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多媒體技術(shù)就是運用聲音、文字、圖像、視頻和動畫等多種多媒體技術(shù)來輔助地理課堂教學(xué),運用多媒體技術(shù)可以有效地簡化課堂教學(xué)環(huán)節(jié),開展針對教學(xué)目標(biāo)的合理教學(xué),從而在地理課堂教學(xué)中實現(xiàn)了多媒體、教師和學(xué)生三位一體的教學(xué)氛圍。在課堂教學(xué)中,高中地理老師一般通過運用多媒體技術(shù),在課堂教學(xué)中營造一定的教學(xué)情境來輔助地理課堂教學(xué)。在實際課堂教學(xué)中,教師在上課前,預(yù)先準(zhǔn)備好多媒體課件和教學(xué)工具,在課堂教學(xué)中,當(dāng)老師講解完課堂知識后,通過多媒體課件來展示課堂教學(xué)的重點和難點,答疑解惑,學(xué)生明白課堂教學(xué)知識后,教師再通過多媒體技術(shù)營造教學(xué)意境來引導(dǎo)學(xué)生分析、提高和掌握。期間,教師對于互動討論過程全程掌控,而學(xué)生也在多媒體的輔助下完成知識點的熟悉和掌握。比如,運用聲音、視頻等多媒體技術(shù)來輔助課堂教學(xué),教師可以將課堂講解、背景視頻和配樂有機(jī)結(jié)合起來,通過主題解說來介紹課堂教學(xué)內(nèi)容,通過背景視頻來讓學(xué)生對于課堂教學(xué)內(nèi)容能夠深入淺出地了解,最后通過配樂來烘托課堂教學(xué)氛圍,深化課堂教學(xué)主題,吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力。
二、運用GIS技術(shù)輔助高中地理課堂教學(xué)
GIS全稱為地理信息系統(tǒng),起源于上個世紀(jì)六七十年代,它是一門綜合性的技術(shù)學(xué)科,融合了地理科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)等多種應(yīng)用科學(xué),成為了現(xiàn)代社會生產(chǎn)和生活中廣泛應(yīng)用的前沿科學(xué)技術(shù)。地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于輔助地理課堂教學(xué)具有非常突出的先天優(yōu)勢,其地理數(shù)據(jù)編輯和存儲能夠反映地理學(xué)科的空間性、區(qū)域性和綜合性。在實際課堂教學(xué)中,教師可以根據(jù)課堂教學(xué)的內(nèi)容,利用GIS數(shù)據(jù)時必須熟練,課堂教學(xué)前必須反復(fù)練習(xí)。教師在運用GIS軟件輔助課堂教學(xué)過程中,必須時刻注意觀察學(xué)生的興趣點和意見反饋,保持學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。
三、運用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)拓展高中地理課堂教學(xué)
網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的飛速發(fā)展,極大拓展了高中地理課堂教學(xué)的廣度和深度,充分利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù),可以使得課堂教學(xué)擺脫了時間和空間的限制。在高中地理課堂教學(xué)中,教師可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)助課堂教學(xué),利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的豐富性、互動性和廣泛性,適時地輔助學(xué)生的課堂學(xué)習(xí),提高教師和學(xué)生之間的交流互動,培養(yǎng)學(xué)生對于學(xué)習(xí)地理的興趣,激發(fā)學(xué)生的地理空間感和民族自豪感。在實際課堂教學(xué)中,教師在設(shè)置網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式的時候,不能簡單將學(xué)生推向網(wǎng)絡(luò)就不管不問了,教師應(yīng)該圍繞同一個教學(xué)主題開展有針對性的教學(xué)課程設(shè)置,合理安排網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)內(nèi)容。教師應(yīng)該首先在課前準(zhǔn)備和完善一個與當(dāng)前課堂教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的學(xué)習(xí)主題,根據(jù)地理教學(xué)目標(biāo)、地理教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知水平,將學(xué)習(xí)主題劃分成不同的版塊,最后完善學(xué)生需要實現(xiàn)的學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)生在登陸網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的過程中,教師應(yīng)該對于學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度及時進(jìn)行了解和互動,學(xué)生也應(yīng)該將不懂的問題及時通過通訊工具和教師進(jìn)行溝通,教師和學(xué)生的互動應(yīng)該有序進(jìn)行。
四、結(jié)束語
摘要將多媒體技術(shù)應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題是:如何有效地管理多媒體數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù);其次,在區(qū)域分析過程中,怎樣實現(xiàn)多媒體播放功能.指出用擴(kuò)充的關(guān)系數(shù)據(jù)模型作為多媒體數(shù)據(jù)模型較適宜;多媒體功能的實現(xiàn)則取決于多媒體數(shù)據(jù)的格式是否為RIFF格式以及對多媒體數(shù)據(jù)的應(yīng)用要求.最后展示了多媒體技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用前景.
關(guān)鍵詞多媒體技術(shù),地理信息系統(tǒng),空間數(shù)據(jù),屬性數(shù)據(jù),區(qū)域分析,數(shù)據(jù)模型.
現(xiàn)今由于多媒體技術(shù)的迅速崛起和高速發(fā)展,越來越多的應(yīng)用軟件都大量使用了多媒體技術(shù).如果將多媒體技術(shù)應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)(geographicinformationsystem,簡稱GIS)軟件中,勢必大大增強(qiáng)GIS信息的表現(xiàn)能力,擴(kuò)大GIS的應(yīng)用領(lǐng)域.那么怎樣將多媒體技術(shù)應(yīng)用于GIS軟件中呢我們認(rèn)為應(yīng)從兩方面來設(shè)計:其一是怎樣將多媒體數(shù)據(jù)溶于GIS數(shù)據(jù)庫中,并保證提供GIS軟件的雙向檢索及各種分析功能;其二是在應(yīng)用過程中,怎樣實現(xiàn)多媒體的播放功能.以下就這兩個內(nèi)容及其應(yīng)用前景談?wù)勎覀兊目捶?
1多媒體數(shù)據(jù)的有效管理
通常,應(yīng)用軟件中的多媒體數(shù)據(jù)有兩種生成方式:一種是媒體播放之前,將其數(shù)字化到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中,播放時從數(shù)據(jù)庫中取數(shù)據(jù);另一種是播放時,邊生成邊播放.而GIS軟件中的數(shù)據(jù)庫又分為空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫,即我們可根據(jù)媒體數(shù)據(jù)的特性或應(yīng)用軟件的要求將多媒體數(shù)據(jù)分別溶于空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫中.
1.1GIS數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理
1.1.1GIS空間數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理目前,多數(shù)GIS應(yīng)用軟件所能描述的空間目標(biāo)都是靜態(tài)的,實際上,很多GIS所要表達(dá)和研究的空間目標(biāo)都不會是一成不變的,因此,GIS研究者已廣泛關(guān)注能對時空過程和時空目標(biāo)進(jìn)行描述和分析的時態(tài)GIS(temporalGIS).時態(tài)GIS的組織核心是時空數(shù)據(jù)庫,即設(shè)計一個合理的時空數(shù)據(jù)模型是建立時態(tài)GIS的關(guān)鍵所在.雖然目前還沒有較成熟的能支持時態(tài)GIS產(chǎn)品的時空數(shù)據(jù)模型,一但時空數(shù)據(jù)模型的研究有所突破,不僅能解決時態(tài)GIS的應(yīng)用問題,還將解決空間數(shù)據(jù)庫中動畫數(shù)據(jù)的管理問題,即可通過使用動畫技術(shù)來實現(xiàn)在屏幕上動態(tài)播放時空過程.如動態(tài)顯示衛(wèi)星云圖的變化情況、地殼變動情況、森林沙化和城市化情況以及海岸或河灘的侵蝕或淤積變化情況等.
有關(guān)時空數(shù)據(jù)模型,張祖勛[1]提出使用分級索引方法來對基本修正法進(jìn)行改進(jìn).這種方法就是不存貯研究區(qū)域中每個狀態(tài)的全部信息,而只存貯某個時間的數(shù)據(jù)狀態(tài)(稱為基態(tài))以及相對于基態(tài)或鄰近狀態(tài)的變化量.在此基礎(chǔ)上,建立分級索引,以便能快速找到所需的時空過程的數(shù)據(jù).
要使用這種建索引的基本修正法,需要考慮兩個問題,一個是如何建立索引;另一個是如何設(shè)計用來描述兩個狀態(tài)變化量的差文件.
關(guān)于建索引的問題,筆者認(rèn)為:基態(tài),亦a,b,c,d分別表示時態(tài)GIS的4個時期;T.時間軸;t0,t1,…,tn分別表示時態(tài)在GIS某個時期的n+1個時態(tài),其中tn為基態(tài),即“現(xiàn)在”時態(tài)一次數(shù)據(jù)狀態(tài)——“現(xiàn)在”時態(tài)總是變化的,每產(chǎn)生一個新的現(xiàn)在時態(tài),就應(yīng)生成一個現(xiàn)在時態(tài)與前一次時態(tài)的差文件,同時根據(jù)現(xiàn)在時態(tài)所處的時間位置來決定是否產(chǎn)生新的索引差文件.以四叉樹為例,如圖1所示,當(dāng)n為2i(i=2,3,…)的整數(shù)倍時,就需產(chǎn)生tn-2i~tn的索引差文件.相應(yīng)地為了減少索引差文件所占的存貯空間,而又不影響對任一時態(tài)的檢索速度,可將tn-2i+1~tn-2i的索引差文件刪掉,所刪的索引名文件個數(shù)正好比新建的索引差文件個數(shù)少一個.
