū)域地理學(xué)正在擺脫陳舊的研究方法，逐步走向用比較、數(shù)理統(tǒng)計(jì) 等方法進(jìn)行區(qū)域地理規(guī)律的綜合研究。不論是古老的區(qū)域地理還是它發(fā)展的新方向，其研究都離不開對一個(gè)地 區(qū)的大量信息的獲取。學(xué)生在學(xué)校對地理知識的認(rèn)識過程也是如此。例如，要認(rèn)識我國南方和北方在自然環(huán)境 和人類活動(dòng)方面的不同，可以列出下表。如果需要，再引導(dǎo)學(xué)生深入探討為什么存在這種不同。

    我國北方與南方比較（部分）

    （附圖 {圖}）

    地理學(xué)的第二個(gè)特征是綜合性。地理學(xué)研究的目的是揭示地球表層各要素之間的組合關(guān)系，因而從整體上 認(rèn)識地理事物。因此，綜合分析各組成要素從而揭示客觀規(guī)律是地理學(xué)研究的優(yōu)勢。這些因素涉及范圍很廣， 有自然因素，也有人文因素；有空間因素，也有時(shí)間因素。在自然方面，要考慮巖石、大氣、水體、土壤、生 物等因素。在人文方面，要考慮經(jīng)濟(jì)、社會、文化、歷史等因素。例如，研究某地氣候狀況，就要從該區(qū)的緯 度位置、海陸位置、下墊面狀況，以及人類活動(dòng)等多種因素綜合分析得出結(jié)論。此外，“由于地理學(xué)研究中所 使用的時(shí)空概念與其他學(xué)科不同（在地理學(xué)研究中時(shí)空不具有可逆性），因此，地理學(xué)研究很難像數(shù)學(xué)那樣抽 象，很難像物理學(xué)、化學(xué)或生物學(xué)那樣進(jìn)行一定條件下的實(shí)驗(yàn)，而必須通過對一個(gè)個(gè)具有獨(dú)特特征的區(qū)域進(jìn)行 綜合考察和研究之后，才能去洞察和透視整個(gè)地域的空間結(jié)構(gòu)，才有可能獲取到某些一般性規(guī)律”。[1]同樣， 反映到中學(xué)地理教學(xué)中，許多內(nèi)容很難通過一種實(shí)驗(yàn)就能獲得結(jié)論，必須讓學(xué)生一個(gè)區(qū)域一個(gè)區(qū)域、一類一類 事物去綜合分析，才能使學(xué)生認(rèn)識世界這個(gè)整體并掌握地理的學(xué)習(xí)方法。這個(gè)過程的基礎(chǔ)同樣是占有較多的地 理信息或地理數(shù)據(jù)。

    從地理教學(xué)的發(fā)展看，地理教學(xué)信息也占有越來越重要的地位。首先，地理教學(xué)內(nèi)容中有關(guān)人文地理、經(jīng) 濟(jì)地理、社會發(fā)展、環(huán)境保護(hù)等內(nèi)容會日益增多。課堂上的教學(xué)內(nèi)容將更加接近學(xué)生的實(shí)際生活和人類面臨的 重大問題。比起自然地理部分，這些內(nèi)容的教學(xué)所需信息量會大大增加。此外，地理教學(xué)，特別是高中地理教 學(xué)，應(yīng)改變只是拿一些原則泛泛而談的作法。

    其次，中學(xué)教育越來越注重學(xué)生的素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)。中學(xué)各科在這方面都負(fù)有自己的使命。地理教學(xué) 在培養(yǎng)學(xué)生獲取、整理、運(yùn)用信息能力方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。而要做到這一點(diǎn)，加大隱含信息和外圍信息 的運(yùn)用，促使學(xué)生多從地理數(shù)據(jù)中獲取有用信息是一種較好途徑。

    第三，學(xué)生獲取的外圍地理信息所占比重逐漸增大，這是和大眾傳播媒體的迅速發(fā)展有直接關(guān)系。最近的 一個(gè)關(guān)于北京市部分中學(xué)地理教學(xué)中電教手段應(yīng)用現(xiàn)狀的調(diào)查表明，就地理教學(xué)來說，學(xué)生獲取地理知識的渠 道已相當(dāng)廣泛。在問到學(xué)生除地理課外，還通過什么渠道了解地理知識時(shí)，有51.3%的學(xué)生回答是電視新聞；7 0.1%的學(xué)生回答是專欄節(jié)目；51.3%的學(xué)生回答是報(bào)刊雜志；43%的學(xué)生回答是朋友長輩口中；44.6%的學(xué)生回答 是博物館、展覽館等?？梢姡瑢W(xué)生外圍地理信息的獲得，實(shí)際上已構(gòu)成學(xué)生地理學(xué)習(xí)信息環(huán)境的一部分。

