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英文名稱(chēng):Geography and Geo-Information Science
主管單位:河北省科學(xué)院
主辦單位:河北省地理科學(xué)研究所;北京大學(xué)遙感與地理信息系統(tǒng)研究所
出版周期:雙月刊
出版地址:河北省石家莊市
語(yǔ)
種:中文
開(kāi)
本:大16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào):1672-0504
國(guó)內(nèi)刊號(hào):13-1330/P
郵發(fā)代號(hào):18-27
發(fā)行范圍:國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:1985
期刊收錄:
中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)
中國(guó)人文社會(huì)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CHSSCD―2004)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽(yù):
Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
聯(lián)系方式
1(略)
2教學(xué)內(nèi)容的改革
2.1基礎(chǔ)知識(shí)的縱向關(guān)聯(lián)信息論本身是一門(mén)源于數(shù)學(xué)的學(xué)科,其中所含的定理和結(jié)論以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)作為依據(jù),利用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言來(lái)描述和解決工程化的問(wèn)題,比如說(shuō)信息的度量可以作為研究非線(xiàn)性的工具,涉及了大量的推導(dǎo)和證明。因此在信息論的學(xué)習(xí)之前,必定涉及大量的先修知識(shí):高等數(shù)學(xué)、概率論和隨機(jī)過(guò)程、線(xiàn)性代數(shù)、數(shù)字信號(hào)處理、通信原理等[2]。部分學(xué)生對(duì)這些先修課程掌握的不夠好就會(huì)影響信息論課程的學(xué)習(xí)。另外,部分先修課程在本科階段講授的內(nèi)容還不足以用來(lái)理解信息論中的一些內(nèi)容,例如對(duì)多變量的聯(lián)合典型序列的理解。調(diào)查顯示,上述先修知識(shí)要求是學(xué)生在學(xué)習(xí)中覺(jué)得困難的首要原因。這要求教師在先修課程的相關(guān)內(nèi)容上進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)和方法的引入,例如在信道容量的計(jì)算中,可先闡述高等數(shù)學(xué)中拉格朗日乘子法求條件極值以及數(shù)值計(jì)算中,采用交替極小化的思想進(jìn)行的迭代算法,由理論算法自然過(guò)渡到工程應(yīng)用中去,不僅簡(jiǎn)單明了,而且能幫助學(xué)生對(duì)多門(mén)課程進(jìn)行更好的融合理解。此外,在講授未接觸過(guò)的知識(shí)之前,可以考慮從實(shí)際應(yīng)用的例子出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生對(duì)原理的思考。比如在數(shù)據(jù)的壓縮傳輸中,以音頻數(shù)據(jù)為例,由多種壓縮方式所得的不同格式的效果和數(shù)據(jù)量大小引入對(duì)數(shù)據(jù)的壓縮傳輸?shù)睦碚摻榻B,使學(xué)生自然接受新知識(shí)并激發(fā)探索的興趣。
2.2應(yīng)用內(nèi)容的橫向拓展從1949年仙農(nóng)的《通信的數(shù)學(xué)理論》一文發(fā)表至今,信息論作為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科一直在不斷地發(fā)展[3],理論基礎(chǔ)上的應(yīng)用更是層出不窮,除了經(jīng)典理論的講授之外,信息論的教學(xué)應(yīng)適當(dāng)引入橫向知識(shí)的介紹。例如在通信編碼的安全問(wèn)題討論中,可引入密碼學(xué)的方面的研究介紹,其中的許多度量性指標(biāo),如加密運(yùn)算中的完全性、剩余度等指標(biāo)與信息量密切相關(guān)。現(xiàn)今密碼學(xué)已經(jīng)成為信息安全的研究主體,對(duì)信息專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言有較大的研究與應(yīng)用空間。在統(tǒng)計(jì)理論中,從線(xiàn)性問(wèn)題向非線(xiàn)性問(wèn)題轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,交互信息與傳統(tǒng)的相互關(guān)系數(shù)的作用可進(jìn)行對(duì)比討論,此外,信息論方法在人工智能方向多種算法中有重要作用,特別對(duì)信息統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域的發(fā)展有重要意義。又例如,人們發(fā)現(xiàn)仙農(nóng)熵、柯?tīng)柲髀宸驈?fù)雜度與豪斯道夫維數(shù)都是某種事物復(fù)雜性的度量,由于仙農(nóng)熵、柯?tīng)柲髀宸蚺c豪斯道夫位數(shù)的等價(jià)性在理論上已經(jīng)得到證明,從而使信息論、計(jì)算機(jī)科學(xué)與分形理論都找到了它們的匯合點(diǎn)。它們?cè)谝欢l件下可以相互等價(jià)轉(zhuǎn)化。由這三種度量分別產(chǎn)生了信息論、計(jì)算機(jī)程序復(fù)雜度與分形理論,在本質(zhì)上有共同之處。它們結(jié)合后所產(chǎn)生的新興學(xué)科方向具有跨學(xué)科的特點(diǎn),如算法信息論就是信息論與計(jì)算復(fù)雜性理論融合的新學(xué)科[4]。就信息論的發(fā)展而言,信息論是一門(mén)“大學(xué)科”,涵蓋范圍廣,涉及的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域多、內(nèi)容多樣,無(wú)論是就業(yè)還是繼續(xù)深造,對(duì)本科生而言都有很重要的意義,通過(guò)信息論的幾個(gè)典型應(yīng)用技術(shù)方向的介紹,讓學(xué)生根據(jù)不同的信息技術(shù)方向并結(jié)合自己的興趣,作進(jìn)一步的努力,獲取更深更廣的知識(shí)。
3教學(xué)組織形式的改革
在對(duì)教學(xué)組織形式的研究中,筆者比較國(guó)內(nèi)外“信息論”課程教學(xué)在課程設(shè)置、教學(xué)方法、課程實(shí)驗(yàn)及對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等方面的區(qū)別,總結(jié)發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)外名校在該門(mén)課程上更趨向于應(yīng)用性、開(kāi)放性與差異性的教學(xué)模式。參照麻省理工學(xué)院信息論開(kāi)放課程[EB/OL],發(fā)現(xiàn)他們的理論課的時(shí)間不到總課時(shí)的1/3,其余時(shí)間用于課堂討論,小組課題研究,實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì),他們的考核成績(jī)一般包括課堂表現(xiàn)(15%),習(xí)題解答(30%),期中測(cè)試(15%),期末考試(30%)和授課教師的個(gè)人評(píng)語(yǔ)(10%)[5]。同時(shí)結(jié)合哈佛大學(xué)“圓桌課堂”的教學(xué)方式,將課程分成多個(gè)專(zhuān)題,在圍繞專(zhuān)題進(jìn)行理論基礎(chǔ)闡述的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生圍繞專(zhuān)題從各個(gè)領(lǐng)域來(lái)舉例、討論,這樣的教學(xué)在原有理論的基礎(chǔ)上拓展了很大范圍,具有較強(qiáng)的開(kāi)放性,學(xué)生學(xué)習(xí)也有了更多的自主性。此外,還加強(qiáng)了對(duì)課程的實(shí)驗(yàn)要求,在對(duì)已有算法的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行綜合性、仿真性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。比如對(duì)無(wú)失真和限失真信源編碼、二進(jìn)制信道和高斯信道容量的計(jì)算進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,甚至在壓縮編碼和信息安全方面自行設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn),在學(xué)會(huì)使用Matlab、SystemView等仿真軟件的基礎(chǔ)上,應(yīng)用VisualC、C++等程序語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)性試驗(yàn),以提高學(xué)生獨(dú)立思維和動(dòng)手能力。
關(guān)鍵詞:信息;科學(xué);哲學(xué);問(wèn)題;評(píng)介
中圖分類(lèi)號(hào):B08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1000-2731(2012)02-0023-05
在2010年8月召開(kāi)的第四屆國(guó)際信息科學(xué)基礎(chǔ)大會(huì)(FIS 2010,北京)上,我很榮幸地認(rèn)識(shí)了俄羅斯科學(xué)院信息科學(xué)問(wèn)題研究所首席研究員,康斯坦丁?科林(KOHCTaHTl4H Koz_rm)先生。他為大會(huì)提交的英文論文的題目是“Philosophy of informationand fundamental problems of modelTl Informatics”(《信息哲學(xué)與現(xiàn)代信息科學(xué)的基本問(wèn)題》),而這樣的研究方向正是我所感興趣的。在進(jìn)一步的接觸中,我們了解到,科林先生在信息哲學(xué)和信息科學(xué)中的哲學(xué)問(wèn)題的方向上已經(jīng)研究了20多年,是信息哲學(xué)和社會(huì)信息科學(xué)領(lǐng)域的著名專(zhuān)家,取得了豐碩的研究成果。從科林先生的介紹中,我們還了解到,俄羅斯學(xué)者在信息哲學(xué)和信息科學(xué)中的哲學(xué)問(wèn)題的方向上的理論研究已經(jīng)有40多年的歷史,其中有相當(dāng)一批學(xué)者都對(duì)這一研究領(lǐng)域十分重視,并作出了一系列開(kāi)創(chuàng)性的成果。
另外,自上個(gè)世紀(jì)90年代以來(lái),俄羅斯科學(xué)院和俄羅斯的一些大學(xué)還開(kāi)創(chuàng)性地在大學(xué)生和研究生中開(kāi)設(shè)了關(guān)于信息科學(xué)與哲學(xué)方向的通識(shí)課程和學(xué)位課程,其中舉辦較為成熟的課程有《信息科學(xué)中的哲學(xué)問(wèn)題》和《社會(huì)信息科學(xué)》。而科林先生正是這兩門(mén)課程的積極倡導(dǎo)者和重要設(shè)計(jì)者。
在會(huì)議期間我們還了解到,科林先生有一本新書(shū)將以俄文和英文兩種語(yǔ)言同時(shí)出版,而這本新書(shū)既是一本專(zhuān)著,又是為配合《信息科學(xué)中的哲學(xué)問(wèn)題》的研究生課程而編寫(xiě)的教材。會(huì)后征得科林先生的同意,我將這本新書(shū)從俄文譯成了中文,該譯本即將由中國(guó)社會(huì)科學(xué)出版社出版。
本書(shū)是一本關(guān)于信息科學(xué)的性質(zhì)、研究對(duì)象和范圍、學(xué)科地位、體系結(jié)構(gòu)、領(lǐng)域和方法,信息科學(xué)教育,信息的科學(xué)觀(guān)和哲學(xué)觀(guān),信息社會(huì)與人類(lèi)文明的發(fā)展,以及信息科學(xué)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀和未來(lái)前景的學(xué)術(shù)專(zhuān)著。全書(shū)論域之寬泛、理論之深入、觀(guān)點(diǎn)之明確、論述之簡(jiǎn)明,都已達(dá)到了很高的水平。如此體例和內(nèi)容的學(xué)術(shù)專(zhuān)著尚未見(jiàn)到。
全書(shū)的立論是建立在作者對(duì)信息的本質(zhì)及其存在范圍和普適性規(guī)律的認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)之上的。