關(guān)于差文件,筆者認(rèn)為在設(shè)計中應(yīng)考慮如下幾個因素.(1)由于差文件是通過對兩個時態(tài)的目標(biāo)信息進(jìn)行異或而產(chǎn)生的,這意味著差文件包含有兩類目標(biāo)信息:一類是前一時態(tài)有而后一時態(tài)無的目標(biāo)信息;另一類是前一時態(tài)無而后一時態(tài)有的目標(biāo)信息.為了能根據(jù)差文件快速、連續(xù)地由一個狀態(tài)到過去另一狀態(tài)或最近另一狀態(tài)進(jìn)行檢索,應(yīng)在差文件中將這兩類目標(biāo)信息予以標(biāo)識區(qū)分.(2)兩個狀態(tài)之間目標(biāo)變化應(yīng)是有對應(yīng)關(guān)系的,即01(目標(biāo)從無到有);10(目標(biāo)從有到無);1N(目標(biāo)從一個變成多個);N1(目標(biāo)從多個變成一個),以及目標(biāo)空間信息無變化,屬性信息有變化;目標(biāo)局部空間信息有變化等.為了能進(jìn)行快速檢索,在差文件中應(yīng)將兩類各目標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系予以標(biāo)明,當(dāng)然,這會增加差文件生成過程的復(fù)雜性.(3)和所有地圖數(shù)據(jù)庫模型類似,差文件也由空間信息、屬性信息和關(guān)系信息組成,差文件中應(yīng)將每個目標(biāo)這3種信息之間的關(guān)系予以標(biāo)明.
1.1.2GIS屬性數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理有些G
IS的應(yīng)用中,認(rèn)為多媒體數(shù)據(jù)是一種特殊的專題屬性數(shù)據(jù).怎樣選擇多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型,使得既能遵循其自身特點,又能有效地建立起它與空間數(shù)據(jù)的聯(lián)系,是多媒體技術(shù)在GIS應(yīng)用中的關(guān)鍵所在.
目前,多數(shù)GIS屬性數(shù)據(jù)庫使用的是關(guān)系模型.為能將關(guān)系模型應(yīng)用于多媒體數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中,就必須對現(xiàn)有的關(guān)系模型進(jìn)行擴(kuò)充,使它不但能處理格式化數(shù)據(jù),也能處理非格式化數(shù)據(jù).楊學(xué)良[2]就這個問題提出了3種技術(shù)策略:將多媒體數(shù)據(jù)文件名作為關(guān)系中元組某列(或?qū)傩?;將每個元組作為一個完整文件保存;元組中存貯格式化數(shù)據(jù)以及非格式化數(shù)據(jù)的引用項,而非格式化數(shù)據(jù)單獨存貯.
對比這3種技術(shù)策略,第一種技術(shù)策略方法簡單、容易實現(xiàn),適宜于對多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行播放.第二、三種技術(shù)策略雖然能夠?qū)崿F(xiàn)并發(fā)控制和恢復(fù),以及實現(xiàn)對多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和拮取的應(yīng)用,但由于此兩種技術(shù)策略將每個元組所對應(yīng)的空間目標(biāo)的專業(yè)屬性和多媒體屬性混在一起,這既增大了應(yīng)用程序設(shè)計的復(fù)雜性,又不利于那些只需使用空間目標(biāo)的專業(yè)屬性的一些應(yīng)用的實現(xiàn).為此,我們認(rèn)為,在第一種技術(shù)策略的基礎(chǔ)上,增加一個或多個屬性項,用于存放多媒體數(shù)據(jù)的文件信息和數(shù)據(jù)流信息,當(dāng)我們需要對多媒體數(shù)據(jù)文件進(jìn)行特殊應(yīng)用時,可根據(jù)文件信息和數(shù)據(jù)流信息對多媒體數(shù)據(jù)文件進(jìn)行操作.
1.2GIS區(qū)域分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成
多媒體數(shù)據(jù)生成的另一種方式是在GIS應(yīng)用中,邊統(tǒng)計、分析運算,邊生成結(jié)果數(shù)據(jù)——多媒體數(shù)據(jù).
1.2.1空間分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成空間分析是一組分析結(jié)果依賴于所分析對象的位置信息技術(shù)[3],因此,空間分析要求獲得目標(biāo)的空間位置及其屬性描述兩方面信息.空間分析主要有:地形分析、疊加分析、緩沖區(qū)分析和網(wǎng)絡(luò)分析等.
為了能更清楚地表示上述一些空間分析的結(jié)果,我們可用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來實現(xiàn).所謂虛擬現(xiàn)實[4]是一種由計算機(jī)生成的高級人機(jī)交互系統(tǒng),即構(gòu)成一個以視覺感受為主,也包括聽覺、觸覺、嗅覺的可感知環(huán)境,使用者通過專門的設(shè)備可在這個環(huán)境中實現(xiàn)觀察、觸摸、操作、檢測等試驗,有身臨其境之感.比如,可用虛擬技術(shù)來觀察地形分析或網(wǎng)絡(luò)分析得到的空間效果,使用者可用交互操作的方式來控制自己與觀察對象的角度、距離以及光照等,使觀察對象隨使用者的操作而動態(tài)旋轉(zhuǎn).此時以動畫形式顯示的媒體數(shù)據(jù)隨使用者的操作產(chǎn)生并顯示.
1.2.2統(tǒng)計分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成統(tǒng)計分析就是用數(shù)理統(tǒng)計方法開展區(qū)域分析.數(shù)理統(tǒng)計方法主要有:統(tǒng)計特征值、研究兩種或多種地理現(xiàn)象之間的相關(guān)分析,通過一組實際觀測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)變量之間因果關(guān)系的回歸分析,以及主成分分析等.
為了更加形象化,我們可以將數(shù)理統(tǒng)計結(jié)果以直方圖、曲線、曲面或區(qū)劃圖表示,甚至可以將重要的部分以醒目的顏色、特殊的符號或閃爍的顯示形式來告訴使用者,還可以配上解說詞,以增加系統(tǒng)的感染力,而表現(xiàn)這些現(xiàn)象的媒體數(shù)據(jù)是在統(tǒng)計分析之后由系統(tǒng)自動生成并播放的.
2GIS應(yīng)用系統(tǒng)中多媒體功能的實現(xiàn)
在GIS應(yīng)用軟件中進(jìn)行多媒體功能實現(xiàn),首先是受GIS應(yīng)用軟件自身開發(fā)平臺的限制.多數(shù)情況下,GIS應(yīng)用軟件的多媒體開發(fā)平臺宜選擇編程語言,如VC++,VB或BC++等,以利于和GIS應(yīng)用軟件相結(jié)合.一旦多媒體開發(fā)環(huán)境確定下來,那么怎樣實現(xiàn)區(qū)域分析中多媒體功能
2.1空間數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的播放
由前所述,空間數(shù)據(jù)庫中存貯的多是各期間的時空數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)與MCI所能接受的多媒體文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同,所以應(yīng)用程序不能直接調(diào)用MCI函數(shù)和API函數(shù),必須根據(jù)時態(tài)GIS的空間數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu),設(shè)計一個相應(yīng)的動畫播放程序來實現(xiàn)動態(tài)顯示功能.
下面簡述動態(tài)顯示時態(tài)GIS中ti~tj狀態(tài)的算法步驟(0≤i≤j≤n,其中n為現(xiàn)在時態(tài)).(1)由基態(tài)開始檢索各索引差文件直到生成ti狀態(tài)信息.(2)顯示ti狀態(tài)信息.(3)根據(jù)ti差文件,擦除ti狀態(tài)有而ti+1狀態(tài)無的信息,顯示ti狀態(tài)無而ti+1狀態(tài)有的信息.(4)i+1i.(5)當(dāng)i<j時,轉(zhuǎn)(3);否則結(jié)束.
字4
如果用上述算法來實現(xiàn)動態(tài)顯示時空過程,還有很多細(xì)節(jié)需要設(shè)計.首先,在(1)步驟,從基態(tài)開始,逐級逐步檢索,每檢索到一個狀態(tài)差文件,就需根據(jù)差文件來生成該狀態(tài)信息,直到ti狀態(tài)處;其次,在(3)中,需要用到動畫技術(shù),擦除前一狀態(tài)信息實質(zhì)為恢復(fù)該處顯示內(nèi)容,而顯示后一狀態(tài)信息之前,需保存后一處信息內(nèi)容,再予以顯示新狀態(tài)信息.
性數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的應(yīng)用
一般來說,多媒體數(shù)據(jù)主要應(yīng)用于兩個方面:一個是簡單播放;另一個是對多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和拮取.對于前者,只要使用MCI函數(shù)或API函數(shù)按屬性數(shù)據(jù)庫中其他屬性的要求進(jìn)行播放;對于后者,這就要求程序員熟悉多媒體數(shù)據(jù)文件格式RIFF,根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)的文件信息和數(shù)據(jù)流信息,通過調(diào)用多媒體文件輸入/輸出函數(shù)來實現(xiàn)多媒體的播放、編輯、拮取以及同步控制等操作.
3多媒體技術(shù)在GIS中的應(yīng)用前景
(1)實現(xiàn)資源信息的科學(xué)管理,提供信息服務(wù).GIS一改為用戶管理提供單一的圖表、數(shù)據(jù)信息形式,而在管理空間信息的同時,對圖形、圖象、視頻、聲音、動畫等形式的信息進(jìn)行管理和播放,大大增加了信息的表現(xiàn)能力.(2)家庭教育和個人娛樂.將多媒體和GIS溶于一身,會豐富教育、娛樂軟件的內(nèi)容及表現(xiàn)手段.比如有關(guān)地理、歷史等課程的教學(xué)軟件和娛樂軟件的設(shè)計.(3)銷售和演示信息系統(tǒng).GIS和多媒體技術(shù)合為一體的這類系統(tǒng)會比以往的信息系統(tǒng)更具有表現(xiàn)力.比如房地產(chǎn)公司的銷售系統(tǒng),既能表明所售住房的空間位置,又能從中檢索其住房環(huán)境及內(nèi)部結(jié)構(gòu),而且可以動態(tài)地刪去當(dāng)天已售出的房子,給出不同價格等;旅游導(dǎo)游系統(tǒng),可以在為觀光游客制定導(dǎo)游路線時,就能對不同地方的景點產(chǎn)生身臨其境的感覺.總之,將多媒體技術(shù)和GIS技術(shù)相結(jié)合,是計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的一個發(fā)展方向,它會改變?nèi)藗兊墓ぷ鳌⑸睢⑺季S方式,推動信息社會的前進(jìn).
