GIS基础教育理论与实践

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1、GISGIS基础教育理论与实践基础教育理论与实践2018/6/22第1 GIS基础教育的意义wGIS的发展与应用 wGIS基础教育的重要性n经济建设与社会信息化需要GIS人才n国民素质教育需要GIS教育的支撑nGIS基础教育意义重大,形势紧迫 w国内外GIS教育现状的研究n国内外GIS专业 教育比较研究 w国内外GIS专业教育的现状分析 wGIS专业教育比较研究的结论n我国GIS基础教育的实践现状 w台湾地区以教育部统一规定的形式在高中推行GIS教育 w我国大陆地区GIS教育初见端倪GIS成为社会信息化的关键技术 GIS是PRED的核心解决途径w人类正在进入信息文明时代,信息文明带来社会进步。

2、GIS的 发展与应用促进社会发展与信息化进程,是信息文明的一个重 要标志。同时,知识经济以信息技术为核心,21世纪信息技 术将是国家生存发展的关键,可以说,谁掌握了信息,控制了 信息技术的制高点,谁就拥有整个世界。GIS教育的推行,一 定程度上说是国家信息化建设战略的一个重要环节。 wGIS发展阶段:60年代70年代80年代90年代GIS在我国的发展阶段起步阶段 试验阶段GIS全面发展阶段。20世纪GIS兴起和发展,确立了GIS基本 概念和方法,解决了技术上的一些 问题。GIS巩固发展,出现商品化的GIS 改善了GIS的应用性能。GIS迅速发展,应用领域扩大,技 术显著进步,GIS将深入到各行

3、各业,Internet, Intranet的GIS技术的发展。GIS的发展阶段GIS基础教育的重要性 w经济建设与社会信息化需要GIS人才 w国民素质教育需要GIS教育的支撑 nGIS教育是国民素质教育的重要途径 nGIS教育体现信息时代地理学的最新面貌,培养学生学习 地理的热情 nGIS有助于学生开展“研究性学习”,培养学生更高层次的 地理素养 nGIS的辅助教学功能可以简化学生认知过程,优化教学环 境。 wGIS基础教育意义重大,形势紧迫n基础教育阶段的GIS教育举足轻重 nGIS作为地理科学体系的有机组成应渗透在地理教育中 nGIS作为教育技术手段应渗透在地理教育当中 nGIS在地理教育

4、当中具有独特的教育功能wGIS的空间可视化(Spatial Visualization)特征 可以培养学生的空间想象能力和建立区域(空间) 概念。 wGIS的数据关系(属性数据与空间数据)特征可以 提高学生的地理空间思维(Spatial Thinking)能 力和辨证思维能力。 wGIS对人地关系与可持续发展、环境意识的教育功 能。全 球 问 题环境问题人口问题资源问题经济问题G I S 解 决 方 案人地关系思想可持续发展思想环境意识教 育 功 能国内外GIS教育现状的研究w国内外GIS专业教育比较研究 Department of geography (地理系)GIS (地理信息系统)其他专

5、业Major (主修 )Double degree(双 学位)Minor (辅修)Online/Distance learning (网络远程)图1-5 国外GIS专业教育的一般情况地理系地理信息系统专业(主修)其他各专业专业必修专业主干专业选修图1-6 中国GIS专业设置情况国内外GIS专业教育的特点wGIS专业教育的专业建设比较成熟,GIS主干课程与 相关课程的整合也很成功; w国内外GIS专业教育的课程体系设置各有特色,是 GIS基础教课程建设、教学内容确定的基础; wGIS专业教育的培养目标与方向都比较注重应用与 操作技能,相比而言,国外人才培养方向更具体, 但分化也比较明显; w国外

6、GIS专业教育在教育资源建设(教学设备、教 学软件环境、教学师资等)比我国超前,但我国近 几年发展非常迅速,为GIS基础教育创立了良好的 典范和技术、师资以及软件的保障; w国内外GIS专业教学的方法与模式体系值得GIS基础 教育借鉴和学习;我国GIS基础教育的实践现状 w台湾地区以教育部门统一规定的形式在高中 推行GIS教育 n社会力量为推动台湾高中阶段的GIS教育进行各 类培训活动 n网络GIS教学资源有力促进台湾GIS教育的发展 w我国大陆地区GIS教育初见端倪n中学地理教材部分版本逐步引入GIS的基本内容 n一部分中学自行开设GIS选修课程或在教学中引 入GIS教学手段 第2 GIS基

7、础教育内容与教学 模式 wGIS基础教育内容 的确定 wGIS教学的理论基 础 wGIS的多媒体教学 模式 wGIS的网络教学模 式 wGIS的问题解决教 学模式 教学 模式教学理论内容界定GIS基础教育内容的确定 w根据GIS教育的本身特殊性与现阶段基础教育的状况,GIS的设置要 基于基础教育阶段GIS教育的层次性、逐步落实的原则进行的。GIS 教育的实施要根据实际教学环境(硬件、软件、学生状况、教师队伍 ),采取分层次、分地区、分级别有区别地对待,可以按照基本要求 教学、拓展性教学、研究性教学等几个层次或者按照当前课程改革的 课程设置结构(如必修课程与选修课程)进行。 在教学方法与手段上,

8、要强调直观, 加强传统教学方法与多媒体教学、参观、 实习等教学模式相结合。在拓展性和研 究性教学层次,加强学生的实践能力、 基本操作技能、系统设计能力上的培养。GIS基础教育GIS通设课程GIS选修课程地理信息技术发展概况 地理信息系统(GIS)及其应用 遥感(RS)与GIS 全球定位系统(GPS)与GIS 数字地球的基本概念地理信息技术的发展与应用 地理信息系统(GIS)概论 GIS的基本地图操作 网络地图操作、查询应用 GIS的操作分析应用 遥感(RS)与GIS 全球定位系统(GPS) 3S技术应用GIS教学的理论基础 wGIS教学的指导思想nGIS教学要变知识导向型为技能训练型教学,采用