    2.嘗試教學(xué)環(huán)境研究的新領(lǐng)域

    隨著社會發(fā)展和信息技術(shù)在教育教學(xué)中越來越多的應(yīng)用，學(xué)校對學(xué)生的培養(yǎng)也從以灌輸知識為主向關(guān)注學(xué) 生全面發(fā)展、個(gè)性發(fā)展特別是能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。如前所述，學(xué)生獲取知識的渠道已不只是教師的講述和課本的描 述。大眾傳播媒體的發(fā)展實(shí)際上已經(jīng)在影響、改變著中學(xué)地理課堂教學(xué)。這種影響還會日益擴(kuò)大。學(xué)生地理學(xué) 習(xí)信息源的變化，直接影響著學(xué)生課堂上地理知識的學(xué)習(xí)。例如，由于學(xué)生獲取的課外知識豐富，而使本來應(yīng) 該是未知的東西變成已知，從而使講課聽上去乏味。相反，由于輔助知識的增加，也可能使某些教學(xué)中的難點(diǎn) 變得容易，或?qū)φn上內(nèi)容產(chǎn)生深入探索的愿望等等。利用學(xué)生已有知識進(jìn)行教學(xué)，這是教學(xué)的一大基本原則。 但在傳統(tǒng)教學(xué)體系下，教師在很大程度上只是注意到利用學(xué)生已有的知識，而對學(xué)生課外知識來源的變化缺乏 注意和研究。

    二、地理教學(xué)信息環(huán)境研究的主要內(nèi)容

    （一）研究地理教學(xué)信息環(huán)境的構(gòu)成

    課堂教學(xué)環(huán)境從理論上說，都應(yīng)該是人為形成的環(huán)境。人們在布置教室時(shí)，都是依據(jù)一定的教育教學(xué)需要 和學(xué)生心理發(fā)展需要。教學(xué)信息環(huán)境就更是一種受人為干預(yù)很強(qiáng)的環(huán)境。這是對教學(xué)信息環(huán)境的第一點(diǎn)認(rèn)識。 研究任何一種特定的環(huán)境構(gòu)成，都有一個(gè)范圍界定。教學(xué)的物理環(huán)境主要是研究課堂的物理層面，它的形狀、 大小、光線、色彩、溫度、聲響、氣味、室內(nèi)物品放置等。由此類推，地理教學(xué)信息環(huán)境的內(nèi)涵將進(jìn)一步縮小 ，它只研究學(xué)校地理課堂教學(xué)與信息獲取、傳遞、運(yùn)用有關(guān)的環(huán)境構(gòu)成。這種研究還要分兩步進(jìn)行。第一步， 研究現(xiàn)實(shí)中學(xué)地理課堂教學(xué)信息環(huán)境的構(gòu)成狀況和對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響。第二步，研究怎樣改進(jìn)或創(chuàng)建地理教學(xué) 信息環(huán)境，以適應(yīng)未來社會對地理教學(xué)的要求。后一步是地理教學(xué)信息環(huán)境研究的重點(diǎn)。應(yīng)該指出，雖然課堂 教學(xué)在任何時(shí)候都可以說在進(jìn)行著教學(xué)信息的傳遞，但不一定都具有教學(xué)信息環(huán)境。

