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地理信息科学前景范文1
关键词： 新课程 初中区域地理研究学习 教学原则
一、地理新课程对教学的影响
1.促使地理教学方向发生变化
在传统的初中地理教学中，教师是以少数学生的进度为主要参考进行教学的，这就使大多数学生对教学内容理解不够，导致学生学习成绩下降。新课程标准的实施，要求教师尊重每一个学生的学习成果，在教学当中充分考虑每一个学生的适应能力和理解能力，在教学当中尊重学生，注重开发和利用学生的各项潜能，让学生发展时不再拘泥于传统，让每一个学生都能找到适合自己发展的成才之路。在教学中更加注重地理知识的实用性，教育学生在实际生活中运用地理知识，让学生主动学习地理。
2.教师教学视角发生变化
初中地理推行新课程标准之后，教师的教学视角发生了显著变化：第一，传统的地理教学注重对理论知识的讲授，忽略地理学科的实际用途，在新课程标准的影响之下，教师更加注重知识的实用性，让学生在生活中应用地理知识。第二，教师在教学中更加注重培养学生的兴趣和学习能力，培养学生正确的学习观念和价值观念，让学生真正做到全面发展。第三，教师教学更加灵活，也更加注重学生在课堂上的作用，采取开放的教学方式进行教学。第四，教师更加注重师生关系的建立，在教学当中注重与学生交朋友，对学生提出的意见也能够虚心改正，并且对学生的学习更加用心，对每一个学生在学习当中遇到的问题进行探讨，真正做到让每一个学生都全面发展，满足学生的学习需求。
3.产生了新的地理教学原则拟定依据
传统地理教学的教育只注重教育能力和德育，缺乏完整的教育目标体系，评价学生只有考试成绩这一个标准，新课程标准对学习内容、学习过程、学习态度进行类相应的划分，注重学生学习过程中在这三个方面的综合表现，以对学生进行评价。这样就能够让初中地理教学原则的理论体系从新的教学目标出发创新认识，对实现新课程培养目标起到推动作用。
二、地理新课程下的教学原则
教学原则是开展教学工作应遵循的基本内容，是根据教学目的、教学过程、教学实践确定的。地理学科的教学内容既反映教学的一般规律，又反映地理教学的特殊规律性。在新课程标准的指导下，初中地理教学原则发生了一定变化，这些变化主要体现在以下两个方面：
1.以促进学生自主学习为目标
新课程改革提出新理念是为了促进每一个学生的发展，这种理念运用到初中地理教学当中能够促进学生养成自主学习的习惯。新课程标准适用之后，课程在选择上更加注意学生的发展，每一节地理课上都有学生感兴趣的内容，让学生快乐地享受学习，都能在这种氛围中学到知识。在新课改的背景之下，初中的基础教育变得更加重要，强调教育要面向每一个学生，锻炼他们的一技之长，认识到每个学生的优点与长处，让全体学生走上成才之路。新课程标准实施之后，成绩不再是衡量学生的唯一标准，培养学生的自主学习能力成为课堂地理教学的主要目的，教育目标在新课程改革的背景下越来越符合学生的要求，学生的学习能力也随之进一步提高。
2.教师教学以引导为主
传统教学中，教师主导课堂，课程选择以教师的讲授为主，不注重学生的需求，忽视学生的学习兴趣。自新课程标准推行之后，教师的位置和教育视角发生了变化，教师在课程选择上更加注重学生的需求，注重激发学生的学习兴趣，这就要求教师在初中地理教学中注重与学生的互动，改变原先的题海战术，对学生的评价更加多样化。在课程的讲授上不仅注重书本上的理论知识，还注重这些知识对学生产生的影响，让学生主动提高自身素质，这是现代地理教学的重中之重。教师注重对学生的引导，学生的综合素质进一步提高。
三、新课程改革中初中地理教育经验总结
1.人文地理和自然地理相结合
地理教学是一个相对乏味的过程，在初中教学中，学生对自然地理的理解能力有限，教师在教学当中应该注意结合学生感兴趣的人文地理进行地理教学，这样学生的学习兴趣会被最大限度地激发出来，人文地理和自然自理本身就是有一定联系的，在教学中将这两者结合起来，不仅能使学生全面了解地理学科，还能让教师在教授的过程中更得心应手。将人文地理和自然地理相结合对学生和教师都有一定好处。教师在进教学过程中一定要有自己的一套教学理念，并通过将人文地理和自然地理相结合的方法，让学生进入教室中，进行创新学习，让地理学习充满乐趣。
