網絡信息服務支持下的《空間信息技術基礎》實踐教學研究

摘 要：隨著信息獲取和處理技術的迅速發展和社會需求的不斷增大，由遙感（RS）技術、全球定位技術（GPS）和地理信息系統（GIS）組成的空間信息技術已經滲透到人民生活和經濟建設的各個方面，在地理信息系統及相關專業開展空間信息技術框架結構課是基礎教學的一個有益的嘗試，目前我校就已向入校生開設了《空間信息技術基礎》這門課。本文介紹了在網絡信息服務支持下的《空間信息技術基礎》課程教學和實踐教學的相關方面，并給出了相關課程教學的一些建議。

關鍵詞：GIS RS 空間信息技術 實踐教學

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0176-02

地理信息系統是一個新興的交叉學科，在我國學科設置中，地理學一級學科、測繪科學一級學科、計算機一級學科都設有地理信息系統的二級學科。我國已有近200多所大學設立了地理信息系統專業，我校資源環境與旅游學院也于2002年建立了地理學一級學科下的地理信息系統專業，目前，在教育部新修訂的專業目錄中，已改為地理信息科學專業。遙感科學與技術是測繪科學一級學科下設立的新專業，我校于2011年正式開始招生。地理信息系統學科和遙感科學與技術的設置也表明了該學科的交叉性，盡管兩個專業的側重點不同，但都涉及到地理學、測繪學、圖形圖像學、計算機科學等專業相關的各種專業知識。為貫徹“厚基礎，寬口徑”的教育理念，切實做到理論聯系實際。我們向大一新生開設了“空間信息技術基礎”這門課，開設這門課的目的是對新生系統全面地介紹空間信息技術的全貌、各分支學科的主要內容及其之間的關系，闡述空間信息技術的發展歷程，并將其經典基礎理論與現代應用信息技術有機結合。通過該課程，一方面激發新生對空間信息技術產生濃厚的學習興趣，建立學習本專業的信心，使學生提高對空間信息技術的整體認識，熱愛地理信息系統和遙感專業，而且也為通識教育夯實基礎。我校地理信息系統和遙感專業主要向全國十多個省市招收理科生，主要存在學生計算機水平與知識不平衡，理科生地理不作為高考引起的地理基礎不牢，網絡條件下信息服務參與度差別大等特點，而作為交叉學科的空間信息技術涉及到計算機科學、網絡技術、地理學、圖形圖像學等。因此，在大一進行空間信息技術課程的講授不同于其他專業課重點在專業技能和專業素質的提高，如何在起點不同、網絡信息服務逐步深入學生學習生活的同時開展空間信息技術基礎的教法研究是一個重要的課題。

1 網絡信息服務中的空間信息技術實踐教學

我校地理信息系統和遙感科學兩個專業招收的都是理科生，在現行高考體制下，理科綜合中只包含物理、化學和生物，沒有地理學科。同時，不同省份和不同家庭條件的學生中計算機水平和對信息技術的了解水平分異較大，這些都成為空間信息技術基礎這門課教學有效開展的障礙。通過與多屆學生的教學互動以及與大學一年級新生的深入交流，學生主要有以下一些特點：一是地理知識和功底相對比較薄弱，主要原因是在高考指揮棒下理科生學習地理知識的課時和精力相對較少，特別是在農村地區；二是計算機應用和相關知識分異較大，一些農村地區在高中以前沒有使用或者很少使用計算機與網絡，而北京城區的學生計算機和網絡使用水平相對較高；三是計算機軟硬件和網絡條件較好，學生使用計算機和網絡興趣濃厚，受考上大學的影響，大部分學生都擁有計算機，同時學校提供的網絡上網條件較好，基本能夠實現教學區和休息區的全覆蓋，使用網絡信息服務來引導空間信息教學條件較好。實踐教學是加深感性認識、提高課程興趣的重要手段。通過本課程的積極引導，讓網絡信息服務不僅成為生活娛樂的工具，也成為專業學習的工具。通過與日常生活相關的實踐教學提升學生的專業鑒賞能力。針對以上條件，在實際空間信息技術教學中主要采用以下一些方法與手段來充分利用網絡信息服務來進行空間信息技術基礎的教學工作。