參考文獻(xiàn)
1張祖勛.時態(tài)GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研討.測繪通報,1996,(1):19~21
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近年來,信息技術(shù)與高中地理課程整合的研究在國內(nèi)取得不少成績,但問題也不少。問題1:理論研究多,實踐研究少。目前國內(nèi)關(guān)于信息技術(shù)與高中地理課程整合的大多都是純理論知識,而這些都是專家學(xué)者和高校的著名教授研究的,但是這些純理論知識對高中地理教師的實際教學(xué)指導(dǎo)無實際意義。高中地理的特點是整體性和區(qū)域性。關(guān)于具體到信息技術(shù)與高中地理課程整合的理論依據(jù)很少,盡管信息技術(shù)與高中地理課程整合的研究多為理論類。高中地理教師對信息技術(shù)與高中地理課程整合的理解存在局限性,一般都停留在信息技術(shù)與高中地理課程整合形式上,沒有真正的做到信息技術(shù)與高中地理課程整合。大多數(shù)地理教師只是把信息技術(shù)與高中地理課程整合看作是計算機(jī)輔助教學(xué),誤解了信息技術(shù)與高中地理課程整合,認(rèn)為只要在課堂上運用了多媒體就是信息技術(shù)與高中地理課程整合,這種錯誤的看法有部分是因為地理在高中學(xué)校的地位不太受重視和地理教師幾乎沒有外出去參加先進(jìn)理論培訓(xùn),使信息技術(shù)與高中地理課程整合的實施離理論上理想效果偏差很遠(yuǎn)。同時大多數(shù)高中地理教師不清楚信息技術(shù)與高中地理阿的目的,只是覺得應(yīng)用信息技術(shù)是一種時尚,或是為了完成學(xué)校下達(dá)的任務(wù)。當(dāng)然還有其他原因,比如高中教師沒有專門的研究經(jīng)費和時間,學(xué)校追求升學(xué)率。
二、信息技術(shù)與高中地理課程整合對高中地理產(chǎn)生的影響
1.信息技術(shù)與高中地理課程整合可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,是因為信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)新的教學(xué)情境,吸引學(xué)生的好奇心,擁有傳統(tǒng)教學(xué)模式不可模擬的優(yōu)勢及特點。動態(tài)的圖片及聲音有助于提高學(xué)生的觀察能力和形象思維能力。
2.信息技術(shù)與高中地理課程整合可以提高教學(xué)的質(zhì)量,是因為運用信息技術(shù)可以突出教學(xué)重點和難點、化解難點。地理事物的演變過程和某些特殊的地理現(xiàn)象屬于高中地理知識的重難點,高中教師運用傳統(tǒng)教學(xué)手段板書、畫圖很難讓學(xué)生理解這其中知識的深奧,而采用信息技術(shù)可以運用動畫把地理事物的演變過程變的現(xiàn)象化,增強(qiáng)了教學(xué)的立體感和動態(tài)感。
3.信息技術(shù)與高中地理課程整合可以提高課堂的效率和增加課堂的容量,是因為傳統(tǒng)的教學(xué)高中地理教師通過板書,畫圖浪費很多的課堂時間,而信息技術(shù)讓高中地理教師可以以課件的形式全面展示課堂內(nèi)容,既為教師上課節(jié)省時間又助于學(xué)生集中注意力聽講,同時教師利用信息技術(shù)可以為學(xué)生提供更多的資料,拓展學(xué)生的知識面。課堂上,教師有更多的時間與學(xué)生進(jìn)行交流,向?qū)W生提供多樣的分析問題和解決問題的方法,使學(xué)生的地理學(xué)習(xí)不僅僅局限于課本知識,重要的是拓展學(xué)生的思維能力。
4.信息技術(shù)與高中地理課程整合可以提高學(xué)生的讀圖能力,應(yīng)用地圖的能力。地理的學(xué)習(xí)最主要的是使學(xué)生能夠看懂圖和應(yīng)用地圖,從而提高地理思維能力。傳統(tǒng)的教學(xué)是老師根據(jù)課本現(xiàn)有的地圖或是通過掛圖進(jìn)行講解或是在黑板上畫圖但不精確不規(guī)范,這些教學(xué)方法讓學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)吃力,同時教師也浪費了時間和精力。采用信息技術(shù)可以把地圖里的地理現(xiàn)象直觀的展示在學(xué)生面前,使學(xué)生一目了然。信息技術(shù)不僅可以把地圖放大或縮小和移動,而且可以提高地圖的清晰度和區(qū)分度。教師在這種新的教學(xué)模式下就可以提高學(xué)生的讀圖和應(yīng)用地圖的能力。
三、信息技術(shù)與高中地理課程整合目前存在的問題
1.學(xué)校的硬件設(shè)施發(fā)展不平衡。尤其是一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校,沒有經(jīng)濟(jì)能力配置好的多媒體網(wǎng)絡(luò)教室,部分學(xué)校甚至沒有配置電腦教室。如果連基礎(chǔ)的硬件設(shè)施都沒有,談何信息技術(shù)與高中地理課程整合。
2.信息技術(shù)學(xué)科在大多數(shù)學(xué)校不受重視。現(xiàn)在學(xué)校都追求升學(xué)率,學(xué)生的學(xué)習(xí)成績成為學(xué)校關(guān)注的問題,信息技術(shù)學(xué)科不是高考的考試科目,學(xué)校不重視,學(xué)生自然認(rèn)為信息技術(shù)課學(xué)好無所謂。
3.師資力量不足。
4.信息技術(shù)與高中地理課程整合的資源不足。
5.對整合的認(rèn)識不深。
四、信息技術(shù)與高中地理課程整合的對策
對于整合的認(rèn)識不深的問題可以采用不同地區(qū)分層次分步驟實施信息技術(shù)與高中地理課程整合。信息技術(shù)與地理創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)興趣的整合。運用信息技術(shù),教師可以引導(dǎo)學(xué)生自學(xué),讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人,培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力。
五、結(jié)語
1.1全球的定位系統(tǒng)(GPS)
隨著信息化的快速發(fā)展,全球定位系統(tǒng)作為一種新興的高科技技術(shù),由于其具有的高測繪精度已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于土地化信息化管理中,而且采用該技術(shù)還可以快速掌握各級待檢測控制點的所在位置。在開展快速靜態(tài)確定及測量工作時,已經(jīng)不需要繼續(xù)采用點間通視技術(shù)就能夠得到精確度很高的測量結(jié)果。目前我們所采用的RTK技術(shù)進(jìn)行定位測量,由于其具有的及時定位性及定位精度較為靈活性,仍然被應(yīng)用于各項測量領(lǐng)域中,例如地形的測圖、地籍的測量以及界址點的點位這些許多方面。而對于高精度的控制測量領(lǐng)域,則更多的會采用GPS靜態(tài)定位技術(shù),已獲得更加精確的測量結(jié)果。
1.23S技術(shù)
現(xiàn)如今,3S的技術(shù)主導(dǎo)是把GPS作為信息的來源,經(jīng)過戶外的調(diào)測獲得遙感影像來作為科學(xué)參考,利用計算機(jī)系統(tǒng)和地理信息的平臺來進(jìn)行圖樣的迅速繪制,然后就可以將各個地區(qū)的實際狀態(tài)進(jìn)行綜合清晰的標(biāo)記,然后再直接并且迅速的完成對廣闊的土地資源的實踐和調(diào)查的管理。最后,我們就可以將遙感信息材料憑借數(shù)字化的工具和軟件完成迅速的處理,還可以直接處理地理信息,經(jīng)過數(shù)字化的處理把它導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。
1.3遙感RS技術(shù)
隨著信息化時代的快速發(fā)展,遙感技術(shù)在土地信息管理中能夠獲得為高分辨率的數(shù)據(jù)資料,尤其是在土地調(diào)查、更新以及監(jiān)測等方面運用更為廣泛。從30m到0.61m的分辨率信息全都可以在各個土地資源的調(diào)查和管理當(dāng)中發(fā)揮重要的作用:(1)通過采用遙感技術(shù),會在一定程度上對人機(jī)交互式邊界的提取產(chǎn)生一些影響,使得測得的面積存在0.01~0.1之間的平均相對誤差,另外還會存在0.1~0.3之間的自動提取相對誤差。(2)可以和遙感相結(jié)合來實施土地應(yīng)用和類型的分別,人體交叉式的分辨的科學(xué)性可以達(dá)到百分之九十到百分之百,其自動分類可以達(dá)到百分之八十五上下。
1.4地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)
就現(xiàn)在來看,各個信息處理以及數(shù)據(jù)的采集都是在向著數(shù)字化和信息化的方向來發(fā)展的,在土地信息測量工作中,由于測繪數(shù)據(jù)和信息的量非常龐大,再加上長時間的積累,因此測繪人員會通過采用地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行整理、分析,以提高土地信息化管理的效率。而GIS技術(shù)是集多學(xué)科、多技術(shù)于一體,主要涉及到空間科學(xué)技術(shù)、環(huán)境科學(xué)技術(shù)、測繪遙感技術(shù)以及管理技術(shù)等多個領(lǐng)域,因此GIS技術(shù)具有諸多優(yōu)勢,包括實現(xiàn)地理數(shù)據(jù)的采集、存儲、整理以及分析,可以通過三維可視化進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示和輸出,并且還可以對其進(jìn)行預(yù)測預(yù)報、決策輔助和提示。