在關(guān)于信息的本質(zhì)和信息的存在范圍的認(rèn)識(shí)上歷來(lái)頗多爭(zhēng)議。科林先生堅(jiān)持從世界客觀(guān)本體的層面上對(duì)信息的本質(zhì)和存在范圍做出相應(yīng)的規(guī)定。他寫(xiě)道:“在最廣泛意義上,信息是現(xiàn)實(shí)世界的客觀(guān)屬性,它是物質(zhì)和能量在空間和時(shí)間中分布的差異性(不對(duì)稱(chēng))的表現(xiàn),這些表現(xiàn)存在于所有自然發(fā)生的生命界、無(wú)生命界,以及人類(lèi)社會(huì)和意識(shí)活動(dòng)的非平衡過(guò)程之中”(第三章第三節(jié))。這樣的認(rèn)識(shí)無(wú)疑在兩個(gè)方面是十分成功的:一是把信息看作是所有事物中普遍存在的現(xiàn)象,即是說(shuō),信息具有最為普遍性的存在論品格;二是用信息顯現(xiàn)和表征的“差異性(不對(duì)稱(chēng))”來(lái)解讀信息的本質(zhì),這就在某種程度上看到了信息存在方式和物質(zhì)、能量的存在方式的區(qū)別。
但是,在這里我們還是要提請(qǐng)注意,僅僅用“差異性(不對(duì)稱(chēng))”來(lái)標(biāo)明信息的本質(zhì),還只是看到了信息活動(dòng)外在表現(xiàn)的方面。固然信息必須通過(guò)“差異性(不對(duì)稱(chēng))?!眮?lái)顯現(xiàn)和規(guī)定自身,然而,這種“差異性(不對(duì)稱(chēng))”本身卻不是信息最本質(zhì)層面的規(guī)定性,因?yàn)椋藗兺耆梢园选安町愋?不對(duì)稱(chēng))”看作是物質(zhì)世界自身存在的一種方式、一種關(guān)系。另外,任何“差異性(不對(duì)稱(chēng))”都還必須通過(guò)信息的對(duì)應(yīng)性顯現(xiàn)才能表征自身的存在。如此看來(lái),信息只能是在顯現(xiàn)、表征的意義上才可能構(gòu)成自身區(qū)別于物質(zhì)世界的獨(dú)特存在方式。這樣,要真正揭示信息區(qū)別于其他存在形式的本質(zhì),還有必要從信息獨(dú)特的存在方式的層面上繼續(xù)探討。但是,無(wú)論如何,科林先生已經(jīng)把對(duì)信息本質(zhì)的規(guī)定設(shè)置在了客觀(guān)自然關(guān)系的尺度上,這就離我們關(guān)于信息本質(zhì)真諦的認(rèn)識(shí)不遠(yuǎn)了。
科林先生的理論的更為深刻之處還在于,他基于他對(duì)信息的本質(zhì)和信息存在范圍的認(rèn)識(shí),提出了一個(gè)關(guān)于世界二重化存在的理論。他寫(xiě)道:“我們面對(duì)世界的現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)具有二重化的性質(zhì),因?yàn)?,這個(gè)世界同時(shí)包括兩個(gè)主要的組成部分:物理現(xiàn)實(shí)和理想現(xiàn)實(shí)。這兩個(gè)部分都是客觀(guān)存在的,并且是相互作用的,因而它們具有相互反映的特性”(第三章第二節(jié))。由此出發(fā),我們便可以建立一種全新的哲學(xué)本體論學(xué)說(shuō),從而打破傳統(tǒng)的關(guān)于世界是由物質(zhì)和精神構(gòu)成的二元對(duì)立的哲學(xué)觀(guān)念,這在實(shí)質(zhì)上就是建立了一種全新的世界觀(guān)。
在科林先生那里,信息的科學(xué)觀(guān)和世界觀(guān)是統(tǒng)一的,并且,信息的世界觀(guān)是以信息的科學(xué)觀(guān)為其科學(xué)基礎(chǔ)和依據(jù)的。這種信息的科學(xué)觀(guān)就集中體現(xiàn)在科林先生對(duì)信息的性質(zhì)和作用的認(rèn)識(shí)之中。在科林先生看來(lái):“信息貫穿于我們周?chē)澜绲挠薪M織的物質(zhì)和能量的各個(gè)層次,它是物質(zhì)和能量運(yùn)動(dòng)的首要的原因,并決定著它們?cè)诳臻g和時(shí)間中運(yùn)動(dòng)的方向”;“信息是進(jìn)化的決定性因素,它決定著自然和社會(huì)進(jìn)化過(guò)程的發(fā)展方向”;“信息是現(xiàn)實(shí)世界中的多方面的現(xiàn)象,它以某種特定的方式體現(xiàn)于自然的生命界和無(wú)生命界的各種信息環(huán)境之中,體現(xiàn)于信息活動(dòng)過(guò)程的不同條件之中”;“可以假定,在這些一般的信息流程、現(xiàn)實(shí)對(duì)象,以及任何形式的過(guò)程和現(xiàn)象中,都體現(xiàn)著某些基本的信息規(guī)律”(第三章結(jié)論)。
正是基于這樣的一種科學(xué)觀(guān)和哲學(xué)觀(guān),科林先生才確立了他關(guān)于信息科學(xué)的性質(zhì)、研究對(duì)象和范圍,以及其在現(xiàn)代科學(xué)中的學(xué)科地位的理論。他特別強(qiáng)調(diào)“信息是現(xiàn)代科學(xué)的基本概念”,信息科學(xué)是“一門(mén)基礎(chǔ)科學(xué)”,并具有“跨學(xué)科性質(zhì)”(第二章第一節(jié))。他寫(xiě)道:“信息現(xiàn)象乃是信息科學(xué)的最重要的研究對(duì)象,根據(jù)信息概念的規(guī)定以及信息活動(dòng)的規(guī)律,在生物領(lǐng)域和無(wú)生命的自然領(lǐng)域,也包括人類(lèi)創(chuàng)建的人工技術(shù)系統(tǒng)之中,應(yīng)當(dāng)有一個(gè)共同的信息活動(dòng)的基礎(chǔ)”(第一章結(jié)論);“正是信息的基本概念,以及信息在生命和非生命的自然發(fā)展過(guò)程中所起的關(guān)鍵性作用,使信息科學(xué)推動(dòng)了基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展的水平,同時(shí)也使信息科學(xué)自身發(fā)展成為一門(mén)獨(dú)立的科學(xué)知識(shí)領(lǐng)域”(第二章結(jié)論)。“作為基礎(chǔ)科學(xué)的信息科學(xué)的研究對(duì)象是信息的基本性質(zhì)、自然和社會(huì)相互作用中的信息活動(dòng)過(guò)程的規(guī)律,以及這些活動(dòng)過(guò)程在技術(shù)、生物和社會(huì)系統(tǒng)中的組織方法”(第三章結(jié)論)。
由于科林先生認(rèn)為信息科學(xué)具有基礎(chǔ)科學(xué)和跨學(xué)科的性質(zhì),所以,在論及信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)和領(lǐng)域方法時(shí),科林先生也應(yīng)用了從基礎(chǔ)科學(xué)到分支科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的跨學(xué)科的系統(tǒng)綜合集成的方法。科林先生寫(xiě)道:“信息科學(xué)研究的并不僅僅是在計(jì)算機(jī)通訊和其他技術(shù)系統(tǒng)中收集、存儲(chǔ)、處理和傳遞信息的儀器和技術(shù)方面的問(wèn)題,而且還包括在自然的生命界和無(wú)生命界,以及在人類(lèi)社會(huì)中存在的信息活動(dòng)過(guò)程”;“把不同科學(xué)領(lǐng)域(物理、化學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué))的科學(xué)家們匯聚起來(lái),對(duì)生物系統(tǒng),以及無(wú)生命的自然過(guò)程中發(fā)生的信息顯示的特征進(jìn)行研究乃是一件特別重要的事情。畢竟,這些研究結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致科學(xué)家們揭示出某些一般性的規(guī)律,這些規(guī)律對(duì)于不同性質(zhì)的信息環(huán)境中發(fā)生的各類(lèi)信息活動(dòng)過(guò)程都具有解釋的有效性”(第三章結(jié)論)。
早在1990年科林先生就提出了一個(gè)信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu),它包括四個(gè)主要的部分:理論信息科學(xué);技術(shù)信息科學(xué);社會(huì)信息科學(xué);生物信息科學(xué)。后來(lái),他又根據(jù)俄羅斯科學(xué)院信息科學(xué)問(wèn)題研究所的相關(guān)研究成果增加了一個(gè)部分――物理信息科學(xué)??屏窒壬J(rèn)為上述的五個(gè)部分可以分為兩個(gè)層次:一個(gè)是處于上層的理論信息科學(xué),它研究的是信息過(guò)程的一般性質(zhì)和規(guī)律;另一個(gè)是處于較低層次的四個(gè)并列的部分――技術(shù)信息科學(xué)、社會(huì)信息科學(xué)、生物信息科學(xué)和物理信息科學(xué),它們研究的是在某一特定類(lèi)型的信息領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)的相應(yīng)的信息過(guò)程(第一章第三節(jié))。
我們有理由把這樣一個(gè)學(xué)科體系結(jié)構(gòu)看作是最基本層面的結(jié)構(gòu)劃分,在其之下一定還可能細(xì)分出大量的分支性和應(yīng)用性學(xué)科。由此,也可以顯示當(dāng)代信息科學(xué)發(fā)展的跨層次的學(xué)科群的特征。其實(shí),由于信息已經(jīng)成為構(gòu)成世界的基本要素,所以,從理論上來(lái)說(shuō),所有的傳統(tǒng)科學(xué)學(xué)科在對(duì)其研究對(duì)象進(jìn)行研究時(shí),都不可能回避這些對(duì)象的信息特征以及其中現(xiàn)實(shí)發(fā)生的信息活動(dòng)過(guò)程。另外,我們還應(yīng)當(dāng)在上述體系結(jié)構(gòu)的頂端再增加一個(gè)更為一般和綜合的層次――信息哲學(xué)。畢竟,信息科學(xué)的發(fā)展已經(jīng)有跡象把人類(lèi)的哲學(xué)思維和科學(xué)思維重新統(tǒng)一起來(lái)。并且,要建構(gòu)統(tǒng)一的信息科學(xué)理論,必須對(duì)信息的本質(zhì)以及信息的一些最基本層面的規(guī)定進(jìn)行綜合而統(tǒng)一的解釋?zhuān)@樣的一種解釋?zhuān)挥性谡軐W(xué)的層面上才能最終實(shí)現(xiàn)。
正是基于這樣的認(rèn)識(shí),我才在北京1995年召開(kāi)的一次關(guān)于信息科學(xué)和社會(huì)發(fā)展理論的學(xué)術(shù)研討會(huì)上提出了“科學(xué)的信息科學(xué)化”的理論,并給出了一個(gè)包含六大層次的信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu):信息哲學(xué)、一般信息理論、領(lǐng)域信息學(xué)、門(mén)類(lèi)信息學(xué)、分支信息學(xué)、工程技術(shù)信息學(xué)。領(lǐng)域信息學(xué)又包含三大并列的學(xué)科――自然信息學(xué)、社會(huì)信息學(xué)、智能信息學(xué),分支信息學(xué)還可以再行分化出多級(jí)分支學(xué)科。兩相比較,我們可以看出,科林先生所劃分的信息科學(xué)的體系與我所劃分的信息科學(xué)體系的一般信息理論、領(lǐng)域信息學(xué)的層次基本對(duì)應(yīng),而其所提出的技術(shù)信息科學(xué)則對(duì)應(yīng)于我所劃分體系中的工程技術(shù)信息學(xué)的層次。
雖然,科林先生僅只給出了兩個(gè)層級(jí)的信息科學(xué)體系的劃分,但是,他的信息科學(xué)的體系卻并不具有封閉于這兩個(gè)層次的性質(zhì)。因?yàn)樗瑯雨P(guān)心和注重討論了向上的信息哲學(xué)問(wèn)題的方向,以及向下的分支信息科學(xué)的方向。
在這本書(shū)中,科林先生反復(fù)強(qiáng)調(diào)了信息科學(xué)的歷史和哲學(xué)問(wèn)題方面的重要性,并對(duì)那些只關(guān)注信息科學(xué)中的工具性和技術(shù)性問(wèn)題的做法的狹隘性提出了批評(píng)??屏窒壬谄渥詳M的關(guān)于本書(shū)內(nèi)容的《簡(jiǎn)介》中明確地表示:“本書(shū)的目標(biāo)是要建立信息科學(xué)的哲學(xué)和科學(xué)方法論的基本理論,并對(duì)這一理論所具有的越來(lái)越重要的跨學(xué)科的基礎(chǔ)科學(xué)的性質(zhì),以及其在意識(shí)形態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的重要作用進(jìn)行討論”。
