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地理信息科學概念范文1
在新課改理念下，教師要進行有效教學，提高學生的學習效率，培養學生的自主學習能力，實現教學目標。下面筆者就結合自身教學實踐，分析高中地理學科特點，闡述高中地理教學要求，提出高中地理有效教學方法，以提高高中地理教學效果。
一、高中地理教學特點
在新課改下，地理教學出現了新的特點，開始注重教師與學生之間的溝通。在這種動態的教學模式中，教師不僅教授理論知識，還培養學生的實踐能力。與傳統的地理教學模式相比，這種教學模式能夠促使學生自主學習，養成自主學習的習慣。這樣，學生就能在學習基礎知識的同時，探究地理規律，轉變思維方式。
二、高中地理教學要求
新課程改革強調，地理教學是教師在課堂環境下對知識進行傳授。因此，教師在講授知識之前要對教學內容進行了解，梳理教材知識，采用契合學生特點的教學方式將知識傳授給學生。
另外，在地理教學中，教師不僅要將知識傳授給學生，還要提高學生對地理學科的認知能力，加深學生對地理知識的理解與記憶。對此，在教學過程中，教師要及時糾正學生的錯誤理解，加強與學生的溝通。
三、高中地理有效教學方法
（一）運用地理教學軟件
1.培養學生勤于思考的習慣。
在地理教學中，教師要培養學生獨立思考的能力。因此，在設計地理教學時，教師應采用多種方法引導學生獨立思考。
例如，在講授“德國魯爾區”這部分內容時，教師不僅要將書本上的理論知識講授給學生，讓學生明白魯爾區繁榮的原因、衰敗的原因以及實現可持續發展的途徑，而且還要運用教學軟件，培養學生的探究能力，加深學生對德國魯爾區的印象，引導學生分析該地區經濟繁榮的原因。
2.提高學生的主觀能動性。
在課堂教學伊始，教師要采用有效方法導入新課，集中學生注意力，這對課堂教學效果的提高十分重要。在導入新課時，教師可以運用地理教學軟件，展示生動、立體的地理圖像，激發學生的學習興趣。在運用地理教學軟件的時候，教師一定要合理運用，將學生的注意力集中在生動的圖像上，引導學生帶著問題學習，自主解決問題。
例如，在教學“中國黃土高原水土流失的治理”這部分內容時，教師可以根據學生對黃土高原的了解，運用地理教學軟件引導學生學習相關知識。
（二）滲透環境教育
1.教學理念的滲透。
人文環境這個概念是新課改提出的新觀點。自然環境與人文環境相互聯系，人文環境受自然環境的影響和制約，人類生活永遠脫離不了與自然環境的聯系。
現代社會中的環境問題已經十分嚴重，環境破壞和環境污染都會使人文環境發生變化。因此，在教學中，教師要滲透環境教育，引導學生明白，我們要想持續生存下去，就要對環境進行保護。
2.教學資料的滲透。
地理信息科學概念范文2
1地理科學在科學體系中的地位
錢學森在20世紀80-90年代逐步完成了總結全人類研究的科學體系。概括起來分11個門類、5大巨系統、4項建設（圖1、圖2、圖3、表1），下面分別表述原著與解解的內容。
附圖
圖1錢學森論人類的知識體系
Fig.1ThestatementofhumanknowledgesystembyQianXuesen
錢學森將當今人類對科學知識的體系，分為數學科學、自然科學、地理科學、社會科學、建筑科學、軍事科學、人體科學、思維科學、行為科學、系統科學與美學11個體系。對上述人類知識體系解讀，可以將自然科學、社會科學和地理科學作為客體世界的主要研究對象；而人體科學、思維科學和行為科學作為人類主體的主要研究對象；建筑科學界于客體與主體科學之間；軍事科學實際上是指謀略科學（包括經濟、政治、軍事等），是在掌握所有科學基礎上的智慧較量；美學是縱貫于各個學科的；數學科學與系統科學是橫貫于各個學科的。因此有以下的科學分類網絡系統（圖2）。
附圖
圖2科學分類的網絡體系
Fig.2Thenetworksystemofscienceclassification
在五個開放的、復雜巨系統中（圖3），地理系統與星系系統、社會系統、人體系統、人腦系統并列，其中的物理、地理、事理、人理、腦理中的“理”都是指研究的“規律”。
錢學森提出的社會主義總體設計部（表1）中，除了政治文明建設、物質文明建設、精神文明建設外，特別提出地理建設，筆者將其修改為地理系統工程，并增加了人口、科教、城鎮、資源、災害、產業。
表1社會主義建設的系統結構（略有修改）
TablelThesystemstructureofsocialismconstruction
附圖
2地理信息科學
20世紀70年代以來，隨著航天技術的迅猛發展，來自外層空間的遙感、遙測、定位、通訊信息海量地增加；隨著計算機技術的迅猛發展，處理與解決這些海量數據的能力大幅度地提高。地理信息系統、地理專家系統、管理信息系統、輔助決策系統應運而生，使得地理信息科學首先獲得發展的機會。正是地理信息科學這門用高新技術武裝起來的技術科學的發展，帶動了整個地理科學的建立與發展。
附圖
圖3五個開放的復雜巨系統
Fig.3Fiveopencomplexgiantsystem
