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关键词:地理 信息 软件
一、背景
地理信息系统(Geographical Information System,GIS)是一种决策支持系统,它具有信息系统的各种特点。地理信息系统与其它信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理代码,地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。在地理信息系统中,现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象,这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分。
地理信息系统是一门多技术交叉的空间信息科学,它依赖于地理学、测绘学、统计学等基础性学科,又取决于计算机硬件与软件技术、航天技术、遥感技术和人工智能与专家系统技术的进步与成就。此外地理信息系统又是一门以应用为目的的信息产业,它的应用可深入到各行各业。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等,用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的规划、决策和管理问题。
二、常用地理信息系统软件介绍
当前,常用的地理信息系统(GIS)软件主要有以下几种:
(1) MapInfo软件
MapInfo系统是美国MapInfo公司研制的地理信息系统软件。从1986年推出第一个DOS版本MapInfo V1.0到20世纪90年代初的Windows版本MapInfo V3.0,其产品逐渐变得成熟,并很快流行起来。1995年和1998年分别推出MapInfo Professional V4.0和V5.0,使这个产品趋于完善。MapInfo是美国MapInfo公司的桌面地理信息系统软件,是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。它依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的操作、集成多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入了地理信息系统分析功能,形成了极具实用价值的、可以为各行各业所用的大众化小型软件系统。MapInfo 含义是“Mapping + Information(地图+信息)”即:地图对象+属性数据。
经历了近20年时间,MapInfo公司成为全球最大的100家软件公司之一。产品行销58个国家和地区,有22种语言的版本,超过30万个正式用户。该产品在1990后进入我国,经过十几年的发展,已经在诸多领域得到广泛应用。
(2) Arc/Info软件
Arc/Info UNIX/NT版(以下简称Arc/Info)是ESRI公司系列产品中最经典、功能最强大的专业GIS产品。现在已经用于全球范围6000多个重要机构和组织中,在我国也拥有150多个用户(截至1995年)。Arc/Info的第一个产品完成于1978年,主要在小型机上运行。1996年底,ESRI公司又把工作站版Arc/Info的全部模块移植到MS Windows NT之上,使工作站环境下的Arc/Info软件功能全部在微机上实现。1999年底推出基于Windows NT上的Arc/Info8.0,添加了ArcGeodataBase,Arctoolbook和ArcMap等功能。 中国3S吧
(3) GeoStar软件
GeoStar是武汉吉奥信息工程公司开发的地理信息系统软件。GeoStar系列软件最独特的特征在于矢量数据、属性数据、影像数据,DEM数据高度集成。
(4)MapGIS系列软件
MAPGIS 是武汉中地数码科技有限公司开发的,新一代面向网络超大型分布式地理信息系统基础软件平台。
系统采用面向服务的设计思想、多层体系结构,实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、大尺度多维动态空间信息数据库、三维实体建模和分析,具有TB级空间数据处理能力、可以支持局域和广域网络环境下空间数据的分布式计算、支持分布式空间信息分发与共享、网络化空间信息服务,能够支持海量、分布式的国家空间基础设施建设。 系统具有以下特点:
采用分布式跨平台的多层多级体系结构,采用面向“服务”的设计思想。具有面向地理实体的空间数据模型,可描述任意复杂度的空间特征和非空间特征,完全表达空间、非空间、实体的空间共生性、多重性等关系。
三、地理信息系统的发展趋势
1.GIS数据的共享和开放
在中国,数据问题是限制GIS发展的突出问题。GIS的研究对象和基础是数据,离开数据,GIS也就失去了价值。尽管我国GIS取得了辉煌的成就,但从应用来看,GIS的发展规模和普及程度都与发达国家存在着明显的差距。尤其是在民用和经济领域,GIS的应用更为落后。目前,我国GIS的应用范围很窄,大多集中在一些政府部门和科研机构所承担的大型项目中,社会普及率很低,对整个社会生产力发展的促进作用还不明显。这种情况与我国在GIS研究领域所取得的国际地位极不相称。造成这种现象的原因很多,但主要原因是GIS数据的保密性。随着大量GIS数据的共享和开放,GIS将在各个领域中发挥强大的功能,更好地为人民生活和经济发展服务。
2.GIS软件开发的产业化及市场化
近几十年来,我国GIS技术得到了长足的发展,GIS基础软件技术支持得到了全面加强。目前,我国已形成了一批具有自主知识产权的GIS软件品牌,如MapGIS、SuperMap、GeoStar等,并在较多领域内得到应用。但总体上看,中国GIS市场尚处于初始发展阶段,规模偏小,空间分布不均衡,产业化及市场化程度还不够。GIS软件应用及开发主要集中在高校及科研机构,也有不少政府部门自己成立新的部门,承担自己系统的设计、开发和维护。在市场环境中,与ArcGIS或MapInfo这样的产业化公司相比,这些机构和单位也许有较强的开发能力,但在市场拓展及售后服务方面则相形见绌,而市场及服务对于软件产品的成功是非常重要的。为进一步发展中国GIS软件产业,我们在产业化及市场化方面还有很多工作要做。
关键词:地理信息集成;三维;集成系统;应用
Abstract: with the development of visual GIS technology, the city more source geographic information integration has become an important means of technology. The geographical information integration theory and virtual reality technology, mobile measurement technology and 360 degree panoramic technology effectively unifies in together, can form a set of new geographic information management system. The breakthrough of the traditional 2-d maps show that, for the city planning, promotion, and facilities management, real-time response and so on all of the solution and provide new way, also great convenience in people's lives. In this paper, according to many sources geographic information integration technology, the application in the process of the design method of the brief introduction and analysis.
Keywords: geographic information integration; 3 d;Integrated system; application
中图分类号:C922文献标识码:A 文章编号