（1）通過分組的方式，利用課堂和課下互動來分享空間信息技術帶來的不同的網絡體驗，提升專業興趣。在充分了解學生各項基本知識和基本功能后，通過老師引導和學生自愿分組的方式，將學生分成3～5人的一個小組，小組完成以下諸如課堂討論、課下互助的方式開展各項學習過程，在分組時應注意到學生的地域、計算機基礎等的差異。如在第一堂課后，會讓學生學會使用googleearth，并在googleearth上找到自己的家，并向第二堂課上向全班介紹自己學習使用googleearth的過程、對它的認識，以及找到家鄉的過程。通過幾輪的課堂教學效果來看，學生在沒有老師引導的情況對空間分布、影像尺度等相關專業知識和思想有了樸素的認識，在課堂介紹階段通過提問、討論、點評等方式，能夠將樸素的感性認識轉化為專業知識和認知能力。在整個課程的教學過程中，設計了諸如家鄉、著名自然旅游景點、熱點事件的熱點區域等多個課下實踐和課上交流的過程，在空間信息網絡服務的支持下從不同的知識側面引導學生從單一的講授學習到課下實踐-課堂交流的互動和主動學習。在此過程中，各小組組員組成的合理性，各個課下實踐-課堂交流主題的有趣性，以及選擇各小組課堂交流的順序都成為該方法手段能夠順利高效進行的關鍵因素。第一次選擇小組完成任務的優秀程度可能直接決定了以后幾次該方法手段的優秀程度。

（2）通過不同網絡服務形式比較，加深學生重點基礎知識和重要地學思想的理解。在空間信息技術基礎教學過程中，需要學生通過地理對象抽象形成地理數據模型，通過數據模型的抽象形成數據結構，通過對數據結構的實體化形成地理信息等三個步驟，而在空間信息技術的發展過程，對地理對象的抽象、數據模型的類別、數據結構的多樣性以及實體數據的海量性等都有不同的認知。在這些過程中，既有豐富的具體形象的對象，也有抽象的模型、數據等，借助網絡信息服務下一些具體事例，方便學生更好的加深理解。如我們通過讓學生觀察自己的校園，并研讀百度地圖、虛擬城市等不同的網絡信息服務工具下的矢量地圖、影像地圖、三維地圖和地勢圖等不同的地圖表現形式，通過比較、討論、點評等多種方式，對空間信息技術中的矢量、柵格等不同數據格式和結構。

（3）引導學生將學習、生活與網絡信息服務中的空間信息技術結合起來，應用專業知識來分析和理解。空間信息技術在當今社會各個領域的部門應用越來越廣泛，一些空間信息技術中較為專業的名詞簡稱或者縮寫如GPS等經常出現在同學們的身邊，教學過程中教師理應通過這些有利的條件引導學生學習、理解和深入探討相關。我們可以通過比較新聞聯播后的天氣預報中的氣象衛星遙感影像和資源衛星影像來引導學生分析不同對地觀測衛星的用途與特點，可以通過googleearth上不同影像分辨率的變化來引導學生理解空間分辨率與地理空間尺度的概念，可以通過矢量地圖、影像地圖等常用的地圖服務引導學生分析兩種地圖格式的異同等等。教學互動的過程覆蓋到了同學的學習與生活的過程，我們在課堂上也積極引導學生將日常生活中觀察到空間信息技術的應用與同學們分享，如在釣魚島事件過程，同學們了解到了利用無人機獲取釣魚島影像的內容，在討論過程中，學生和老師共同討論了各種遙感平臺、不同遙感影像、獲取國家基礎地理信息的手段等多種主題，教學效果良好。

2 結語與討論

空間信息技術已經從專業化的應用向網絡信息社會服務方向轉化，應用這些基本的素材和網絡信息服務的便利，可以有效的提升空間信息技術基礎教學手段的效用。在空間信息網絡信息服務的支持下通過課堂-課下教學互動能夠幫助學生較好的形成空間信息技術的基本框架，提高學生學習興趣和學習能力，形成良好的專業鑒賞能力。

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