地理信息科學的主要內容就是天地信息一體化網絡系統，包括航天信息網絡系統（外層空間衛星之間的信息網絡）、地面的網絡系統、天地之間的網絡系統三部分，是有線網絡與無線網絡連通的一體化網絡系統。1998年筆者發表了“航天信息與地理信息一體化網絡系統及其應用”的論文[5]，2002年又發表了“論地理信息科學的發展”[6]一文。兩篇論文基本上代表了地理信息科學的創始與發展，當前各行各業都在進行數字化或信息化的建設，實際上都是天地信息一體化網絡中的部分子網絡或子系統。地理信息科學中最重要的原創性的成果是遙感信息模型與地理信息編碼模型。
隨著遙感信息的大量獲取，數學家以模式識別為工具對遙感信息進行圖像處理與分類，使用的數學工具主要是數理統計的方法，把遙感信息看成是沒有成因關系的隨機變量；物理學家則把獲取遙感的物理過程視為遙感信息的成因，因此采用反演的方法，使用輻射傳輸方程為主的數學工具，事實上不承認地理現象的不確定性；大多數地理學家將遙感信息當成系列成圖的基礎信息，快速、準確地制作系列地圖。地圖是符號系統，其信息量遠不可與遙感信息量比較，地圖學家把遙感信息轉化成符號系統的系列圖譜。遙感信息模型則是將地理復雜現象中的非遙感信息轉變為歸一化的影像信息，與遙感信息一起用方程、統計與相似準則結合，也即演繹邏輯、歸納邏輯與類比邏輯結合；確定性與不確定性（包括隨機的不確定性、模糊的不確定性、灰色的不確定性、分形的不確定性）辯證統一；圖像與方程（一個像元或一個圖斑、一個方程）耦合；抽象思維與形象思維互動而建立起來的一種地理復雜信息模型[7-9]。這種信息模型只有在遙感技術的推動下才有可能產生。這種信息模型是遙感信息與地理信息連接的紐帶。
地理信息系統本來就是為了制作地圖而創建的，因此地圖學家將從遙感中提取的系列地圖存入地理信息系統，是順理成章的。但是這種地理信息系統無論空間分析功能多么強大，也不可能進行模型計算，外掛、內嵌種種方式都不可能解決直接進行模型計算問題。系列地圖存入計算機的圖形庫時，信息又是冗余的，因此帶來一系列與計算機技術發展格格不入的疑難，最為典型的是數據挖掘，數據挖掘說明存在數據庫中的信息有冗余。遙感信息模型的運算要求地理信息系統可以直接進行模型計算，由此地理信息編碼模型應運而生[10,11]。傳統的地理信息系統以圖形的疊合(Overlay)為主；而能夠進行遙感信息模型運算的地理信息系統則以像元或圖斑中的多位編碼的抽取(Extract)為主。這又是完全相反的途徑。地理信息編碼模型還是地理定量信息與定性信息轉化的紐帶，也是地理信息系統中屬性庫與地理專家系統中知識庫聯系的橋梁。
總之，天地信息一體化網絡系統是開放的復雜巨系統，研究這個巨系統的地理信息科學的內容遠遠超過了3S(RemoteSensing,GlobalPositioningSystem,GeographicalInformationSystem)的范圍，而是以天地信息一體化網絡系統為核心的天—地—人—機系統。地理信息科學雖然是從屬于地理科學的技術科學，但是地理信息科學的誕生與發展是引領地理科學成長的核心力量，因此本刊更名時，將地理信息科學與地理科學相提并論，突出了地理信息科學的重要性。
3地理系統工程
地理系統工程當前尚未被廣泛認識，已經認識到的也僅僅是系統工程在地理學中的應用。當地理信息科學中的模型在實踐中應用時，必然會涉及地理系統工程的可操作性。地理遙感復雜信息模型的建立，可以進行定量預報和回溯，因此為地理系統工程打下了工程的基礎。國民經濟的主戰場主要包括人口、資源、生態、環境、災害、城鎮、基建、產業等8個方面，這8個方面是互動的。中國的人口問題、西部開發問題、21世紀水資源問題、能源問題、洪旱災害問題、環境問題、生態農業問題、城鎮體系問題、基建布局問題、產業結構動態調整問題以及相互之間的協調發展問題，無不屬于地理系統工程。
地理現象是復雜現象，地理系統是開放的復雜巨系統。當研究西部開發時，如果國家各個部門各行其是，石油開發只考慮石油開采與輸送管道；交通只考慮公路建設；鐵路只考慮鐵路建設；水利只考慮南水北調問題；城鎮建設只考慮城市規劃等，那么整體的西部地區有可能產生許多事倍功半的現象，例如修了公路沒有物資運輸；城市居民結構不盡合理；勞動力與產業結構不配套等。錢學森的社會主義總體設計部就是要把地理系統工程與政治文明建設、物質文明建設、精神文明建設系統地結合起來，地理系統工程僅是其中的一個子系統。而人口、資源、生態、環境、災害、城鎮、基建、產業是地理系統工程中的子系統。人口中的數量、素質、結構、分布是人口系統中的要素；資源中的礦產資源、水資源、生物資源、土資源、大氣資源等又是資源系統中的子系統；大氣環境、水環境、土環境、生物環境、地質環境是環境系統的子系統；交通、鐵路、航運、航空、供排水、供電、供氣、供暖、電訊、電視、計算機網絡是基礎建設系統的子系統等。系統嵌套系統，分層次子系統與交叉子系統，構成完整的、開放的、復雜的巨系統。
研究開放復雜巨系統的方法，首先是將系統分解為多層次的子系統，明確其中的交叉子系統；其次是從定性到定量地確定子系統中各個要素與指標體系；第三是根據指標（相似準則）建立模型進行預測預報；最后是檢驗該巨系統的效益與效率。當前大多數是分別研究人口、資源、生態、環境、災害、城鎮、基建、產業等子系統，在一個地區全面研究區域地理系統工程的有效實例不多，區域經濟地理的研究還遠遠夠不上地理系統工程。筆者曾在2000年底提出中國水資源、水災害、水環境、生產用水、生活用水統一解決的洪水充分利用，全國水系網絡化與渤海淡化的地理系統工程，中國科技報曾進行報道，之后筆者在“21世紀黃河系統工程方略”一文中進行闡述，首先所能進行的研究是虛擬地理系統工程。全國水系網絡化與渤海淡化是21世紀的世紀工程，尚需有識之士共識，廣泛地深入研究，進一步的論證。
