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《地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用》多媒體教學(xué)軟件設(shè)計和實現(xiàn)
【論文關(guān)鍵詞】信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用 多媒體教學(xué) 課件設(shè)計
【論文摘要】本文介紹了研制《地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用》多媒體教學(xué)軟件的必要性以及軟件設(shè)計思路及開發(fā)過程，著重闡述了該教學(xué)軟件的特色和教學(xué)效果。
一、引言
《地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用》是測繪工程、土地專業(yè)方向的專業(yè)課。作為“3s”之一的地理信息系統(tǒng)(GIS)是以空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在軟硬件的支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，適時提供空間和動態(tài)的地理信息，為決策服務(wù)的一類信息系統(tǒng)。目前GIS技術(shù)廣泛應(yīng)用于測繪、、環(huán)境管理、資源規(guī)劃、、、郵電、通訊等領(lǐng)域，并發(fā)揮極其重要的作用。《地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用》是一門實踐性相當(dāng)強的學(xué)科，如數(shù)字化儀的操作和軟件的使用等，即使教師在課堂上講述如何使用數(shù)字化儀以及使用數(shù)字化儀的操作步驟，但是課后學(xué)生在實際的操作過程中還是一頭霧水，不知道從何下手。為解決此問題有必要設(shè)計一套地理信息系統(tǒng)多媒體教學(xué)軟件，通過多媒體軟件中的演示模擬實驗、典型實例分析、知識層次的有機組織以及計算機技術(shù)的應(yīng)用，使學(xué)生更好地理解并掌握這門學(xué)科，優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)質(zhì)量。
二、多媒體軟件的設(shè)計思想
《地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用》多媒體課件采用軟件工程的思想來設(shè)計開發(fā)的，可以改變多媒體教學(xué)軟件過程開發(fā)中的小作坊的操作模式，提高對開發(fā)過程的管理、提高教學(xué)軟件的質(zhì)量、對教育教學(xué)軟件的維護(hù)、升級和交流都具有重要的意義。地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用的內(nèi)容涉及到GIS相關(guān)概念、GIS基礎(chǔ)理論、GIS軟件設(shè)計、GIS軟件應(yīng)用、GIS發(fā)展趨勢等相關(guān)內(nèi)容。多媒體軟件基于上述內(nèi)容，利用計算機多媒體輔助教學(xué)，使學(xué)生在交互狀態(tài)下學(xué)習(xí)，掌握系統(tǒng)開發(fā)程序，調(diào)動學(xué)生的積極性。作為教學(xué)過程的一種輔助手段，它的設(shè)計必須遵循教學(xué)大綱與教學(xué)進(jìn)度的原則來設(shè)計開發(fā)。
根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，明確要實現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)，以及實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的途徑——教學(xué)策略的分析，確定課件的總體框架和表現(xiàn)方法，進(jìn)行課件的總體設(shè)計，確定教學(xué)軟件開發(fā)所使用的平臺。
三、多媒體軟件的開發(fā)流程
(一)總體框架設(shè)計
該軟件具有先進(jìn)、豐富的可視音頻、可視媒體集成制作解決方案，由于它具有提供多樣化的文字處理能力，可以在屏幕上編輯對象的功能，以及提供的模版等功能及多樣化的交互手段、具有動態(tài)鏈接功能等諸多特點。通過總體框架設(shè)計實現(xiàn)了對教學(xué)內(nèi)容整理與組織，做到資料詳盡確切、層次豐富、鏈接靈活。
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(二)腳本的編寫