    從構(gòu)成的具體要素看，地理教學(xué)信息環(huán)境包括信息技術(shù)和信息內(nèi)容兩部分。信息技術(shù)又可以從兩方面研究 ，一方面是它的軟件構(gòu)成?，F(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展很快，選擇什么樣的技術(shù)用于中學(xué)地理課堂教學(xué)，值得很好研究 。另一方面是這些信息技術(shù)所依附的實(shí)體，也就是硬件部分。從教學(xué)角度看，研究硬件本身不是我們的任務(wù)。 我們只是根據(jù)需要做出恰當(dāng)?shù)倪x擇。信息技術(shù)可以看作是地理教學(xué)信息環(huán)境中的信息源、信息傳播通道和信息 加工處理器。從廣義上講，地理課堂教學(xué)中的信息源和信息加工處理方式還應(yīng)包括地理課本、常規(guī)地理圖表、 其它地理教學(xué)手段，甚至包括地理教師。除了地理教師外，上述其它媒體都可以歸到信息技術(shù)中加以研究。信 息技術(shù)畢竟只是手段。學(xué)生需要從地理教學(xué)中獲取的是這些技術(shù)手段所傳遞、加工處理的內(nèi)容，即地理教學(xué)信 息內(nèi)容。對信息內(nèi)容的研究實(shí)際是個(gè)間接過程。我們直接研究的是教學(xué)信息的另一種載體——地理教學(xué)數(shù)據(jù)。 這個(gè)研究也有兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的范圍限定。一是在內(nèi)容上，我們把它限定在地理教學(xué)范圍之內(nèi)。并不是所有的信 息都是地理教學(xué)所需，而是其中的與地理有關(guān)的信息；也不是去研究如何吸收全部地理信息，而是與教學(xué)有關(guān) 的地理信息。地理教學(xué)信息一詞，除了與地理相關(guān)外，還與教學(xué)有關(guān)，即一些教學(xué)指導(dǎo)信息、教學(xué)方法信息等 也屬研究范圍。第二個(gè)限定是物理空間上的限定，即是在地理課堂內(nèi)使用的教學(xué)信息。既然有上述兩種限定， 地理教學(xué)信息內(nèi)容必定是有選擇、有組織、對學(xué)生學(xué)習(xí)地理有導(dǎo)向性的知識。為了使構(gòu)成的地理教學(xué)環(huán)境能夠 達(dá)到預(yù)定的效果，必須依據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)組織地理教學(xué)信息。因此，對這種標(biāo)準(zhǔn)的研究也是地理教學(xué)環(huán)境研究的 重要組成部分。

    （二）地理教學(xué)信息環(huán)境對學(xué)生地理學(xué)習(xí)的影響

    地理教學(xué)信息環(huán)境對學(xué)生學(xué)習(xí)行為和全面發(fā)展的影響，是地理教學(xué)信息環(huán)境研究的中心部分，也是研究的 目的所在。

    課堂教學(xué)環(huán)境對學(xué)生的影響不僅僅在學(xué)習(xí)成績方面，對學(xué)生心理和能力各方面的發(fā)展都有不容忽視的影響 。地理教學(xué)信息環(huán)境對學(xué)生學(xué)習(xí)影響的研究包括以下幾個(gè)方面：

    1.學(xué)生學(xué)習(xí)地理廣度和深度的變化。在學(xué)習(xí)深度和廣度符合社會發(fā)展和地理科學(xué)發(fā)展需要，也符合學(xué)生年 齡和心理特征的前提下，研究地理教學(xué)環(huán)境的構(gòu)成對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響。

    2.學(xué)生獲取、加工、運(yùn)用信息能力的變化。研究地理教學(xué)信息環(huán)境的改變對學(xué)生獲取信息和處理能力變化 的影響。

    3.學(xué)生對社會問題的關(guān)注程度和相應(yīng)價(jià)值觀的變化。研究在某種特定的教學(xué)信息環(huán)境下，學(xué)生，特別是高 中學(xué)生對學(xué)校以外的社會問題的關(guān)注程度有無變化，有什么樣的變化，地理價(jià)值觀的形成受到什么樣的影響等 。

    4.學(xué)生學(xué)習(xí)地理積極性的變化。研究在某種教學(xué)信息環(huán)境下，學(xué)生學(xué)習(xí)地理的興趣是否會發(fā)生變化，這種 變化又會對學(xué)生全面發(fā)展產(chǎn)生什么樣的影響。

    5.對學(xué)生地理學(xué)習(xí)方式的影響。研究在比較理想的地理教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生地理學(xué)習(xí)方式可能會發(fā)生哪些有 益的變化以及為什么會有這樣的變化。