如果沒有以高新技術武裝起來的地理信息科學的支撐，研究復雜的地理系統工程就是空想，然而所幸的是人們已經掌握了地理信息科學的許多關鍵技術，地理系統工程的實踐指日可待。
4理論地理科學
地理信息科學一方面可以進一步為地理系統工程提供研究方法與手段；另一方面又為理論地理科學提供技術基礎。從遙感信息模型發展到地理復雜信息模型再到地理數學[8]，為理論地理科學奠定了堅實的基礎。
理論地理科學中首要的是建立開放的復雜巨地理系統的理論；其次是地理類比的廣義相似理論[13]；第三是一般地理復雜模型理論與地理數學；第四是地理數學在部門地理—部門子地理系統工程與區域地理—區域地理系統工程中的應用。理論地理科學如果不能指導部門子地理系統工程的研究和區域地理系統工程的研究，那么就失去了理論意義。
如果沒有以高新技術武裝起來的地理信息科學的支撐，研究理論地理科學也是空想，然而所幸的是人們已經掌握了地理信息科學的許多關鍵技術，理論地理科學的建立指日可待。
5地理科學在可持續發展信息社會中的作用
地理學的發展經歷了“地理環境決定論”、“人類中心主義”，然后達到了地理科學的可持續發展的階段。地球上人類消耗的資源、能源是極其不平衡的，按照發達國家的水平，一個地球是滿足不了全人類的需求的?？沙掷m發展只有在信息社會中才能實現，人類一方面需要依靠科學技術開發資源，如太陽能的利用，靠基因工程使綠色植被更多地利用太陽輻射，靠納米技術直接轉化太陽能為電能；另一方面是靠信息技術節省資源、能源，如天地信息一體化網絡系統就是信息社會的重要支柱之一，靠航天技術獲取外層空間信息源，靠計算機技術建立信息網絡。由此可見，地理信息科學在可持續發展信息社會中的作用[14]。隨著地理信息科學的發展，地理系統工程與理論地理科學的發展，將為國民經濟的主戰場做出重要的貢獻。
由上分析，可見地理科學與地理信息科學已經被廣泛共識，地理系統工程與理論地理科學的發展尚不夠充分，因此本刊更名為“地理與地理信息科學”是適時的，是既有繼承性又有發展性的；是既有前瞻性又有現實性的。在這里我們希望地理科學界的同仁，切不要輕視技術，高新技術恰恰是新理論、新應用的強大推動力。
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地理信息科學概念范文3
關鍵詞：地理信息科學；地圖學；教學優化；實踐
中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）22-0122-02
我國高校的地理信息科學教育發展迅速，自20世紀80年代中期以來，一些高校陸續開設了以地理學、測繪學或計算機科學為背景的地理信息科學專業[1]。作為地理信息科學專業學生的一門必修課程，地圖學的教學目標是使學生掌握地圖學的基本理論、技能和方法，培養閱讀、使用和編制地圖的能力，提高自身的專業融合能力和創新能力[2]。該門課程教學質量的好壞將直接影響學生畢業后從事地圖制圖的能力和水平，從而在很大程度上決定了畢業生的就業率以及用人單位對學校地理信息科學專業畢業生的綜合能力的評價，從而間接地影響了學校該專業未來的畢業生就業率。隨著計算機技術與信息科學的發展，現代地圖學的理論、技術和應用較之傳統地圖學有了很大的不同與發展[3-4]。當前很多高校地理信息科學專業地圖學課程的教學大綱更新速度慢，導致教學內容不能實時更新，在一定程度上影響了該門課程的教學效果。更為重要的是，由于課堂所學內容與當前行業研究熱點不一致，很多學生對課堂教學內容缺乏興趣，導致課堂出勤率不高。因此，如何根據專業的培養方案，結合用人單位的實際需求，探索適用于高校地理信息科學專業的地圖學課程教學方法已經成為我國高校地理信息科學專業迫切需要解決的問題之一。
1 地圖學課程的特點
地圖學是建立在正確的地理認知的基礎上的圖形表達、制作與應用分析的技術科學，是地理信息科學專業課的基礎[5]。與其他課程相比，地圖學課程具有如下特點：
1.1 多學科交叉 地圖學與眾多學科之間存在交集，如數學、測繪學、地理學、計算機科學、色彩學、心理學等。因此，在探索地圖學課程的教學方法改革時應充分考慮地圖學與這些學科之間的聯系與區別。
1.2 實踐性強 地圖學課程要求學生在掌握基礎理論的基礎上，熟練掌握基本的讀圖、制圖和用圖能力。因此，地圖學課程教學應加強學生的動手實踐能力，讓他們能夠熟練地使用地圖制圖常用工具，如ArcGIS、SuperMap、ArcInfo等。
1.3 技術更新快 不同于其他學科，地圖學相關的技術更新速度快，從而對地圖學的發展產生影響。如計算機技術的發展，催生了電子地圖、數字地圖以及三維地圖等。因此，在地圖學課程教學中，必須緊跟科技發展的步伐，不斷地引入前沿技術到教學案例中。
2 課程教學方法優化探索