9、有利于培养学生创新精神和实践 能力的课堂教学模式。nGIS教学要注重学法指导,让学生学会学习n重视在开设GIS课程的同时,加强GIS与地理学科知识的整合 wGIS教学的一般原则 n任务驱动与问题激励相结合 nGIS与地理学科整合 n虚拟教学与现实教学相结合 n开放学习与统一规量相结合 n理论学习与操作实践相结合 n优化学习、培养地理信息素质 n直观性与抽象性相结合 n知识、情感、技能多元目标统一 wGIS教学的理论基石建构主义nGIS课程适于应用计算机辅助教学(情景教学环境:虚拟技术) nGIS适合地理专题(问题)的学习模式 n3GIS支持的协同学习模式nGIS学习有助于认识事物间的联系及事物

10、的本质,达到意义建构 GIS的多媒体教学模式 w计算机多媒体及其辅助教学功能 n多媒体技术的基本概念 n多媒体技术的主要特点 n多媒体教学的基本模式 wGIS多媒体辅助教学的一般模式 wGIS多媒体辅助教学的的技术 GIS的网络教学模式 wGIS网络教学的模式n网络多媒体课件教学 n网络直播 w自主学习模式 w自学为主,辅以辅导的模式 w国内外GIS网络教学现状n国外GIS网络教学资源 wESRI虚拟校园(ESRI Virtual Campus) w宾夕法尼亚州立大学(PennsylvaniaStateUniversity) wUNI GIS International wUniGIS-Sim

11、onFraser大学 w南加利福尼亚大学远程教育课程n国内GIS网络教学资源 wGIS网络教学面临的挑战与问题nGIS网络教学所面临的挑战 w技术挑战 w机构设置和管理的挑战 w投入成本和网络条件的挑战 w教学质量的挑战nGIS网络教学面临的问题nGIS网络课程的开发GIS的问题解决教学模式w问题解决教学模式的概念与特点n问题是教学活动的起点。n问题是贯穿整个教学过程的主线。n问题是教学活动的终点。 wGIS问题解决教学应用 w问题解决GIS教学实践与结论n应用GIS软件建立学生GIS(SGIS)实践 教学n教学实践的结论第3 作为教育技术的GISwGIS作为教育技术的 功能分析 w基于GIS

12、直观的辅助 地理教学 w基于多媒体GIS( MGIS)的辅助地理教 学 w基于二次开发GIS的 辅助地理教学 w基于网络GIS( WEBGIS)的辅助地 理教学 w基于虚拟GIS(VGIS )、三维GIS(3DGIS )的辅助地理教学 基于 3DGIS基于 VGIS基于 WEBGIS基于 开发基于 MGIS基于 直观GIS辅助 教学GIS辅助教学功能GIS作为教育技术的功能分析wGIS辅助地理教学的优势wGIS在地理教学中的应用特点n信息量大,信息表现便捷。 n空间性强,分析功能丰富。 n专业性强,对师生的要求不一。 n开放性强,与现实世界联系紧密。 n实践性强,有利于学生综合素质的培养。 n

13、灵活度大,适用因材施教。 GIS的网络教学模式 wGIS网络教学的模式n网络多媒体课件教学 n网络直播 w自主学习模式 w自学为主,辅以辅导的模式 w国内外GIS网络教学现状n国外GIS网络教学资源 wESRI虚拟校园(ESRI Virtual Campus) w宾夕法尼亚州立大学(PennsylvaniaStateUniversity) wUNI GIS International wUniGIS-SimonFraser大学 w南加利福尼亚大学远程教育课程n国内GIS网络教学资源 wGIS网络教学面临的挑战与问题nGIS网络教学所面临的挑战 w技术挑战 w机构设置和管理的挑战 w投入成本和网

14、络条件的挑战 w教学质量的挑战nGIS网络教学面临的问题nGIS网络课程的开发GIS的问题解决教学模式w问题解决教学模式的概念与特点n问题是教学活动的起点。n问题是贯穿整个教学过程的主线。n问题是教学活动的终点。 wGIS问题解决教学应用 w问题解决GIS教学实践与结论n应用GIS软件建立学生GIS(SGIS)实践 教学n教学实践的结论第3 作为教育技术的GISwGIS作为教育技术的 功能分析 w基于GIS直观的辅助 地理教学 w基于多媒体GIS( MGIS)的辅助地理教 学 w基于二次开发GIS的 辅助地理教学 w基于网络GIS( WEBGIS)的辅助地 理教学 w基于虚拟GIS(VGIS

15、)、三维GIS(3DGIS )的辅助地理教学 基于 3DGIS基于 VGIS基于 WEBGIS基于 开发基于 MGIS基于 直观GIS辅助 教学GIS辅助教学功能GIS作为教育技术的功能分析wGIS辅助地理教学的优势wGIS在地理教学中的应用特点n信息量大,信息表现便捷。 n空间性强,分析功能丰富。 n专业性强,对师生的要求不一。 n开放性强,与现实世界联系紧密。 n实践性强,有利于学生综合素质的培养。 n灵活度大,适用因材施教。 基于多媒体GIS(MGIS)的辅助地理 教学 MGIS辅助教学的优势实现信息的多样化管理,丰富了信息服务 实现教育手段的多层次辅助方式 实现演示的直观化,信息的多元化 MGIS的实现技术 MGIS地理课件设计原则 MGIS地理课件辅助特点与实践

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