2.知识德育全面发展
在传统的地理教学中，教师受到传统思想的影响，教学活动主要受课本、教师的束缚，一直处于一个相对封闭的环境中，地理教学只考教师的讲授，学生自主进行学习的积极性不高，学习能力也没有得到真正的锻炼。在初中地理教学中如果只让学生死记硬背，则学生记住的只是理论知识，对自身的发展没有多大益处。在地理教学中应该注重把促进学生的全面发展放在首位，在进行地理教学时应将教育学生爱学习、会学习放在首位。知识对学生的发展固然重要，但是对学生将来发展更有益的是健康的价值观念，这就需要在教学中注重对学生的德育教育，只有做到知识和德育全面健康发展，才能让学生将来发展得更加平稳。
3.丰富教学内容防止形式化
随着科技的高速发展，越来越多的先进技术进入课堂，很多学校都引进了多媒体设施进行教学。在初中地理课堂上出现了以影片代替课堂内容、以幻灯片代替课堂板书的情况，多媒体的应用在一定程度上让学生更为直观地看到所讲授的知识，但是在一定程度上让学生在对焦时产生不信任感，对教师的教学水平产生怀疑。所以教师在应用多媒体时应该注意度，还应该将课本放在最重要的位置，对一些生涩难懂的知识用图片和视频进行教学，这样学生的学习兴趣大大提高，对教师更加信服。同样在促进学生进行自主学习时应该注意展开课堂互动，不能造成少数人之间核对指定题目的答案的互动的现象，应让每一个学生都参与到互动当中，积极主动地进行提问，探讨问题，防止犯形式主义的错误。
四、结语
初中地理教学在新课程标准的影响下，在教学原则、教学方法上发生了明显变化，这种变化对学生将来的学习是十分有益的，教师应该注重对学生学习能力的培养，在教学当中贯彻新课程标准，争取让更多的学生感受新课程标准的革新之处。
参考文献：
[1]孟庆男.思想政治课基于“自主学习”的教学设计[J].当代教育论坛（学科教育研究），2007（02）.
[2]田晖.“发现教学法”在地理教学中的运用[J].教师，2010（14）.
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关键词：历史课堂；低效现象；原因浅析
新课程改革要求历史教学必须适应时展的步伐，转换教学方法，突破旧的教学模式，因此新课程改革给历史教师的课堂教学带来了更多的机遇，也带来了更大的挑战。甘肃省是2010年秋开始实行新课程改革的，经过三年的教学改革实践，我们看到农村高中历史课堂教学中投入与产出不成正例，学生负担沉重而且也收获甚少，历史课堂教学中的低效现象成为制约农村高中历史课堂教学的瓶颈。为此笔者就当前农村高中历史课堂教学的低效现象进行透析，寻求其成因，以达抛砖引玉之效。
一、历史课堂无效或低效教学的现象透视
1.三维目标被割裂
知识技能、过程方法、情感态度与价值观三维目标的有机统一是教学促进学生发展进而保证教学有效性的内在机制。但是课程实施中却出现了三维目标的割裂现象，这既不利于知识、技能的掌握，又无助于学生思维能力的发展，是没有价值的，是低效和无效的。
2.教材内容被冷落
课程资源开发是本次课程改革的一个亮点。课程意识的确立和课程资源的开发使教学从内涵到外延都产生了很大的变化。但是，由于对课程资源的开发和利用缺乏有效把握的经验，在实施层面上便出现了学科味不浓，教材受到冷落，学科特有的价值没有充分被挖掘出来。
3.课堂活动被扭曲
新课程实施以来，课堂变活了，这在一定程度上激发了学生的学习兴趣、学习热情和主动精神，但在“参与”和“活动”的背后，却透露出浮躁、盲从和形式化倾向。典型表现在“自主”变成“自流”，只赋权却不增能，课堂展现的是学生肤浅表层的，甚至是虚假的主体性，失去的却是教师有针对性的引导，合作探究有形无实，学生只是机械地按部就班地经历探究过程的程序和步骤，缺乏好奇心的驱使和思维的探险以及批判性的质疑，从而导致探究的形式化和机械化，变成没有内涵和精神的“空壳”。