2.1 引入實際案例教學 地圖學課程涉及較多的理論教學內容，若單純地講解理論知識，學生容易混淆概念，即使在課堂上勉強吸收也難以在其腦海中留下深刻印象，且容易使學生對該門課程產生厭倦的情緒。為避免出現這種情況，在實際的教學課程中，教師可通過引入案例教學的方式，將書本內容以實際項目的形式展現給學生。這不僅可以變枯燥內容為生動，使學生更容易理解與接受，也可以提高學生對本門課程的學習興趣，從而最終收獲良好的教學效果。教師在選取教學案例時，應選擇自己熟悉的類型，最好是結合自己的項目經驗選取教學內容。這種案例選取方法的優點在于教師在課堂講解的過程中可以收放自如，避免出現教學生疏現象；另外，選取教師熟悉的教學案例還能使所選取的教學案例貫穿課程教學的各個章節，保證教學內容的連續性與一致性。筆者在實際教學過程中，以親身參與的某地電子地圖編制項目為例，在地圖投影、地圖數學基礎、地圖符號化、地圖概括、地圖等章節均已該項目為例進行講解，降低了學生理解的難度，激發了學生學習的興趣。在課程結束后，學生不僅掌握了教學大綱要求掌握的知識，還熟悉了類型項目的實施過程，對其之后的就業具有很大幫助。在案例選擇時，還應考慮所選內容的時效性，即所選擇的教學案例應該是當前行業生產中廣泛涉及的內容，保證學生掌握該案例對其就業是有幫助的，避免選取時效性差的教學案例，讓學生難以學以致用，從而達不到應有的教學效果。
2.2 實踐內容與時俱進 地圖學實踐教學是鞏固和掌握課堂理論教學，提高學生用圖、制圖技能的有效途徑和重要環節，在地圖學教學中占有重要位置[6]。當前大學畢業生中存在一個普遍現象是其感覺學校課堂上學到的知識和工作單位中碰到的實際應用問題差別很大，所學知識難以派上用場。出現這種現象的原因是多方面的，其中最主要是課堂教學內容沒有做到與時俱進導致的。筆者通過與部分地圖制圖行業從業人員交流得知，該現象在地圖制圖人員中也普遍存在，大部分地圖制圖人員都是在畢業后通過各種方式參加了相關的培訓后，才可以勝任目前的工作。因此，地圖學課程實踐教學內容必須與時俱進。例如，目前高校的地圖學課程教學普遍基于傳統的二維平面地圖展開，給學生講授地圖制圖的基本理論與方法，而當前行業的研究重點是三維地圖、虛擬現實地圖以及基于位置的服務等，與課堂教學內容存在很大差異。筆者在地圖學實踐教學過程中，除了少量課時給學生講授傳統的地圖制圖方法外，更多的課時被用于講解新形勢下的地圖制圖方法，不僅使學生掌握ArcGIS、SuperMap這類傳統的地圖制圖工具的使用，還要求他們能夠熟練使用3d Max、SketchUp等三維地圖制作軟件。從學生課后的教學反饋意見以及畢業生的就業反饋材料得知，該教學方法得到了學生與用人單位的一致好評。
2.3 組織學生參加相關競賽 目前，隨著GIS行業的蓬勃發展，各類面向在校學生的專業技能競賽也如雨后春筍般涌現，其中不乏地圖制圖競賽。這類型的專業技能競賽側重考察學生的綜合運用所學知識的能力，可以有效地提高學生的專業技能。筆者所在的安徽省每年舉行一屆“GIS技能大賽”，其中必備一項現場操作組競賽，該組考察的就是學生操作地圖制圖軟件的熟練程度。從近幾年的指導學生參賽情況來看，這類比賽對提高學生的綜合能力具有很大作用。此外，在畢業生就業時，用人單位也傾向于錄用那些具有參賽經驗的人員。
3 結語
本文基于高校地圖學課程教學中存在的不足之處，結合案例教學、實踐教學、素質提升等教學改革方法，對地圖學課程的教學進行了優化探索。在課堂理論教學中，通過引入案例教學使學生更容易理解所講解的知識，激發學生的學習興趣；在實踐教學環節，與時俱進地給學生講授行業最新出現的技術及工具，使所講知識與行業發展保持一致。此外，通過定期組織學生參加專業技能競賽提高他們的綜合能力，為其以后的就業、擇業打下堅實基礎。最后，通過實際的教學實踐，驗證了優化的教學方法的實用性與有效性。
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地理信息科學概念范文4
1．依據教學大綱，整合最優教學內容依據課程教學大綱，對教學內容進行優化整合，進一步完善“地圖學”課程知識體系。根據筆者所在學校地理信息科學專業的特點，結合專業培養目標，通過對2013級地理信息科學專業主要課程的設置(見表1)進行綜合分析，同時考慮“地圖學”課程的教學學時以及該課程與相關專業課程的前后銜接情況，確定該課程的具體教學內容，見表2。對“地圖學”教學內容設計的幾點說明:1)地圖數學基礎部分沒安排橢球體基本常識的內容。在第2學年第2學期已開設大地測量學基礎，因此僅在地圖學教學中稍作提及，重點是地圖投影、地圖投影轉換及幾種常見投影的應用。2)地圖數據源部分沒安排數據采集的內容。地理信息科學專業開設相關課程(如:測量學、遙感原理及應用、衛星定位原理及應用等)，因此僅安排數據處理內容，重點是數據預處理。3)教材的選用。目前國內公開出版的地圖學高校教材普遍存在以下問題:①教材內容有一定的針對性和學科依托;②教材更新慢，難與學科的發展同步。因此，筆者認為地圖學教材應由基礎教材和補充教材組成。經過綜合比較和分析，筆者認為《新編地圖學教程》可作為基礎教材。另外，根據專業學科背景和課程教學的需要編寫補充教材。這樣既可做到知識講述的系統性;又可吸納最新研究成果更新教學內容，優化學生知識結構，拓寬學生視野，拓展學生思維，提高其創新能力;還可緊跟社會需要，吸納社會不同領域的需求，為學生將來就業做好知識儲備［5］。2．