2土地信息化管理中針對測繪技術(shù)應(yīng)用的需求分析
新測繪技術(shù)應(yīng)用于土地信息化管理中,最重要的目的就是能夠控制整個工作獲取全面精確的土地數(shù)據(jù)資料,提高土地信息化管理效率。測繪技術(shù)的應(yīng)用能夠確保土地信息化管理工作得到詳實的數(shù)據(jù),可最大程度的獲得更加精確的土地面積資料、所在土地資源分布情況以及權(quán)屬分界等信息,并以此為依據(jù)創(chuàng)建地籍資料、繪制地圖以及建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等,提高土地資源的利用效率。另外,測繪技術(shù)的應(yīng)用還有利于保護(hù)耕地,充分實現(xiàn)土地的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。現(xiàn)代測繪技術(shù)能夠更加迅速的發(fā)現(xiàn)土地狀況的變化,能夠第一時間開展土地調(diào)查工作。除此之外,測繪技術(shù)在土地信息化管理中的應(yīng)用,還可以為計稅控制及土地產(chǎn)權(quán)管理等提供依據(jù),因此,測繪技術(shù)應(yīng)用于土地信息化管理中,是我國土地資源利用及社會發(fā)展必不可少的條件之一。
3土地信息化管理中測繪技術(shù)的應(yīng)用與提升方法
3.1在土地規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用與提升
現(xiàn)階段,在我國土地信息管理工作中,土地規(guī)劃設(shè)計是最為重要的環(huán)節(jié),規(guī)劃設(shè)計的內(nèi)容相當(dāng)之多,主要包括土地資源的所在位置、數(shù)量以及實際價值的評估等。因此,要想做好土地規(guī)劃設(shè)計工作,就需要先要掌握土地的收集與整理方法,并明確土地的性質(zhì)及質(zhì)量,以便提供更加全面精確的數(shù)據(jù),完善土地的規(guī)劃和設(shè)計內(nèi)容,為日后土地的利用與發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。而遙感集成技術(shù)的應(yīng)用,能夠快速準(zhǔn)確的獲取土地信息,在對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理后,得到土地可視化圖片;地理信息技術(shù)的應(yīng)用則能進(jìn)一步建立土地利用信息系統(tǒng),該系統(tǒng)可以為我國土地的利用及變更狀況提供全新的數(shù)據(jù)信息,及時對變更狀況進(jìn)行分析和評價,從而自動生成實時的土地利用信息庫,這就對土地的結(jié)構(gòu)和設(shè)計的優(yōu)化以及運用狀態(tài)起到了很關(guān)鍵的作用。
3.2在土地的利用狀態(tài)動態(tài)的監(jiān)測當(dāng)中的應(yīng)用和提升
在土地的信息化管理中,對土地利用狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測,可以實時了解到土地的利用和變化情況。在遙感技術(shù)的應(yīng)用過程中,其解譯的矢量數(shù)據(jù)一般情況下都會標(biāo)明土地的所在坐標(biāo),然后結(jié)合全球定位技術(shù),對該坐標(biāo)進(jìn)行精確定位,可以破譯位于該坐標(biāo)建筑物內(nèi)的作業(yè)情況,有效提高了遙感技術(shù)對土地信息解譯功能的可靠程度。所以,在土地信息化管理工作中,通過結(jié)合全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)以及遙感技術(shù),可以非常明顯的提高土地利用者的動態(tài)監(jiān)測效率,對土地發(fā)生的變化情況進(jìn)行及時的分析,得到新的土地數(shù)據(jù),為制圖工作提供便利。
3.3在土地的利用和執(zhí)法檢查當(dāng)中的應(yīng)用和提升
在土地信息化管理中,通過對其利用情況進(jìn)行執(zhí)法檢查,以便及時獲取土地的實際利用情況,掌握土地的變化。而通過遙感技術(shù)測得的數(shù)據(jù)通常都會顯示地理坐標(biāo),再加上全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用,進(jìn)一步增加了定位的精確度,加大了室內(nèi)作業(yè)的破譯成功率,以此來提高遙感技術(shù)在土地信息管理應(yīng)用中的可靠性。增強(qiáng)地理信息技術(shù)、GPS還有遙感技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,就能對土地資源的利用狀況來進(jìn)行實時的監(jiān)視。通過全球定位系統(tǒng)可以獲得精確的土地利用的變化數(shù)據(jù),再加上遙感技術(shù)的應(yīng)用,還可以對當(dāng)前土地資源的實際利用情況進(jìn)行精確定位,更加深入的對土地發(fā)生變化的空間進(jìn)行分析,以此來獲得變化后的數(shù)據(jù)信息。除此之外,在土地執(zhí)法檢查過程中,還可以利用地理信息技術(shù),對土地進(jìn)行“可視化”管理,及時掌握土地的變化,更新數(shù)據(jù)庫信息,為下一階段的制圖做好充分的準(zhǔn)備。另外,測繪技術(shù)的運用還可以幫助執(zhí)法工作人員對違法的土地位置進(jìn)行定位,為違法懲治工作的順利開展提供便利,一旦問題得到解決,還可以利用數(shù)字執(zhí)法方式協(xié)助執(zhí)法檢查。
4結(jié)束語
(一)合理運用教學(xué)軟件
所謂的教學(xué)軟件其實就是指課件,是軟件應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的獨特稱呼。在地理教學(xué)中,多媒體教學(xué)軟件是比較常用的一種軟件,一般都是使用powerpoint、authorware以及Flash等軟件。信息技術(shù)的應(yīng)用為地理教學(xué)灌注了新鮮血液,它把難以用語言表達(dá)出的知識直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前,這樣學(xué)生接受起來就比較容易。但是,有時由于教師準(zhǔn)備得不充足,或者沒有完全發(fā)揮出其主導(dǎo)作用,導(dǎo)致課堂氣氛雖然活躍了起來,但這些都只是表面現(xiàn)象,學(xué)生從中能夠真正了解和接受的知識其實很少。因此,在高中地理教學(xué)中,對于課件的使用一定要選擇合適的時機(jī),要根據(jù)教材的內(nèi)容、教學(xué)大綱以及學(xué)生的心理特點來選擇和制作課件,使學(xué)生在輕松的氣氛中接受和理解更多的地理知識。只有這樣,才能真正體現(xiàn)出信息技術(shù)在高中地理教學(xué)中的作用,從而提高教學(xué)的質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。
(二)高中地理教學(xué)中對教學(xué)軟件的具體應(yīng)用
高中生處于青少年階段,其思維正逐漸從感性思維轉(zhuǎn)變?yōu)槔硇运季S,因此,在教學(xué)過程中,對課件的內(nèi)容一定要進(jìn)行科學(xué)選擇。課件作為一種教學(xué)工具,在使用的過程中一定要保證其所具有的科學(xué)性。在進(jìn)行高中地理教學(xué)的過程中,對于一些固定概念和比較感性的內(nèi)容是不需要使用課件的。如果是單純的概念,只要教給學(xué)生合理的方法對其進(jìn)行記憶就可以了。對于比較感性的內(nèi)容,例如旅游地理這一類知識的講解,只需很少的一部分圖片便可以完成教學(xué)任務(wù),根本沒必要去制作大量的課件。課件的運用主要針對的是那些難以用語言表達(dá)的內(nèi)容,這樣在課堂上可以直觀地將其展示在學(xué)生面前,教師只從旁引導(dǎo)即可。教師在制作課件的時候要認(rèn)真,可選擇合適的時機(jī)插入一些和教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的動態(tài)畫面或者是圖片,以便對一些學(xué)生難以理解的問題進(jìn)行闡述。同時,在教學(xué)的過程中還可以適當(dāng)播放一些音頻和視頻,以活躍課堂氣氛。但是,在使用課件的過程中,教師一定要將教學(xué)內(nèi)容作為依據(jù),在課件中體現(xiàn)出教學(xué)目標(biāo),加強(qiáng)對學(xué)生的引導(dǎo),使學(xué)生對知識進(jìn)行更好地感悟。例如,在對《地球宇宙環(huán)境》一課進(jìn)行講解時,如果以傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué),即單純地用語言敘述,那么無論教師的口才多么的出色,講述得多么清楚,學(xué)生也很難理解。但如果將信息技術(shù)運用到教學(xué)中,情況就完全不一樣了,教師在講解之前,可以將太陽系的運行畫面以動態(tài)的形式展示出來,讓學(xué)生清楚地認(rèn)識到地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的規(guī)律,然后教師再對教材內(nèi)容進(jìn)行講解,學(xué)生就會更好地進(jìn)行理解了。運用這種方法進(jìn)行教學(xué),學(xué)生不但能夠快速地接受和理解知識,同時還能夠加深學(xué)生的記憶,從而有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和高中地理的教學(xué)質(zhì)量。
二、教學(xué)軟件的作用
(一)常用的教學(xué)軟件及其使用簡介
