空間數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)的優(yōu)化設(shè)計探討

□馬東波

在實(shí)踐教學(xué)過程中，由于專業(yè)學(xué)科和教師的師資力量等眾多差異，導(dǎo)致空間數(shù)據(jù)課程存在眾多的問題，例如理念抽象、概念復(fù)雜、教學(xué)內(nèi)容混亂、實(shí)踐教學(xué)與理論知識相脫節(jié)等眾多問題，嚴(yán)重降低了教學(xué)效果。所以必須優(yōu)化空間數(shù)據(jù)課程教學(xué)，才能夠提高教學(xué)效率，進(jìn)一步豐富學(xué)生思想認(rèn)知。

一、當(dāng)前空間數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題

(一)教學(xué)內(nèi)容面廣泛，難以把控教學(xué)主線?？臻g數(shù)據(jù)庫包含數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、地理信息系統(tǒng)原理與計算機(jī)編程等眾多學(xué)科，所以課程知識體系與結(jié)構(gòu)也極為復(fù)雜，教學(xué)知識面范圍廣并且冗雜。本文結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外已有的文獻(xiàn)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫課程內(nèi)容與知識點(diǎn)較多，并且各章節(jié)之間缺乏關(guān)聯(lián)性與邏輯性，難以有效地組織教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)時，教師難以有效掌握教學(xué)主脈絡(luò)，學(xué)生也無法感受課堂教學(xué)中的主體結(jié)構(gòu)，無法抓住課程的重點(diǎn)難點(diǎn)。所以必須明確教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容，突出教學(xué)主線，加強(qiáng)各知識點(diǎn)的有效串聯(lián)，才能夠提高課堂教學(xué)效率。

(二)理論知識過于抽象，難以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)前我國大部分空間數(shù)據(jù)庫專著會被選用于教育參考教材，但是較為偏重于理論學(xué)術(shù)，并且文字?jǐn)⑹鲚^為生硬，內(nèi)容極為抽象枯燥，由于學(xué)生處于思維發(fā)展過程中，缺乏感性認(rèn)知，會難以理解復(fù)雜的概念與公式。例如空間數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)索引、數(shù)據(jù)查詢等內(nèi)容是空間數(shù)據(jù)庫的核心內(nèi)容，影響著空間數(shù)據(jù)庫的管理效率，該部分內(nèi)容涉及基本原理與基本概念的知識點(diǎn)較多，并且當(dāng)前的參考教材中的文字篇幅敘述較多且內(nèi)容抽象，也增加了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)難度與教學(xué)難度，導(dǎo)致學(xué)生難以提高學(xué)習(xí)興趣。對于普通高等學(xué)生而言，如果基礎(chǔ)知識較為薄弱，則容易產(chǎn)生畏難情緒，無法讀懂晦澀的教材，從而挫傷學(xué)習(xí)興趣與積極性。

二、空間數(shù)據(jù)庫課程優(yōu)化設(shè)計策略

(一)課程優(yōu)化原則。

1.簡化教學(xué)環(huán)節(jié)，做到合理取舍。由于空間數(shù)據(jù)庫的知識面較廣，并且基本原理與基本概念較多，且內(nèi)容抽象，所以教師在教學(xué)時，如果面面俱到的分析會起到相反的教學(xué)效果，學(xué)生會覺著更加混亂、難懂。所以在教學(xué)中教師必須簡化教學(xué)環(huán)節(jié)，突出重點(diǎn)與難點(diǎn)，通過合理取舍，切實(shí)提高教材使用的價值與作用。

2.突出學(xué)生主體地位，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐認(rèn)知。教育事業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新更新了學(xué)生的主體地位，在教育教學(xué)過程中，教師必須突出學(xué)生的課堂主體地位，能夠緊密結(jié)合現(xiàn)代教育理論，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識。所以在具體的教學(xué)設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為中心，分配學(xué)生的學(xué)習(xí)角色與責(zé)任，使學(xué)生能夠發(fā)揮主體作用，從而增加自主思考與探究能力。

3.遵循循序漸進(jìn)的認(rèn)知論。學(xué)習(xí)是一個循序漸進(jìn)的過程，學(xué)生對于知識的理解與消化，是由感性認(rèn)知上升為理性的抽象，經(jīng)過學(xué)生的思維加工后，理性的抽象認(rèn)知，再轉(zhuǎn)向?yàn)槔硇缘木唧w認(rèn)知，從而有效地掌握事物本質(zhì)和內(nèi)涵。由于空間數(shù)據(jù)庫概念與原理較多，內(nèi)容復(fù)雜抽象，所以教師必須把握循序漸進(jìn)的認(rèn)知過程，才能夠逐步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。