結合不同教學模式，設計最適宜的教學方法教學的本質就是“教學生學”，教學生“樂學、會學、學會”［6］，而教學方法則直接影響到學生學習的積極性和教學效果。因此，筆者在課程教學中十分重視多種教學方法的合理利用，體現在如下幾點。(1)板書與多媒體相結合，加強對教學內容的理解課堂教學中，類似公式推導、計算等邏輯性強的內容采用板書方式講解，以便學生能跟上思路，做到層層理解，如地圖投影經典公式的推導。涉及概念、原理等內容則借助多媒體，一方面可以增加課堂信息量;另一方面可以利用大量的多媒體素材，增強學生對相關理論知識的感性認識，從而使學生能夠更好地理解相關知識點，如地圖色彩設計、地圖版面設計等。(2)課堂教學與實際應用相結合，調動學生主動學習的積極性問卷調查結果反映學生普遍對將來“有用的”知識感興趣。因此，在課堂教學中，采用啟發式教學法，借助實際問題引出有待講解的內容，使學生對課程知識的實際應用有全面的了解和認識，進一步激發學生主動學習的積極性，使學生“樂學”。如講解地圖投影變形及投影選擇時，采取“(學生)閱讀同一區域不同類型的專題圖—(教師)啟發提問—(學生)獨立思考—(學生)小組討論—(教師)講解總結”的課堂組織形式，不僅有效調動了學生學習的積極性，還有助于提高學生“會學”的能力。(3)理論教學與實踐教學相結合，培養學生知識運用和實際動手的能力地圖學具有很強的實踐性，許多內容須親自動手實踐，才能真正理解掌握［7］。為此，在教學活動中，“講講練練”的方法貫穿始終，使學生“思中學，做中學”，如為讓學生全方位接觸計算機制圖的各個環節，在大板塊的課堂教學結束之后，安排相應的實驗，通過實驗加深對相關知識的理解，培養學生利用理論指導實踐的能力，提高實際動手能力。(4)課堂講授與自學相結合，培養學生的自學能力自學能力是學習能力的最重要體現［6］。地理信息科學專業的“地圖學”課程教學只有32學時，而課程理論基礎較深、內容多。因此，在課堂講授的基礎上，選擇部分難度適宜的內容以實驗或作業的形式安排學生自學，以培養學生的自學能力。如地圖符號化中圖形視覺的心理效應，學生通過自學完全可以領悟。因此，要求學生自學，然后結合圖形視覺心理效應具體分析地圖的心理感受特點。(5)理論考試和實踐考核相結合，注重知識和能力的雙重評價為客觀、真實地評價學生學習情況，鼓勵學生用理論指導實踐，在實踐中加深理論知識的理解，更好地體現“學思結合、知行統一”。在課程評價中，理論考試成績占70%，實踐考核成績占30%;另外，理論考試中適當增加與實踐操作密切相關的知識點的考核，強調對基礎理論和方法的理解與應用。
二、“地圖學”課程實驗的設計與實施
“地圖學”課程實驗教學對于鞏固理論知識的學習，強化對理論知識的理解與應用，提高實際動手操作能力以及分析問題和解決問題的能力，進而培養初步的科研創新能力具有重要作用。因此，如何利用有限的實驗教學課時達到培養技能和提高能力的目的，是實驗教學環節需要著重考慮的問題［8］。1．結合教學目標，精選適宜的實驗內容按照課堂教學與實驗教學有機結合的原則，從知識點的系統性和整體性出發，并注意與GIS課程實習內容的差別，對理論知識和實驗內容進行科學的分析和整合，確定實驗教學內容，見表3［9］。表3中實驗1、2借助多媒體完成;實驗3、4、5借助計算機利用MapInfo軟件完成。2．結合先進教學理念，巧妙設計實驗教學方法在實驗教學中，對于基礎性內容，采用傳輸型教學模式與自主式教學模式相結合的方法。如地圖的設色，課堂上通過大量閱讀紙質和電子地圖，結合教師的講解，增強對地圖色彩的感性認識;課下結合相關的內容搜集素材，自主完成地圖的手工設色。對于理論知識在GIS系統中應用的內容，結合研究型教學模式，創設類似于科學研究的教學氛圍，引導學生自主地發現問題、分析問題和解決問題，逐步完成整個實驗內容［10］。如專題地圖編制所涉及內容，設計大型實驗，要求學生根據自己的知識積累搜集資料，撰寫地圖編制設計書，使用MapInfo軟件完成整個專題圖的制作。
三、結束語
地理信息科學概念范文5
關鍵詞： GIS； 森林資源； 監測； 管理
一、地理信息系統的概念和特點
地理信息系統， 即GIS（ Geog raphic Information Sy stem） ， 是隨著地理科學、計算機技術、遙感技術和信息科學的發展而發展起來的一個學科， 是一門集計算機科學、信息學、地理學等多門科學為一體的新興學科， 它以地理空間數據庫為研究對象， 在計算機軟件和硬件支持下， 運用系統工程和信息科學的理論， 科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據， 以提供對規劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統。
地理信息系統（ GIS） 特點是能把各種信息同地理位置和有關的視圖結合起來， 并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、I nternet、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體， 利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、編輯、顯示、轉換、分析和輸出地理圖形及其屬性數據， 且可根據用戶需要將這些信息圖文并茂地輸送給用戶， 便于工程管理者對項目的分析管理、規劃設計、檢查驗收等提供決策依據。
