GIS基础教育理论与实践及BISPGIS开发研究

【摘要】： 地理信息系统(GIS)从20世纪60年代开始发展到现在，已经广泛应用于社会生产、生活的各个领域。国内外诸多高等院校、科研院所也纷纷将GIS教育作为信息社会人才培养的重要方面，具有GIS基本知识与技能成为21世纪社会人才需求的一个重要方向。20世纪90年代中后期，国内GIS专业教育，包括GIS专业本科、硕士、博士教育成为高校地理、地质、测绘、管理系科竞相开办的热门专业。2001年下半年开始启动的新一轮国家基础教育改革中，历史性地以政府文件的形式将GIS纳入高中课程体系，在地理课程中设置了GIS的必修内容，在选修课程中设置了以GIS为主的《地理信息技术》选修课程。从高等教育到基础教育，GIS教育已经形成一定的规模，但对于GIS专业教育而言，真正大规模开始也就只有三、四年时间。2003年3月正式颁布的国家普通高中课程标准，GIS的基础教育尚在准备阶段。GIS基础教育的培养目标、课程设置、教学模式，甚至是对与GIS教育的认识问题也还处于探索阶段。 在分析和研究了大量有关国外GIS专业教育与基础教育的文献，并通过参与制定GIS基础教育方案和实行普通高中的GIS实验教学后，本文从理论与实践角度，对“作为基础教育内容的GIS”和“作为教育技术的GIS”的教学模式进行了构建。并根据相关理论设计了GIS基础教育软件平台—BISPGIS。 GIS是地理信息科学的关键技术，是地理学研究与社会应用极其广泛的前沿学科。GIS以地理学为基础，兼备跨学科的综合特性。实施GIS教育有别于一般的基础理论学科和技术学科。教学模式的构建要注重现代教育技术的教学功能，强调教学的实践性，充分发挥网络与远程教育的优势。通过分析研究，论文构建了GIS的多媒体、网络与问题解决等多种教学模式。 作为信息技术科学，GIS有强大的地理信息获取、处理、分析功能，在地理教育中也是非常实用的教育技术。本文从教育实践到理论，提出GIS辅助教学的一般模式：即基于GIS直观、基于多媒体GIS(MGIS)、基于网络GIS(WEBGIS)、基于二次开发GIS和基于虚拟GIS(VRGIS)、三维GIS(3DGIS)的辅助地理教学模式，它们是GIS基础教育实践发展的方向。 在教学实践与研究的基础上，结合国家基础教育课程改革课题，本文分析了GIS基础教育的技术基础、师资基础与教学环境基础，形成了GIS基础教育的课程标准。GIS基础教育的一个关键环节是GIS教学用软件问题。通过分析GIS专业软件和社会力量研制的GIS教学软件、平台的不足和局限性，本文认为GIS基础教育必须开发专用的GIS软件。依据相关理论，按照COMGIS开发技术，研制开发了BISPGIS平台软件，在平台软件上完成“真实实现”、“模拟实现”、“教学平台”等模块的基本功能，探索了GIS基础教育的软件开发方向。 但对于处于发展初期的GIS基础教育，有关课程实践环节、教育机制、教学资源的开发等问题尚需要进一步探讨。