    （三）地理教學(xué)信息環(huán)境的控制和評價(jià)研究

    教學(xué)信息環(huán)境與學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的關(guān)系是相互的。信息環(huán)境可以影響學(xué)生，學(xué)生活動(dòng)反過來也會影響信息環(huán) 境。當(dāng)學(xué)生對信息環(huán)境的影響產(chǎn)生反饋時(shí)，就需要有人對信息環(huán)境進(jìn)行調(diào)控和評價(jià)。一般來說，可以由地理教 師和地理教育研究人員共同對教學(xué)信息環(huán)境進(jìn)行調(diào)控和評價(jià)，使之更加適合地理教學(xué)的需要。但對哪些內(nèi)容進(jìn) 行調(diào)控，怎樣調(diào)控以及如何評價(jià)地理教學(xué)信息環(huán)境，需要認(rèn)真加以研究。

    三、開展地理教學(xué)信息環(huán)境研究的可能性

    如前所述，地理教學(xué)信息環(huán)境對中學(xué)地理教學(xué)來說有著特殊的意義。但是對這種教學(xué)信息環(huán)境的研究能否 順利開展，外部條件是否提供了可能性。我們從以下兩個(gè)方面討論這種可能性。

    （一）理論和研究方法基礎(chǔ)

    除了普通教育學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)、信息科學(xué)等學(xué)科理論研究成果的強(qiáng)有力支持外，與之更為密切的教學(xué)環(huán) 境研究和地理科學(xué)發(fā)展，也為地理教學(xué)信息環(huán)境研究提供了基礎(chǔ)。特別是教學(xué)環(huán)境測評手段——一批測量工具 的形成，使我們可以盡快地吸收前人的研究成果，更科學(xué)、更有效地開展地理教學(xué)信息環(huán)境研究。地理科學(xué)的 發(fā)展則為地理教學(xué)信息環(huán)境的形成提供了許多新的學(xué)科領(lǐng)域、內(nèi)容、觀念和方法。因?yàn)榈乩韺W(xué)新發(fā)展向中學(xué)地 理教學(xué)的滲透和影響，使我們有可能利用這些新發(fā)展研究和創(chuàng)立地理教學(xué)信息環(huán)境并改進(jìn)學(xué)生的地理學(xué)習(xí)行為 。

    （二）技術(shù)條件

    技術(shù)條件是地理教學(xué)信息環(huán)境研究的前提。正如沒有迅速發(fā)展的大眾傳播媒體，學(xué)生就不可能獲得大量外 圍信息；沒有相應(yīng)的技術(shù)手段，就不可能建立一定的地理教學(xué)信息環(huán)境。因?yàn)榈乩斫虒W(xué)中只有課本、簡單的地 圖冊及教師的講述，是構(gòu)不成所謂信息環(huán)境的。因此，從某個(gè)角度看，技術(shù)手段在這個(gè)研究中將起決定作用。

    從現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的狀況來看，以計(jì)算機(jī)為主體的信息技術(shù)已經(jīng)迅速發(fā)展。其中可以為地理教學(xué)信息環(huán)境所 用的大致有三方面：數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這三部分實(shí)際上是一個(gè)問題——數(shù)據(jù)處理和 傳播的不同方面。

    數(shù)據(jù)庫技術(shù)：所謂數(shù)據(jù)庫，是指一種存放各種有價(jià)值的信息數(shù)據(jù)的“倉庫”。前面已提到，數(shù)據(jù)不只是指 數(shù)字，還包括字符，即文字、圖形和聲音。數(shù)據(jù)處理則包括了數(shù)字處理、文字處理、圖形處理和聲音處理。計(jì) 算機(jī)數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)，使傳統(tǒng)地理教學(xué)數(shù)據(jù)的存儲和調(diào)用方式的改進(jìn)成為可能。在非計(jì)算機(jī)狀態(tài)下，地理教學(xué)數(shù) 據(jù)是分散在各種印刷媒介（如報(bào)紙、雜志、科普讀物等）和非專業(yè)化的錄像、電影片中，或是以文摘和報(bào)刊索 引的形式出現(xiàn)。這樣的數(shù)據(jù)源對于平時(shí)教學(xué)任務(wù)繁重的中學(xué)教師來說，使用并不方便。查找、摘抄一個(gè)地理數(shù) 據(jù)、一條信息往往要花費(fèi)很長時(shí)間，也不易保存和管理。特別是在這樣的信息條件下，有計(jì)劃地、系統(tǒng)地訓(xùn)練 學(xué)生搜集、處理、應(yīng)用地理信息的能力，從時(shí)間和學(xué)生負(fù)擔(dān)上都不是很現(xiàn)實(shí)的。使用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫則方便得多 。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中的每一條數(shù)據(jù)都是獨(dú)立的，這一點(diǎn)與文摘相同，但查找和調(diào)用上卻非常迅速。例如，使用“ 北京市1949年-1993年公路交通發(fā)展資料”軟件，可以在一分鐘內(nèi)查到1994年至1993年期間的任何一年或任一規(guī) 定年限內(nèi)有關(guān)北京市的公路長度，公共汽車、出租車、自行車數(shù)目，地下鐵路發(fā)展等方面的任何一條數(shù)據(jù)（在 軟件數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)）。教師還可對數(shù)據(jù)庫中的任何一條數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、刪除、添加等操作。如果聯(lián)網(wǎng)，獲取的 數(shù)據(jù)會更廣泛。因此，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫是地理教學(xué)信息環(huán)境建立的技術(shù)基礎(chǔ)。