二、利用GIS技術對森林資源檢測及管理管理
由于森林資源與生態環境具有功能上的多樣性、形成周期的長期性、狀態的動態性、森林成熟的不確定性、分布的廣域性及空間結構性 ，使人類對森林的作用和功能的認識與研究處于簡單、膚淺和初級的階段和水平。長期以來，我國的森林資源經營管理都處于比較粗放的水平。常規的森林資源監測，從資源清查到數據整理成冊，最后制定經營方案，需要的時間長，造成經營方案和現實情況不相符，這種滯后現象勢必出現管理方案的不合理，甚至無法接受。利用GIS 就可以很好解決這一問題，及時掌握森林資源及有關因子的空間時序的變化特征，從而對癥下藥。目前GIS 在林業上的應用主要有如下的幾個方面。
1、森林資源清查及各類林業專題圖的編制
其具體內容包括森林資源清查和數據管理、制定森林經營決策方案、林業制圖。通過“二類調查”獲取森林資源數據，如小班檔案及林相圖等林業用圖，以往這些工作要花費大量的時間、人力和財力才能完成，并且圖面材料和小班數據庫資料是分離的， 難以長期有效地重復利用。GIS 強大的空間數據分析和制圖功能簡化了林業專題圖的制圖工作，其經過收集整理、制圖信息數字化，建立坐標投影和拓撲關系，編輯修改， 建立圖形與屬性的關聯，最終完成多種林業專題圖的編制， 達到了一次投人、多次產出的效果。它不僅可以為用戶輸出全要素森林資源信息圖，而且可以根據用戶需要分層輸出各種專題圖， 并且易于查詢、更新和保存。這在林業生產實踐中已有廣泛的應用，如專題圖繪制、統計計算、分析等工作，創造了良好的經濟效益和社會效益。
2、森林資源基礎信息管理與監測
其具體內容包括林業土地利用變化監測與管理、用于分析林分、樹種、林種、蓄積等因子的空間分布、森林資源動態管理、林權、林種結構調整、齡組結構調整。森林的面積、蓄積、類型、林種、樹種的結構和分布及變動情況等森林資源信息，過去只能從森林資源檔案中的文字表格上了解情況，缺乏直觀的空間數據反映，難以分析變化的空間分布規律， GIS 空間數據管理和分析功能彌補了這一不足，它以有效的數據組織形式進行數據庫管理、更新、維護、檢索查詢，做到了圖上動態管理和監測，并以多種方式輸出決策所需的地理空間信息，應用資源數據的圖形與數據庫結合查詢，分析了森林資源變化，并通過相關分析研究這種變化的空間分布規律以及對林業生產未來發展的影響，森林資源監測是為了迅速準確地預測森林資源的發展趨勢，分析森林的分布、生長和發育，更真實、更直觀地把握森林資源的狀況及變化。
3、森林經營與林業工程規劃管理
其具體內容包括采伐、撫育間伐、造林規劃、速生豐產林、基地培育、封山育林等。GIS 借助其建立的數字地面模型， 結合土壤、氣象和自然經濟調查因子， 可以實現地形與造林類型的配準、疊置，直觀逼真地顯示地形地貌和造林現狀， 反映造林后的林地空間分布?？梢灾苯釉趫D上進行林種改造等營林設計和規劃工作，為林業規劃、管理和決策提供科學依據。通過分析顯示森林資源保護和開發利用適宜性圖，然后通過空間迭代分析來獲取森林資源的最優持續利用規劃方案， 在時間和空間上有效地經營利用森林資源，為采取有效的造林工程措施提供了依據。
4、利用GIS對森林病蟲害綜合防治監測
地理信息系統應用于害蟲綜合治理領域，可為害蟲綜合治理研究提供新的途徑和方法，在害蟲綜合治理領域，利用GIS并結合生物地理統計學可以進行害蟲空間分布、空間相關分析、害蟲發生動態的時空模擬和大尺度數據庫管理等功能，其應用潛力十分巨大。在森林病蟲害監測及控制領域，應用GIS 可以實現對森林病害、蟲害發生規律、分布狀況及控制程度動態監測及跟蹤管理，能夠克服工作的盲目性和被動性，做到心中有數，防治工作及時。
5、利用GIS技術對林火監測及預測預報
其具體內容包括林火信息管理、林火撲救指揮和實時監測、林火的預測預報、林火設施的布局分析等。利用GIS 技術可進行林區信息管理， 防火點建設規劃， 提供林火撲救輔助決策，較大程度提高了滅火效率， 減少經濟損失同時比較準確評估由火災造成的經濟損失。實現了火點智能定位、火場信息查詢、輔助決策指揮和歷史檔案查詢與分析，促進了森林防火輔助決策指揮的技術革新。
6、GIS技術對林業其它方面的監測
可以應用衛星圖像、航空照片等遙感數據和統計數據快捷準確地顯示森林景觀的動態變化，同時根據現有數據建立數學模型從而能在決策前而不是實施后顯示出不同管理措施和經營方案的效果，預測災害因子對森林景觀的影響，為管理者提供決策方案。此外， GIS 還將會在野生動物管理、林區綜合開發管理、林政管理、林區人口管理及林區建設管理方面發揮難以估量的作用 。
結束語
資源和環境是人類賴以生存發展的物質基礎，隨著國民經濟的迅速發展，對資源和環境的需求越來越高，用高新技術加強森林資源管理已經成為迫切的需要。在協調經濟發展和環境保護上，在保持區域可持續發展等重要問題上，GIS 系統已成為不可缺少的支撐技術，應用前景極其廣闊，有著深遠的社會效益和巨大的經濟效益 。
參考文獻：
[1] 張美青， 徐冠華. 華北地區森林動態監測專家系統的研究[ A] . 再生資源遙感研究[ C] . 中國林業出版社， 1990， 157- 162.