課件的腳本是課件的設(shè)計藍(lán)圖，作者應(yīng)該根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，確定課件的具體表現(xiàn)方法和內(nèi)容，直到每一屏幕(頁)的具體內(nèi)容安排，如各種媒體的排放位置、媒體元素出現(xiàn)的時刻、交互方式以及畫面的鏈接等，都要非常具體和明確。腳本的設(shè)計還要根據(jù)創(chuàng)作工具的特點以及人接受信息的特征等綜合因素來考慮。腳本的設(shè)計過程實際上就是一個創(chuàng)意過程，創(chuàng)意的好壞取決于對教學(xué)內(nèi)容的理解程度以及創(chuàng)作人員的水平，對課件的最終質(zhì)量有很大的決定作用。
(三)素材的準(zhǔn)備
多媒體課件中的基本素材有相當(dāng)一部分要事先準(zhǔn)備好，如文字、圖像、聲音、動畫、影像等原始素材，需要通過一定的方法采集或制作，有些還需要預(yù)先處理和編輯，如信息系統(tǒng)軟件的具體操作等內(nèi)容均需要制作成視頻講解的形式，使學(xué)生在觀看軟件操作后，在以后的上機操作過程能夠較好地掌握軟件具體的操作過程，提高了教學(xué)效果。在視頻文件的制作主要采用Snagit窗口捕捉文件，把捕捉到的文件轉(zhuǎn)變?yōu)椋畐ay格式的文件，然后借助Premiere軟件進(jìn)行剪輯、添加音頻文件。或者直接利用數(shù)碼攝像機進(jìn)行拍攝，然后用Premiere進(jìn)行剪輯。
(四)創(chuàng)作設(shè)計CAI軟件
根據(jù)腳本設(shè)計的要求，在Authorware中把各種媒體素材集成創(chuàng)作為一個課件。對教學(xué)內(nèi)容的組織進(jìn)行評價修改，與教學(xué)策略、教學(xué)方法和手段有機地結(jié)合，針對個性化自主學(xué)習(xí)需要，創(chuàng)建協(xié)作交流的學(xué)習(xí)環(huán)境。課件完成后，還要經(jīng)過試運行和使用評價，必要時還要作修改。能否達(dá)到預(yù)想的效果，取決于所用的創(chuàng)作工具和創(chuàng)作軟件使用的熟悉程度。在多媒體課程開發(fā)過程中遵循總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、知識點設(shè)計的軟件工程方法，采用螺旋式生命周期，在原型設(shè)計基礎(chǔ)上開發(fā)并經(jīng)試點后反復(fù)修改設(shè)計制作，并將多媒體教學(xué)的實踐經(jīng)驗實施在多媒體課程中，對不同部分著重體現(xiàn)不同的教學(xué)思想。
四、多媒體建設(shè)內(nèi)容與特色
(一)多媒體建設(shè)內(nèi)容
地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用多媒體課程主要包含有GIS相關(guān)概念、GIS基礎(chǔ)理論、GIS軟件設(shè)計、GIS軟件應(yīng)用、GIS發(fā)展趨勢、系統(tǒng)設(shè)定和結(jié)束學(xué)習(xí)等7個模塊組成。在GIS相關(guān)概念模塊中，主要介紹“地理信息系統(tǒng)的發(fā)展背景、地理信息系統(tǒng)的定義以及地理信息系統(tǒng)在各國的發(fā)展；在GIS基礎(chǔ)理論模塊中，有按照篇章結(jié)構(gòu)組織的教學(xué)內(nèi)容，主要介紹了地理信息系統(tǒng)的兩種主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的相互轉(zhuǎn)換方法，同時還介紹了地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)模型——數(shù)字地面模型網(wǎng)絡(luò)模型以及地理信息系統(tǒng)的空間分析方法等內(nèi)容；在GIS軟件設(shè)計模塊中介紹了GIS軟件設(shè)計的基本技術(shù)、方法、路線等；在GIS軟件應(yīng)用模塊中介紹了基于Arview、Maplnfo等GIS軟件在具體的行業(yè)中的開發(fā)實例；在GIS發(fā)展趨勢模塊中包含GIS將來的發(fā)展趨勢以及目前使用的主流GIS軟件；系統(tǒng)設(shè)定模塊可以添加背景，了解開發(fā)本課件人員的相關(guān)情況；結(jié)束學(xué)習(xí)模塊用來結(jié)束本課件的學(xué)習(xí)。
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(二)多媒體建設(shè)特色
1．基于資源的教學(xué)方式