(二)明確教學(xué)主脈絡(luò)。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)當(dāng)遵循具體——抽象——具體的認(rèn)知論原則，根據(jù)學(xué)生需求以及空間數(shù)據(jù)模型，緊密結(jié)合信息技術(shù)，有效地開展教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)講述空間數(shù)據(jù)模型的原理與基本概念、算法與計算過程等，確保教學(xué)主脈絡(luò)能夠簡單清晰，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。由于空間數(shù)據(jù)庫的建庫過程是計算機(jī)的轉(zhuǎn)化過程，所以可以應(yīng)用現(xiàn)實(shí)世界存在的空間現(xiàn)象或者是特性，例如交通網(wǎng)絡(luò)或者是交通地形圖引導(dǎo)學(xué)生感知現(xiàn)實(shí)世界中的空間抽象化，能夠了解現(xiàn)實(shí)世界中的空間現(xiàn)象方法與空間特性，這一過程形成了空間概念模型。在此過程中，教師重點(diǎn)講解矢量數(shù)據(jù)模型與網(wǎng)格數(shù)據(jù)模型。計算機(jī)中主要涉及了數(shù)據(jù)的存儲與查詢、顯示等可以引導(dǎo)學(xué)生掌握主流的存儲方法，例如金字塔遙感影像圖與SHP文件格式、幾何網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集、GEODATABASE等進(jìn)行信息存儲，再通過空間要素進(jìn)行數(shù)據(jù)索引，從而提高空間數(shù)據(jù)的查詢效率與質(zhì)量。

(三)科學(xué)合理安排課程學(xué)時。雖然空間數(shù)據(jù)庫所包含的數(shù)據(jù)范圍較為廣泛，技術(shù)與知識點(diǎn)也極為豐富，但是當(dāng)前我國大部分高校開設(shè)的空間數(shù)據(jù)課程課時有限，主要是每學(xué)期26～56學(xué)時，由于空間數(shù)據(jù)課程具有一定的實(shí)踐性，部分高校會配備1～2周的實(shí)踐設(shè)計。通過優(yōu)化，合理部署空間數(shù)據(jù)課程安排，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也能夠增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)知水平，所以筆者認(rèn)為可以將空間數(shù)據(jù)課程在第四學(xué)期開設(shè)，學(xué)生在之前學(xué)習(xí)過的地理信息系統(tǒng)原理與數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與面向程序設(shè)計等，可以進(jìn)行課時導(dǎo)入，能夠輔助完成空間數(shù)據(jù)課程，也可以二次開發(fā)地理信息系統(tǒng)。豐富理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)課時，加強(qiáng)兩者的有效結(jié)合，切實(shí)將理論課程教學(xué)配備吻合的實(shí)踐內(nèi)容。由于課程設(shè)計是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，當(dāng)學(xué)生完成理論知識學(xué)習(xí)后，可以根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)課程展開設(shè)計實(shí)踐，教師出題，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計，可以在期末安排一周的課程設(shè)計內(nèi)容。

(四)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。要想提高空間數(shù)據(jù)庫課程的教學(xué)效果，就必須要優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，由于該課程的知識點(diǎn)較多，并且復(fù)雜多樣，課時有限。所以在教學(xué)時，教師必須做到精簡，進(jìn)一步優(yōu)化，突出教學(xué)重點(diǎn)，能夠合理取舍，提高學(xué)生的認(rèn)知效率。教師可以對某一重點(diǎn)知識進(jìn)行反復(fù)講解，并且選取合適的主題進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，有助于加深學(xué)生理論知識學(xué)習(xí)中對于概念和原理的理解與應(yīng)用。對于一般的學(xué)習(xí)內(nèi)容，則可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行拓展延伸，或者是自主學(xué)習(xí)。

(五)優(yōu)化教學(xué)手段。在教育教學(xué)過程中，教師應(yīng)當(dāng)全面遵循以學(xué)生為中心的教學(xué)觀念，通過正確的引導(dǎo)與幫助，扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)方法，拓展學(xué)生的思維。通過優(yōu)化課程教學(xué)模式，采用多元化教學(xué)方法齊頭并進(jìn)，提高學(xué)生對于空間數(shù)據(jù)課程的學(xué)習(xí)興趣，有助于激發(fā)學(xué)生的參與積極性。通過分析歸納、啟發(fā)，有助于加深學(xué)生對于空間數(shù)據(jù)概念與原理的認(rèn)知。其中應(yīng)當(dāng)選取學(xué)生生活案例以及學(xué)生感興趣的部分進(jìn)行案例講解，切記不要生搬硬套地選取案例，應(yīng)當(dāng)緊貼生活，例如，可以對學(xué)生的期中成績表做數(shù)據(jù)模型，鼓勵學(xué)生動手操作，有助于提高學(xué)生的參與積極性，進(jìn)而提高分析問題與解決問題的水平。

三、結(jié)語

綜上所述，應(yīng)用空間數(shù)據(jù)庫課程展開教學(xué)目的在于使學(xué)生有效掌握空間數(shù)據(jù)庫的概念與原理，能夠運(yùn)用空間數(shù)據(jù)檢索功能有效掌握數(shù)據(jù)模型與空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計原理與過程，具備空間數(shù)據(jù)庫建庫管理與開發(fā)，從而達(dá)到學(xué)以致用的教學(xué)目的。要想提高學(xué)生的專業(yè)水平與實(shí)踐能力，教師必須正確認(rèn)識理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的關(guān)系，增強(qiáng)學(xué)生理論基礎(chǔ)知識的掌握能力以及實(shí)踐動手操作水平，切實(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生能夠自主發(fā)現(xiàn)，認(rèn)真思考與探究，從而提高解決問題的水平，做到將基礎(chǔ)知識有效地應(yīng)用于實(shí)踐過程中。