科学技术的不断进步也给GIS行业带来了发展的机遇,现代城市的发展已经离不开地理信息系统,地理信息系统已经成为目前信息技术发展的一个新的方向,是信息系统的重要组成部分。随着地图搜索、汽车导航等相关业务的不断拓展,人们对地图的需求也越来越多,因此对地理信息系统及其表现形式都有了更高的要求。现在,随着网络技术、数字技术等高科技技术的发展,使得数据的获得方式各式各样,因此也促进了GIS在表现形式上不断推陈出新,走向多元化,除了在传统的二维地图形式以外,又增加了全景、街景以及三维模型信息,怎样将这些信息很好的集合在一起,交互式的展现在用户面前,给用户以身临其境的感觉,是该技术尚需要深入研究的问题,本文也主要从这一方面对城市地理信息技术的发展进行探讨。
1、城市地理信息集成技术
在众多的GIS应用领域中,城市是应用最早,也是取得效果最好和最为活跃的领域之一,现阶段,GIS在城市规划管理、城市环境保护、城市电力电信设施、地下管线管理、城市防灾减灾、旅游规划、应急救助等各方面都有着成功的运用。随着广大的用户群体和各级主管不门的成熟,对该系统的认识也有了更高层次的追求,因此要求城市地理信息系统要有新的发展。不管是从行业上还是从地区上来说,系统建设的瓶颈仍然是公共基础数据的共享,运行的模式缺乏规范化管理,各地理信息开发技术单独作战,没有很好的合作,导致其操作性及实用性都补强,系统的集成化水平相对较低。
2、多源数据采集
城市地理信息系统构建的基础是城市多源数据的获取,系统表现形式上的多样化要求其数据的采集方式也需要多元化,这样才能满足在某些特定场景下的用图需求。根据目前地理信息技术的发展及以往的一些经验,数据采集的方式主要包括以下几种:无人机航拍影像、三维激光扫描数据采集、360度全景影像采集、MMS实景影像采集、建筑物材质与照片采集等。有了多种心事的数据采集方式,获取的图像资源也就会更加的丰富,地理信息系统的表现形式也会更加的多元化。
3、地理信息集成系统设计
3.1 信息应用子系统研究
通过对现有的编程软件的效率进行分析比对,选择用Visual Studio中的C#作为编程语言,选用Microsoft Access做为单机演示数据库,Sqlserver 2005做为多客户端数据库。
(1)三维浏览子系统
系统研发项目组通过对开源代码的了解,确认Google Earth式的浏览能对大面积的建筑物很好的展现出来,所用模型均为简模,减少了系统浏览时的压力,而且视觉效果极具冲击力,经过理论验证,在2G的内存上可以显示多达500个模型。所以设计了Google天空球图形引擎,采用l:l 000的正射影像做为地图,并预留DirectX模型文件接口,编写模型调整工具,这就导入3D模型就非常便捷了。在功能方面,除过浏览以外,还设计用户交互界面,设置重要的地点,点击后便可显示和定位。如果显示多个地标,也可利用查找功能进行详细定位,程序还设计了显示属,可以显示建筑物的名称、地址、简介及电话等信息,点击即可查看详细内容,模块的实用性大大增强。
这个模块中,对模型文件的保存既可以是服务器也可以是本地,主要根据文件自身的大小而定。如果文件相对较小,而且网络的带宽也较高,就可以把文件放到服务器端进行读取;反之,文件较大、模型较多时,网络读取时难免会出现延迟现象,可以保存与本地,避免本机读取。
图13维浏览子系统界面 图2数据库管理系统界面
(2)数据库管理系统
数据库管理系统是以AreEngine引擎为核心设计思想的,实现了DOM影像显示、DLG图层显示、CAD管理以及全景、实景数据库管理的作用。这种系统模块最大的优势在于网络管理员操作起来更加的辩解,对各种数据信息可以很快的进行掌握,从而判断出是否 需要更新及修改。还有就是这个模块支持TIF格式的正射影像播放。
(3)实景浏览、查询子系统
在程序中调用实景影像数据库就构成了实景浏览子系统的原理,通过对矢量地图中的IDX轨迹层,定位数据库中影像照片的具置。主要有实景像片定位、自定义轨迹漫游及浏览等功能,把实景信息与矢量地图结合取来,查询出的信息就更加的真实、生动,也能够准确的反映出该地的道路状况、建筑情况及道路两侧的景物。给用户留下深刻的印象。
图3实景浏览子系统界面图4全景浏览子系统界面
(4)360度全景浏览、查询子系统
这种浏览的方法是把全景照片的坐标添加到土层中,只要圈选出图层坐标,就可显示像片的全貌,为了使照片不至于过于死板,系统设定出前进和后退的功能,可以对当前全景照片的上下移动进行浏览,从视觉上感觉像在前进或者后退,效果更加的逼真。
3.2集成系统研究
本次研究的重点在与对多系统的集成研究,最大的目的是把前面提到的全景系统、实景系统、三维浏览系统和数据库管理集中到一个平台,实现数据的交互联系。项目组在航飞数据及实测地形图的基础上,建立起二维的地理信息平台,实现基本功能的浏览、缩小、放大、检索、查询等功能,并且在此基础上进行三维浏览系统、360度全景浏览系统及街景浏览系统的增加,最终集成,从而显示某地点的三维模型、实景影像及全景信息。同时系统将各子系统的查询、模型调整、自定义浏览等功能全部保留,达到多元化查询的需求。此外,系统预留二次开发接口,可以对系统不断的升级,以添加新的图层等信息。
图5地理信息综合管理系统界面
3.3 系统
对于所测量的区域内的信息要提出保密要求,所的数据中不能包括城市需要保密的内容,一旦出现此类信息,必须及时进行处理。例如在全景拍摄时进入视野的人脸、保密单位名称、车牌号等都需要进行处理,可以用软件对其进行删除或者模糊处理。所的系统信息必须达到安全等级,地图信息要在相关的单位进行最后的审核后,才能用来。
4、结束语
现在,这套系统的研发已经有了结果,并且已经逐步开始生产使用,根据试用阶段的反映来看,这套系统还是得到一致好评的,对该系统的不断完善是目前研发部门需要考虑的问题,诸如公交查询、出行参考及信息统计等。城市地理信息集成系统模式的成功可以借鉴到其他的城市中,根据不同行业的需求,该系统还可以满足各行业的规划需求及管理需要,有充分的经济和社会效益。
参考文献
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[3]常原飞,王伟,孙晋岳,王巧年,庄永祥,乔彦友,荐军.城市基础地理信息集成的元数据平台开发[J].遥感学报.2003(6).
一、地理学科特色需要信息技术来支持
中学地理教学内容包罗万象,单就地图而言就包含了静态地图、景观图、示意图等多种,一般地图需要教师根据图例指导学生阅读、分析;景观图需要学生如同身临其境;示意图最好是动态显示……这在教室难以做到或难以做得尽善尽美的内容,利用计算机则可以轻而易举地做到。计算机可以不受时间和空间、宏观和微观的限制,可以无限延伸学生的多种感官和思维,通过图像、声音、色彩、动画将地理教学所涉及到的地理事物、形象、过程、分布、联系等直接展示出来,使学生一目了然,且身临其境,形象、直观地感知和认识地理事物,从而掌握地理知识。这是传统的挂图、投影等电教手段所无法比拟的。可以说,同别的学科相比较,地理学科更适合于计算机辅助教学。
二、多媒体教学适应了不同学习类型的学生需要
研究证明,学生的学习类型包括听觉式/语言型、视觉式/文字型、运动式/实际操作型和组合型。传统教学形式下,听、视觉型学生的才智得以充分发挥,往往成为优秀生,而运动型学生却常常被视为学习的“低能儿”、“后进生”。试想,一只听觉敏锐到可以清晰听到20公里以外的声音的狐狸,能够因为他不能飞翔而被称为智力残障吗?在具体教育管理中我们常发现:许多“后进生”都擅长一项或两项与文化知识无关的运动技能;许多学校“后进生”进入技术学校学习后能成为技术尖兵……这说明他们不是智商差,而是我们的教育没有提供给他们适当的学习方式。计算机辅助教学较好地解决了这个问题。它将最大限度地刺激学生的视,听觉器官和动手操作的机会,使不同学习类型的学生都能在这里找到适合自己的学习方式。
三、多媒体教学有助于学生高效获取信息和高效保存信息
实验心理学家赤瑞特拉曾经作过两个著名的心理实验。一个是关于人类获取信息的感觉器官的,即人类获取信息主要通过哪些感觉器官。他通过大量的实验证实;人类获取的信息83%来自视觉,11%来自听觉,这两个加起来就有94%,还有3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,1%来自味觉。多媒体技术既能看得见,又能听得见,还能用手操作。这样通过多种感官的刺激所获取的信息量,比单一地听老师讲课强得多。他还作了关于记忆持久性的实验。结果证明:人们一般能记住自己阅读内容的10%,自己听到内容的20%,自己看到内容的30%,自己听到和看到内容的50%,在交流过程中自己所说内容的70%。这就是说,如果既能听到又能看到,再通过讨论、交流用自己的语言表达出来,知识的保持将大大优于传统教学的效果。这说明多媒体计算机教学不仅非常有利于知识的获取,而且非常有利于知识的保持。