在高中地理教學(xué)中,最常使用的教學(xué)軟件就是GoogleEarth,這款教學(xué)軟件是由Google公司用于提供地圖搜索服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)軟件,它能夠提供非常清晰的遙感影像,小到居民的住宅,大到整個空間都能夠非常清楚地展示出來,可以讓學(xué)生在封閉的校園內(nèi)對宇宙進(jìn)行觀察,掌握全球動態(tài)。將這款軟件應(yīng)用到高中地理教學(xué)中,對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和教師的教學(xué)質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。為了有效培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,完成“過程與方法”的目標(biāo),在安裝GoogleEarth軟件時,教師應(yīng)該讓學(xué)生親自動手,自己在旁邊對學(xué)生進(jìn)行正確的引導(dǎo),當(dāng)軟件安裝完成之后就可以利用它進(jìn)行高效率的地理教學(xué)了。
(二)關(guān)于GoogleEarth的運用
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代測繪技木 土地測繪 土地調(diào)查 遙感技木 應(yīng)用
中圖分類號:P27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)06(a)-0036-01
我國傳統(tǒng)的測繪技術(shù)已經(jīng)難以滿足土地資源利用的需求,而現(xiàn)代測繪技術(shù)可以很好的提高測繪的精度與效率,可以極大的提升土地資源的利用率,對土地資源的保護(hù)和開發(fā)有很大的作用。論文結(jié)合現(xiàn)代測繪技術(shù)的內(nèi)容和土地資源的應(yīng)用,為我國的土地利用開發(fā)做出貢獻(xiàn)。
1 現(xiàn)代測繪技術(shù)對土地測繪的意義
現(xiàn)代測繪技術(shù)包含的內(nèi)容非常廣泛,尤其是與先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合,對土地測繪起到了重要的作用。現(xiàn)代測繪技術(shù)有全球定位、遙感技術(shù)和3S集成技術(shù)等,并且在現(xiàn)代測繪中扮演者重要的角色。
現(xiàn)代測繪技術(shù)的應(yīng)用幾乎涵蓋了土地測繪的各個領(lǐng)域,當(dāng)今的土地資源非常匱乏,在土地調(diào)查、規(guī)劃和管理方面都有待進(jìn)一步提高,現(xiàn)代測繪技術(shù)可以滿足土地測繪的各種現(xiàn)代化要求,有效提升土地資源的利用,提高工作效率,節(jié)省土地資源,實現(xiàn)土地資源的可持續(xù)發(fā)展。
2 土地測繪的調(diào)查
2.1 土地現(xiàn)狀的勘察
土地現(xiàn)狀的勘察包含了多個環(huán)節(jié),其技術(shù)流程有現(xiàn)場的調(diào)查、測量、修正測量參數(shù)、編輯圖片、土地信息的管理與完善等,任何一個環(huán)節(jié)都對土地測繪造成很大的影響,之間的工作需要準(zhǔn)確銜接。土地勘察選取1∶1000的比例,經(jīng)過對土地變化的信息進(jìn)行修正,在草圖上標(biāo)明出來,測繪方式為全站儀解析法,并將測點的詳細(xì)參數(shù)輸入到計算機(jī),通過繪圖軟件編輯圖像信息。
2.2 土地現(xiàn)狀分析
通過對土地調(diào)查的信息進(jìn)行分析歸納,通過繪圖軟件編輯圖像信息,從土里利用的空間分布、數(shù)據(jù)信息、土地結(jié)構(gòu)、利用效率等方面進(jìn)行評估,從這些指標(biāo)對即將開發(fā)的土地資源進(jìn)行評價。土地評價的結(jié)果用來和已有的相關(guān)區(qū)域進(jìn)行比較,比較的方面主要是綜合空間與時間的應(yīng)用效果,能否在以后的建設(shè)使用中發(fā)揮更大的效益。尤其是當(dāng)今土地資源的逐漸稀缺,土地的浪費造成的直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失非常大,因而,土地現(xiàn)狀的分析要從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面進(jìn)行綜合評價,以其綜合利用的效能最大化為出發(fā)點,推動土地資源的優(yōu)化。
2.3 土地資源的潛力
土地資源在為進(jìn)行實際的開發(fā)之前,要準(zhǔn)確評估其蘊藏的潛力,以便能夠充分挖掘其中存在的效能。土地資源的潛力評估在經(jīng)過土地調(diào)查和土地現(xiàn)狀分析兩個步驟之后,其潛力的評估可以用兩種方法進(jìn)行,分別包含單指標(biāo)和綜合指標(biāo),盡量提高測繪技術(shù)的精度,對已有的土地資源進(jìn)行細(xì)化分析,從土地利用的多種角度進(jìn)行考量,以發(fā)揮土地資源的最大潛力為目標(biāo)。此外,土地潛力的挖掘還包括為以后的升級改造留出余地。
3 現(xiàn)代測繪技術(shù)的應(yīng)用
3.1 3S集成技術(shù)
3S集成技術(shù)是一項整體技術(shù)的綜合,由全球定位技術(shù)、遙感技術(shù)和地理信息技術(shù)結(jié)合而來,實現(xiàn)土地的監(jiān)測、應(yīng)用分析和管理等內(nèi)容。隨著定位技術(shù)、遙感技術(shù)和地理信息技術(shù)的日漸完善,其在土地調(diào)查的應(yīng)用逐步得到拓展,所包含的功能有數(shù)據(jù)采集、分析和產(chǎn)品的利用等,實現(xiàn)土地資源信息的高精度調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測,達(dá)到實時化、全方位、精確化的監(jiān)測模擬。傳統(tǒng)的監(jiān)測方式有很大的局限性,測量的精度低、工作效率低、工作流程繁雜等,嚴(yán)重影響了測量的效能。而利用遙感技術(shù)、定位技術(shù)和地理信息技術(shù)等,可以獲得精確的影像數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類、歸納、疊加等操作,通過專業(yè)的軟件分析,得到優(yōu)質(zhì)的地理信息。
3.2 全球定位
全球定位技術(shù)發(fā)源于軍事領(lǐng)域,由于其具有高精度的特點,在實際應(yīng)用中具有較大的優(yōu)勢,可以滿足土地資源的各種利用要求,全球定位技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)在土地測繪中得到推廣,并取得了很好的效果。全球定位技術(shù)的基礎(chǔ)是通過全球定位的24顆衛(wèi)星,通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收裝置獲取信號,接收的信號具有全天候、無障礙的特點,可以實現(xiàn)對土地信息的精確測量。我國幅員遼闊,土地信息非常復(fù)雜多樣,尤其是針對偏遠(yuǎn)地區(qū)的土地測繪具有很大的難度,受氣候、地形等因素的影響,獲得詳細(xì)、精確的土地信息比較困難,并且會耗費較大的人力、財力、物力。而全球定位技術(shù)由衛(wèi)星測繪為基礎(chǔ),無論是普通地段,還是復(fù)雜偏遠(yuǎn)的地區(qū),都不會形成阻礙。
3.3 地理信息技術(shù)
地理信息技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)是計算機(jī)設(shè)備,通過專業(yè)軟件對土地信息進(jìn)行采集、分類、歸總和利用。地理信息技術(shù)分析的影響因素比較廣泛,如土地的環(huán)境因素、地形因素、土地的風(fēng)土人情、土地的區(qū)域地段等因素,通過對這些因素的綜合處理,可以加快信息獲取的速度,經(jīng)過軟件的處理以數(shù)字和圖形的形式呈現(xiàn)出來。而隨著地理信息技術(shù)的改進(jìn),根據(jù)實際應(yīng)用中出現(xiàn)的沖突和障礙,針對性的增強(qiáng)部分功能,應(yīng)用已經(jīng)取得了很好的成效。而當(dāng)今的地理信息技術(shù)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程加快,地理信息的融合性得到了很大的提高,極大的提升了土地資源信息管理的效率和精確度。計算機(jī)的存儲功能與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合,可以實現(xiàn)地理信息的共享,極大的節(jié)省了工作成本,簡化了工作流程。此外,不同的管理部門彌補(bǔ)了以往地理信息的融合性問題,實現(xiàn)無縫銜接,便于工作的團(tuán)結(jié)協(xié)作。
3.4 遙感技術(shù)
遙感技術(shù)對土地的勘測工作發(fā)揮了重要的作用,無論是城市土地規(guī)劃,還是農(nóng)村耕地的測量,通過航空、航天的正向影像資料的傳輸,經(jīng)過分析和原有的地形圖進(jìn)行對比,進(jìn)行圖像更新和存儲,以便其后的管理或開發(fā)工作。
4 結(jié)語
我國的土地資源的利用效率較低,并隨著土地資源的匱乏,其開發(fā)和利用的壓力越來越大,并且成本不斷提高,而通過現(xiàn)代測繪在土地測繪中的應(yīng)用,可以有效的提升土地資源的利用效率,減少管理成本,實現(xiàn)土地資源利用的最大化利益,而這也成為未來的發(fā)展趨勢。
參考文獻(xiàn)
[1] 李翔,丘小春,葉科峰.淺談全州泥石流災(zāi)害中的應(yīng)急測繪技術(shù)[C]//.第十三屆中國科協(xié)年會第12分會場-測繪服務(wù)災(zāi)害與應(yīng)急管理學(xué)術(shù)研討會論文集,2011.
[2] 劉萬利,張偉.淺談GPS技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用[C]//.第十三屆華東六省一市測繪學(xué)會學(xué)術(shù)交流會論文集,2011.