    多媒體技術(shù)：多媒體技術(shù)也是用來處理和顯示各種數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，現(xiàn)在已有多媒體數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)。 它的優(yōu)勢在于對圖像和聲音的處理和顯示上。例如，上面提到的北京市交通教學(xué)數(shù)據(jù)庫，因?yàn)闆]有使用多媒體 數(shù)據(jù)庫技術(shù)，腳本設(shè)計(jì)中的許多圖像因處理上的困難沒能使用。再如，在光盤上查找一個(gè)教學(xué)需要的畫面，只 需按鍵選擇，顯示靈活、迅速，免去使用錄像帶時(shí)的倒帶之苦。目前，多媒體技術(shù)還在研究和發(fā)展之中，能夠 處理大量影視圖像的技術(shù)價(jià)值昂貴，在學(xué)校教學(xué)中還難以實(shí)現(xiàn)。但是，一般處理文字、靜止圖像、聲音的技術(shù) 已可以在學(xué)校中試用。隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)硬件價(jià)格的迅速下降，它將最終走入學(xué)校課堂。

    為了彌補(bǔ)多媒體技術(shù)目前發(fā)展的不足，可以引入常規(guī)教學(xué)條件下的多媒體概念，即由各種常規(guī)和電教手段 構(gòu)成的教學(xué)媒體群。例如在一堂地理課中將黑板、地球儀、掛圖、投影儀、錄像等教學(xué)手段按需要有機(jī)地結(jié)合 起來運(yùn)用。其中，錄像技術(shù)可以較好地解決影視畫面的編輯和播放問題。只是使用方便、靈活程度和在網(wǎng)絡(luò)中 使用等問題，還有待于計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。由此可見，利用多媒體技術(shù)進(jìn)行地理教學(xué)信息環(huán)境研 究的實(shí)驗(yàn)已成為可能。

    網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是快速大面積傳播教學(xué)信息的技術(shù)。目前正在我國開始籌建的“信息高速公路”， 就是一個(gè)由各種現(xiàn)代通信手段組成的信息交通網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以使網(wǎng)上的所有用戶分享信息，改變傳統(tǒng)的 教室、校園、課堂教學(xué)等觀念，建立嶄新的教學(xué)體系。這也正是地理教學(xué)信息環(huán)境研究的目的之一。計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)在未來地理教學(xué)環(huán)境中將成為重要的信息源。

    就目前我國中學(xué)教學(xué)條件來看，已有一批重點(diǎn)中學(xué)擁有了相當(dāng)數(shù)量和質(zhì)量的計(jì)算機(jī)。不僅建起了計(jì)算機(jī)教 室，為每個(gè)教研室配備了計(jì)算機(jī)，還準(zhǔn)備在每個(gè)教室安裝計(jì)算機(jī)并聯(lián)網(wǎng)。雖然這樣的學(xué)校為數(shù)不是很多，且都 分布在大城市和沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，但具有這種設(shè)備條件學(xué)校的出現(xiàn)，為地理教學(xué)信息環(huán)境研究創(chuàng)造了條件。