四、地理教与学方式的现状
尽管随着素质教育的推进与深化,地理学习的现状有了一定的改变,但是,目前我校学生地理学习方式的主流仍然是以教师讲授为主、以机械记忆为主、以书本内容为主。这种陈旧的学习方式,大致分为:(1)被动接受型。地理教师、始终是地理讲台的“主宰”,课堂活动的90%时间是教师讲解,而学生处于“你讲我记”的境地,地理学习偏重于结论的掌握忽视复杂的思维活动过程与结论获得的认知策略实施过程,偏重于知识的积累而忽视能力、精神、方法、态度的培养。(2)模仿再现型。这种地理学习类型的主要任务是把学过的地理知识、技能再现和模仿,而不强调知识的迁移与灵活运用,严重束缚了学生的想象力与创造力。(3)封闭读书型。画地为牢,不敢越雷池一步,过分拘泥于课本知识,甚至对过时的事实材料有疑义的地理结论也“照单全收”,另外注重理论知识的学习而忽略操作性、实践性知识的学习。
地理学习方式与地理课程改革的关系十分紧密。地理课程与教材直接影响学生的一理学习方式,如呈现学生的是以“干巴巴的知识点”堆砌起来的地理教材,那么学生就很容易走上“死记硬背”的老路。而相反,学生地理学习的方式也会制约地理课程的改革进展,如果学生旧的地理学习方式的“惯性”仍在起作用的话,那么再富有创意的教材还会被作为“背记”的课本来对待。为此,针对地理学习的这种现状,决意实行新的教学方法,那就是把现代教育技术运用到地理教学中来。
五、信息技术在地理教学中应用的构思
要真正实施地理教学与现代信息技术教育整合,首先要从根本上改革现有的教学结构,创造新型教学结构。既要强调教师的主导作用,也要充分发挥学生的主动性和创造性,使学生在学习过程中真正成为信息加工的主体和知识意义的主动建构者,教师则成为课堂教学的组织者。指导者,成为学生建构意义的帮助者。那么,如何真正地做到地理教学与现代信息技术教育整合呢,对于这个问题,我认为:
5.1 数字化学习是实现地理教学与现代信息技术教育整合的核心。数字化学习是指学习者在数字化的学习环境中。利用数字化的学习资源,以数字化方式进行学习的过程。它包括三个基本要素:
5.1.1 数字化学习环境。信息技术教学应用环境的基础是多媒体计算机和网络化环境,其最基础的是数字化的信息处理。这种学习环境经过数字化信息处理后具有信息显示的媒体化、信息传输网络化、信息处理智能化和学习环境虚拟化的特征。
5.1.2 数字化学习资源。数字化学习资源是数字化学习的关键,它包括数字视频、数字音频、多媒体软件、CD―ROM、网站、电子邮件、在线学习管理系统、计算机模拟、在线讨论、数据文件数据库等等。
5.1.3 数字化学习方式。在数字化学习环境中,学习者的学习不再是一味依赖于教师的讲授与课本的学习,而是利用数字化平台和数字化的资源,师生之间开展协商讨论、合作学习,并通过对资源的收集利用、探究知识、发现知识、创造知识、展示知识的方式进行学习。其数字化学习的三个要素中,数字化学习环境、数字化学习资源是数字化学习的基础,而数字化的学习方式是数字化的学习的关键。
5.2 利用信息化的学习环境和学习资源为学生创设地理情景,培养学生的观察、独立思考的能力,形成个性化的知识结构,是实现地理教学与现代信息技术教育整合的关键。
5.2.1 设计多样化的学习情境。运用多媒体技术和网络技术创设的学习情境,包括真实性情境、问题性情境和虚拟性情境。多样的学习情境可充分发挥学生的学习积极性、主
动性和兴趣。从学习情境中,让学生发现与总结出探究性的学习问题,成为学习任务完成的关键。
5.2.2 提供立体化的学习资源。网络教室学习环境必须有丰富的学习资源支持,也就是日前所指的立体化教材,它除了教材提供的文本、图像以外,教师设计一些与学习主题有关的媒体资源和相关网站学习资料。
5.2.3 合理选择与利用学习资源。我们知道,网络资源有共享特性,学习资源丰富多彩。由于学生存在着对学习资源和知识信息的选取、加工、处理能力较差,加上Internet网站上新鲜的、多样化的资源对学生吸引力很大,在网络学习环境中,教师和学生对媒体学习资源、网络学习资源的合理选择与利用至关重要。同时,教师指导学生利用网站的检索功能进行学习资源的索取与收集,成为学习任务完成和学习目标实现的关键之处。
5.2.4 巧用信息技术,变抽象为具体。运用多媒体的直观性,可使教学内容由虚变实、化静为动、化复杂为简明。
5.3 充分体现双主,教学模式的优势是实现地理教学与现代信息技术教育整合的根本。多媒体和网络技术由于能提供良好的界面、形象直观的交互式学习环境,有利于激发学生的学习兴趣和进行协商会话、协作学习,能提供图文声像并茂的多种感官综合刺激,有利于情景创设和大量知识的获取与保持,还能按超文本、超链接方式组织管理学科知识和各种教学信息,这不仅有利于学生的主动发现、主动探索,还有利于发展联想思维和建立新旧知识之间的联系,对学生认知结构的形成和发展,及促进学生关于当前所学知识的意义建构是非常有利的。这种教学模式由于强调学生是认知过程的主体,是知识意义的主动建构者,因而,有利于学生的主动探索、主动发现。有利于创造性人才的培养,这就是其突出的优点。但是这种教学模式由于强调学生的“学”,往往易忽视教师主导作用的发挥,忽视师生之间的情感交流和情感因素在学习过程中的重要作用;当学生自主学习的自由度过大时,还容易偏离教学目标的要求。
依据建构主义学习理论观点,教师是教学过程的组织者、指导者,意义建构的帮助者和促进者。教师既要做到发挥教师的主导作用,又要充分体现学生认知主体的作用,既注重教师的教,又注重学生的学。把教师和学生两方面的主动性,积极性都调动起来、即“双主”教学模式:“主导――主体”教学模式。
六、信息技术在传统课堂教学中的应用研究的开展
教学内容的呈现方式,从传统的观点来看,基本上是依靠两种媒体,一个就是教师的语言,一个就是教科书,我们讲传承知识,任何教学都不可能离开传承知识或者知识的掌握这么一个基础。传统的教学方式比较单一,主要依靠讲授,老师的语言是传播信息的一个主要途径,另外就是依靠教科书,教科书在文本当中主要的形式是文字和静止的图象。如果没有信息技术,教学内容的呈现只能局限在这里。信息技术出来以后,就从这两种媒体扩大到超文本和网络环境声、像、图文综合的动态资料的集成,而恰恰因为他有超文本的特点,学生可以随时从不同的角度,不同的起点加以学习。教科书是一种线性结构,但是在信息技术条件下,教学内容的集成不是线性结构,你可以从任何的角度切入,这个就使得教学内容的呈现方式发生了很大的变革。
在信息技术课程整合中,信息技术作为认知工具,教学的总体能力目标是一致的,即培养学生的“信息素养”和实践能力。对于不同课程内容,信息技术的作用是不一样的,因此在地理课的学习中不同的任务有不同的使用方法。
6.1 分析地理教材,哪些章节适合利用信息技术,以及用怎样的信息技术去表现它,才能更好地完成教学目标,并挑选典型节次进行实验研究。
6.2 分工协作,课题组老师分别设计、制作课件、试讲,集体评课后修改、再试讲,并在学校举行公开课,取得良好的效果。
通过以上实验、研究,我们发现很多学生看不清、听不见、摸不着,感知不深、想象不到、理解不透的事物和现象,利用信息技术的多媒体组合,能通过多种渠道、多种方式,刺激学生的多种感官,使学生能利用多种感官分析器进行学习。例如,课件中将遥远的天体、星系如火星、哈雷彗星拉近到学生的眼前;将课本上静态的地理事物动态地表现出来,如太阳系、银河系等;过去发生的事件,如宇宙大爆炸等通过计算机多媒体技术模拟、再现。在教学中,利用多媒体组合,能真正实现视听的完美结合,有效地提高学生的注意力、记忆力,从而提高教学效率。利用信息技术,可以加大课堂容量,增加信息量,使学生有时间去自主分析各种信息,得出自己的结论。
七、课题研究的启示和方向
关键词:大庆油田;松散地层;取芯工艺
中图分类号:TE32 文献标识码:A
1 大庆松散底层取芯情况
2010年大庆油田应用全封闭式取芯工具,在松散地层钻取芯井2口,平均收获率为93%。每口井取芯时间比往年减少了1.5天,共计节约成本100余万元。形成了一套行之有效的大庆松散地层取芯的工艺流程,为日后的取芯工作积累了经验。这两口井所在区域取芯段地层岩芯易碎,成柱性差,采用常规的取芯工具和传统的自锁式割芯方式经常出现撸芯、掉芯事故,由于频繁的掉芯致使这两口井取芯段岩芯大段的丢失,高21-66-118井全井收获率为93.12%,高21-68-112井全井收获率为92.76%。影响了录井资料的完整性。为了提高松散地层的取芯收获率,必须根据大庆松散地层的地质特点,分析和研究影响松散地层取芯收获率的各个因素,从循环、树芯、进芯和割芯等取芯的各个环节逐一加以攻关和解决,使用新的松散地层取芯工具,来进一步提高松散地层取芯收获率。