【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)分析
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地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成
地理信息系統(tǒng)由人、軟件、硬件和數(shù)據(jù)所構(gòu)成。硬件包括計算機(jī)、及其輸入輸出設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。輸入設(shè)備包括數(shù)字化儀掃描儀以及GPS和全站儀。輸出設(shè)備包括繪圖儀、打印機(jī)等。軟件是支持信息的采集、處理、存儲管理、分析和可視化結(jié)果輸出的計算機(jī)程序系統(tǒng)。數(shù)據(jù)包括已有的各種圖形、圖像、文本、以及統(tǒng)計數(shù)據(jù),野外觀測站點的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)又可以分為圖形和非圖形數(shù)據(jù),定性和定量數(shù)據(jù)、影像及多媒體數(shù)據(jù)等。用戶是地理信息系統(tǒng)所服務(wù)的對象,是地理信息系統(tǒng)的主人,GIS用戶分一般用戶和從事系統(tǒng)建立、維護(hù)、管理和更新的高級用戶。地理信息系統(tǒng)的更新包括硬件、軟件和數(shù)據(jù)的更新,以及用戶的知識更新,一般,計算機(jī)的壽命只有3-5 年,軟件壽命約為5 -15 年,而數(shù)據(jù)的有效壽命與所反映特征的變化周期有關(guān)。在地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成中,硬件、軟件和數(shù)據(jù)所占用的成本比為1:2:7地理信息系統(tǒng)的硬件配置模式有單機(jī)模式,局域網(wǎng)模式和廣域網(wǎng)模式。
地理信息系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)實例分析
1、地震災(zāi)害預(yù)估
在通用的地理信息系統(tǒng)工具支持下,經(jīng)過二次開發(fā)建立地震震害預(yù)估信息系統(tǒng),可以節(jié)省軟件開發(fā)的人力和物力,縮短系統(tǒng)建立的周期。我們利用地理信息系統(tǒng)軟件ARC/ INFO 的開發(fā)地震震害預(yù)估信息系統(tǒng),可在震前對地震造成的損失進(jìn)行預(yù)估。該系統(tǒng)包括以下幾個功能:
(1)圖層管理和視圖控制
本系統(tǒng)可管理任意多的圖層,如行政區(qū)劃、公路交通、鐵路交通、河流、歷史地震、地下水埋深、城市空地、構(gòu)(建)筑物等。用戶可自由添加和刪除這些圖層。系統(tǒng)允許用戶隨意打開和關(guān)閉某一圖層,并可放大、縮小和移動圖層,另外還可顯示數(shù)字化后的遙感圖像。
(2)屬性識別
本系統(tǒng)可管理任意多的圖層,每個圖層都有自己的屬性數(shù)據(jù),如行政區(qū)劃有國民經(jīng)濟(jì)基本情況屬性數(shù)據(jù),公路交通有公路等級、長度、造價等屬性數(shù)據(jù)。用戶選擇屬性識別后用鼠標(biāo)點擊但在實際中,變量之間的依賴關(guān)系經(jīng)常存在,此時可采用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)來表示大的變量集合的聯(lián)合概率分布。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是一個帶有概率注釋的有向無環(huán)圖,可以分析大量變量之間的相互關(guān)系。
2、數(shù)字化林相圖
利用GIS和相關(guān)的技術(shù)確定合理的齡組結(jié)構(gòu),利用G璐強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫和模型庫功能,檢索提取符合撫育間伐的小班,制作撫育間伐圖并進(jìn)行合理株數(shù)模擬預(yù)測,還可制定采伐計劃安排、制作采伐圖表和更新設(shè)計。
以往林業(yè)制圖,人工勞務(wù)介入量大,使得林業(yè)專題圖的編制費時費力,利用GIS技術(shù)可以直接輸出包括地形在內(nèi)的各種專業(yè)圖件,編制時間大大縮短,精度也有了較高的保證。
3、電力自動化
地理信息系統(tǒng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中應(yīng)用的主要功能模塊包括(1)地圖管理功能模塊:該模塊可以實現(xiàn)對電子地圖的編輯和對非常大的圖庫進(jìn)行管理,例如:圖件的矢量化、圖件的多種格式之間的靈活方便的轉(zhuǎn)換、地圖、分析圖等圖形圖像的繪制和誤差的矯正、圖幅的無縫拼接、投影變換等(2)輔助做圖功能模塊:能夠直觀的將整個電力網(wǎng)絡(luò)直觀形象構(gòu)造出來,從而設(shè)計出網(wǎng)絡(luò)元素對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)庫,最終實現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)的自動化形象有效的管理,提供各種各樣的快捷有力的網(wǎng)絡(luò)錄入手段。既能夠提供方便快捷的手動輸人方式,又可以采取外掛數(shù)據(jù)庫的批處理的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行輸,這樣使電力企業(yè)在信息錄入工作上有了方便快捷且有效的工作模式;(3)設(shè)備管理功能模塊:通輔助工具與系統(tǒng)的同時運行,在對已有的基本臺帳數(shù)據(jù)、缺陷數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的處理上更加快捷,能夠?qū)崿F(xiàn)模糊地名搜索,首先對電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)行區(qū)域劃定,對設(shè)備種類、型號的定義,構(gòu)成模糊檢索條件,然后可以對所指定的目標(biāo)實現(xiàn)快速的尋找,讓模擬掛牌操作在線路上得以實現(xiàn),并使線路中具備對現(xiàn)有的掛牌進(jìn)行檢索的功能,與此同時落于書面的圖形與報表打印功能的完善使電力企業(yè)工作人員的效率得以大幅度的提高;(4)電網(wǎng)分析功能模塊:能夠?qū)Q策者進(jìn)行一定程度上的輔助決策,在對系統(tǒng)中已經(jīng)存在的電網(wǎng)圖上及有效數(shù)據(jù)的分析后,實現(xiàn)對拉閘停電分析、阻抗計算、可靠性的計算,提出可靠的理論依據(jù)和執(zhí)行方案方便操作者決策。例如:對拉閘停電范圍進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,便能制定出準(zhǔn)確、有效、可行的拉閘停電范圍的方案。發(fā)電、輸電、變電、配電和用電這五大主要的電路循環(huán)系統(tǒng)中需要占用極大的地理空間區(qū)域,并且并不均勻的分布于整個電力系統(tǒng)中。復(fù)雜的分布導(dǎo)致了地理空間區(qū)域內(nèi)分布的各項數(shù)據(jù)的龐大。然而在電力企業(yè)中該項數(shù)據(jù)是所有應(yīng)用的核心對象,電力系統(tǒng)自動化的各項功能是以這些分布產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為依托,以科學(xué)的方式來執(zhí)行各功能的。通過地理信息系統(tǒng),我們可以為電力企業(yè)電力系統(tǒng)提供一個集成了地理區(qū)域信息的管理運行平臺的,通過系統(tǒng)能夠優(yōu)化管理信息系統(tǒng),合理規(guī)劃企業(yè)資源。
地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
地理信息系統(tǒng)正朝著多維化、網(wǎng)絡(luò)化、移動化、集成化、組件化和互操作化等方向發(fā)展GIS隨著應(yīng)用的深入以及用戶群體的加大,不只是局限于對二維數(shù)據(jù)進(jìn)行操作和分析,和只是顯示三維數(shù)據(jù),而越來越需要對三維數(shù)據(jù)以及多維數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、操作和表達(dá)在對地理現(xiàn)象的時空過程進(jìn)行分析和模擬時,如區(qū)域人口的變化,洪水的動態(tài)過程模擬,土地利用變化的時空過程,城市動態(tài)變化的時空過程分析、表達(dá)和模擬,除了三維還需要時間維,即所謂“時空系統(tǒng)”這使得GIS向多維GIS的方向的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)時代將人們帶入信息化數(shù)字化的時代,地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展將使得政府、企業(yè)和公眾可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取到他們所需要的各種數(shù)據(jù)地理信息,并幫助他們進(jìn)行決策分析! 他們可以在普通瀏覽器上進(jìn)行圖形編輯、互動式操作以及完成復(fù)雜的空間分析工作GIS的網(wǎng)絡(luò)化是GIS走向社會化和大眾化的有效途徑.GIS 將進(jìn)一步與掌上計算機(jī)、移動電話、汽車、飛機(jī)、船以及農(nóng)業(yè)機(jī)集成,從而成為可移動化的GIS 此外,GIS還將與OA和MIS等技術(shù)集成起來,從而發(fā)揮GIS 在政務(wù)信息化方面的巨大作用GIS 的組件化發(fā)展將為滿足不同的GIS用戶對GIS功能的不同需求提供有利條件。這使得用戶具有更大的自來選擇和搭建自己的GIS和應(yīng)用! 組件式GIS是基于標(biāo)準(zhǔn)的組件平臺,各組件之間不僅可以進(jìn)行自由、靈合重組,而且具有可視化的界面和使用方便的接口,組件式GIS的基本思想是把GIS 的功能模塊劃分為多個控件,每個控件完成不同的功能!各個GIS控件之間,以及GIS控件與其它非GIS控件之間,可以方便地通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來,形成最終的GIS應(yīng)用。它為GIS最終用戶提供了方便的二次開發(fā)手段,這有利于GIS的系統(tǒng)集成化和應(yīng)用的大眾化,同時也能很好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展要求! 隨著GIS應(yīng)用的深入和大眾化,就要需要不同的GIS系統(tǒng)之間能進(jìn)行互操,不同GIS系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)能實現(xiàn)共享。這就使得GIS將向互操作地理信息系統(tǒng)的方向發(fā)展,從而使得可以通過高速寬帶網(wǎng)實現(xiàn)異構(gòu)環(huán)境條件下多個地理信息系統(tǒng)或其應(yīng)用系統(tǒng)之間的互相通信和協(xié)同工作!總之,隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的應(yīng)用普及,GIS必將深入到各行各業(yè)乃至千家萬戶中,成為人們生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)和工作中不可缺少的工具和助手。
