地理信息系統(tǒng)原理課程實驗設(shè)計原則

1、地理信息系統(tǒng)原理課程實驗設(shè)計原那么 摘要:本文為討論課程實驗設(shè)置，對課程性質(zhì)、教學(xué)目的和常見的誤區(qū)進(jìn)展了分析，闡述了設(shè)計的一般原那么和專用原那么，得出設(shè)計的總體目的，對實驗設(shè)置有實際指導(dǎo)價值。關(guān)鍵詞:地理信息系統(tǒng);實驗;原那么地理信息系統(tǒng)原理課程有較強的理論性和技術(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。因此通過科學(xué)的實驗工程與內(nèi)容設(shè)計，讓理論與理論結(jié)合，是不二之選，而實驗設(shè)計的原那么與方法那么是首先要考慮的。1課程性質(zhì)地理信息系統(tǒng)學(xué)科是融地理科學(xué)、計算機、遙感和地圖學(xué)于一體的邊緣學(xué)科，是用于答復(fù)地理學(xué)問題的藝術(shù)、科學(xué)、工程和技術(shù);的統(tǒng)稱【1】。它首先是一個信息系統(tǒng)，

2、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)科穿插學(xué)科，還是一門技術(shù)性很強的學(xué)科，雖外觀表現(xiàn)為計算機軟硬件，內(nèi)涵卻是數(shù)據(jù)的流動；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)與資源表達(dá)資源性，而學(xué)科屬性那么是指其相對獨特的研究對象和技術(shù)體系，并正在逐步地開展為關(guān)于地理空間信息處理的專門技術(shù)、效勞和科學(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、理論性、綜合性、先導(dǎo)性，它是確定教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的前提。2實驗

3、教學(xué)要求作為入門根底課程，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，理解數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，掌握數(shù)據(jù)輸入、處理技術(shù)，熟悉根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，進(jìn)步解決實際問題的才能，學(xué)會平臺軟件的使用。詳細(xì)教學(xué)內(nèi)容可劃分為根本理論、系統(tǒng)技術(shù)和應(yīng)用方法三大模塊。根本理論包括根本概念、信息傳播理論、空間定位根底、空間分析理論及學(xué)科開展等，技術(shù)系統(tǒng)涵蓋系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)構(gòu)造、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、各類技術(shù)手段及實際問題與技術(shù)的結(jié)合方法等，它們以知識的邏輯構(gòu)造，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

4、，將有更多創(chuàng)新的理論、思路、技術(shù)和實用模型被充實進(jìn)來。課程教學(xué)目的可分為理解、理解、掌握三個層次，而課程學(xué)習(xí)中需深化理解和掌握的內(nèi)容較多。概念多而嚴(yán)密，須加以深化理解，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，恰恰是生疏的；技術(shù)系統(tǒng)功能實現(xiàn)，雜亂、抽象、技術(shù)性強；應(yīng)用方法，缺少思路，難以捉摸，難與詳細(xì)決策結(jié)合；即使于理解層面，也需了然于胸，否那么影響后續(xù)教學(xué)。既要求宏觀體系的把握，又要細(xì)節(jié)的理睬。綜上所述，本課程教學(xué)具有任務(wù)重、類型多樣、涉獵面廣、知識點豐富、知識體系龐雜等特點，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，根底內(nèi)容多，要求學(xué)生

5、根底全面、學(xué)習(xí)才能強，成為了教學(xué)的難點?；庖陨蠁栴}，常輔以閱讀材料、使用相關(guān)教學(xué)法和實驗等手段。有學(xué)者通過社會需求、教與學(xué)三個方面的分析，對理工科的教學(xué)方法進(jìn)展研究，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)落實到實處;，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)新機制與策略的教學(xué)體系，同樣強調(diào)創(chuàng)新。前述方法中最突出的要求就是理論與理論結(jié)合。在教學(xué)過程中設(shè)立課程實驗，這已是通行的方法。實驗所用軟件

6、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)有實驗存在針對軟件功能而設(shè)置的問題，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、制圖等實驗，重心是軟件操作和功能實現(xiàn)，其實是一種驗證實驗，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)合不嚴(yán)密，并非針對課程，無法到達(dá)以實驗穩(wěn)固、化解知識的目的，突顯教學(xué)目的和實驗設(shè)計的矛盾。因此實驗設(shè)置的目的就必須針對課程內(nèi)容、教學(xué)目的和實驗存在的問題展開，以此討論設(shè)計原那么。3實驗設(shè)計的原那么這是所有實驗設(shè)置必須遵守的共同原那么。首先是科學(xué)可行性原那么。原

7、理、方法、材料和結(jié)果要滿足科學(xué)性，符合客觀規(guī)律，不違犯根本知識、根本原理，邏輯正確。做到實驗?zāi)康拿鞔_、原理正確、手段恰當(dāng)。其次是對照性原那么。通過對照實驗的設(shè)計消除無關(guān)變量影響，必須嚴(yán)格控制，要平衡和消除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響。再次是可重復(fù)性原那么。實驗都必須可以重復(fù)，這是可靠性的標(biāo)志，也就是在一樣實驗條件下必須做屢次獨立重復(fù)實驗，防止偶爾性，進(jìn)步試驗可靠程度，要求控制實驗條件、實驗變量下重復(fù)實驗，消除無關(guān)條件的干擾。還有就是最經(jīng)濟原那么。不管什么實驗，都有它的最優(yōu)選擇方案，這包括在資源的使用及時間的損耗上，可用產(chǎn)出和投入的比值來衡量，不可超越所擁有的實驗條件。此外還有隨機性原那么。即研究樣

8、本可以從總體中任意抽取【4】。而平衡原那么、彈性原那么也是需要遵循的。除通用原那么外，結(jié)合課程特點還應(yīng)該有需要遵守的專門原那么。理論性原那么。這是針對課程全新晦澀的理論和易混的概念，要務(wù)實驗效勞于理論，實驗結(jié)論落實于理論、原理，而非別處，以實驗加深對理論的理解。操作性原那么。效勞于技術(shù)操作功能，突出系統(tǒng)的根本功能和應(yīng)用功能，便于學(xué)生對知識體系的把握。應(yīng)用性原那么。效勞于應(yīng)用，與方法結(jié)合，鍛煉學(xué)生解決實際問題的才能。交融性原那么。基于邊緣穿插的學(xué)科性質(zhì)，適當(dāng)擴大，顧及其他，讓學(xué)生擴大知識面?？傊谟诮虒W(xué)目的。實驗內(nèi)容設(shè)置應(yīng)包含訓(xùn)練、綜合、分析和驗證多類別。詳細(xì)的實驗設(shè)計涉及實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容、方案設(shè)計等，宜展開后續(xù)研究。4總結(jié)課程內(nèi)容決定教學(xué)目的和方式，科