在本書(shū)“第一章”的“結(jié)論”中科林先生曾經(jīng)這樣寫(xiě)道:“信息科學(xué)正在實(shí)現(xiàn)它作為一種系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)而發(fā)揮其整合功能的作用……信息科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的進(jìn)一步發(fā)展具有重要的哲學(xué)和科學(xué)的方法論意義”;“當(dāng)前,一個(gè)非常值得關(guān)注的問(wèn)題是信息科學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)的發(fā)展,這一問(wèn)題是建立在對(duì)信息本質(zhì)的新的哲學(xué)理論形成的基礎(chǔ)之上的”(第一章結(jié)論)。
從上面我們提到的科林先生關(guān)于信息的本質(zhì)、信息存在范圍,以及世界的二重化存在的理論中,我們也可以清晰地看到,科林先生關(guān)于信息科學(xué)的整體認(rèn)識(shí)其實(shí)是以他提出的信息哲學(xué)理念為前提的。在書(shū)中他還明確強(qiáng)調(diào):已經(jīng)“形成了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)世界的信息方式和信息世界觀(guān),這一新的觀(guān)念從根本上改變了當(dāng)代以物質(zhì)一能量為標(biāo)準(zhǔn)模式的世界圖景、科學(xué)范式和科學(xué)研究方法”(第四章第一節(jié))。
當(dāng)然,信息哲學(xué)的研究?jī)?nèi)容并不僅限于科林先生所論及的部分,因此我們還是應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào),信息哲學(xué)應(yīng)該成為信息科學(xué)中的一個(gè)獨(dú)立的研究層次,它也應(yīng)當(dāng)有它自己的具體研究領(lǐng)域,如,信息本體論、信息認(rèn)識(shí)論、信息進(jìn)化論、信息價(jià)值論、信息方法論,等等。
從科林先生所揭示的信息科學(xué)的跨學(xué)科的性質(zhì)出發(fā),在科林先生所論述的信息科學(xué)體系的第二個(gè)層次的四大信息科學(xué)的研究領(lǐng)域之下再派生出眾多分支性和應(yīng)用性的信息科學(xué)學(xué)科同樣具有合理性和必然性。這也與科林先生在書(shū)中的相關(guān)論述和所介紹和討論的相關(guān)信息科學(xué)學(xué)科的具體領(lǐng)域和方向的內(nèi)容完全吻合。
科林先生寫(xiě)道:“信息科學(xué)的跨學(xué)科的性質(zhì)主要表現(xiàn)在,信息科學(xué)的研究方法越來(lái)越多的被應(yīng)用于自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域:量子物理學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)、地質(zhì)學(xué)、礦物學(xué)等。另外,信息科學(xué)的研究方法還越來(lái)越多的、頻繁的開(kāi)始被應(yīng)用于人文學(xué)科領(lǐng)域:經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)、心理學(xué)和語(yǔ)言學(xué)。雖然,在信息科學(xué)自身的方法論研究領(lǐng)域,以及在信息科學(xué)的各種應(yīng)用性研究領(lǐng)域,現(xiàn)在仍然有許多工作要做。”“信息科學(xué)的學(xué)科領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)展”(第二章結(jié)論)。
在論及信息科學(xué)的現(xiàn)狀及其未來(lái)發(fā)展前景的時(shí)候,科林先生具體介紹和討論了大量信息科學(xué)的分支性和應(yīng)用性學(xué)科。其中主要包括:經(jīng)濟(jì)信息科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)信息經(jīng)濟(jì)、信息政治經(jīng)濟(jì)學(xué)、信息科學(xué)的腦科學(xué)、社會(huì)信息技術(shù)、社會(huì)信息理論、心理信息科學(xué)、教育信息科學(xué)、醫(yī)療信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、納米信息科學(xué)、量子信息科學(xué),等。其實(shí),就目前信息科學(xué)的發(fā)展而言,由于本書(shū)目的所限,已有的大量信息科學(xué)的分支性和應(yīng)用性學(xué)科都未進(jìn)入本書(shū)的視野,此外,尚有更多的信息科學(xué)的應(yīng)有的學(xué)科或者是正在醞釀形成之中,或者是連一個(gè)基本的概念都還未能提出。
值得指出的是,科林先生對(duì)量子信息科學(xué)的科學(xué)和哲學(xué)意義給以了相當(dāng)高的評(píng)價(jià)。他認(rèn)為:正是量子信息科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展“從根本上改變了人類(lèi)科學(xué)和實(shí)踐的面貌,它使人類(lèi)對(duì)物質(zhì)自組織的信息問(wèn)題的定性認(rèn)識(shí)上升到了一個(gè)新的量子層級(jí)的水平,人們?cè)谶@一水平上達(dá)到的認(rèn)識(shí)乃是人們對(duì)各級(jí)自然和人工系統(tǒng)的性質(zhì)進(jìn)行認(rèn)識(shí)的基本原則?!薄斑@一基本原則的揭示不僅能夠作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的一種新突破的標(biāo)志,而且還能夠作為人類(lèi)文明過(guò)渡到一個(gè)新的質(zhì)的發(fā)展水平的標(biāo)志”(第六章第八
節(jié))。
科林先生對(duì)量子信息科學(xué)所作的這一評(píng)價(jià)是毫不過(guò)分的。其實(shí),無(wú)論是量子信息科學(xué),還是納米科學(xué),或是虛擬現(xiàn)實(shí)科學(xué)的領(lǐng)域都是最能集中體現(xiàn)信息科學(xué)理論的最有發(fā)展前途的前沿性領(lǐng)域。因?yàn)?,正是這些領(lǐng)域的發(fā)展把信息科學(xué)的碼元、碼元序的組織結(jié)構(gòu)、關(guān)系模式建構(gòu),演化程序、過(guò)程模式展示的基本科學(xué)理念和技術(shù)方法貫徹到了自然原子、分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造,以及數(shù)碼人工技術(shù)實(shí)現(xiàn)的層次和水平。從而以科學(xué)的名義實(shí)現(xiàn)了信息系統(tǒng)復(fù)雜綜合的世界圖景,并最終導(dǎo)致人類(lèi)的科學(xué)觀(guān)念和科學(xué)思維方式、哲學(xué)觀(guān)念和哲學(xué)思維方式的根本性變革。
除了理論闡釋的清晰性和深刻性之外,該書(shū)的另外一個(gè)鮮明的特點(diǎn)就是它的實(shí)踐指向性。這一方面的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在該書(shū)對(duì)社會(huì)信息科學(xué),以及實(shí)施信息科學(xué)教育原則的設(shè)計(jì)之中。該書(shū)的“第四章新的現(xiàn)實(shí)信息與社會(huì)信息科學(xué)”“第五章信息科學(xué)與教育”,以及關(guān)于《信息科學(xué)中的哲學(xué)問(wèn)題》《社會(huì)信息科學(xué)》兩門(mén)課程的教學(xué)大綱的兩個(gè)附錄,涉及的都是這方面的內(nèi)容。
科林先生強(qiáng)調(diào)說(shuō):“全球信息社會(huì)的發(fā)展為人類(lèi)生存條件的根本改變提供了新的機(jī)遇和新的挑戰(zhàn),而我們的現(xiàn)代教育體系仍然不能適應(yīng)這一發(fā)展,需要從根本上進(jìn)行現(xiàn)代化的改造……因此,迫切需要建立發(fā)展教育的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)”(第五章結(jié)論)?!拔覀儽仨氂眯畔⒖茖W(xué)提升我們各級(jí)教育系統(tǒng)課程教學(xué)的內(nèi)容”(第三章第一節(jié)),并“把教育方式轉(zhuǎn)變到對(duì)信息科學(xué)的新原則進(jìn)行學(xué)習(xí)的方向上來(lái)”(俄文版內(nèi)容簡(jiǎn)介)。有必要提出一個(gè)“十分重大的、具有前瞻性的全新教育原則:把信息科學(xué)的教學(xué)納人基礎(chǔ)自然科學(xué)和通識(shí)教育的具體科目”(第一章第二節(jié))。
科林先生還進(jìn)一步指出,由于信息科學(xué)的發(fā)展所導(dǎo)致的人類(lèi)社會(huì)的全方位的變革,致使“人類(lèi)現(xiàn)有的教育哲學(xué)的觀(guān)念將不得不在很大程度上予以改變,人們必須對(duì)信息社會(huì)的進(jìn)程,以及形成的新的信息現(xiàn)實(shí)進(jìn)行必要的反思?!薄艾F(xiàn)在,必須對(duì)俄羅斯的科技人員進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn),使他們能夠?qū)π畔⒖茖W(xué)的歷史問(wèn)題和哲學(xué)問(wèn)題進(jìn)行研究”(結(jié)束語(yǔ))?!拔覀儗?duì)作為一門(mén)基礎(chǔ)科學(xué)的信息科學(xué)的發(fā)展前景進(jìn)行展望,就是要為進(jìn)一步加強(qiáng)自然科學(xué)和人文科學(xué)的融合創(chuàng)建一個(gè)共同的框架。然而,自然科學(xué)和人文科學(xué)目前的相互割裂的狀態(tài),不能為人們提供關(guān)于自然和社會(huì)的全面知識(shí),因此,有必要實(shí)行全面的教育和塑造全面的人格”(第六章結(jié)論)。
正因?yàn)橛辛巳绱嗣鞔_的認(rèn)識(shí),科林先生才致力于俄羅斯教育理念、教育體制、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的改革,并長(zhǎng)期努力投入具體實(shí)踐。
科林先生和他的俄羅斯同事們以信息科學(xué)和信息社會(huì)的發(fā)展為背景,對(duì)當(dāng)代教育理念和體制所進(jìn)行的反思,對(duì)俄羅斯教育所進(jìn)行的改革實(shí)踐,不僅是合理的、現(xiàn)實(shí)的,而且還是超前的。目前,在我國(guó)的教育界,相關(guān)的理論探索十分薄弱,更談不上實(shí)踐方案的制定和落實(shí)。如此看來(lái),科林先生所代表的俄羅斯學(xué)者的相應(yīng)研究和工作,一定會(huì)給我們以啟發(fā),實(shí)在值得我們借鑒。
關(guān)鍵詞:地理信息科學(xué);人才培養(yǎng);專(zhuān)業(yè)建設(shè)
近年來(lái),地方高校在地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中產(chǎn)生了一些問(wèn)題,技術(shù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)和社會(huì)服務(wù)能力較弱,無(wú)法適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新形式、新模式等新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的特點(diǎn)和測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)的需求咱1暫。因此,在“新工科”專(zhuān)業(yè)建設(shè)的大背景下,文章進(jìn)一步探討了地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用和技術(shù)型人才培養(yǎng)工作原則、建設(shè)思路、內(nèi)容和要求,以期為地方高校的地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)提供參考借鑒。
一、地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置的主要問(wèn)題