【參考文獻(xiàn)】
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1.港澳臺地區(qū)現(xiàn)狀
20世紀(jì)90年代初,在科技全球化發(fā)展的新形勢影響下,我國臺灣省教育部啟動了一系列教育改革方案,并于1995年新修訂了《高級中學(xué)地理課程標(biāo)準(zhǔn)》,該標(biāo)準(zhǔn)列舉了地理技能及方法的重要性,強(qiáng)調(diào)學(xué)生解決實際問題的能力。臺灣高中新地理教材的第三學(xué)年選修課程中增加了GIS教育課程,并引發(fā)了高中地理教師學(xué)習(xí)進(jìn)修GIS相關(guān)課程的熱潮。為了加強(qiáng)GIS教育的推廣,臺灣教育部門積極組織大量的教育專家和一些學(xué)科教師,進(jìn)行高中地理GIS教學(xué)資源的研發(fā),包括GIS教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源、GIS教育范例、教學(xué)配套教材等,大大促進(jìn)了GIS教育的普及工作。
2.大陸地區(qū)現(xiàn)狀
在2003年以前,我國的GIS基礎(chǔ)教育還只是處于一個剛起步的實驗性階段。2000年ESRI公司將K-12計劃引入我國,北京、上海、南京、成都等城市都有中學(xué)加入這一計劃,如上海東延安中學(xué)和北京市潞河中學(xué)。不少公司和學(xué)校還合作建立了“中小學(xué)現(xiàn)代地理教學(xué)示范基地”,整個“示范基地”建設(shè)于2005年第一季度完成。該“基地”主要開展以Arc View GIS軟件為平臺的GIS教育,幫助學(xué)生了解最前沿科技,認(rèn)識地理信息系統(tǒng)概念,擴(kuò)展地理基礎(chǔ)知識,培養(yǎng)他們用科學(xué)和理性的觀點來解決問題的能力。以上有關(guān)GIS基礎(chǔ)教育種種嘗試,為我國2003年新地理課程標(biāo)準(zhǔn)的頒布奠定了一定的基礎(chǔ)。
我國最早以官方形式規(guī)定GIS進(jìn)入高中課程是在2003年4月,國家教育部在新一輪課程改革中頒布了《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)地理信息技術(shù)在地理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)地理信息技術(shù)內(nèi)容得到大幅度增加,主要分布在必修3模塊和選修模塊中,且每一部分都由標(biāo)準(zhǔn)和活動建議兩部分構(gòu)成。但是目前我國還沒有出現(xiàn)像ESRI一樣自主研發(fā)的專門用于基礎(chǔ)教育階段的GIS軟件平臺。這種現(xiàn)狀引起了國內(nèi)一些教育機(jī)構(gòu)與研發(fā)部門的關(guān)注和重視,如北京大學(xué)清華同方教育技術(shù)研究院地理教育技術(shù)研究所開發(fā)的“教學(xué)地理圖編輯平臺”。此外,社會上一些公司(如北京超圖公司)也日益關(guān)注GIS教育事業(yè)。
二、我國GIS基礎(chǔ)教育存在的問題
1.信息化水平低且發(fā)展不平衡
GIS基礎(chǔ)教育不同于傳統(tǒng)地理學(xué)科教育,要求學(xué)校要有一定數(shù)量的計算機(jī)機(jī)房、軟件系統(tǒng)、投影、數(shù)字化等設(shè)備,能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有充分的上機(jī)實踐的機(jī)會。雖然近年來我國的信息化水平不斷以較高速度發(fā)展,但是總體水平仍比較低下且發(fā)展很不平衡。據(jù)2001年底統(tǒng)計,北京和上海分別為14.87名學(xué)生和16.7名學(xué)生擁有一臺計算機(jī), 而云南、貴州和甘肅等, 這個數(shù)字分別為18.6、11.8 和9.3。此外,學(xué)生能夠熟悉計算機(jī)的基本操作是GIS基礎(chǔ)教育順利開展的前提,但是目前絕大多數(shù)的中學(xué),由于受學(xué)校計算機(jī)硬件以及計算機(jī)教師專業(yè)素質(zhì)低的影響,學(xué)生計算機(jī)水平很難達(dá)到要求。
2.GIS教學(xué)軟件、教材及其它配套資源缺乏
目前,我國常用的GIS軟件主要是美國ESRI公司提供的ArcInfo系列產(chǎn)品、MapInfo公司的MapInfo系列產(chǎn)品以及MapCIS等國產(chǎn)軟件,這些軟件的共同特點:價格昂貴,功能強(qiáng)大、過于復(fù)雜,短時間內(nèi)難以上手,對中學(xué)地理師生而言都是極大的挑戰(zhàn),不適用于中學(xué)教學(xué)。
通俗易懂的GIS教材及配套讀物也很稀少。近些年來,隨著GIS的廣泛應(yīng)用,有關(guān)地理信息系統(tǒng)的教材及參考書籍層出不窮,但是絕大多數(shù)語言生澀難懂、程序復(fù)雜,只適用于高等院校教學(xué),而通俗易懂,適用于中學(xué)教學(xué)的教材及配套讀物卻很少。這種現(xiàn)象十分不利于GIS普及教育的發(fā)展。
3.教師地理信息技術(shù)水平不高
地理信息技術(shù)是一種比較先進(jìn)的現(xiàn)代技術(shù),要真正掌握,對中學(xué)地理教師是一項很大的挑戰(zhàn)。目前,我國大多數(shù)中學(xué)地理教師對GIS軟件不熟悉,信息技術(shù)的素養(yǎng)不高,因此,很多學(xué)校的GIS教學(xué)均是由信息技術(shù)課的教師擔(dān)任,而這些教師地理知識缺乏,在教學(xué)過程中難以很好地結(jié)合地理知識和規(guī)律進(jìn)行教學(xué),使GIS課缺乏地理特色,不利于學(xué)生地理空間思維和能力的培養(yǎng)。
4.GIS基礎(chǔ)教育研究十分薄弱
自2003年4月教育部頒布《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》以來,已經(jīng)經(jīng)歷了9年的時間,表面上看我國當(dāng)前GIS基礎(chǔ)教育進(jìn)行得轟轟烈烈,絕大多數(shù)中學(xué)都開設(shè)地理信息技術(shù)課程,但多數(shù)只是形如虛設(shè),很少向?qū)W生開展,其中重要原因之一是我國GIS基礎(chǔ)教育缺少有中國特色教育理論的指導(dǎo)。在網(wǎng)上通過對中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(CNKI)發(fā)表的論文進(jìn)行檢索,2003—2011年,有關(guān)GIS或者地理信息系統(tǒng)的論文有20 060余篇,其中涉及到教育的有86篇,而僅有十幾篇涉及到GIS的普及教育,其它都是以GIS專業(yè)為研究對象。此外,相關(guān)著作也比較少見。因此,我國GIS基礎(chǔ)教育的重要性雖然得到社會普遍認(rèn)可,但是教育實踐缺乏我國特色教學(xué)理論的指導(dǎo),最終將難以擺脫混亂的困境。
三、我國GIS基礎(chǔ)教育有效實施建議
1.積極采取多層次教學(xué)
多層次教學(xué)是指針對不同學(xué)習(xí)對象提出不同的教學(xué)要求。由于我國當(dāng)前各地區(qū)計算機(jī)硬件普及率、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、教育水平等還存在很大差異,且在短時間內(nèi)難以全面提高。因此,要真正落實GIS基礎(chǔ)教育,需要根據(jù)各地實際教學(xué)環(huán)境(硬件、軟件、學(xué)生狀況、教師隊伍),采取分層次、分地區(qū)、分級別有區(qū)別地對待。筆者認(rèn)為,可以根據(jù)全國的經(jīng)濟(jì)分區(qū)(西部、中部、東部地區(qū)),給各地區(qū)GIS基礎(chǔ)教育設(shè)定不同的層次要求,實現(xiàn)各地區(qū)GIS基礎(chǔ)教育最優(yōu)化發(fā)展。具體情況見表1。
2.逐步開發(fā)GIS教學(xué)資源
(1)開發(fā)適合中學(xué)地理GIS教學(xué)的軟件。據(jù)了解,目前我國的GIS專業(yè)軟件公司開發(fā)的GIS專業(yè)軟件接近國際水平,已經(jīng)完全有能力開發(fā)出GIS基礎(chǔ)教育軟件平臺。因此,非常有必要組織一些GIS軟件開發(fā)者、相關(guān)教育專家以及一線地理教師進(jìn)行軟件的開發(fā),借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗,在成熟的商業(yè)或?qū)I(yè)的GIS軟件的基礎(chǔ)上對原有的界面和功能進(jìn)行簡化,實現(xiàn)GIS軟件的二次開發(fā),試圖開發(fā)出一些符合中學(xué)生年齡特點及知識水平的中文版GIS軟件,這是開展GIS基礎(chǔ)教育的當(dāng)務(wù)之急。
(2)組織編寫出版優(yōu)秀地理信息技術(shù)中學(xué)教材及配套讀物。優(yōu)秀地理信息技術(shù)教材和配套讀物是中學(xué)生快速了解和認(rèn)識GIS基本知識的有效工具。建議出版機(jī)構(gòu)積極組織國內(nèi)知名地理信息科學(xué)技術(shù)專家、學(xué)者以及中學(xué)地理教師,針對中學(xué)生年齡特點、知識水平、接受能力,編寫并出版一些通俗易懂的中學(xué)GIS教材和配套讀物,激發(fā)學(xué)生對地理信息技術(shù)的興趣。
(3)建立GIS基礎(chǔ)教育網(wǎng)站。目前,我國還沒有一個專門的GIS基礎(chǔ)教育網(wǎng)站,而在歐美等發(fā)達(dá)國家,都曾先后建立了專門的網(wǎng)頁在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行經(jīng)驗交流、問題解答、資料下載等服務(wù),實現(xiàn)了GIS的教育資源共享,大大節(jié)省了人力、物力。筆者認(rèn)為這一做法非常值得借鑒,建議有關(guān)機(jī)構(gòu)牽頭建立專門的GIS基礎(chǔ)教育網(wǎng)站,聯(lián)絡(luò)各個中學(xué)和高校,收集有用的教學(xué)資源,提供有償或無償?shù)馁Y源下載空間,并鼓勵網(wǎng)上進(jìn)行教學(xué)經(jīng)驗的充分交流等。
3.不斷加強(qiáng)GIS師資隊伍建設(shè)
(1)加強(qiáng)現(xiàn)有中學(xué)地理教師的培訓(xùn)。高水平的地理教師隊伍是順利開展地理信息技術(shù)教育的基礎(chǔ)和前提,為提高中學(xué)地理教師的地理信息水平,應(yīng)大力開展各種教師地理信息技術(shù)培訓(xùn),鼓勵骨干地理教師進(jìn)行繼續(xù)教育,盡快使現(xiàn)有的骨干教師成為我國中學(xué)地理信息技術(shù)教學(xué)中的砥柱。
(2)加大高校地理科學(xué)專業(yè)(師范類)教學(xué)改革。高校地理科學(xué)專業(yè)(師范類)是中學(xué)地理教師的搖籃,其教學(xué)質(zhì)量高低直接決定我國未來中學(xué)地理教師的素質(zhì),在新一輪地理基礎(chǔ)教育改革之際,高校地理科學(xué)專業(yè)可通過修訂課程計劃、課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)大綱,加強(qiáng)大學(xué)生實踐環(huán)節(jié),促使畢業(yè)生在知識結(jié)構(gòu)、實踐能力等方面適應(yīng)地理基礎(chǔ)教育改革需求。