地理信息科學概念范文6
關鍵詞：GIS教學；民族師范院校；地理專業；產學研；改革
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1003-4374（2016）06-0054-03
地理信息系統（Geo-Information system）既是師范院校的一個專業（地理信息科學），也是現代地理學發展的一門延伸交叉技術[1]。我國現有160余所高校開設該專業，隨著國家信息產業化的發展以及國內從事GIS開發的高科技企業的增多，GIS產業發展潛力巨大。GIS與地理學關系緊密，是計算機時代下地理學的新發展，是信息化的地理學，將地理地物計算機化后輸入數據庫，再把數據庫的內容反映到電子地圖上，可將傳統地理信息應用到信息科技設備系統中去的數據庫技術[2]。地理學為GIS提供了有關空間分析的基本方法，是GIS的基礎理論依托；GIS也為地理問題的解決提供了信息時代的技術手段。因此，師范院校的地理教育專業中開設GIS相關課程成為必然。
阿壩師范學院（以下簡稱“學院”）為災后重建學校，2006年秋才創辦地理教育專業。目前雖師資還較薄弱，但始終注重理論與實踐并重，除了必要的實驗實習外，還開設了計算機以及GIS相關課程。由于學院地理教育是專科辦學為主的特點及學生是文理兼收，因此數學、計算機、專業課基礎等起點有所差異。在近幾年的教學實踐中，學生普遍反映學習GIS理論、操作軟件困難和學習枯燥等問題。為此，筆者針對地理教育專業GIS課程的教學模式、組織學習實踐、課程考核等方式進行初步研判，以不斷提高學生的學習GIS興趣以及實際操作能力。
1 民族師范院校地理教育專業的GIS教學
面對就業競爭壓力，高校地理學教育在保持傳統的基礎上必須創新。措施之一就是在地理科學與計算機科學的框架下，構建地理學教學新體系[3]。GIS是地理學發展的前沿，是高校教育新常態下的必然選擇，也是傳統地理學復興的一把鑰匙[4]。阿壩師范學院作為一所川西民族地區的師范院校，由于學校地理位置偏僻、信息相對閉塞、管理經驗相對落后等條件所限，目前我學院地理專業的GIS教學有以下幾個特點：
1.1 學生專業基礎不同
地理信息科學專業不僅要求學生既具有地理學的專業基礎知識，如自然地理學、中國地理、地圖學、大地測量學；還要有過硬的計算機技術知識，如數據結構、網絡技術、數據庫技術、計算機地圖制圖等知識；同時對數學基礎、建模水平要求也較高。而非GIS專業的同學顯然計算機水平沒這么扎實，尤其對于地理教育專業學生而言。阿壩師范學院地理專業文理兼收，每年招生的文理生比例達到了5：1，男生女生比例可以（刪除可以）達到1：3，以女生居多。這樣也出現了學生的整體數學和計算機基礎較差的現狀；通過幾年調查顯示，大部分學生的計算機水平只達到國家一級，只有不超過5%的同學可以拿到了計算機國家二級證書。這與開設計算機課程不多有關，目前只開設了計算機基礎課和C語言課程，導致了學生繼續學習計算機相關課程的動力不夠，學生對GIS中的數據結構、數據庫組織架構等知識知之甚少，缺乏共鳴。故學生上課學習出現走神、無聊等現象。
1.2 R到逃目標不同
學科定位決定了師生對學科知識的理解和應用。地理信息科學專業主要要求學生掌握地理信息系統、地圖學、測繪及遙感技術等方面的基本技能，參加相關GIS研究和技術開發方面的基本實訓、比賽訓練，具備地理信息采集與處理、系統設計與開發的基本技能及初步的研究和管理能力。而阿壩師院學院地理教育專業立足民族地區人才培養的實際，要求學生掌握地理及其相關學科基礎理論和基本知識，掌握地理調查、定量觀測、實驗綜合分析方法及了解地理信息系統技術、現代教育理論和基本教育技能，熟悉中學地理教材，成為適應現代教育發展，具有教學科研能力的中小學地理教師。
1.3 GIS學科建設薄弱
學院地理專業從事GIS研究應用的教師還很少，加之偏重于理論研究，實際研究相對不夠，產學研不能很好得結合。GIS涉及到從現實地物到數字數據的抽象過程[5]，尤其是GIS概論課，圍繞著空間數據結構、拓撲編碼、空間分析等基本算法和原理，內容尤其抽象。由于學院學生學識基礎較薄弱，導致學生覺得教學內容乏味、枯燥、深奧、難以理解等問題，學習困難。在對ARCGIS、MAPINFO等軟件的學習操作中，很多學生都是第一次接觸GIS體系，課程教學學生處于被動接受的狀態，不能很好的透徹理解GIS理論，GIS上機實踐更是難上加難，很多學生萌發了退縮的念頭，主觀能動性不足，嚴重影響教學進度和質量。
2 民族地區師范院校地理教育專業GIS教學的發展建議
對于非GIS專業的學習者而言，GIS知識入門非常重要，為今后有計劃的實踐應用打基礎。地理教育專業中的GIS課程設置不可或缺。怎樣提高地理教育專業學生學習GIS的興趣和主動性？筆者就GIS課程的教學內容組織、教學模式、實驗室發展等因子進行了探討。
2.1 靈活多樣的教學形式