課程設(shè)置缺乏連貫性。地理信息科學(xué)是計(jì)算機(jī)與地理相結(jié)合的一門(mén)交叉性學(xué)科,要求學(xué)生必須在地理信息科學(xué)的課程建立中掌握地理信息的基礎(chǔ)理論及其實(shí)踐操作技能咱2暫。以“GIS二次開(kāi)發(fā)”課程為例,當(dāng)學(xué)生完成相應(yīng)的課程后,相關(guān)的課程與地理信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)之間沒(méi)有直接的聯(lián)系。專(zhuān)業(yè)課程的研究與學(xué)習(xí)缺乏銜接導(dǎo)致畢業(yè)論文設(shè)計(jì)或者作品的原型體系設(shè)計(jì)與研究開(kāi)發(fā)變得捉襟見(jiàn)肘咱3暫,學(xué)生無(wú)法把畢業(yè)設(shè)計(jì)或者需的基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)技巧與論文撰寫(xiě)的選題相結(jié)合。課程依賴(lài)關(guān)系考慮不足。應(yīng)用型本科院校不僅需要加強(qiáng)大學(xué)生的知識(shí)和理論基礎(chǔ),而且還應(yīng)培養(yǎng)大學(xué)生的理論和實(shí)踐技術(shù)水平。學(xué)生自主實(shí)踐技術(shù)綜合素養(yǎng)的提升是一個(gè)循序漸進(jìn)的發(fā)展過(guò)程,不合理的課程設(shè)置已經(jīng)超出了學(xué)生認(rèn)知范圍,容易引起學(xué)生對(duì)課程的厭倦。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容過(guò)于陳舊。地理信息系統(tǒng)的研究與一般計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的研究相似,理論、技術(shù)和方法的創(chuàng)新也將對(duì)地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究產(chǎn)生深刻的影響。應(yīng)用型本科院校要求學(xué)生緊跟當(dāng)前的主流技術(shù),及時(shí)更新大學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中所掌握的實(shí)際知識(shí)和內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于應(yīng)用新一代技術(shù)的興趣。師資力量不足。由于近幾年來(lái)教師的流動(dòng)性比較大,很難建立起一支較為穩(wěn)定的人才隊(duì)伍。并且高校缺乏教師培訓(xùn)、交流和深造的機(jī)制,導(dǎo)致年輕教師的能力提升較慢。
二、“新工科”建設(shè)背景下地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)建設(shè)內(nèi)容
為突破建設(shè)和發(fā)展“新工科”的瓶頸問(wèn)題,針對(duì)南寧理工學(xué)院地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的現(xiàn)狀,“新工科”背景下的地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)建設(shè)需要突破傳統(tǒng)的思維方式,以“新工科”理念為指導(dǎo),創(chuàng)新人才培養(yǎng)的模式,提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量。專(zhuān)業(yè)建設(shè)的關(guān)系涉及人才培養(yǎng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)咱4暫,本文主要從專(zhuān)業(yè)的課程體系設(shè)置、實(shí)訓(xùn)制度和教學(xué)資源建設(shè)等角度進(jìn)行論述。
(一)課程體系設(shè)置及優(yōu)化
目前,我國(guó)對(duì)工科新課程建設(shè)的研究主要集中在宏觀(guān)方面,對(duì)專(zhuān)業(yè)課程體系的研究才剛起步,對(duì)基礎(chǔ)通識(shí)教育課程的選擇和開(kāi)設(shè)還未形成統(tǒng)一的意見(jiàn)。由于我國(guó)許多應(yīng)用型學(xué)校未設(shè)立地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè),教學(xué)資源存在不足咱4暫。針對(duì)這一現(xiàn)狀,文章在傳統(tǒng)基礎(chǔ)課程體系的基礎(chǔ)上,有機(jī)融合地方特色文化以及區(qū)域自然和人文地理元素,加強(qiáng)遙感應(yīng)用、測(cè)量及應(yīng)用能力等內(nèi)容。新工科背景下的課程體系框架見(jiàn)圖1。課程框架主要分為通識(shí)教育、學(xué)科基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課程、集中實(shí)踐、拓展與創(chuàng)新五大培養(yǎng)模塊五個(gè)培養(yǎng)模塊。依據(jù)對(duì)地理科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)質(zhì)量要求以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、地理信息技術(shù)行業(yè)的發(fā)展、有關(guān)企業(yè)、高等院校的調(diào)研以及對(duì)南寧理工學(xué)院地理信息科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的指導(dǎo)意見(jiàn),進(jìn)一步加強(qiáng)和深化教學(xué)改革,創(chuàng)新了人才培養(yǎng)的模式,提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量咱5暫,優(yōu)化了地理信息科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)。課程架構(gòu)采用平臺(tái)+模塊的“4+4”框架結(jié)構(gòu):通識(shí)教育平臺(tái)、學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)、專(zhuān)業(yè)教育平臺(tái)、實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、通識(shí)教育選修模塊、學(xué)科基礎(chǔ)選修模塊、專(zhuān)業(yè)選修模塊、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模塊咱6暫。緊貼不同行業(yè)的發(fā)展要求,地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)主要?jiǎng)澐譃橥恋財(cái)?shù)據(jù)處理與信息應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)兩方面來(lái)對(duì)其進(jìn)行專(zhuān)業(yè)教育培養(yǎng),有利于促進(jìn)學(xué)生就業(yè)并滿(mǎn)足學(xué)生升學(xué)深造需要。
(二)實(shí)訓(xùn)制度建設(shè)
GIS工程作為一門(mén)新興的具有高度交叉性和前沿性的工程學(xué)科,GIS基礎(chǔ)課程的應(yīng)用實(shí)踐技術(shù)教學(xué)日益受到重視,特別是針對(duì)應(yīng)用型大學(xué)的應(yīng)屆畢業(yè)生而言,課程的實(shí)踐教學(xué)要與學(xué)科專(zhuān)業(yè)、產(chǎn)品的不斷發(fā)展和學(xué)校應(yīng)用實(shí)踐技術(shù)教學(xué)領(lǐng)域的先進(jìn)科技相結(jié)合,在從事課程實(shí)踐技術(shù)教學(xué)的課程內(nèi)容上,要求在課程相關(guān)基礎(chǔ)軟件的研究開(kāi)發(fā)及拓展、相關(guān)學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)軟件的應(yīng)用多樣化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料的使用多元化方面做到與時(shí)俱進(jìn)。應(yīng)用型人才既有別于學(xué)術(shù)類(lèi)人才,也有別于由高職高專(zhuān)院校培養(yǎng)的技能類(lèi)人才。學(xué)術(shù)類(lèi)人才強(qiáng)調(diào)對(duì)理論知識(shí)和科學(xué)方面的研究,而應(yīng)用類(lèi)人才則強(qiáng)調(diào)對(duì)技術(shù)的應(yīng)用。因此,GIS課程的理論和實(shí)踐教學(xué)方法不應(yīng)以課堂教學(xué)為主,必須不斷開(kāi)辟和創(chuàng)新校外實(shí)訓(xùn)基地,拓寬以應(yīng)用型、實(shí)習(xí)人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的理論和實(shí)踐教學(xué)。在該時(shí)代背景下,學(xué)校采取了“3+1”頂崗實(shí)習(xí)模式,積極擴(kuò)大校外實(shí)訓(xùn)基地,大幅增加了學(xué)生的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),拓展了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)視野。
(三)加強(qiáng)課程資源建設(shè)
首先,要充分突出以人為本的教學(xué)目標(biāo)引領(lǐng),充分考慮滿(mǎn)足學(xué)生課內(nèi)課外教學(xué)實(shí)踐的不同需求,使教學(xué)形式豐富多元、內(nèi)容豐富、手段新穎。在當(dāng)前現(xiàn)代化的課堂網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境中,課堂上的PPT、微課、MOOC、學(xué)科前沿信息連線(xiàn)資源鏈接、案例、拓展性知識(shí)閱讀、討論式習(xí)題練習(xí)、提問(wèn)與問(wèn)題解答等教材資源都已經(jīng)逐步成為所有學(xué)科必備的基本知識(shí)資源,教材資源將會(huì)成為所有學(xué)科課程基礎(chǔ)資源的組成部分,內(nèi)容豐富的教材資源不但為廣大學(xué)生學(xué)習(xí)提供了知識(shí)庫(kù),而且還能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科綜合應(yīng)用能力,做到線(xiàn)上線(xiàn)下有機(jī)結(jié)合,提高課堂教學(xué)效率。
(四)師資隊(duì)伍建設(shè)
建立定期的繼續(xù)教育師資隊(duì)伍培訓(xùn)、交流及繼續(xù)教育工作機(jī)制,積極鼓勵(lì)和支持其他專(zhuān)業(yè)教學(xué)領(lǐng)域的帶頭人與教學(xué)監(jiān)督委員會(huì)、學(xué)術(shù)社區(qū)組織以及高等院校之間進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。組織骨干教師到國(guó)內(nèi)外著名大學(xué)訪(fǎng)問(wèn),或者支持優(yōu)秀的青年教師繼續(xù)深造。“產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”的根本實(shí)質(zhì)在于建立一種校企間的緊密合作關(guān)系,做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),相互交流其需求,相互推廣和促進(jìn),是有效保障專(zhuān)業(yè)教育質(zhì)量,落實(shí)培養(yǎng)目標(biāo),發(fā)展專(zhuān)業(yè)性和特色,提高專(zhuān)業(yè)技術(shù)教師綜合素質(zhì)的有效途徑。應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)更多的青年老師到企業(yè)中工作,增強(qiáng)其實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。可以邀請(qǐng)著名的高校和大型民營(yíng)企業(yè)的專(zhuān)家作為學(xué)校的訪(fǎng)問(wèn)教授,不但對(duì)本科生進(jìn)行教學(xué),而且還負(fù)責(zé)引導(dǎo)青年老師申請(qǐng)科研課程項(xiàng)目和撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文。也可以邀請(qǐng)專(zhuān)家學(xué)者對(duì)青年教師與大學(xué)生開(kāi)展專(zhuān)題演講,指導(dǎo)教師參加該領(lǐng)域的學(xué)科建設(shè)。鼓勵(lì)廣大教師在課堂上堅(jiān)持將教學(xué)、科研的有機(jī)結(jié)合,鼓勵(lì)科技創(chuàng)新。加強(qiáng)與全省各高校同類(lèi)型教師的交流與合作,安排同類(lèi)型教師交流、合作、參加國(guó)內(nèi)外的會(huì)議或短期訪(fǎng)問(wèn),打造一支充分理解現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展需求、具備豐富的教學(xué)管理經(jīng)驗(yàn)、熱愛(ài)于教學(xué)事業(yè)的中小班級(jí)高層次、組合化的教學(xué)團(tuán)隊(duì),為人才成長(zhǎng)創(chuàng)造良好的環(huán)境和條件。