2 取芯工艺简况
以全封闭式取芯工具结构图为例,下钻接近井底时,开泵循环,冲洗内筒和井底,循环时泥浆泵排量根据地层实际情况来控制,一般不超过20L/s,待井底冲洗干净后,卸开放钻杆,向钻杆内投一钢球(31.75mm),泵送入球座上封堵内筒,改变循环通道,使钻井液经分流接头、内外筒环空、钻头水眼进入井眼环空。启动转盘缓慢下放钻具,小钻压树芯,待岩芯进入内筒后,适当增大钻压进行取芯钻进,钻压的大小根据岩性情况来确定。取芯钻进结束后,提高排量,约32L/s,滑套在钻井液冲击力作用下压缩弹簧下行到位。此时滑套的环槽与滑块相对,六方杆上提,给滑块径向推力,使滑块内缩,六方杆、六方套脱开。六方杆下端面上行到滑块之上后,停泵,滑套所受钻井液冲力解除,并在弹簧弹力作用下上行,将滑块径向推出。钻具下压,压力通过滑块传到悬挂接头,剪断销钉,滑套下行,悬挂锁块进入滑套环槽,内外筒脱开,继续下压,压力通过内筒作用在岩芯抓上,使岩芯抓沿钻头内腔锥面下行并插入岩芯。岩芯抓插入岩芯的过程中产生径向的永久性形变(收口直径为φ25mm),并将岩芯剪断封堵在内筒中。
3 取芯施工中主要技术方案
3.1取芯钻头优选。原来使用的钢体取芯钻头流道,使钻井液直接与岩芯接触,对岩芯的冲蚀作用,不利岩芯的完整,因此优选了胎体孕镶金刚石取芯钻头,其切削面为锥形,水眼的方向朝井壁一侧,避免泥浆直接冲刷岩芯柱表面。增加钻头外保径长度,提高钻进时平稳性,获得均匀、连续的岩芯。该钻头工作平稳,钻速均匀。
3.2 科学使用取芯密闭液。在取芯过程中,被钻穿岩层围压被解除后,岩芯不能承受自身重量,非胶结的砂岩层,在取芯钻头喉部堆积、堵塞而不能及时顺利地进入内筒,继而被钻井液冲蚀,不能得到目的层岩芯。泥岩层在钻进和起钻过程中,因岩芯与钻井液接触,吸水水化使岩芯变细,造成割芯时岩芯表面留下岩芯抓拉出的沟槽,发生撸芯,起钻时丢芯现象。在施工中,将密闭液注满内筒,将钻井液与岩芯隔绝开来,避免钻井液对岩芯的侵害,同时密闭液起到作用,减少摩擦,岩芯更易入筒。
3.3 割芯技术。经过对比电测与临井的测井图对比,大致确定层位的划分。再根据试取的岩性变化,精准的确定油层砂岩的深度。我们认真与钻井研究院取芯所的施工人员探讨,结合取芯钻进的实际情况,确定了割芯层位。保证了取芯工作顺利完成。
3.4 优选取芯钻进参数。在整个取芯过程中对钻井液有很高的要求,要求钻井液要有性、流变性、滤失性、固相含量等指标。特别对滤失性要求失水不能超过4个,保证钻井液有很好的护壁能力。根据岩性的不同优选钻井参数,在取芯钻进中提高了机械钻速。
4 异常事故的处理
4.1取芯钻进时异常的处理。在取芯开始钻进时需施加小钻压,目的是修正岩芯能顺利进入取芯钻头及取芯筒中。有时在开始钻进时会遇到较坚硬的岩层或比较疏松的岩层,如遇较硬岩层,小钻压钻进速度较慢或无进尺,可适当加大钻压钻进;如果是疏松岩层,有时会出现堵芯及磨芯现象,因而造成进尺较慢或无进尺,这时应正确判断,及时停钻,上提少许钻具,重新探底钻进,不可盲目加大钻压,以免造成情况复杂化。
4.2割芯割芯时异常的处理。悬重无变化或反应轻微 在一筒芯钻完需要割芯时,会出现钻具悬重无变化或反应较小的情况,这时应具体处理出现的情况。在上提一段距离悬重仍为钻具原重量时,可能是钻进中岩芯已经断,可上提下放钻具观察悬重的变化;如果割芯时悬重反应较小并有反复,表明岩芯爪抓不牢岩芯出现打滑,可适当转动转盘一个角度重新上提钻具,反复几次直到观察指重表灵敏针有较明显变化。
4.3 无芯、少芯及掉芯的处理。起钻后若发现少岩芯或无岩芯,表明岩芯掉井,这时需要打捞。下入不装密闭头并装有新岩芯爪的取芯钻头,下到井下岩芯头上0.5m左右处循环清洗鱼头,然后缓慢下放,如有遇阻可轻转转盘直到井底,钻进一定长度,可根据落井岩芯长度和取芯内筒的长度确定,一般不超过0.5m,上提钻具割芯后起钻。
4.4出芯异常的处理。在取芯筒起至地面后,在出芯时遇阻卡时,可采用振击取芯筒或从上部推动;如果在冬季出芯,更要抓紧时间,以免岩芯凝聚在取芯筒中,从而造成对取芯筒的破坏。
参考文献
关键词:信息技术;地理;三维目标;教学模式
中图分类号:G633.55 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2014)11-0087
我国的基础教育在落实“双基”方面取得了很大成功,但社会是在不断发展的,“今天的教育是为服务于未来社会之必须”,未来社会需要的是“全人”。因此,新课程改革必须立足于关注不断变化的人,即以学生的发展为核心;而课程的目标也将定位为:知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观,这便是三维目标。
知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观这三个维度并非简单的并列关系,而是彼此渗透,相互融合,统一于学生的成长和发展之中。知识与技能是实现过程与方法、情感态度与价值观两个目标维度的载体,过程与方法是链接知识与技能、情感态度与价值观两个目标维度的桥梁,情感态度与价值观是教学中知识与技能、过程与方法的进一步升华。这三个维度的辩证统一体现了人类的认知过程,让学生从实践中发现、汲取知识,让知识运用于实践,还科学以本来面目。
然而,如何使三维目标有机统一于地理教学,成为摆在广大地理教育者面前的一个课题。现代化的教育手段,尤其是现代信息技术引入教学过程为构建新型地理教学模式提供了前提和保证。本文利用现代信息技术,结合地理课程教学三维目标,提出了一种新型的地理教学模式,能够实现三维目标在地理教学中的有效有机统一。
一、构建的模式
该教学模式是以皮亚杰的建构主义理论,主客交互、建构学习的方法为指导建立的网络环境下的教学模式,其特点是以学生为中心,在整个教学过程中教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情境、协作、会话等学习环境诸要素,充分发挥学生的主动性、积极性和创造性,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义构建的目的。在具体的教学过程中体现为以下流程:
1. 确立目标
课时教学目标是总目标的具体化,也是进一步细化。因此,课时目标设计首先都应以学科总目标为依据加以全面考虑、贯彻。这就要通过课程标准及教学内容分析设计课时教学目标,因为教学内容是完成教学任务,实现教学目标的主要载体,不同教学内容知识不同,培养知识能力、过程方法、情感态度和价值观也就有所侧重。其次,据地理学科特点。技能目标应当围绕地理图像和地理环境观察、阅读收集资料、获取信息并加以整理分析,以及基本的地图使用方法和地理考察与调查方法。能力目标应当是围绕地理图像和地理环境的观察力、想象能力、以形象思维为重点的思维能力。运用地理知识和技能来分析解决一些实际问题的能力,尤其重视实践能力和团结协作与社会交往能力。
2. 创设情境
利用多媒体技术与虚拟现实技术创设逼真的情境,有助于调动学习者所有的感官和过去的经验去探索与解决问题,而只有在真实情境中的问题才具 有挑战性和现实意义。创设从不同侧面、不同角度表征知识的多样化情境,将为学习者的探索提供多条路径,进入任一情境去学习,都能促进知识的迁移。适宜的、真实的、多样化的情境,是进行教学的前提条件。
3. 提出问题
在相应的情境下,选择出与当前学习主题密切相关的问题作为学习的中心内容(让学生面临一个需要立即去解决的现实问题)。课堂提问必须根据教学需要,按照教学程序、课堂结构精心设计。所提问题应该是由表及里、由浅入深、层层深入、环环紧扣,体现出知识结构的严密性、科学性、条理性,从而给学生以清晰的层次感,使学生在教师提问的诱导下,踏踏实实地步入知识的殿堂。
4. 合作学习
针对教师提出的问题,学生可利用合作学习的方式进行解决。教师在发展学生“合作学习”能力时应针对以下方面作一指导:
(1)确定学习内容表(即为完成与给定问题有关的学习任务所需要的知识点清单)的能力。指导学生先登录网络教学系统和因特网,然后点击“电子课本”,在其中的“课内读物”中找到,并将该文本打开。
(2)获取有关信息与资料的能力(知道从何处获取以及如何获取所需的信息与资料)。指导学生自由浏览链接的相关文本资料,了解与思考题有关的内容。可以在网页中设置搜索引擎(Google、sohu、yahoo等),拓展、优化信息资源。