【摘 要】文章通過分析近年來國內(nèi)外中學(xué)鄉(xiāng)土地理教學(xué)研究進(jìn)展,結(jié)合地理信息技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用狀況,提出將3S技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)鄉(xiāng)土地理教學(xué)的設(shè)想。
關(guān)鍵詞 中學(xué)鄉(xiāng)土地理;地理教學(xué);3S技術(shù)
中圖分類號:G633.55 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-0568(2015)06-0055-01
鄉(xiāng)土地理作為中學(xué)地理教學(xué)的有機(jī)組成部分,充分體現(xiàn)“生活化地理”的理念,結(jié)合現(xiàn)代地理信息技術(shù),以一種全新的視角展示給學(xué)生,在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)中的不足,讓學(xué)生在領(lǐng)略環(huán)境與生活魅力的同時,增強(qiáng)其社會適應(yīng)能力與應(yīng)變能力。
一、中學(xué)鄉(xiāng)土地理教學(xué)研究進(jìn)展
1.國外研究進(jìn)展。國外從近代區(qū)域地理學(xué)誕生之時,便已經(jīng)開始重視鄉(xiāng)土地理研究與教學(xué),確立了其在地理學(xué)中的地位。17世紀(jì)夸美紐斯在設(shè)計地理課程時就強(qiáng)調(diào)必須從鄉(xiāng)土地理學(xué)習(xí)開始;18世紀(jì),法國教育家盧梭、瑞士教育家斐斯泰洛齊指出兒童的學(xué)習(xí)要與鄉(xiāng)土知識相結(jié)合;繼李特爾之后,德國大學(xué)教授赫阿爾夫·赫特納在《地理學(xué)——它的歷史、性質(zhì)和方法》一書中重申了“地理課程應(yīng)該從鄉(xiāng)土志開始”;在美國,地理學(xué)習(xí)通常采用“同心圓”式(或稱“擴(kuò)展環(huán)境”式)的學(xué)習(xí)秩序,即地理學(xué)習(xí)從家鄉(xiāng)和家鄉(xiāng)周邊環(huán)境開始。在英國,雖沒有鄉(xiāng)土地理教學(xué)的概念,但十分重視地理野外考察。在日本,一向重視鄉(xiāng)土地理教學(xué),尤其對鄉(xiāng)土地理調(diào)查法有詳盡地研究。
在鄉(xiāng)土地理課程設(shè)置方面,世界各國有所不同,主要分成三種類型:第一類如英國、法國等,優(yōu)先學(xué)習(xí)鄉(xiāng)土地理;第二類如前蘇聯(lián)等,將鄉(xiāng)土地理知識滲透到各部分內(nèi)容之中;第三類如澳大利亞等,以專題形式在問題探討中結(jié)合了鄉(xiāng)土地理的學(xué)習(xí)。
由此可見,在國外,無論是課程理念、課程設(shè)置,還是教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法,都十分重視鄉(xiāng)土地理,鄉(xiāng)土地理是地理教學(xué)中不可或缺的部分。
2.國內(nèi)研究進(jìn)展。與國外相比,中國的鄉(xiāng)土地理教學(xué)起步較晚,目前,從課程標(biāo)準(zhǔn)來看,國家教育部制定的《義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》規(guī)定“鄉(xiāng)土地理是必學(xué)內(nèi)容”,把鄉(xiāng)土地理提升至與“地球與地圖”、“世界地理”、“中國地理”同等重要的位置,將其納入中學(xué)地理教學(xué)的體系之中,且從課程性質(zhì)、理念、設(shè)計、目標(biāo)以及內(nèi)容等方面闡述了鄉(xiāng)土地理教學(xué)的重要性與可操作性。《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》中有關(guān)鄉(xiāng)土地理教學(xué)的內(nèi)容出現(xiàn)在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中的“活動建議”部分,且基于鄉(xiāng)土地理基礎(chǔ)之上的活動所占的比例較大,突出高中地理課程“重視對地理問題的探究,倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí),開展地理觀測、地理考察、地理實驗、地理調(diào)查和地理專題研究等實踐活動”的理念。
此外,國內(nèi)廣大教師與學(xué)者也對鄉(xiāng)土地理教學(xué)展開了大量研究。據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研,2000~2014年之間,國內(nèi)學(xué)者在三大國家級地理教學(xué)期刊《地理教學(xué)》、《地理教育》和《中學(xué)地理教學(xué)參考》上發(fā)表的與鄉(xiāng)土地理教學(xué)相關(guān)的論文共計69篇,主要涉及鄉(xiāng)土地理課程資源的開發(fā)、利用,鄉(xiāng)土地理教學(xué)策略與實施途徑,以及鄉(xiāng)土地理的各種學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)困境的研究,如心理地圖法研究、地圖導(dǎo)學(xué)法研究,鄉(xiāng)土地理教學(xué)案例研究、鄉(xiāng)土地理試題研究、教育教材的研究和教育實踐的研究等。由此可見,國內(nèi)鄉(xiāng)土地理教育方興未艾,是中學(xué)地理教育的有機(jī)組成部分。
二、地理信息技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)地理教學(xué)研究進(jìn)展
1.國外研究進(jìn)展。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不同,各國對地理信息技術(shù)的重視程度不同,導(dǎo)致地理信息技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用存在著差異。總體上,經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的國家或地區(qū),地理信息技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)地理教學(xué)中的時間就越早,相關(guān)研究成果也越豐富。如歐美等發(fā)達(dá)國家,大的如公司、學(xué)校,小的如學(xué)者個人,都十分重視地理信息技術(shù)教育,他們的學(xué)生不僅能熟練操作地理信息技術(shù)相關(guān)專業(yè)軟件,如GIS軟件,而且能運用這些軟件分析和解決實際問題。此外,如馬耳他等經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū),鮮有教師運用3S技術(shù)進(jìn)行地理教學(xué);而新加坡雖然現(xiàn)階段在中學(xué)地理教學(xué)中較少涉及3S技術(shù),但是已計劃在中學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中對3S技術(shù)的應(yīng)用提出要求,這將有助于3S技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的推廣和應(yīng)用。
美國是研究地理信息科學(xué)最為前沿的國家,其地理學(xué)研究的領(lǐng)域、方向及其變化基本上代表了世界地理學(xué)的整體發(fā)展規(guī)律。從這個意義上說,美國地理學(xué)發(fā)展趨勢也是世界地理學(xué)的發(fā)展脈絡(luò),世界地理信息技術(shù)將不斷發(fā)展,而中學(xué)地理信息技術(shù)的教學(xué)也必然隨之發(fā)展。
2.國內(nèi)研究進(jìn)展。縱觀國內(nèi)近年來的研究,地理信息技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用主要集中在3S技術(shù)課程和3S技術(shù)輔助教學(xué)應(yīng)用兩個方向的研究上。3S技術(shù)課程研究又主要分為課程內(nèi)容研究與課程教學(xué)研究。在課程內(nèi)容上,段玉山、安業(yè)分別對高中地理中3S技術(shù)應(yīng)用的選修模塊內(nèi)容與高中地理教材中涉及3S技術(shù)部分內(nèi)容進(jìn)行解析與評述,都提出了相應(yīng)的要求。在課程教學(xué)方面,以課堂教學(xué)策略與教學(xué)方法進(jìn)行研究為主。
在3S技術(shù)輔助教學(xué)應(yīng)用方面,研究主要體現(xiàn)在以下四個方面:①3S技術(shù)輔助教學(xué)——以制作專題地圖為主,用于分析、講解特定教學(xué)內(nèi)容。②3S技術(shù)輔助研究性課題的學(xué)習(xí)——應(yīng)用于地理實驗教學(xué)中;③3S技術(shù)的教學(xué)模式進(jìn)行分析;④基于GIS的中學(xué)地理輔助教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)和利用。另外,李晴晴、孫婷等就GIS輔助教學(xué)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用也做了相應(yīng)的研究。
整體而言,我國目前的中學(xué)3S教育仍屬于探索階段。一方面,將地理信息技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)地理教學(xué)的理論研究相對不足,更多的是面向科研或高等教育的地理信息技術(shù)應(yīng)用研究,而較少涉及引導(dǎo)學(xué)生將3S技術(shù)作為學(xué)習(xí)工具,用于收集、分析、利用地理信息,解決生產(chǎn)生活存在的問題的論文。另一方面,3S技術(shù)在我國中學(xué)實踐教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展也較為緩慢。調(diào)查結(jié)果顯示,高中地理教師對教材中涉及到的3S技術(shù)部分,大部分只是簡單地講授教材中的內(nèi)容,只有很少一部分教師會使用ArcGIS、ArcView等軟件對教材內(nèi)容做簡單的操作演示,幾乎沒有學(xué)校給學(xué)生提供上機(jī)、體驗3S技術(shù)應(yīng)用功能的機(jī)會。
三、不足與新思路
綜上所述,國外對3S技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)的理論研究較為成熟,且其實踐教學(xué)發(fā)展也較快,尤其十分重視如何更有效地在中學(xué)地理教學(xué)中運用3S技術(shù)的問題。而國內(nèi)研究進(jìn)展緩慢,對3S技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)的研究還不夠全面和深入,往往側(cè)重鄉(xiāng)土地理資源、教材、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)模式探討,少部分基于GIS建立鄉(xiāng)土地理資源數(shù)據(jù)庫,而將3S技術(shù)綜合應(yīng)用到中學(xué)鄉(xiāng)土地理教學(xué)的研究則仍較為少見。因此,如何將3S技術(shù)的優(yōu)勢應(yīng)用于在中學(xué)鄉(xiāng)土地理教學(xué)中值得研究。
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