(五)完善教師以及學(xué)生激勵(lì)機(jī)制
為激勵(lì)教師的教學(xué)工作,學(xué)??梢詫?duì)優(yōu)秀教師進(jìn)行口頭表?yè)P(yáng)、光榮榜表彰以及設(shè)置教學(xué)成果獎(jiǎng)等方式,作為教師職稱(chēng)晉升的加分項(xiàng)。對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)好學(xué)生、獲取國(guó)家或者省級(jí)各類(lèi)獎(jiǎng)學(xué)金的學(xué)生、通過(guò)國(guó)家某些高難度考試的學(xué)生、被錄取為研究生的學(xué)生、實(shí)習(xí)階段即獲單位正式錄用且工資達(dá)到納稅水平的學(xué)生,都應(yīng)該在學(xué)校張榜表彰,以激勵(lì)其他學(xué)生。
三、結(jié)語(yǔ)
2021年,南寧理工學(xué)院開(kāi)始制定新的地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃,并將根據(jù)畢業(yè)生所在企業(yè)、事業(yè)單位的反饋情況不斷修訂。對(duì)通識(shí)教育、學(xué)科基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課和集中實(shí)踐課的內(nèi)容安排上進(jìn)行了優(yōu)化,鞏固了學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí),促進(jìn)了理論和實(shí)踐的有機(jī)融合,提升了學(xué)生在GIS領(lǐng)域的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。
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地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展從20世紀(jì)90年代初期進(jìn)入起步階段。隨著社會(huì)進(jìn)步,地理信息產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,我國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)面對(duì)國(guó)際金融危機(jī)的沖擊仍然保持了強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭,“十一五”期間增幅超過(guò)300%,2011年產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值突破1500億元,從業(yè)人員約80萬(wàn)人,從業(yè)機(jī)構(gòu)超過(guò)2萬(wàn)家。國(guó)家測(cè)繪地理信息局推進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)是到2015年年總產(chǎn)值超過(guò)3000億元,到2020年年總產(chǎn)值達(dá)到10000億元。1998年教育部頒布了我國(guó)新的《普通高校本科專(zhuān)業(yè)目錄》,其中對(duì)高校本科專(zhuān)業(yè)行了調(diào)整,專(zhuān)業(yè)由原來(lái)的504個(gè)調(diào)整為294個(gè),教育部特別增設(shè)了地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè),這一點(diǎn)說(shuō)明地理信息產(chǎn)業(yè)的特殊優(yōu)勢(shì)和生命力。2012年普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄再次調(diào)整,將地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)改名為地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)。經(jīng)各種資料的統(tǒng)計(jì)表明,2000年有37所院校設(shè)立了GIS專(zhuān)業(yè),2003年有93個(gè)高校開(kāi)設(shè)了GIS專(zhuān)業(yè),2007年全國(guó)共有161所高校設(shè)置GIS專(zhuān)業(yè),2012年全國(guó)共有168所高校設(shè)置地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)[1-2]。從而促進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大。
2地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)發(fā)展面臨的問(wèn)題與分析
2.1教師專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)迫切需要提高
目前狀況是一些院?,F(xiàn)有的地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)教師是從相關(guān)學(xué)科轉(zhuǎn)入地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的,大多數(shù)是從學(xué)校畢業(yè)又走入學(xué)校,并沒(méi)有機(jī)會(huì)從事實(shí)際地理信息系統(tǒng)研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)[3]。而地理信息科學(xué)技術(shù)本身發(fā)展又很迅速,這使得一些教師很難勝任所承擔(dān)的核心課程與專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)任務(wù)。
2.2教材建設(shè)與培養(yǎng)目標(biāo)脫節(jié)
由于軟件的更新速度飛快,相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教材很難跟上。據(jù)此有些人提出了要大膽嘗試采用電子教材,某些部門(mén)或是軟件出品單位不要只是將精力放在軟件使用幫助上,也應(yīng)當(dāng)隨之出品入門(mén)級(jí)或更高檔次的電子實(shí)驗(yàn)教材,彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教材陳舊落后更新慢的問(wèn)題。理論教材內(nèi)容更新滯后非常明顯,與各人才培養(yǎng)層次與方向脫節(jié),沒(méi)有針對(duì)各個(gè)培養(yǎng)層次和方向的統(tǒng)一化、系統(tǒng)化的教材的建設(shè)[4]。
2.3課程體系及教學(xué)內(nèi)容與社會(huì)需要脫節(jié)
各高校開(kāi)辦地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)時(shí),主要是依托已有相關(guān)專(zhuān)業(yè)構(gòu)建課程體系,無(wú)論是學(xué)科基礎(chǔ)課程,還是專(zhuān)業(yè)核心課程的設(shè)置,皆與地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及社會(huì)需求脫節(jié)[5]。大多是根據(jù)本校的師資和學(xué)生的素質(zhì)來(lái)設(shè)置相應(yīng)的課程。還有因師資不足,涉及地理信息新理論、新技術(shù)、新方法的課程不能開(kāi)設(shè),學(xué)生空間分析、地理信息系統(tǒng)技術(shù)二次開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的能力上得不到鍛煉,在工作中暴露出地理信息系統(tǒng)應(yīng)用能力差的缺陷,直接影響到該學(xué)校地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的聲譽(yù)[6]。
2.4專(zhuān)業(yè)目錄名稱(chēng)與本學(xué)科內(nèi)涵不相適應(yīng)
隨著形勢(shì)的發(fā)展,逐漸暴露出一些問(wèn)題。從地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)分層次的培養(yǎng)來(lái)看,名稱(chēng)上存在不相稱(chēng),一些專(zhuān)家建議,對(duì)于理科院校或從地理科學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的,完全可以稱(chēng)為地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè),但對(duì)于工科院?;驈臏y(cè)繪等方向發(fā)展起來(lái)的,可以改稱(chēng)為地理信息工程專(zhuān)業(yè)。筆者認(rèn)為經(jīng)過(guò)多年的磨合共融發(fā)展,也可能在將來(lái)二者會(huì)統(tǒng)一于新的名稱(chēng)。
2.5資金投放不足
目前,高校地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng),同樣受到發(fā)展速度與投入增量不同步的影響,專(zhuān)業(yè)建設(shè)經(jīng)費(fèi)不足,儀器設(shè)備陳舊且不配套。特別是在一般本科類(lèi)院校,在追求規(guī)模發(fā)展過(guò)程中,因資金不足與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要,對(duì)教學(xué)儀器設(shè)備與運(yùn)行保障經(jīng)費(fèi)采取緊縮政策[7]。
2.6全國(guó)地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的教育培養(yǎng)評(píng)價(jià)體系
對(duì)于這個(gè)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的人才沒(méi)有相應(yīng)評(píng)價(jià)體系。尤其針對(duì)一般本院校來(lái)說(shuō),不論是以測(cè)繪為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的,還是以地理科學(xué)為依托發(fā)展起來(lái)的地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè),都沒(méi)有真正融入到全國(guó)地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的大圈子里。要真正服務(wù)社會(huì),不應(yīng)靠少數(shù)頂級(jí)院校的科學(xué)進(jìn)展,更多是發(fā)揮好全國(guó)各地的地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的教育資源,讓地理信息科學(xué)的大眾化教育與培養(yǎng)復(fù)合型人才可以落到實(shí)處,從而彰顯地理視角。
3建議與發(fā)展策略
3.1地理信息科學(xué)教育應(yīng)遵循應(yīng)用科學(xué)的教育理念
這個(gè)專(zhuān)業(yè)無(wú)論是從測(cè)繪工科院校發(fā)展起來(lái)的還是從以地理學(xué)空間分析應(yīng)用為主的理科發(fā)展起來(lái)的,大家都會(huì)認(rèn)為本專(zhuān)業(yè)是理論實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科。從現(xiàn)在本科生、研究生的招生就業(yè)情況來(lái)分析,本科階段是扎實(shí)掌握基本理論的重要時(shí)期,研究生階段可注重與實(shí)踐相結(jié)合。大學(xué)本科階段要遵循教育的基本理念,而不是一味地追尋市場(chǎng),更不能成為步入社會(huì)的培訓(xùn)場(chǎng)所。大學(xué)本科教育是思想和認(rèn)知善惡發(fā)育成型的階段,讓學(xué)生有能力去追求知識(shí)與真理,這是大學(xué)本科的教學(xué)核心。只有這樣才能在以后的工作中具有更強(qiáng)的創(chuàng)新能力。
3.2培養(yǎng)空間思維的教學(xué)模式不能變
空間思維能力不只是讓人知道東西南北,更多是分析和解決問(wèn)題的空間維度。從另一個(gè)角度來(lái)看,地理信息科學(xué)的普及也是對(duì)全民空間思維能力的培養(yǎng),比如ESRI在美國(guó)會(huì)對(duì)小孩子進(jìn)行免費(fèi)的地理知識(shí)講解,使他們從小就能接觸到地理空間的概念,啟發(fā)了他們的空間想象力。
3.3人才培養(yǎng)上要在權(quán)威機(jī)構(gòu)中劃分出層次