(3)利用、评价有关信息与资料的能力。利用网络教学的交互性,通过不同观点的交流,补充、修正、加深每个学生对当前问题的理解。为在服务器支持下实现学生之间、师生间的在线交流,可在网页中加设“版主的话”、“擂台” 等栏目。学生在学习过程可以直接进入“创作论坛”(保存记录)或“聊天室”(不保存记录)切磋交流,也可在“雁过留声”栏目中发帖留言,或是以电子邮件形式进行学生间和师生间的有线交流。之后,教师可指导学生归纳、总结和阐述自己的观点。这样,既体现了地理课堂教学的特点,又充分发挥了信息技术的优势。
5. 效果评价
在教学中,可设计相应的检测反馈题,进行“在线检测”,这是了解学生学习情况的重要手段。学生登录后自主决定完成部分练习或全部练习并提交答案。教师可以借助管理系统分析学生答题的总体情况和个体差异,并采取相应的措施解决存在的问题。为了掌握学生的学习情况,教师可使用“南方之星”软件,以便于掌握学生学习进度,调节教学节奏,指导个别学生学习。
二、意义
该教学模式有利于地理教学质量的提高,有利于培养学生的综合能力,体现了素质教育的目的。
1. 有利于深入实施素质教育
素质教育就是促进学生全面、持续、和谐地发展的教育,其核心是培养学生的创新精神和实践能力。网络教学的根本宗旨就是培养学生创新能力,促进学生个性发展,提高学生信息素养。通过地理多媒体网络教学,有利于激发学生的学习兴趣,调动学生学习地理的积极性、主动性;有利于提高地理学习效率,达到手、眼、耳、脑多种感官参与学习;有利于发展学生的注意力、观察力、记忆力、想象力和创造力;有利于培养学生获取、分析、加工、利用和交流信息的能力,为学生打好信息文化基础,以提高学生综合素质。
2. 有利于实施《地理课程标准》
新的《地理课程标准》明确指出:现代信息技术的发展对地理教育的价值、目标、内容以及学与教的方式产生了重大的影响。大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源,把现代信息技术作为学生学习地理和解决问题的强有力工具,致力于改变学生的学习方式,使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的地理活动中去,这是地理课程改革的六个基本理念之一。新的课程改革确立了知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观三位一体的教学目标,实现学生认知的自我构建和个性发展,改变传统的教学方式和评价方式,使学生真正成为学习的主人、发展的主体。地理多媒体网络教学通过网上交流、合作学习、资源共享,主动探究、自主构建,实现了教师教学方式和学生学习方式的根本转变, 真正使教学过程成为师生之间、学生之间交往互动与共同发展的过程。
3. 有利于学生个性发展
网络教学使因材施教的个性化教学成为可能。教师可以通过网络教育平台教学课件、教学内容等相关教学信息,为学生提供一个开放性的“虚拟校园”。学生可以根据自己的需要随时随地选择适合自己的学习内容,甚至可以通过网络和同学、教师或教学专家进行讨论。这种个别化、交互式的学习环境对学生个性的发展具有十分重要的意义。
总之,地理网络教学,在构建主义理论指导下,创造性地发挥了网络媒体的作用,有利于解决地理教学中的难点, 克服传统地理教学的局限,并真正落实了“学生是主体,教师是主导”的教学原则,在实际教学中取得了良好的教学效果。
参考文献:
[1] 唐卫清等.信息网络技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2003.
[2] 冯文新.计算机网络技术与应用[M].北京:电子工业出版社,2005.
[3] 李腊元,李春林.计算机网络技术[M].北京:国防工业出版社,2001.
关键词:地理信息系统技术;城市规划;应用
Abstract:Geographic information system and city planning business closely together, for the city to provide decision support.Nowadays the society is developing rapidly, the geographic information system technology in all aspects of the application has been improved, the author of the article analyzes the main functions of geographic information system, and discusses the geographic information system in city planning application, for reference
Key words:Geographic information system; city planning; application
中图分类号:TU984文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
前言
随着信息技术的日益发展和深入应用,信息化工程在整个社会中的地位日益突显,特别是作为国民经济和社会发展关键环节的城市信息化工程更是成为一项战略工作。在整个城市的信息化工程中,城市规划与管理的信息化建设又是重中之重,对城市规划与管理起着举足轻重的作用。地理信息系统结合了地理空间分析技术和计算机信息技术并引起各行业广泛关注。
一、地理信息系统的概念分析
GIS 即地理信息系统(Geographic Information System),地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说,GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统,是以测绘测量为基础,以数据库作为数据储存和使用的数据源,以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。地理信息系统成为了获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具和手段,近年来得到了广泛关注和迅猛发展。
二、地理信息系统的主要功能
数据采集与编辑功能是指将各实体要素对应代码坐标输入计算机当中。
属性数据比较规范,所以许多地理信息系统都采用关系数据库管理系统。除文件管理功能外,属性数据库管理模块的主要功能之一是用户定义各类地物的属性数据结构。
2.3 制图功能
GIS的核心是一个地理数据库。建立GIS首先是将地面上的实体图形数据和描述它的属性数据输出到数据库中并能编制用户所需要的各种图件。
2.4 空间数据库的管理
有效数据采集和编辑后,形成了地理数据集。对此可以利用数据库管理系统来进行管理。
2.5 空间分析功能
通过空间查询与空间分析得出决策结论,是GIS的出发点和归宿。典型的空间分析有:
2.5.1 拓扑和叠加
通过特征叠加实现检索、图形剪裁、模型分析等功能。将存在共同特点的多边形要素的数据文件进行叠置,根据多边形边界的交点来建立具有多重属性特征的统计分析。
2.5.2 缓冲区分析
缓冲区分析是根据点、线、面的实体,自动创建其周围一定宽度范围的缓冲区多边形,它是GIS重要的和基本的空间分析功能之一。
2.5.3 空间集合分析
是按照两个逻辑子集给定的条件来进行逻辑运算。
2.5.4 地学分析
地理信息系统还提供一些专业性较强的应用分析模块可以应用于不同领域,根据每一模块的特点来进行分析。
2.6 数字高程模型的建立
数字高程模型有三种主要的形式,包括格网 DEM、不规则三角网(TIN),以及由两者混合组成的DEM。
三、城市规划对信息处理的新要求
新时期,随着观念的转变,社会的发展,城市规划领域对规划与管理信息的处理有了新要求。
3.1 类型数据处理的综合性
城市规划与管理涉及地理要素和资源环境 社会经济等多种类型的数据 这些数据在时相上是多相的 结构上是多层次的,性质上又有 空间定位 与 属性 之分,既有以图形为主的矢量数据,又有以遥感图像为源的栅格数据,还有关系型统计数据,并且随着城市社会的发展,数据之间的关系将变得更为复杂,这就要求对统计数据与现状图件进行综合分析。
3.2 服务对象的多层次
现今,规划与管理信息的使用对象,不仅有政府主管部门 专业部门和公众的查询需要,还有管理 评价分析和规划预测的不同用户的需求 由于服务对象的多层次性,这对规划设计与管理信息处理提出了很高的要求。
