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《地理信息系統原理及應用》多媒體教學(xué)軟件設計和實(shí)現
【論文關(guān)鍵詞】信息系統原理及應用 多媒體教學(xué) 課件設計
【論文摘要】本文介紹了研制《地理信息系統原理及應用》多媒體教學(xué)軟件的必要性以及軟件設計思路及開(kāi)發(fā)過(guò)程，著(zhù)重闡述了該教學(xué)軟件的特色和教學(xué)效果。
一、引言
《地理信息系統原理及應用》是測繪工程、土地專(zhuān)業(yè)方向的專(zhuān)業(yè)課。作為“3s”之一的地理信息系統(GIS)是以空間數據庫為基礎，在軟硬件的支持下，對空間相關(guān)數據進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，適時(shí)提供空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，為決策服務(wù)的一類(lèi)信息系統。目前GIS技術(shù)廣泛應用于測繪、、環(huán)境管理、資源規劃、、、郵電、通訊等領(lǐng)域，并發(fā)揮極其重要的作用�！兜乩硇畔⑾到y原理及應用》是一門(mén)實(shí)踐性相當強的學(xué)科，如數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字化儀以及使用數字化儀的操作步驟，但是課后學(xué)生在實(shí)際的操作過(guò)程中還是一頭霧水，不知道從何下手。為解決此問(wèn)題有必要設計一套地理信息系統多媒體教學(xué)軟件，通過(guò)多媒體軟件中的演示模擬實(shí)驗、典型實(shí)例分析、知識層次的有機組織以及計算機技術(shù)的應用，使學(xué)生更好地理解并掌握這門(mén)學(xué)科，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，提高教學(xué)質(zhì)量。
二、多媒體軟件的設計思想
《地理信息系統原理及應用》多媒體課件采用軟件工程的思想來(lái)設計開(kāi)發(fā)的，可以改變多媒體教學(xué)軟件過(guò)程開(kāi)發(fā)中的小作坊的操作模式，提高對開(kāi)發(fā)過(guò)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、升級和交流都具有重要的意義。地理信息系統原理及應用的內容涉及到GIS相關(guān)概念、GIS基礎理論、GIS軟件設計、GIS軟件應用、GIS發(fā)展趨勢等相關(guān)內容。多媒體軟件基于上述內容，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，掌握系統開(kāi)發(fā)程序，調動(dòng)學(xué)生的積極性。作為教學(xué)過(guò)程的一種輔助手段，它的設計必須遵循教學(xué)大綱與教學(xué)進(jìn)度的原則來(lái)設計開(kāi)發(fā)。
根據教學(xué)內容，明確要實(shí)現的教學(xué)目標，以及實(shí)現教學(xué)目標的途徑——教學(xué)策略的分析，確定課件的總體框架和表現方法，進(jìn)行課件的總體設計，確定教學(xué)軟件開(kāi)發(fā)所使用的平臺。
三、多媒體軟件的開(kāi)發(fā)流程
(一)總體框架設計
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(dòng)態(tài)鏈接功能等諸多特點(diǎn)。通過(guò)總體框架設計實(shí)現了對教學(xué)內容整理與組織，做到資料詳盡確切、層次豐富、鏈接靈活。
[1]
(二)腳本的編寫(xiě)
課件的腳本是課件的設計藍圖，作者應該根據教學(xué)目標，確定課件的具體表現方法和內容，直到每一屏幕(頁(yè))的具體內容安排，如各種媒體的排放位置、媒體元素出現的時(shí)刻、交互方式以及畫(huà)面的鏈接等，都要非常具體和明確。腳本的設計還要根據創(chuàng )作工具的特點(diǎn)以及人接受信息的特征等綜合因素來(lái)考慮。腳本的設計過(guò)程實(shí)際上就是一個(gè)創(chuàng )意過(guò)程，創(chuàng )意的好壞取決于對教學(xué)內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)素材的準備
多媒體課件中的基本素材有相當一部分要事先準備好，如文字、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)、影像等原始素材，需要通過(guò)一定的方法采集或制作，有些還需要預先處理和編輯，如信息系統軟件的具體操作等內容均需要制作成視頻講解的形式，使學(xué)生在觀(guān)看軟件操作后，在以后的上機操作過(guò)程能夠較好地掌握軟件具體的操作過(guò)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�；蛘咧苯永脭荡a攝像機進(jìn)行拍攝，然后用Premiere進(jìn)行剪輯。
(四)創(chuàng )作設計CAI軟件
根據腳本設計的要求，在A(yíng)uthorware中把各種媒體素材集成創(chuàng )作為一個(gè)課件。對教學(xué)內容的組織進(jìn)行評價(jià)修改，與教學(xué)策略、教學(xué)方法和手段有機地結合，針對個(gè)性化自主學(xué)習需要，創(chuàng )建協(xié)作交流的學(xué)習環(huán)境。課件完成后，還要經(jīng)過(guò)試運行和使用評價(jià)，必要時(shí)還要作修改。能否達到預想的效果，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(kāi)發(fā)過(guò)程中遵循總體設計、結構設計、知識點(diǎn)設計的軟件工程方法，采用螺旋式生命周期，在原型設計基礎上開(kāi)發(fā)并經(jīng)試點(diǎn)后反復修改設計制作，并將多媒體教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗實(shí)施在多媒體課程中，對不同部分著(zhù)重體現不同的教學(xué)思想。