從地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看,地理信息科學(xué)學(xué)位教育應(yīng)強(qiáng)化技能培訓(xùn),這部分人才培養(yǎng)就落在一些以測(cè)繪為基礎(chǔ)的工科院校發(fā)展起來(lái)的地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)上,突出地理信息科學(xué)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。而另一類(lèi)別是以地理學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的院校專(zhuān)業(yè)上應(yīng)突出地學(xué)方面的應(yīng)用。總之地理信息科學(xué)人才的培養(yǎng)既需要有能夠創(chuàng)新思路的人才,也要培養(yǎng)具有扎實(shí)知識(shí)的技能型人才,這樣才能共同推動(dòng)地理信息科學(xué)和地理信息產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
3.4通過(guò)任教資格考試、技術(shù)水平認(rèn)證來(lái)規(guī)范地理信息從業(yè)人員的水平
國(guó)家應(yīng)有相應(yīng)的政策法規(guī)來(lái)管理地理信息產(chǎn)業(yè)。規(guī)定必須要有相當(dāng)水平的從業(yè)人員才能承接各種項(xiàng)目。原因就是地理信息產(chǎn)業(yè)的相關(guān)行業(yè)關(guān)系人類(lèi)社會(huì)正常發(fā)展,如果政策法規(guī)跟不上,那么將會(huì)一片混亂。3.5為一線(xiàn)地理信息科學(xué)教育工作者申請(qǐng)教學(xué)或科研項(xiàng)目建立一種運(yùn)行模式與保障機(jī)制筆者認(rèn)為可以從政府層面上建立一種運(yùn)行模式,保障地理信息科學(xué)教育工作者真正地申請(qǐng)到地理信息科學(xué)項(xiàng)目,如教育部科技司、國(guó)家測(cè)繪地理信息局、國(guó)家發(fā)改委高技術(shù)產(chǎn)業(yè)司等等或是中國(guó)測(cè)繪地理信息學(xué)會(huì)、中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)等各級(jí)協(xié)會(huì)都可以組織建立保障機(jī)制并實(shí)施這種運(yùn)行模式。
3.6分層次規(guī)范地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的課程體系
1.1師資力量不足
因?yàn)殡娮有畔⒖茖W(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)尚處于建設(shè)階段,各高校的師資力量顯得嚴(yán)重不足,部分高校甚至沒(méi)有具有電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的老師,故而使用相關(guān)專(zhuān)業(yè)的老師來(lái)代課,這種現(xiàn)象對(duì)于電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的建設(shè)與發(fā)展是極為不利的。另外,部分學(xué)校聘用的電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的新教師多數(shù)都為剛畢業(yè)的研究生,教學(xué)經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重不足,而且學(xué)校在的師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)上也存在著一些不合理的地方,使得高校電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)工作發(fā)展緩慢。
1.2實(shí)踐力度不夠
就電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本身的特色而言,必須要重視實(shí)踐教學(xué)。很多高校在開(kāi)設(shè)這門(mén)學(xué)科時(shí),也意識(shí)到實(shí)踐教學(xué)的重要性,故而安排了足夠的實(shí)踐時(shí)間。但是所安排的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容卻顯得過(guò)于單一,很多內(nèi)容都是驗(yàn)證性試驗(yàn),學(xué)生只需要按照既定的程序進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的操作就可完成試驗(yàn)項(xiàng)目,這種實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容無(wú)法提升學(xué)生的自主創(chuàng)新能力,對(duì)學(xué)生的知識(shí)增長(zhǎng)是極為不利的。另外,未建設(shè)起校外實(shí)習(xí)基地,致使學(xué)生沒(méi)有參加校外實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì),這也會(huì)制約學(xué)生實(shí)踐能力的提升。
2如何促進(jìn)電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的建設(shè)及發(fā)展
2.1改革專(zhuān)業(yè)口徑,突出專(zhuān)業(yè)特色
專(zhuān)業(yè)口徑太寬,無(wú)法突出專(zhuān)業(yè)特色是當(dāng)前電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)面臨的主要問(wèn)題之一。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,高校在該專(zhuān)業(yè)今后建設(shè)及發(fā)展中,必須要加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)方向的課程建設(shè),突出電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的特色。首先,學(xué)校必須要對(duì)本專(zhuān)業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行全面的分析和研究,著重對(duì)一些具有本專(zhuān)業(yè)特色的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容以及難點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)。國(guó)家教育部門(mén)已經(jīng)明確指出電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)必須要重視計(jì)算機(jī)、電磁波以及信號(hào)、信息、電路與系統(tǒng)這四個(gè)方面專(zhuān)業(yè)知識(shí)的教育。其次,根據(jù)社會(huì)對(duì)電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的具體需求,改革當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式。
2.2提升師資力量,調(diào)整教師隊(duì)伍
對(duì)于任何教學(xué)工作而言,學(xué)校都必須要配備足夠的師資力量才能保證教學(xué)工作的順利進(jìn)行。而針對(duì)當(dāng)前電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)中師資力量不足以及教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)不合理的問(wèn)題,高校在今后本專(zhuān)業(yè)的建設(shè)及發(fā)展中,必須要提升師資力量,調(diào)整教師隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)。首先,作為電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教師,其自身必須要具備深厚的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ),而且要有積極的上進(jìn)心,必須要不斷的學(xué)習(xí),不斷提升自身的專(zhuān)業(yè)教學(xué)能力;其次,學(xué)校要加強(qiáng)對(duì)該專(zhuān)業(yè)教師的招聘和培養(yǎng)工作,從社會(huì)上招聘優(yōu)秀的專(zhuān)業(yè)老師,對(duì)內(nèi)部現(xiàn)有的教師進(jìn)行強(qiáng)化培訓(xùn),提高教師對(duì)本學(xué)科知識(shí)的了解和認(rèn)識(shí),以此提升其教學(xué)能力;最后,要針對(duì)當(dāng)前教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)中不合理的地方進(jìn)行調(diào)整,充分發(fā)揮各個(gè)教師的潛能。
2.3加強(qiáng)校企合作,增設(shè)社團(tuán)活動(dòng)
學(xué)校應(yīng)該加強(qiáng)與社會(huì)企業(yè)的聯(lián)系與合作,建立校外實(shí)習(xí)基地,將學(xué)生派往企業(yè)進(jìn)行實(shí)地學(xué)習(xí),進(jìn)而豐富學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),拓寬學(xué)生的視野,幫助其了解行業(yè)動(dòng)態(tài),強(qiáng)化其對(duì)電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)。同時(shí),學(xué)校要鼓勵(lì)電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生積極參與與其專(zhuān)業(yè)相關(guān)的各種競(jìng)賽活動(dòng)、社團(tuán)活動(dòng)、科技創(chuàng)作活動(dòng)等,一方面可以加強(qiáng)學(xué)生之間的交流;另一方面還可以提升學(xué)生的實(shí)踐能力,另外還可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),這對(duì)學(xué)生以后的發(fā)展有著極大的好處。
3結(jié)語(yǔ)
光信息之當(dāng)代生活
21世紀(jì)是信息化的時(shí)代,也是光學(xué)的時(shí)代,光所傳遞的信息無(wú)處不在,那么什么是光信息呢?你在使用雙筒望遠(yuǎn)鏡看演唱會(huì)的時(shí)候,你在用數(shù)碼相機(jī)拍攝照片的時(shí)候,你在用DVD機(jī)看電影的時(shí)候,你就已經(jīng)在不知不覺(jué)中和光信息打交道了。讓我們看一下DVD機(jī)是如何播放視頻的吧。當(dāng)你按下DVD機(jī)上的“播放”鍵時(shí),激光器發(fā)出的激光被聚焦到光盤(pán)上。光盤(pán)上有許多微小的凹槽,存儲(chǔ)著各種信息。光盤(pán)一轉(zhuǎn)動(dòng),凹槽就會(huì)反射激光,凹槽的深淺改變了光探測(cè)器檢測(cè)到的信號(hào)大小,這些信號(hào)被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后,通過(guò)DVD機(jī)送到喇叭或耳機(jī)、顯示器或電視屏幕中,你就聽(tīng)到了美妙音樂(lè),看見(jiàn)了豐富多彩的畫(huà)面。不要小看這個(gè)過(guò)程啊,其實(shí)它已經(jīng)包含了“光信息科學(xué)與技術(shù)”的各個(gè)方面:有光的產(chǎn)生——激光器,有光信息的存儲(chǔ)——光盤(pán),有光信息的傳輸——透鏡系統(tǒng),有光信息的檢測(cè)——光傳感器,有光信息的處理——光電轉(zhuǎn)換,還有光信息的顯示——液晶屏幕。
光信息之前沿科技
光信息科學(xué)與技術(shù)的研究與發(fā)展不僅影響目前老百姓的生活,也影響著未來(lái)社會(huì)的進(jìn)步與創(chuàng)新。該學(xué)科在高科技領(lǐng)域中也發(fā)揮著重要的作用,例如機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)。
最近幾十年,隨著人工智能等學(xué)科的發(fā)展,機(jī)器人的研制也不斷取得新的突破,如今的機(jī)器人,只要你編好程序,它幾乎無(wú)所不能。但是在機(jī)器人視覺(jué)的研制上,人們卻碰到了瓶頸——你要想讓機(jī)器人舉起成百上千斤的重物或許并不難,但是要想讓一個(gè)鋼鐵零件組合起來(lái)的“機(jī)器”像人一樣看到這個(gè)世界,并對(duì)眼前發(fā)生的事情做出反應(yīng),談何容易?