3.3 时间上的现势性
随着城市化进程的加快,城市规划必须加快其更新速度,以适用城市的加速发展 此外,由于弹性规划 滚动规划模式的倡导,规划的制定与修编周期大大缩短 这些变化对规划与管理信息提出了 逐日更新 的要求,以确保信息在时间上的良好现势性。
3 4 空间上的精确性
由于现代规划与规划管理结合的更加紧密,规划设计正从总体规划到详细规划层层深入 互相衔接,最终必须落实到地上 这在空间上,要求提高规划布局图空间定位的精确性。
3 5 信息管理的规范化 智能化和可视化
从规划编制到规划实施的过程中,产生了大量的数据,包括现状的和规划的,而在规划实施后又有了新的现状数据 因而,规划信息管理任务日趋繁重 如何将规划数据规范化,并进行科学的组织与管理是现代城乡规划的重要任务之一 同时,如何与办公自动化实现一体化,并对信息产品进行可视化处理,以便用户简单 明了地进行使用,也将是未来城乡规划信息技术研究的重要方向。
四、地理信息系统在城市规划中的主要应用
4.1 资源管理及配置(Resource Management Configuration)
主要应用的领域包括农业、林业、矿藏等领域,解决各种资源分布、分级、统计、制图等问题。解决更重能源及资源上的配置,保证资源合理和发挥最大效益。
4.2 城市规划和管理(Urban Planning and Management)
空间规划是地理信息系统重要应用领域之一,利用地理信息系统来对城市规划和管理具有深远意义。主要是解决城市资源配置等诸多问题。
4.3 应急响应(Emergency Response)
在发生重大灾害时,可以解决例如如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施等问题。
4.4 地学研究与应用(Application in GeoScience)
对地形地貌分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间数据统计分析、制图显示等都可以借助地理信息系统工具完成。
4.5 商业与市场(Business and Marketing)
商业设施的建立充分考虑其市场潜力及诸多商业问题,地理信息系统的空间分析和数据库功能可以有效解决这些问题。
4.6 分布式地理信息应用(Distributed Geographic Informa-tion Application)
机遇网络时代的地理信息系统可以通过网络来实现地理信息的分布式存储和真正意义上的信息资源共享。
4.7 城市规划管理(Urban Planning and Management)
利用地理信息系统技术进行城市规划建设的辅助设计、进行城市管理的辅助决策、规划控制等工作。
4.8 国土及地籍管理(Land Information System and Cadas-tral Applicaiton)
GIS 利用现有的遥感数据,可以有效的对土地利用动态变化进行分析评估研究,包括土地和地籍管理涉及土地使用性质的改变、地籍权属关系变化、地块轮廓的变化、等许多内容,都可以通过GIS来高效、高质量地完成这些工作。
4.9 生态、环境管理与模拟(Environmental Management andModeling)
实现对区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环境保护等设施的管理、环境规划等。
4.10 基础设施管理(Facilities Management)
城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征,无论是进行管理、统计、汇总都可以借助GIS完成,而且可以很大程度的提高工作效率。
4.11 选址分析(Site Selecting Analysis)
不同的区域地理环境有所不同,可以根据不同的特点,综合考虑资源配置、市场的发展潜力、交通是否便利的条件、地貌地形特征、环境影响等因素,在一定的区域范围内选择最佳位置,这也是GIS的一个典型应用领域,充分体现了GIS的对空间的分析功能。
4.12 网络分析(Network System Analysis)
通过建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型,使用GIS来研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件的应急处理。
4.13 可视化应用(Visualization Application)
以数字地形模型为基础,可以建立一定区域区域等三维可视化模型,实现多角度浏览。
五、结束语
总之,GIS 技术的发展,为社会诸多行业领域的发展带来了机遇。目前 GIS 技术推广到城GIS系统以处理和分析空间数据功能,为城市的规划提供了准确的依据,并演绎出丰富多彩的系统应用冠能,满足用户的广泛需求。
参考文献
[1]宋小冬.叶嘉安.地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用.北京:科学出版社.1995
[2]龚健雅.地理信息系统基础.北京:科学出版社.2001
[关键词]地理教育教育观念信息技术
随着现代信息技术的飞速发展,尤其是浙江省新课改对学生素质的要求,地理教育也要迅速的进步,它的目标就是要实现地理教育的现代化,这便是现代信息条件下,地理教育的发展方向。
地理与日常生活关系非常密切,解释生活中的现象,解决生活中的问题需要地理知识与技能,因此现代的教学当中应体现地理是大家身边的地理,以学生所见所闻为基础,教学中密切贴近生活中的实际,这样可以培养同学们对家乡、祖国与世界的热爱树立全球意识和为中华民族崛起而读书崇高志向,如在讲授人文地理当中关于日本的这一课时,给学生们介绍日本的地理环境和经济特点,并且较客观的介绍日本与中国关系的过去和现在,大大激发了同学们的爱国情感。
在知识爆炸的信息时代,要让更多人获得更多的信息,只有掌握了学习方法,才能驾御飞速增长的各种知识,只有“会学”了才能“学会”,利用现代的信息技术优化地理教学,不仅可以突出教学重点,突破教学难点,而且解决了有限的教学时间与不断加大的教学信息之间的主要矛盾。那么,为了实现这一教学目标,首先便是让教师实现优化。
一、利用现代信息技术,灵活运用各种教学方法
多媒体教学集影像、图形、文字、动画、声效 于一体,图文并茂,引人入胜,给学生营造一种主体的、全面的、动态的学习环境。激发了学生的学习兴趣和积极性,能较长时间吸引学生的注意力,使同学们对教材内容吸收得快,理解得深,这也为学生们创造性思维的发挥提供了空间。
如在讲授降水类型时,对流雨的形成可通过Flas的形式展示出来,形象直观的让学生了解对流雨的形成过程与原因,改变了仅是教师讲学生听的局面,也免去了复杂板画所占用的课堂时间,同时也使教学更具有直观性。
二、利用现代信息技术,教学观念的改变是关键
教师在利用现代化的教学设备上课的时候,全新的教学理念非常重要,教师观念的更新可以通过教师再学习、教学反思、教师交流等得到提高;反之如果现代化条件下仍是旧观念指导教学,就是穿新鞋走老路,再花哨的课堂也不能反映现代地理教育的理念,达不到预期的效果。
在现代化设备的使用上,我们要根据实际的教学需要和地理教学的特点,利用传统的教学手段,如板书、板图和板画,提高教学效果,在学生学习简单的知识时,留一些空间给学生,可以培养学生的思维能力,要避免因知识的形象化,而忽视了学生抽象思维的发展,再对待简单知识的学习时,运用复杂的设备,也会浪费师生的时间。
三、利用现代信息技术,要创设多样化的学习情境
运用多媒体和网络技术创设的学习情境,包括实际情境、问题情境和虚拟情境,多样化的学习情境可充分发挥学生们的学习积极性、主动性和兴趣。
如当我们学习地壳运动与板块构造等方面的知识时,教师可以下载有关印度洋海啸的影音材料,给同学们真实的情境,然后引导他们分析其成因,最后可以放映模拟板块运动的课件,让学生们自己归纳出这是由于印度板块边缘的巨大断层发生移动,产生巨大空洞,当海水填充这个空洞时,便产生极大的海水波动而引起的,这样学生变成为发现和总结问题的主体,成为学习任务的关键。
我们的教学电脑中都应该有丰富的学习资源,除了教材提供的文本、图像以外,教师还要设计一些与学习有关的科普资料,如图片、文字、动画、音频和视频文件等,并且还要提供一些相关的媒体资源和网站地址,这样便产生了多层次的学习资源,为不同学习层次的学生提供各自需求的学习资料。
