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《地理信息系統原理及應用》多媒體教學軟件設計和實現
【論文關鍵詞】信息系統原理及應用 多媒體教學 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》多媒體教學軟件的必要性以及軟件設計思路及開發過程，著重闡述了該教學軟件的特色和教學效果。
一、引言
《地理信息系統原理及應用》是測繪工程、土地專業方向的專業課。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，對空間相關數據進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，適時提供空間和動態的地理信息，為決策服務的一類信息系統。目前GIS技術廣泛應用于測繪、、環境管理、資源規劃、、、郵電、通訊等領域，并發揮極其重要的作用�！兜乩硇畔⑾到y原理及應用》是一門實踐性相當強的學科，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計一套地理信息系統多媒體教學軟件，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的應用，使學生更好地理解并掌握這門學科，優化教學過程，提高教學質量。
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設計開發的，可以改變多媒體教學軟件過程開發中的小作坊的操作模式，提高對開發過程的管理、提高教學軟件的質量、對教育教學軟件的維護、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相關概念、GIS基礎理論、GIS軟件設計、GIS軟件應用、GIS發展趨勢等相關內容。多媒體軟件基于上述內容，利用計算機多媒體輔助教學，使學生在交互狀態下學習，掌握系統開發程序，調動學生的積極性。作為教學過程的一種輔助手段，它的設計必須遵循教學大綱與教學進度的原則來設計開發。
根據教學內容，明確要實現的教學目標，以及實現教學目標的途徑——教學策略的分析，確定課件的總體框架和表現方法，進行課件的總體設計，確定教學軟件開發所使用的平臺。
三、多媒體軟件的開發流程
(一)總體框架設計
該軟件具有先進、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、具有動態鏈接功能等諸多特點。通過總體框架設計實現了對教學內容整理與組織，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計藍圖，作者應該根據教學目標，確定課件的具體表現方法和內容，直到每一屏幕(頁)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。腳本的設計還要根據創作工具的特點以及人接受信息的特征等綜合因素來考慮。腳本的設計過程實際上就是一個創意過程，創意的好壞取決于對教學內容的理解程度以及創作人員的水平，對課件的最終質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為．way格式的文件，然后借助Premiere軟件進行剪輯、添加音頻文件�；蛘咧苯永脭荡a攝像機進行拍攝，然后用Premiere進行剪輯。
(四)創作設計CAI軟件
根據腳本設計的要求，在Authorware中把各種媒體素材集成創作為一個課件。對教學內容的組織進行評價修改，與教學策略、教學方法和手段有機地結合，針對個性化自主學習需要，創建協作交流的學習環境。課件完成后，還要經過試運行和使用評價，必要時還要作修改。能否達到預想的效果，取決于所用的創作工具和創作軟件使用的熟悉程度。在多媒體課程開發過程中遵循總體設計、結構設計、知識點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發并經試點后反復修改設計制作，并將多媒體教學的實踐經驗實施在多媒體課程中，對不同部分著重體現不同的教學思想。
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相關概念、GIS基礎理論、GIS軟件設計、GIS軟件應用、GIS發展趨勢、系統設定和結束學習等7個模塊組成。在GIS相關概念模塊中，主要介紹“地理信息系統的發展背景、地理信息系統的定義以及地理信息系統在各國的發展；在GIS基礎理論模塊中，有按照篇章結構組織的教學內容，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，同時還介紹了地理信息系統中的數據模型——數字地面模型網絡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、方法、路線等；在GIS軟件應用模塊中介紹了基于Arview、Maplnfo等GIS軟件在具體的行業中的開發實例；在GIS發展趨勢模塊中包含GIS將來的發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，了解開發本課件人員的相關情況；結束學習模塊用來結束本課件的學習。
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(二)多媒體建設特色
1．基于資源的教學方式
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》基礎進行的，充分體現了教學改革的成果，并反映了GIS技術的發展。多媒體課程的教學內容緊跟GIS技術的發展趨勢，涵蓋本門課程全部基本知識點，教學內容新，內容組織結構清晰合理，便于課件組織、擴充、修改，隨時可添加新技術、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頁為表現形式的教學內容，約300頁�；A理論篇動態案例5個，圖片約100幅；GIS動態案例15個、視頻5個(以上數據在課件的制作中仍需要改動)。完成與課程內容相配套的教學教案。設計了與課程內容配套的l0個教學實驗完成實驗案例2個。
3．引導學生自主學習
通過多媒體課件，讓學生了解本課程的教學目的、教學內容、教學要求、參考學時及教學大綱，本課程的教學重點及難點，便于學生課后復習。充分發揮計算機存儲與檢索的功能，實現與課程教學內容相關的目錄檢索和關鍵字檢索；以知識點為單元，樹狀目錄與網狀結構共存，提高學習靈活性。
4．多媒體課程功能豐富
瀏覽功能通過目錄、導航、熱字及超鏈接進入相關知識點。做到資料詳盡確切、層次豐富、鏈接靈活，樹狀目錄與網狀超級鏈接并存。多渠道的內容導航，方便學習者在課程內容之間進行跳轉。結構導航功能使學習者在整個多媒體課程范圍內迅速地進入想學的內容。
五、初步教學實踐
近來，利用開發建設的教學資源在教學方法和手段上進行了大膽的改革嘗試，主要從多媒體課程進行教學實踐。自2002年1月開始利用多媒體教學支撐軟件平臺和多媒體課件，在2002級開始教學實踐，在實踐中不斷地探索多媒體化教學的方法與手段。
采取問卷的形式對上課的同學進行調查，調查結果表明：學生對采用多媒體化教學的滿意率比較高。大部分學生認為多媒體上的教學資源好、內容系統、重點突出、’適合于自主學習、課件設計、內容安排有啟發性、注重能力培養，與課堂教學相比，知識的獲取多；而且大部分的學生通過多媒體教學自學、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的質疑情況并不好，如對于喜歡傳統授課的同學，他們更習慣面對面的交流，傳統的教學方法與手段對他們的影響相當深。
六、結束語
多媒體教學是伴隨多媒體技術地發展而興起的新事物，是一種節省資源、方便教學內容的更新、培養學生適應在信息化中工作、學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的一種有益嘗試，雖然初具規模，但仍有許多需要改進和完善之處。隨著計算機技術的飛速發展，對多媒體教學會有更高的要求和創新點。
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