在國(guó)外,曾有公司花費(fèi)十年時(shí)間秘密研制出一個(gè)機(jī)器人,這個(gè)機(jī)器人身上背著電腦等儀器,靠著它們,機(jī)器人能在公司大堂里隨意行走,而不會(huì)碰到桌椅和盆栽,甚至可以自由地上下樓梯。在國(guó)內(nèi),上海某大學(xué)研制的機(jī)器人,則可以通過(guò)拍攝前方照片,返回到機(jī)器人本身的方式,讓機(jī)器人對(duì)路線(xiàn)做出判斷。如果這樣的技術(shù)成熟,便可以使機(jī)器人在一條彎曲無(wú)規(guī)則的道路上行進(jìn)自如,這也是未來(lái)發(fā)展無(wú)人駕駛汽車(chē)的一個(gè)前奏。
光信息之課堂內(nèi)外
1(略)
2基于A(yíng)rcGIS的實(shí)現(xiàn)本文基于上述制圖思路,以ArcGIS9.3為技術(shù)平臺(tái),以繪制西準(zhǔn)噶爾地區(qū)地質(zhì)圖(1∶1000000)為例來(lái)具體說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)。
2.1空間數(shù)據(jù)獲取西準(zhǔn)噶爾地區(qū)位于西伯利亞板塊與準(zhǔn)噶爾板塊的碰撞帶,屬于古生代殘余洋盆的后碰撞花崗巖類(lèi)[6]。確定該區(qū)的范圍,掃描其紙質(zhì)地質(zhì)底圖和地理底圖,在A(yíng)rcCatalog中建立空間數(shù)據(jù)庫(kù),將底圖配準(zhǔn)后通過(guò)ArcScan自動(dòng)矢量化或者手工矢量化,得到該區(qū)的地質(zhì)、地理底圖的矢量數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)拓?fù)錂z查后以點(diǎn)、線(xiàn)、面的形式存儲(chǔ)(圖略)。
2.2屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)要素類(lèi)都有各自的描述,主要通過(guò)要素類(lèi)名稱(chēng)、空間數(shù)據(jù)類(lèi)型(點(diǎn)、線(xiàn)、面)、數(shù)據(jù)類(lèi)型、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)長(zhǎng)度、約束條件、數(shù)據(jù)項(xiàng)描述等進(jìn)行描述與定義(表略),為數(shù)據(jù)加載做準(zhǔn)備[7]。屬性數(shù)據(jù)以傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)方式存貯和管理,并通過(guò)公共字段與各要素進(jìn)行關(guān)聯(lián),使點(diǎn)、線(xiàn)、面不再僅僅是傳統(tǒng)意義上的圖元單位,而具有地質(zhì)特征描述內(nèi)容[8]
2.3圖例制作圖例是地圖的語(yǔ)言體系[9],集中體現(xiàn)了制圖者對(duì)客觀(guān)事物本質(zhì)的認(rèn)識(shí),以及對(duì)這種本質(zhì)的分類(lèi)思想和分類(lèi)體系。在以往的圖例繪制中,人們只關(guān)注規(guī)范化表達(dá)。傳統(tǒng)紙質(zhì)圖時(shí)代的圖例采用人工手繪來(lái)實(shí)現(xiàn),由于人的主觀(guān)判斷和繪圖工具的誤差,會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)條粗細(xì)不勻、符號(hào)大小不一,無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)圖例的規(guī)范化表達(dá)[10]。同時(shí),作為傳統(tǒng)地質(zhì)圖整飾內(nèi)容的一部分,圖例是一種機(jī)械的“排列”,與圖件主體部分并沒(méi)有有機(jī)的聯(lián)系,僅是單純的視覺(jué)表達(dá),實(shí)現(xiàn)了認(rèn)知表達(dá)中的符號(hào)層,而概念層仍然隱式地停留在人的大腦中。Fishnet是ArcGIS平臺(tái)下的一種空間分析工具,相當(dāng)于圖形化的Excel。它可以自由定義的基本單元格的大小,并對(duì)其賦予屬性。利用Fishnet制作圖例,不僅可以實(shí)現(xiàn)符號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化表達(dá),更重要的是,它是在數(shù)據(jù)庫(kù)中管理符號(hào)和數(shù)據(jù),可以隨時(shí)修改或查詢(xún)[11]。
2.4STYLE匹配將Fishnet中的圖例存儲(chǔ)為Style,或者將整個(gè)要素調(diào)用Savetolayers命令存成Layer。調(diào)用Proper-ties中的MatchtoSymbolsinastyle,用Layer與圖件主體中要素的相同字段進(jìn)行匹配,或者用Style直接進(jìn)行匹配,實(shí)現(xiàn)圖件的自動(dòng)符號(hào)化。在匹配時(shí),如果按照一對(duì)一的方式進(jìn)行,會(huì)產(chǎn)生很大的工作量。比如,不同時(shí)代的侵入巖很多,若采用一對(duì)一匹配,那每個(gè)時(shí)代(設(shè)有M個(gè))的每一種侵入巖(設(shè)有N個(gè))都要有相應(yīng)的符號(hào)(CMN)。但是如果采用多字段來(lái)描述同一個(gè)地質(zhì)體,采用多對(duì)一的方式,只需要制作時(shí)代的符號(hào)和侵入巖的符號(hào)(M+N)。在制作圖面內(nèi)容較多的地質(zhì)圖時(shí),這一方法將會(huì)大大提高效率,而且對(duì)于數(shù)據(jù)的分類(lèi)尤為便捷(圖略)
2.5整飾成圖在layout視圖下,調(diào)整圖面大小、位置,添加圖名、比例尺、指北針、經(jīng)緯網(wǎng)、責(zé)任欄等整飾要素。圖例可以以圖片形式添加,或者以數(shù)據(jù)窗口的形式添加。
3基于地理信息科學(xué)制圖的優(yōu)勢(shì)
從地理信息科學(xué)的視角出發(fā),地理信息系統(tǒng)就成為地理信息科學(xué)應(yīng)用的一個(gè)環(huán)節(jié)[2],這就使制圖不僅具有所有數(shù)字制圖的優(yōu)勢(shì),如方便攜帶、易修改、易復(fù)制、易整飾,存在嚴(yán)格的拓?fù)潢P(guān)系,不受比例尺的限制,具有良好的現(xiàn)勢(shì)性及動(dòng)態(tài)性[12],更能體現(xiàn)以信息科學(xué)為基礎(chǔ)的優(yōu)勢(shì),使圖元單位與地質(zhì)實(shí)體之間建立起有機(jī)聯(lián)系,使隱式存在于人腦中的語(yǔ)義顯式地表達(dá)出來(lái),實(shí)現(xiàn)信息的查詢(xún)、新圖件的生成、空間數(shù)據(jù)分析等優(yōu)勢(shì)。
3.1信息查詢(xún)傳統(tǒng)紙質(zhì)圖和數(shù)字制圖只是對(duì)紙質(zhì)地質(zhì)圖的數(shù)字復(fù)制,不具有信息查詢(xún)的功能。比如,若想了解西準(zhǔn)噶爾地區(qū)泥盆紀(jì)地層分布情況,在傳統(tǒng)圖件中,你只能通過(guò)讀圖例在圖上圈出泥盆紀(jì)的地層。不僅費(fèi)時(shí),而且導(dǎo)致圖面內(nèi)容更加復(fù)雜,極易出錯(cuò)?;谛畔⒖茖W(xué)制圖是運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存數(shù)據(jù),圖面與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),因此信息查詢(xún)很容易實(shí)現(xiàn):打開(kāi)屬性數(shù)據(jù)表,在查找中輸入“D*”(其中*代表D的任一組),在屬性數(shù)據(jù)表中屬于D的所有地層就會(huì)被選擇出來(lái)。相應(yīng)地,在圖上所有泥盆系的地層也會(huì)特別標(biāo)識(shí),這樣西準(zhǔn)噶爾地區(qū)泥盆系的地層分布就一目了然。如果需要查詢(xún)泥盆紀(jì)侵入巖分布,則將相關(guān)字段相加再進(jìn)行查詢(xún)。
3.2圖件派生在傳統(tǒng)紙質(zhì)圖和數(shù)字制圖中,圖面一旦固定,再做任何修改或派生圖件都是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的事情,相當(dāng)于重新制作。但基于信息科學(xué)思想成圖不是一幅圖件的終結(jié),而是生成新的圖件的渠道[13]。比如要制作西準(zhǔn)噶爾地區(qū)侵入巖分布圖。在西準(zhǔn)噶爾地區(qū)地質(zhì)圖的基礎(chǔ)上,通過(guò)查詢(xún)“巖性大類(lèi)”挑選出該區(qū)侵入巖數(shù)據(jù),導(dǎo)出選擇的侵入巖圖層,或者在原圖上刪掉其他不相關(guān)數(shù)據(jù)或讓其他數(shù)據(jù)不顯示,調(diào)整圖面大小、圖名、圖例、比例尺等整飾要素,一幅新的派生圖件就完成了。
3.3空間數(shù)據(jù)分析所有的空間分析都是基于數(shù)據(jù)而不是基于圖形。在這方面,基于信息科學(xué)成圖具有別的制圖方式不可比擬的優(yōu)勢(shì)。在這種成圖方式中,每一個(gè)點(diǎn)、線(xiàn)、面都是具有實(shí)際地質(zhì)意義的單元。在進(jìn)行點(diǎn)的密度(如礦床的密度分析[14])、線(xiàn)的緩沖(斷層對(duì)特定礦種的影響范圍[15])、面的選擇(礦床模型對(duì)成礦有利地層的選擇)時(shí),依托ArcGIS平臺(tái)都能夠迅速實(shí)現(xiàn)。這些依托數(shù)據(jù)的空間分析目前正在探索應(yīng)用之中。