篇10

GIS青年教師職業(yè)發(fā)展定位國際上GIS作為一門學(xué)科和技術(shù)，從1963年在北美地區(qū)被提出后先后經(jīng)歷了開拓、鞏固、突破性和社會化四個(gè)階段。在中國自“九五”期間開始，GIS開始被政府重視，中國的GIS開始邁向產(chǎn)業(yè)化階段。由于GIS的發(fā)展受到發(fā)展理念、學(xué)科教育、通訊技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施等多因素的影響，中國的GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)展還相對緩慢。作為引導(dǎo)GIS發(fā)展方向和人才培養(yǎng)的高等院校，必將在推動(dòng)中國GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有十分重要的作用。作為一名GIS領(lǐng)域的高校青年教師，如何抓住中國GIS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)遇，從GIS學(xué)科特點(diǎn)出發(fā)，巧妙地結(jié)合自身的專業(yè)方向和研究興趣，擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)GIS人才和推動(dòng)GIS發(fā)展的歷史使命，是每一個(gè)GIS教師應(yīng)該認(rèn)真思考的問題。

一、高校GIS專業(yè)的學(xué)科設(shè)置與教師特點(diǎn)

1.全面認(rèn)識高校GIS專業(yè)的學(xué)科設(shè)置

中國的GIS高等教育始于1988年武漢測繪科技大學(xué)第一個(gè)設(shè)立的GIS本科專業(yè)。1997年正式在地理學(xué)和測繪學(xué)2個(gè)一級學(xué)科下分別設(shè)立“地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)”和“地圖制圖學(xué)與地理信息工程”2個(gè)二級學(xué)科。1998年，教育部在原地理類專業(yè)中正式增設(shè)地理信息系統(tǒng)理學(xué)本科專業(yè)。隨著教育部對本科專業(yè)的調(diào)整，在2012年9月教育部公布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》中，將地理學(xué)1級學(xué)科中的“地理信息系統(tǒng)”調(diào)整為“地理信息科學(xué)”。名稱的調(diào)整已經(jīng)將GIS從學(xué)科的層面上升到科學(xué)的戰(zhàn)略意義。

地理學(xué)作為GIS的思想基礎(chǔ)奠定了GIS基本的思維模式，并不斷拓展著GIS的應(yīng)用領(lǐng)域。但是GIS的飛速發(fā)展還有賴于2個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，即數(shù)據(jù)獲取技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸處理技術(shù)。因此，在教育部《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2012年）》中的測繪類1級學(xué)科下設(shè)置了“遙感科學(xué)與技術(shù)2級學(xué)科”，在計(jì)算機(jī)類1級學(xué)科下設(shè)置了“空間信息與數(shù)字技術(shù)”，分別對應(yīng)著GIS數(shù)據(jù)的獲取與處理手段方面的人才培養(yǎng)，從而圍繞GIS的核心“地理思想+數(shù)據(jù)獲取與處理”形成了較為完整的人才培養(yǎng)體系。

2.立足自身學(xué)科背景，把握GIS發(fā)展前沿

從目前GIS專業(yè)的教師構(gòu)成來看，多數(shù)教師來自于地理學(xué)，部分來自測繪學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等專業(yè)，分別具有不同的專業(yè)背景，這對GIS本科專業(yè)教育來講是一個(gè)較好的師資組合。但對教師個(gè)體而言，往往局限于自身的專業(yè)領(lǐng)域，缺乏對GIS領(lǐng)域或相關(guān)領(lǐng)域的全面認(rèn)識。由于GIS具有的這些多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，就出現(xiàn)了青年教師職業(yè)定位模糊而導(dǎo)致在相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)科研方向不明確、科研成果產(chǎn)出率低等問題，進(jìn)而影響到課堂教學(xué)效果，最終影響自身的職業(yè)發(fā)展。因此，作為一名GIS專業(yè)教師應(yīng)當(dāng)有意識地在熟悉GIS的相關(guān)的學(xué)科特點(diǎn)及發(fā)展前沿，盡量在較短的時(shí)間內(nèi)融合自身特點(diǎn)和學(xué)校學(xué)科優(yōu)勢，給自己一個(gè)科學(xué)、清晰的職業(yè)發(fā)展定位。

二、高校GIS青年教師的職業(yè)定位策略

作為一名高校教師，要立足掌握豐富的專業(yè)知識和學(xué)術(shù)前沿，養(yǎng)成獨(dú)具魅力的教學(xué)風(fēng)格和熟練的教學(xué)技巧。這樣才能為今后的職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，高校的GIS青年教師應(yīng)該圍繞學(xué)術(shù)科研和課堂教學(xué)在以下方面做好職業(yè)定位。