网络化教室具备网络广播功能、分组讨论功能。如在讲授《大气环境保护》这一课时,事先把学生按本节课的三大内容“温室效应”、“臭氧层空洞”、“酸雨”分成三大组,每个大组可分成4~6个小组,每组学生自己分工,有的查资料、有的记录、有的操作电脑,然后出现问题相互研究,共同讨论,最终实现共同提高的目的,不过提高的幅度可能会各不相同。这种分组协作讨论改变了教学内容和教材形式,教材内容的表现形式已不限于传统的教材,特别是教科书,学生可以从教学网络上获取大量的关于学习内容的信息。这种方法使教学内容既同教材知识有关,又大大超出了教材,加大了一节课的信息量,满足了不同水平的学生学习。
四、利用现代信息技术,要注意技术层面与教学理念的有机融合
在地理现代化的发展过程中,要注意资料与地理教学的交融,如当我们学习地球的宇宙环境知识时,可以把近期火星大冲的有关影片放映给同学们,然后通过师生共同讨论,学好这方面的的知识,注意在这种讨论下不宜过深,因为教师毕竟不是科学家。如在学习石油资源的分布时,正值美国向伊拉克开战刚刚结束的时期,我们可以从网络上下载二战后石油价格的变化给美国和世界其他国家经济带来影响的相关情况,学生自己动脑分析,不仅对当今国际形式有了更清楚的认识,而且进一步认识到能源分布的不均衡性与生产的重要性。
综上所述,现代信息条件下地理教育的发展方向,即不断满足地理教育现代化的发展需求,达到教学信息化,将教学信息融入到教育的每个环节中;未来时代,是信息化的时代,是知识经济的时代,在这个时代,知识是财富,是资源。因此我们现代地理教育,应是全民的教育、终身教育。我们一方面要教会学生利用信息技术占有知识、储存知识,另一方面还应使他们学会对知识的选择、判断,使他们在学习的过程中,培养科学思想、掌握科学方法、探索科学规律、提高科学素质。
参考文献
[1]浙江省普通高中新课程实验学科教学指导意见,2006。
读2011年我国冬小麦收获期分布示意图,回答1~2题。
1. 为监控焚烧作物秸秆着火点的分布,应使用的地理信息技术是( )
A. GPS B. RS C. GIS D. GPRS
2. 2011年6 月 11日,焚烧作物秸秆的着火点较多的省份可能是( )
A. 闽 B. 赣 C. 吉 D. 豫
读GPS手持机界面图,回答3~4题。
3. 此时,持有GPS手持机的人员所在的地形区为( )
A. 江汉平原 B. 江淮平原
C. 华北平原 D. 江南丘陵
4. 此时,GPS手持机同时接收了多少颗卫星的信号( )
A. 3 B. 6 C. 10 D. 11
地理学中常用方格网法来研究各种问题。如图甲中将某区域划分为九个方格,数字“1”“2”“3”分别表示农业用地、建设用地、水域,则可通过这些数据来分析该区域的土地利用状况。根据图回答第5题。
甲 乙
5. 若通过这种方法获得的该区域海拔(m)如图乙所示,则该地最有可能位于( )
A. 四川盆地 B. 长江下游
C. 东北平原 D. 黄河下游
下图示意为某专题研究建立的地理信息系统(GIS)图层。据此完成6~7题。
6. 该专题研究可能是( )
A. 耕地分类和评价 B. 工业分布与交通的关系
C. 商业分布和规划 D. 学校布局
7. 若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场的选址,在下列图层中应增加( )
①大气污染 ②区域规划 ③造纸厂、印刷厂分布
④水文地质
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
GIS技术对商业网点的选址具有明显的作用。下表表示某城市三个行政区(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区)人口数量、功能分区和地价分布图。同一行政区内每一方格之间,若功能相同,人口数量相等;若功能不同,依商业、住宅、工业人口数量按3∶5∶2比例而定。读图完成8~9题。
人口数量
[Ⅰ区\&11万\&Ⅱ\&18万\&Ⅲ\&17万\&]
功能分区
[商业\&商业\&商业\&住宅\&商业\&住宅\&住宅\&住宅\&工业\&工业\&住宅\&住宅\&工业\&工业\&工业\&住宅\&]
地价(10万元)
[10\&11\&9\&8\&12\&9\&8\&9\&7\&4\&7\&9\&6\&5\&5\&8\&]
网格代码
[11\&12\&13\&14\&21\&22\&23\&24\&31\&32\&33\&34\&41\&42\&43\&44\&]
8. 下列说法正确的是( )
A. 网格11、12、13、21的人口数量相同
B. 该城市最大风频是西南风
C. 网格43的人口数量为2万人
D. 该城市功能区齐全,等级较高
9. 某连锁超市计划在Ⅲ区设立一个分店,最佳地点的网格代码为( )
A. 33 B. 34 C. 43 D. 44
叠图分析是科学选址最常用的方法。结合下图,完成第10题。
10. 叠图分析最常用的地理信息技术是( )
A. RS B. GPS C. GIS D. 数字地球
二、非选择题(共40分)
11. 3S技术之间密切相连,它们都为数字地球提供了技术支撑。结合下图,回答问题。
3S技术的综合应用
(1)图中①②③④⑤⑥箭头指向线分别表示3S技术的不同应用功能,其中表示“提供影像信息功能”的是 和 ,表示“提供空间定位信息功能”的是 和 ,表示“反馈影像信息处理结果”的是 。
(2)图中各个圆的重叠部分分别代表RS、GPS、GIS不同组合的综合应用,其中重叠部分乙代表GIS与RS技术的组合,丙代表 技术的组合。在图中所示的各个综合应用中任选一种组合,并写出应用实例。
(3)目前我国建设的“北斗”导航系统和各种地理信息系统都是我国“数字中国”建设的重要组成部分,说说“数字中国”对我国国土整治的意义。
12. 阅读下列材料,回答问题。
材料一 不同植物由于组织结构不同、生长季节和条件不同而具有不同的光谱特征、形态特征和环境特征,这些特征在遥感影像中都可以表现出来。
材料二 下图为根据高分辨率遥感影像绘制的山西省太原以南地区植被的垂直分布图。
(1)利用高分辨率遥感影像对植被分布进行调查,主要是利用了不同植被的不同 ,并由此区分 。
(2)利用遥感技术对农作物分布进行调查的突出优点是什么?
关键词:中学地理教师;信息技术培训;现状;需求
中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1671-7503(2015)17-0018-03
21世纪是信息数字化时代,信息技术成为人类社会发展的主旋律。面对日趋激烈的国力竞争,利用信息化手段培养大量具有创新能力的人才,已成为许多国家的战略选择。教师队伍建设是教育信息化可持续发展的基本保障,信息技术应用能力是信息化社会教师必备专业能力[1]。因此,建设一支适应时展的高质量的教师队伍,提升教师的信息技术应用能力,才能促进我国教育事业的蓬勃发展。
任何的教育改革都是外在的,只有教师的积极有效参与,才能够将外在的教育改革目标内化为课堂上的教学实践活动[2]。因此,我国于2013年启动实施了“全国中小学教师信息技术应用能力提升工程”,旨在通过提升教师的信息技术应用能力突破我国教育信息化发展遇到的瓶颈问题。但目前大部分中小学教师的信息技术应用能力较差,不能满足教育信息化快速发展的需要,本文以2014年颁布的《中小学教师信息技术应用能力培训课程标准(试行)》为依据,探讨中学地理教师信息技术应用的现状和培训需求,以使新一轮的信息技术能力提升培训更加具有针对性和实效性。
一、调查基本情况
1.调查目的
提升教师信息技术应用能力,促进信息技术与教育教学的融合是促进学校教育信息化应用的基本手段[3]。目前,大多数教师比较缺乏信息技术知识和能力,阻碍了学校乃至国家教育信息化的推进。为此,笔者采用访谈法和问卷调查法,主要从应用信息技术优化课堂教学、应用信息技术转变学生学习方式及应用信息技术支持教师三方面了解城市中学地理教师信息技术应用的现状和培训需求,希望在新一轮的信息技术提升培训中,切实提升中学地理教师的信息技术应用能力、地理信息化教学能力和专业发展能力。
2.问卷设计
本次调查所用问卷是在分析2014年教育部颁发的《中小学教师信息技术应用能力培训课程标准(试行)》基础上,参考大量文献后编制的。问卷主要分为四部分,分别是教师个人基本情况、学校基本情况、中学地理教师信息技术应用现状与培训需求,最后是一道开放题“在信息技术培训中,您最希望提升哪些信息技术应用能力?”,是对前面调查内容的补充。
3.问卷的实施