問卷調查顯示，91%的同學都認為GIS課程的開設很有必要。無論對專業建設發展還是對教師素質發展都有很大幫助。同時，幾乎100%的同學反應教學內容單一、苦澀難懂。如何把晦澀的GIS理論講得通俗易懂，提高學生學習動力，是教學改進的目標。為此，筆者首先重新組織教學內容順序和精簡教學內容。選用教材是黃杏元老師主編的《地理信息系統概論》，其對于?？频乩斫逃龑I學生而言稍顯困難。比如在講緒論部分時，為了更好的讓同學們接受和理解GIS，可把教學內容分為為什么是GIS；GIS有哪幾部分組成；GIS能干什么；如何實現GIS；GIS歷史淵源等幾部分知識塊，這樣教學效果比原來要強很多。由于本書涉及很多數據庫知識，而學生幾乎沒有這方面基礎，故在講課時只講解數據庫的個別概念和語法涵義，尤其是在上機操作中要用到的語法。
采用靈活多變的教學形式，可以提高課堂效率[6]。例如采用與實際生活相關的實例來舉證GIS的應用。利用谷歌地圖等軟件來查找阿壩師院位置、路徑查詢等方式來讓學生切實感受到電子地圖開發的功能和價值。結合教師個人工作經歷以及科研項目，介紹一些GIS應用案例，GIS系統開發的過程，使學生切實體會到GIS的功能和宏觀把握。通過開展小組討論式教學，加強學生自我學習能力的培養。通過論壇學習、答疑平臺交流等方式，讓學生分小組去完成每周的GIS作業，激發學生學習的興趣。
2.2 更新完善實驗室教學條件，建立適宜的實踐教學體系
GIS是一門實踐性很強的技術。為了更好地提高學生理解和應用能力，在學院的關心支持下，地理專業建立了GIS實驗室（機房），以更有助于學生學習了解GIS軟件的操作和應用，提高動手能力。通過這幾年對地理信息系統實驗室的持續建設，初步構建了一個地理信息系統實踐教學平臺，為地理教育人才培養模式添加了新的內涵，對地理教育專業學生將地理知識與現代先進技術結合的技能的掌握發揮了重要作用。在GIS實驗課程的設計方面，強調實驗教學緊扣理論教學實踐，主要開設的實驗項目如下。
2.3 調整課程學習評價標準
以《地理信息系統概論》為例，在保證課程教學質量的同時，結合學生實際特點設定合理的課程學習評價標準，更好地達到教學大綱要求。針對學生GIS理論基礎薄弱，相關基礎課程，如數據庫技術、C語言等課程開設少的實際，本門課程制定了以淡化理論算法，強化上機操作能力和分析能力培養為內涵的課程學習評價體系。將期末上機考試成績占課程總成績的比例定為60%，平時學習成績（包含考勤、上課表現、期中理論知識測驗成績）占課程總成績的比例定為40%。其中理論知識測驗除了檢驗學過的基本概念的理解之外，還設計了上機案例操作分析等知識點。這樣學生既了解了GIS相關理論也學到了一些GIS軟件的操作技能。
2.4 與企業合辦合建GIS實驗室
在未來幾年的本科教學中，計劃在大二下學期分兩個側重方向：一個側重于師范教育；一個側重于技術應用。為了提高教學質量，以企業（社會）需求為導向，培養多層次的實用性GIS人才，積極爭取與全國知名的武大吉奧信息技術有限公司共同建立“武大吉奧GIS實驗室”，借力武大吉奧的MAPGIS軟件以及強大的技術支持建設實驗室建設。通過實驗室的建設，提高教學質量，增強學生的二次開發能力，逐步完善從人才需求、人才培養、人才服務、就業、職業提升、到產業促進的循環發展，并為爭取地方科研項目打下堅實基礎。為保障GIS實驗室教學與科研工作的順利進行，積極促進科技成果的應用，學院將充分利用武大吉奧公司提供的系列技術服務支持。此外，派師生到武大吉奧參加吉奧之星系列軟件的使用和二次開發培訓；安排教師承接有類似應用項目，協助指導項目開發實施；每學年擇優安排2～3名優秀學生到武大吉奧公司實習，以便接觸實際的社會工作環境，將學校的理論知識與企業的實踐相結合，更好的完成學校到企業的過渡。
2.5 加大師資隊伍建設，推進產學研相結合
加大師資建設投入，成立一支專業素質較高、教學經驗豐富的專業隊伍。圍繞特色專業建設需要，積極創造教師的學習交流機會，不斷擴充老師的專業視野和技能，建設一支以學術帶頭人為骨干，教學和科研綜合水平高、結構合理的教師隊伍。鼓勵教師根據教育培養目標積極開展有針對性的教學科研。鑒于GIS實踐性很強特點，教學中要做到“四懂三會”（懂原理、懂構造、懂性能、懂用途、會操作、會保養、會排除基本故障），且要有較強的責任心，積極參與到設備的管理工作中去，真正做到實驗室硬件設備與“軟件”管理及使用相配套。借助國家藏羌彝文化產業走廊戰略建設機遇，堅持課題研究服務地方經濟為主策略，利用實驗室科研條件研究該走廊的自然災害防治、長江上游植被變遷歷史地理、土地利用規劃、旅游地理建設等方面等科研內容，帶動師生科研教學的更好開展，并為這一地區發展提供科學的參考依據，服務地方經濟，把民族地區的資源優勢化為產業優勢。
3 小結
GIS科學在現代地理學教育中具有重要的理論應用、實踐價值，在用型新人才培養模式下，開設GIS相關課程對于師范院校地理專業學生非常重要。為了適應新時期新常態下人才培養的需要，學院將在堅持做好地理教育專業的師范性特色教育的同時，加大前沿技術的學習和實踐，更好地承載四川民族地區教師培養培訓、地區發展等重大任務。
參考文獻：
[1]黃杏元.地理信息系統概論[M].北京：高等教育出版社，2012：21-28.
[2]張加龍.林業院校非地理信息系統專業GIS教學的探討[J]中國林業教育，2004，31（3）：60～65.
[3]鄔倫，劉瑜，毛善君.GIS專業本科教學探討――北京大學教學實例[J].地理信息世界，2004，2（2）：27～30.
[4]陳優良，王兆茹，鄒鳳瓊.以需求為導向的GIS專業人才培養模式[J].地理空間信息，2010，8（3）：141～143.