多媒體課程的設(shè)計是依據(jù)馬明棟教授主編的《信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用》基礎(chǔ)進(jìn)行的，充分體現(xiàn)了教學(xué)改革的成果，并反映了GIS技術(shù)的發(fā)展。多媒體課程的教學(xué)內(nèi)容緊跟GIS技術(shù)的發(fā)展趨勢，涵蓋本門課程全部基本知識點，教學(xué)內(nèi)容新，內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)清晰合理，便于課件組織、擴充、修改，隨時可添加新技術(shù)、新概念和新知識。
2．多媒體課程系統(tǒng)性強、信息量大
完成了全部以Authorware頁為表現(xiàn)形式的教學(xué)內(nèi)容，約300頁。基礎(chǔ)理論篇動態(tài)案例5個，圖片約100幅；GIS動態(tài)案例15個、視頻5個(以上數(shù)據(jù)在課件的制作中仍需要改動)。完成與課程內(nèi)容相配套的教學(xué)教案。設(shè)計了與課程內(nèi)容配套的l0個教學(xué)實驗完成實驗案例2個。
3．引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)
通過多媒體課件，讓學(xué)生了解本課程的教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)要求、參考學(xué)時及教學(xué)大綱，本課程的教學(xué)重點及難點，便于學(xué)生課后復(fù)習(xí)。充分發(fā)揮計算機存儲與檢索的功能，實現(xiàn)與課程教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的目錄檢索和關(guān)鍵字檢索；以知識點為單元，樹狀目錄與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)共存，提高學(xué)習(xí)靈活性。
4．多媒體課程功能豐富
瀏覽功能通過目錄、導(dǎo)航、熱字及超鏈接進(jìn)入相關(guān)知識點。做到資料詳盡確切、層次豐富、鏈接靈活，樹狀目錄與網(wǎng)狀超級鏈接并存。多渠道的內(nèi)容導(dǎo)航，方便學(xué)習(xí)者在課程內(nèi)容之間進(jìn)行跳轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)導(dǎo)航功能使學(xué)習(xí)者在整個多媒體課程范圍內(nèi)迅速地進(jìn)入想學(xué)的內(nèi)容。
五、初步教學(xué)實踐
近來，利用開發(fā)建設(shè)的教學(xué)資源在教學(xué)方法和手段上進(jìn)行了大膽的改革嘗試，主要從多媒體課程進(jìn)行教學(xué)實踐。自2002年1月開始利用多媒體教學(xué)支撐軟件平臺和多媒體課件，在2002級開始教學(xué)實踐，在實踐中不斷地探索多媒體化教學(xué)的方法與手段。
采取問卷的形式對上課的同學(xué)進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果表明：學(xué)生對采用多媒體化教學(xué)的滿意率比較高。大部分學(xué)生認(rèn)為多媒體上的教學(xué)資源好、內(nèi)容系統(tǒng)、重點突出、’適合于自主學(xué)習(xí)、課件設(shè)計、內(nèi)容安排有啟發(fā)性、注重能力培養(yǎng)，與課堂教學(xué)相比，知識的獲取多；而且大部分的學(xué)生通過多媒體教學(xué)自學(xué)、自控能力有所提高并提高了歸納能力；但是應(yīng)該看到在多媒體上教學(xué)的質(zhì)疑情況并不好，如對于喜歡傳統(tǒng)授課的同學(xué)，他們更習(xí)慣面對面的交流，傳統(tǒng)的教學(xué)方法與手段對他們的影響相當(dāng)深。
六、結(jié)束語
多媒體教學(xué)是伴隨多媒體技術(shù)地發(fā)展而興起的新事物，是一種節(jié)省資源、方便教學(xué)內(nèi)容的更新、培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)在信息化中工作、學(xué)習(xí)和生活能力的良好的方法。《地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用》多媒體課程作為多媒體教學(xué)的一種有益嘗試，雖然初具規(guī)模，但仍有許多需要改進(jìn)和完善之處。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，對多媒體教學(xué)會有更高的要求和創(chuàng)新點。
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