1.熟悉GIS的學(xué)科特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)

作為一名GIS青年教師，無論是來自于何種專業(yè)背景，都需要對GIS行業(yè)有一個(gè)全面的認(rèn)識，包括其形成發(fā)展歷程、學(xué)科歸屬、思想基礎(chǔ)、構(gòu)成要件、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢?；谶@樣一個(gè)全面的視野，才能較為客觀地把GIS與自身的專業(yè)結(jié)合起來，才能明確自己的學(xué)術(shù)專攻方向，形成自己的研究優(yōu)勢，才能在課堂上為學(xué)生提供較為透徹的理論講解。同時(shí)，要了解GIS發(fā)展的新思想、關(guān)鍵技術(shù)和熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，如“地理設(shè)計(jì)（Geo Design）”的概念與多點(diǎn)觸控技術(shù)的結(jié)合，GIS對“云霧計(jì)算”技術(shù)汲取的“云霧GIS”，GIS與物聯(lián)網(wǎng)的智能集成等。

2.明確自身學(xué)科與GIS學(xué)科的從屬關(guān)系

從認(rèn)識論的角度看，GIS的學(xué)科特點(diǎn)應(yīng)圍繞GIS的思想基礎(chǔ)和解決問題的技術(shù)手段進(jìn)行分析。據(jù)此GIS的核心應(yīng)是基于地理數(shù)據(jù)的空間分析和數(shù)據(jù)獲取與處理技術(shù)手段。由此，地理、測繪、計(jì)算機(jī)科學(xué)、遙感等學(xué)科分別在GIS領(lǐng)域中承擔(dān)了不同作用。因此，不同專業(yè)背景的教師只有從自身的專業(yè)角度去審視GIS的發(fā)展，才能找到較好的學(xué)術(shù)突破點(diǎn)。當(dāng)然，不同專業(yè)背景教師之間的交流也是非常重要的，學(xué)科的發(fā)展非常需要這樣的專業(yè)交叉碰撞。

3.苦練教學(xué)基本功，追求高超的教學(xué)技藝

教師的首要任務(wù)是教書育人。站好講臺，為學(xué)生帶去豐富的專業(yè)知識和正確的人生觀世界觀，這是每位教師必須具備的條件。因此，教師要積極參加各種教學(xué)觀摩教研活動(dòng)，不斷拓展寬闊的專業(yè)視野，訓(xùn)練扎實(shí)的專業(yè)知識，塑造獨(dú)立個(gè)人魅力的教學(xué)風(fēng)格，培養(yǎng)高超的課堂教學(xué)技巧與藝術(shù)。積極參加由中國地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)協(xié)會教育與科普工作委員會每年組織的高校GIS專業(yè)青年教師講課競賽，在大賽上接受檢驗(yàn)，開闊眼界。

4.緊扣學(xué)校專業(yè)優(yōu)勢融入科研工作

各個(gè)高校的GIS專業(yè)大多都依托了一定的優(yōu)勢專業(yè)，如地理、地質(zhì)、土地資源管理、林業(yè)技術(shù)等專業(yè)。作為青年教師在過了課堂教學(xué)關(guān)后，要積極主動(dòng)熟悉所在學(xué)校的GIS相關(guān)專業(yè)，加入一定的科研小組，在團(tuán)隊(duì)中進(jìn)步，在學(xué)習(xí)中收獲。在一定時(shí)期內(nèi)GIS思維模式相對固定，關(guān)鍵技術(shù)尚未突破的情況下，拓展GIS的應(yīng)用范圍也是取得進(jìn)步的重點(diǎn)。

三、結(jié)語

中國的GIS事業(yè)正處于蓬勃發(fā)展的時(shí)期，GIS教育事業(yè)也值逢前所未有的機(jī)遇，作為一名GIS青年教育工作者，應(yīng)該立足學(xué)校GIS專業(yè)特色，緊密結(jié)合個(gè)人研究興趣，制定科學(xué)合理的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，融入到中國的GIS教育事業(yè)中。

參考文獻(xiàn)：

[1]邊馥苓.我國高等GIS教育：進(jìn)展、特點(diǎn)與探討[J].地理信息世界，2004，（5）.