本文以這3種核心實(shí)踐課程為例來(lái)探討實(shí)習(xí)報(bào)告的撰寫(xiě)規(guī)范。首先,實(shí)習(xí)報(bào)告的封面應(yīng)指明如下信息:實(shí)踐課程名稱(chēng)、學(xué)校、學(xué)院、專(zhuān)業(yè)、班級(jí)、學(xué)號(hào)、姓名、指導(dǎo)教師和提交日期等。其次,實(shí)習(xí)報(bào)告的提綱應(yīng)涵蓋以下內(nèi)容:實(shí)習(xí)名稱(chēng)、實(shí)習(xí)目的、實(shí)習(xí)時(shí)間、實(shí)習(xí)內(nèi)容和實(shí)結(jié)等。1)實(shí)習(xí)名稱(chēng),用于概要描述實(shí)習(xí)內(nèi)容,字?jǐn)?shù)不宜過(guò)多,以20字以?xún)?nèi)為宜,可作為標(biāo)題放在實(shí)習(xí)報(bào)告的最上方,也可以作為實(shí)習(xí)報(bào)告的正文放在最前面。2)實(shí)習(xí)目的,一般言簡(jiǎn)意賅,直入主題。例如,GIS軟件操作的實(shí)習(xí)目的在于熟悉某GIS軟件的某些功能操作,實(shí)現(xiàn)指定應(yīng)用目標(biāo),掌握課堂教學(xué)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn);GIS軟件研發(fā)的實(shí)習(xí)目的在于熟悉某編程語(yǔ)言、某GIS軟件基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)平臺(tái),掌握GIS軟件工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)思路;地圖設(shè)計(jì)與編繪的實(shí)習(xí)目的在于精通制圖軟件的相關(guān)操作,掌握不同類(lèi)型的普通地圖和專(zhuān)題地圖的設(shè)計(jì)與編繪技巧。3)實(shí)習(xí)時(shí)間,包括完成實(shí)習(xí)內(nèi)容的起始時(shí)間。另外,還可以在這一部分增加時(shí)間進(jìn)度安排,用于進(jìn)一步規(guī)劃實(shí)踐過(guò)程每一個(gè)關(guān)鍵步驟的完成時(shí)間節(jié)點(diǎn)。4)實(shí)習(xí)內(nèi)容,是整個(gè)實(shí)習(xí)報(bào)告中最重要的部分,是對(duì)實(shí)踐過(guò)程的完整反映,需詳細(xì)闡述實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)環(huán)境是指實(shí)踐過(guò)程中涉及的各種軟、硬件環(huán)境。除了實(shí)踐課程所用的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)施、操作系統(tǒng),GIS軟件操作的實(shí)驗(yàn)環(huán)境還包括各種GIS軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件等。GIS軟件研發(fā)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境還包括編程語(yǔ)言、編譯環(huán)境、二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件等,地圖設(shè)計(jì)與編繪的實(shí)驗(yàn)環(huán)境還包括各種圖形圖像處理軟件、GIS制圖軟件等。實(shí)驗(yàn)任務(wù)是實(shí)習(xí)目的的具體化,通常通過(guò)完成某一個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)來(lái)達(dá)到實(shí)習(xí)目的。例如,某地區(qū)地塊拓?fù)潢P(guān)系的建立可以作為GIS軟件操作的一個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù);某校園地理信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以作為GIS軟件研發(fā)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù);某地區(qū)人口結(jié)構(gòu)分布圖的制作可作為地圖設(shè)計(jì)與編繪的一個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)任務(wù)篇幅不宜過(guò)長(zhǎng),可略多于實(shí)習(xí)目的,通常用一小段文字進(jìn)行描述。實(shí)驗(yàn)步驟是指完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的每一步操作、流程、思路等,應(yīng)結(jié)合技術(shù)路線(xiàn)進(jìn)行說(shuō)明。從以往學(xué)生提交的實(shí)習(xí)報(bào)告中可以看出,在實(shí)驗(yàn)步驟的闡述中,一部分學(xué)生容易產(chǎn)生誤區(qū),如在GIS軟件操作的實(shí)驗(yàn)步驟中大量插圖,缺乏文字描述;在GIS軟件研發(fā)的實(shí)驗(yàn)步驟中大量粘貼代碼;在地圖設(shè)計(jì)與編繪的實(shí)驗(yàn)步驟中僅指出圖例設(shè)計(jì)與圖面配置的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)步驟的撰寫(xiě)應(yīng)把握好度,既不能顧此失彼,也不能面面俱到。GIS軟件操作的實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)圖文并茂,不必每一個(gè)參數(shù)的設(shè)置都配圖,但需用文字進(jìn)行說(shuō)明,插圖以關(guān)鍵步驟的實(shí)現(xiàn)效果圖為宜,并輔以相應(yīng)的文字表述。GIS軟件研發(fā)的實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)結(jié)合流程圖展開(kāi),并輔以關(guān)鍵算法的代碼。地圖設(shè)計(jì)與編繪的實(shí)驗(yàn)步驟中,對(duì)于普通地圖而言,應(yīng)先指明地圖符號(hào)設(shè)計(jì)和地圖注記配置遵循的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、地圖綜合選取和概況的方法與依據(jù),再插入各種地圖符號(hào)的設(shè)計(jì)效果圖、地圖注記的配置效果圖、地圖綜合前后的對(duì)比圖等;對(duì)專(zhuān)題地圖而言,應(yīng)先分析和比較現(xiàn)有專(zhuān)題資料,再統(tǒng)計(jì)分析各種專(zhuān)題數(shù)據(jù),接著選擇各種專(zhuān)題內(nèi)容的表示方法,最后以各專(zhuān)題內(nèi)容的表達(dá)效果作為插圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是指通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)步驟,完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)之后所得結(jié)論或取得的總體實(shí)驗(yàn)效果,一般以插圖或插圖加簡(jiǎn)要文字說(shuō)明為主。GIS軟件操作的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以是數(shù)據(jù)編輯處理之后的效果圖、執(zhí)行空間查詢(xún)分析之后的效果圖、二三維數(shù)據(jù)可視化表達(dá)效果圖等;GIS軟件研發(fā)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以是系統(tǒng)運(yùn)行界面、系統(tǒng)各功能操作效果圖、算法執(zhí)行后的效果圖等;地圖設(shè)計(jì)與編繪的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以是一幅完成數(shù)字化或地圖綜合后的普通地圖,也可以是一幅完整的專(zhuān)題地圖。5)實(shí)結(jié),是對(duì)實(shí)踐課程的整體回顧,是實(shí)習(xí)內(nèi)容的進(jìn)一步凝練與升華,能夠體現(xiàn)學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中是否進(jìn)行了獨(dú)立的思考。實(shí)結(jié)的內(nèi)容包括實(shí)踐過(guò)程的總述、遇到的問(wèn)題及其解決方法、實(shí)踐課程的收獲與心得、實(shí)踐過(guò)程中存在的不足、將來(lái)有待進(jìn)一步學(xué)習(xí)和改進(jìn)的地方以及對(duì)未來(lái)從事相關(guān)實(shí)踐活動(dòng)的展望等。由于實(shí)習(xí)內(nèi)容難免和現(xiàn)實(shí)生活之間存在一定差距,照本宣科的機(jī)械式實(shí)踐課程學(xué)習(xí)固然有助于鞏固課堂教學(xué)所學(xué)知識(shí)點(diǎn),但不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力,也不利于提高學(xué)生利用所學(xué)GIS知識(shí)解決復(fù)雜實(shí)際問(wèn)題的能力。因此,應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在完成實(shí)習(xí)任務(wù)的同時(shí),充分進(jìn)行外延拓展性思考,并將思考的內(nèi)容記錄在實(shí)結(jié)中,與指導(dǎo)教師進(jìn)行交流,在課外進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,如GIS軟件操作中的緩沖分析拓展綜合應(yīng)用;GIS軟件研發(fā)中最短路徑算法的改進(jìn)與優(yōu)化;地圖設(shè)計(jì)與編繪中的自動(dòng)綜合、注記自動(dòng)配置等。這既符合國(guó)家對(duì)高校提出的培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的要求,又能真正讓學(xué)生發(fā)揮專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng),將所學(xué)的GIS知識(shí)靈活應(yīng)用到日常生活中,還能為今后的各種創(chuàng)新性活動(dòng)提供思路。最后,實(shí)習(xí)報(bào)告的圖文格式方面應(yīng)嚴(yán)格遵循科研要求,以養(yǎng)成良好的科技行文習(xí)慣。
2實(shí)習(xí)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
實(shí)踐課程的考核應(yīng)包含2個(gè)方面:一是隨堂考核,主要檢查學(xué)生實(shí)習(xí)結(jié)果的質(zhì)量;二是實(shí)習(xí)報(bào)告的考核。通過(guò)上述分析,本文認(rèn)為實(shí)習(xí)報(bào)告的考核在實(shí)踐課程考核中應(yīng)占60%~70%的權(quán)重。對(duì)于實(shí)習(xí)報(bào)告而言,主要從4個(gè)方面進(jìn)行考核:實(shí)習(xí)報(bào)告的組成部分是否齊全,如是否包含實(shí)習(xí)名稱(chēng)、實(shí)習(xí)目的、實(shí)習(xí)時(shí)間、實(shí)習(xí)內(nèi)容、實(shí)結(jié)等;實(shí)習(xí)內(nèi)容闡述是否清晰,如是否詳細(xì)闡述了實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等;外延拓展性思考的深度與廣度;圖文是否規(guī)范等,考核因子及權(quán)重如表1所示。
3結(jié)語(yǔ)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)