笔者于2014年11月-12月主要对洛阳市和开封市的城市中学地理教师进行了调查,共发放问卷118份,回收118份,有效问卷112份,问卷有效率为94.92%。
二、调查结果统计与分析
1.对多媒体教学常用设备操作比较熟练,需求度较低
由调查可知,地理教师对多媒体计算机、电子白板、投影仪、幻灯机、触控电视和交互式电子白板等六种常见多媒体设备的使用现状方面,操作较为熟练的是多媒体计算机、电子白板和投影仪,基本能满足教学需要。而在所列多媒体设备的培训需求方面,排在前两位的是交互式电子白板和触控电视,需求度分别是32.61%、26.52%。
2.检索获取数字教育资源的能力较强,对优秀数字资源的需求也较高
据调查可知,经常下载地理数字教育资源的教师比例最高,达到了60.71%;想尝试但不会和从不使用数字教育资源的地理教师仅有10人。可看出,大多数地理教师具有主动运用信息技术的意识,也具备搜索和下载地理教育资源的能力。但现有网络资源存在商业化较强、共享度较低的问题影响了现有资源的利用率。因此,高达97.33%的中学地理教师希望在信息技术培训中了解一些获取优秀地理数字教育资源的途径和方法,以帮助其提升运用数字教育资源进行地理教学的能力。
3.教学通用软件的掌握状况不太乐观,但其需求度较高
问卷主要调查了文档处理、动画制作、音频与视频处理、多媒体课件制作等六种通用软件的掌握情况。统计结果表明,地理教师普遍对文档处理显示软件(如PPT、Word)操作较为熟练,比例高达91.87%,而对其余软件使用现状并不乐观,尤其是多媒体课件制作(如flash、AuthorWare等)和动画制作软件,一半以上的教师几乎不会使用。
关于地理教师对上述软件的培训需求情况,按照需求程度由高到低依次是动画制作、音视频编辑、图片处理、多媒体课件制作以及文档处理显示软件。此外,在访谈过程中,地理教师认为,他们目前对Word文档的操作水平能满足其教学需求,无需加强培训,而对于信息化教学使用最多的PPT,他们希望能进行较深程度的培训,如插入动画、超文本等,提高其制作高质量课件的能力。
4.地理学科专用软件的掌握状况很不乐观,但需求度较高
如图1教师常用地理教学软件的情况调查可知,地理教师在日常教学中使用最多的地理学科专用软件是谷歌地图,应用频率达到了30.42%。谷歌地图因简单易学、上手快得到了大部分地理教师的青睐,因此,在教学中使用得较多。其次是Word(绘图功能)、Google Earth和Photoshop(绘图功能)。而在地理教学中使用较少的是GIS、3Dworldmap和Marble,所占比例之和仅为9.16%。从整体来看,地理教师对地理学科软件的应用现状很不乐观,缺乏主动使用地理学科软件的意识。 图1 教师常用地理教学软件的情况调查
通过进一步调查发现,91.96%的地理教师希望信息技术培训能够提高其操作地理学科专用软件的能力。而少数地理教师选择不需要培训地理学科专用教学软件的原因,主要是受学校教学条件的制约和丰富的网络教学资源的影响。
5.简易多媒体环境下地理教师教学能力较强,需求度也较高
在访谈过程中,大多数地理教师认为,他们能够在简易多媒体环境中顺利地完成教学任务,仅有部分教师认为其教学能力还有待提高,特别是信息化教学中的教学设计方面。但由进一步调查得知,高达91.96%的地理教师仍然希望自己进一步提升简易多媒体环境下的地理教学能力。
6.交互多媒体教学环境中的教学能力较差,但需求度较高
调查得知,在教学中能较熟练操作交互式电子白板基本功能的地理教师所占比例为20.53%,而79.47%的地理教师不能熟练地运用交互式电子白板,表明地理教师在交互式多媒体教学环境下的教学能力普遍偏低。此外,大多数地理教师不能熟练操作交互式白板的交互功能,更不熟悉白板的内置资源与地理学科软件。而教育信息化越来越重视交互式多媒体设备在教学中的运用,大多数地理教师也意识到了这一点,因此,高达90.17%的地理教师希望加强交互式电子白板的相关培训。
7.教学各环节运用信息技术的情况良好,需求度高低不一
对地理教师在各教学环节使用信息技术情况的调查发现,被调查的所有地理教师都有在教学各环节使用过信息技术和数字教育资源,其中,课件制作和课堂讲授环节使用信息技术频率最高,所占比例分别为21.52%、19.07%;而利用信息技术和数字教育资源较少的教学环节是教学评价与反思。经调查可知,地理教师对技术支持的课堂导入、课堂讲授、总结与复习、教学评价以及学生地理空间能力培养的培训需求层次不一,其中,对信息技术支持课堂讲授的需求度最高,达到了96.43%。
8.应用网络学习空间和网络教学平台的状况不乐观,但需求度较高
调查数据显示,61.61%的地理教师不了解“网络学习空间”和“网络教学平台的”的概念和功能,仅有10.71%的教师对其比较了解,从整体来看,大部分地理教师不具备应用网络学习空间和网络教学平台的信息技术能力。在有关培训需求的调查中,82.14%的地理教师希望通过培训提升自己应用网络学习空间和网络教学平台的能力,但由于学校不具备相关教学条件和多数学生信息技术应用能力较差,他们仅想对其基本的操作功能做些许了解。
9.数字化环境下构建新型教学活动的现状不太乐观,但需求度较高
数字化环境主要指网络教学环境和移动学习环境。从调查的数据可看出,地理教师在网络教学环境和移动学习环境中构建自主、合作、探究学习活动的现状很不乐观,63%以上的地理教师没有组织过相关的教学活动。又经分析可知,地理教师对在网络教学环境和移动学习环境中开展自主合作学习活动的需求度均较高,所占比例分别为81.25%、77.68%。
10.应用信息技术支持教师专业发展的现状不乐观,但需求度较高
教师工作坊和网络研修社区是支持教师进行学习、研讨、交流等活动的网络平台,保障了教师开展常态化研修。调查可知,完全不了解两者概念和功能的地理教师有86人,占总人数的76.79%,而对其了解的地理教师仅占总人数的7.14%,可看出,信息技术支持的教师专业发展新途径并没有引起大多数教师的关注。统计发现,地理教师对于信息技术支持的教师专业发展的培训需求较高,83.03%的地理教师认为需要加强这方面的信息技术培训。
三、调查结论与反思
在上述具体调查结果分析的基础上,总结出城市中学地理教师信息技术应用能力的现状和对信息技术培训的需求,主要结论有以下几点。
1.从整体来看,地理教师的信息技术知识现状不太乐观
对调查数据分析可知,大部分地理教师信息技术知识比较匮乏,信息化教学水平不高,尤其是应用地理学科软件进行地理教学的能力、教学通用软件的熟练操作程度及在信息技术环境中构建自主合作探究的教学活动等方面。
2.地理教师在应用信息技术优化课堂教学方面需求较高
总结与分析中学地理教师信息技术知识需求情况发现,信息技术知识需求度排在前两位的是优秀地理数字教育资源和信息技术支持的课堂讲授,而教师对应用信息技术转变学生学习方式方面的需求度普遍较低,如:网络学习空间、数字化环境下新型教学活动的构建等。
3.信息技术支持教师专业发展的理念未深入人心
教师工作坊和网络研修社区是目前信息技术支持教师专业发展的主要途径,而大部分地理教师对其不了解,也很少有人参与。这表明教师对利用现代信息技术促进自身专业发展方面还没有形成完整的认识,教师常态化的专业发展手段仍停留在了传统的继续教育方式上。
教师是推进教育信息化的执行者,其信息技术应用能力直接影响着信息化教学的深度和广度。培训机构需坚持以受训教师的学习需求和兴趣为导向,分析不同学科教师的不同学习需求,才能使培训达到预期目标[4][5]。关于中学地理教师信息技术培训的研究还需要系统的分析所有的地理教师尤其是农村中学地理教师的信息技术应用现状和培训需求,进而构建适合中学地理教师的信息技术培训课程内容体系,切实提高信息技术培训的针对性和有效性。
参考文献:
[1] 教育部关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程 的意见[Z].教师厅[2013]13号文件.
[2] Armstrong, P. Teacher pay in South Africa: How attractive is the teaching profession[R]. Maitland: South Africa,2009,15- 18.
[3] World Bank.ICT in School Education (Primary and Secondary). Information and Communication Technology for Education in India and South Asia[R].Washington, DC: info Dev/World Bank,2010.