四、多媒體建設內容與特色
(一)多媒體建設內容
地理信息系統原理及應用多媒體課程主要包含有GIS相關(guān)概念、GIS基礎理論、GIS軟件設計、GIS軟件應用、GIS發(fā)展趨勢、系統設定和結束學(xué)習等7個(gè)模塊組成。在GIS相關(guān)概念模塊中，主要介紹“地理信息系統的發(fā)展背景、地理信息系統的定義以及地理信息系統在各國的發(fā)展；在GIS基礎理論模塊中，有按照篇章結構組織的教學(xué)內容，主要介紹了地理信息系統的兩種主要的數據結構：柵格數據結構和矢量數據結構，以及兩種數據結構之間的相互轉換方法，同時(shí)還介紹了地理信息系統中的數據模型——數字地面模型網(wǎng)絡(luò )模型以及地理信息系統的空間分析方法等內容；在GIS軟件設計模塊中介紹了GIS軟件設計的基本技術(shù)、方法、路線(xiàn)等；在GIS軟件應用模塊中介紹了基于A(yíng)rview、Maplnfo等GIS軟件在具體的行業(yè)中的開(kāi)發(fā)實(shí)例；在GIS發(fā)展趨勢模塊中包含GIS將來(lái)的發(fā)展趨勢以及目前使用的主流GIS軟件；系統設定模塊可以添加背景，了解開(kāi)發(fā)本課件人員的相關(guān)情況；結束學(xué)習模塊用來(lái)結束本課件的學(xué)習。
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(二)多媒體建設特色
1．基于資源的教學(xué)方式
多媒體課程的設計是依據馬明棟教授主編的《信息系統原理及應用》基礎進(jìn)行的，充分體現了教學(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)內容緊跟GIS技術(shù)的發(fā)展趨勢，涵蓋本門(mén)課程全部基本知識點(diǎn)，教學(xué)內容新，內容組織結構清晰合理，便于課件組織、擴充、修改，隨時(shí)可添加新技術(shù)、新概念和新知識。
2．多媒體課程系統性強、信息量大
完成了全部以Authorware頁(yè)為表現形式的教學(xué)內容，約300頁(yè)�；A理論篇動(dòng)態(tài)案例5個(gè)，圖片約100幅；GIS動(dòng)態(tài)案例15個(gè)、視頻5個(gè)(以上數據在課件的制作中仍需要改動(dòng))。完成與課程內容相配套的教學(xué)教案。設計了與課程內容配套的l0個(gè)教學(xué)實(shí)驗完成實(shí)驗案例2個(gè)。
3．引導學(xué)生自主學(xué)習
通過(guò)多媒體課件，讓學(xué)生了解本課程的教學(xué)目的、教學(xué)內容、教學(xué)要求、參考學(xué)時(shí)及教學(xué)大綱，本課程的教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)，便于學(xué)生課后復習。充分發(fā)揮計算機存儲與檢索的功能，實(shí)現與課程教學(xué)內容相關(guān)的目錄檢索和關(guān)鍵字檢索；以知識點(diǎn)為單元，樹(shù)狀目錄與網(wǎng)狀結構共存，提高學(xué)習靈活性。
4．多媒體課程功能豐富
瀏覽功能通過(guò)目錄、導航、熱字及超鏈接進(jìn)入相關(guān)知識點(diǎn)。做到資料詳盡確切、層次豐富、鏈接靈活，樹(shù)狀目錄與網(wǎng)狀超級鏈接并存。多渠道的內容導航，方便學(xué)習者在課程內容之間進(jìn)行跳轉。結構導航功能使學(xué)習者在整個(gè)多媒體課程范圍內迅速地進(jìn)入想學(xué)的內容。
五、初步教學(xué)實(shí)踐
近來(lái)，利用開(kāi)發(fā)建設的教學(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(shí)踐。自2002年1月開(kāi)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(kāi)始教學(xué)實(shí)踐，在實(shí)踐中不斷地探索多媒體化教學(xué)的方法與手段。
采取問(wèn)卷的形式對上課的同學(xué)進(jìn)行調查，調查結果表明：學(xué)生對采用多媒體化教學(xué)的滿(mǎn)意率比較高。大部分學(xué)生認為多媒體上的教學(xué)資源好、內容系統、重點(diǎn)突出、’適合于自主學(xué)習、課件設計、內容安排有啟發(fā)性、注重能力培養，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(guò)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，如對于喜歡傳統授課的同學(xué)，他們更習慣面對面的交流，傳統的教學(xué)方法與手段對他們的影響相當深。
六、結束語(yǔ)
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，是一種節省資源、方便教學(xué)內容的更新、培養學(xué)生適應在信息化中工作、學(xué)習和生活能力的良好的方法�！兜乩硇畔⑾到y原理及應用》多媒體課程作為多媒體教學(xué)的一種有益嘗試，雖然初具規模，但仍有許多需要改進(jìn)和完善之處。隨著(zhù)計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，對多媒體教學(xué)會(huì )有更高的要求和創(chuàng )新點(diǎn)。
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