4.教与学关系被定格
现在的课堂教学中教与学始终处于定格的关系，先教后学，教多少学多少，教师的教支配、控制，甚至替代学生的学，学的独立品格逐渐丧失，教也走向了其反面，成为遏制学的“力量”，教师教得辛苦，学生学得痛苦。
5.课堂预设与生成发生冲突
课堂教学既需要预设，也需要生成，预设与生成是课堂教学的两翼，缺一不可。没有预设的课堂是不负责任的课堂，而没有生成的课堂是不精彩的课堂，但是，当前课堂教学却出现了两者的冲突现象，要么预设过度，挤占生成的时空，课堂教学缺乏活性，不能转化、内化为学生的智慧和品质；要么是生成过多，影响预设目标的实现以及教学计划的落空，从而导致教学的随意性和低效化。
6.教师的无效教学行为冲击常态课
随着课改的不断深入，要求教师不但要注重课改的“形”，更要注重课改的“神”，而真实、扎实、朴实的常态课堂是最有效的教学途径。但正因为常态，在实际教学中教师的教学也相对比较“随意”，延用老模式、老课件，备课不扎实，教学效率不高等现象比比皆是。
二、历史课堂教学低效现象的成因
1.学生历史基础知识薄弱
历史新课程要求学生有较扎实的基础知识，才能适应高中历史的专题教学。但甘肃省高中历史学业水平测试实行开卷考试，这在很大程度上导致学校、学生对历史学科的不重视，养成了过分依赖课本的习惯，造成历史基础知识薄弱，笔者曾对高一学生进校时历史基础知识进行了问卷调查，结果显示，70%的学生连哪一年结束都不知道。这一状况无疑给高中历史新课程的实施带来许多意想不到的困难。
2.历史教材本身存在着诸多不足
高中历史新课改的一个突出特征是教材发生了很大的变化，由原来的通史体例转变为模块专题式体例，这种体例解决了原来初、高中历史课程“螺旋式”“循环式”的教学弊端，但也存在诸多的不足。（1）时空跨越性大，淡化了历史学科的时序性，从而造成学生对历史时空感的困惑。（2）割裂了历史的整体性，淡化了历史学科的全面性，使我们的学生只见“线”而不见“面”。同一个历史事件被割裂成若干块，或在同一个模块的几个专题中分别叙述它的几个侧面，甚至分在几个模块中来叙述。如，的内容，在必修Ⅰ“民主政治建设”中有介绍，在必修Ⅱ“伟大的历史转折”中也涉及，在必修Ⅲ《新时期的理论探索》中也要讲，把体现政治、经济、文化的同一历史事件割裂为三部分，人为地造成了内容的不完整。这种体例的教学，往往教师觉得难教，学生觉得难学，一定程度上影响了课堂的教学效率。
3.教师在课堂教学方面存在着不足
（1）教学目标片面化，重知识轻能力。历史课堂教学主要有两个层面：一是“是什么”，二是“为什么”。大部分教师在讲课时总是聚焦在“是什么”的层面上，与目标的能力主线背道而驰。（2）教学内容曲解化，重创新走极端。教学内容主要是解决“教什么”的问题，它直接关系到教学目标的实施，因此要合理的处理教学内容，但有些教师对教学内容的处理却走上了“曲解”的轨道，随意曲解历史的本意。如对李鸿章、张之洞等人物评价客观公正审视，无可厚非，但有的学生以“人文主义”“尊重人权”为幌子，为秦桧进行“”。凡此种种，均被教师冠以“创新”的头衔，予以推崇。这种所谓的创新是对历史知识的曲解，它不仅不能启迪人们的思维，相反还会误导人们的是非观和价值观。（3）教学方法“热闹”化，重形式轻实质。教学方法主要是解决“怎样教”的问题。目前历史课堂教学在教学方法上误区突出表现在课堂上过分“热闹”。如表演法、讨论法、合作法等，课堂看似十分“热闹”，学生积极参与，但实际上存在很多问题：一是表演的内容不合适，对没有意义的历史内容进行表演，浪费了课堂宝贵的时间。二是表演时间过长，没有留给学生时间充分思考；三是表演中角色的定位与成型，使绝大部分学生永远处于观众的角色，从而使“调动全体学生参与的积极性”成为一句空话。而尤为重要的是，表演极易忽视教师的指导，使课堂教学的质量难以保证。（4）教学手段无效化，舍重点逐新鲜。现代多媒体技术教学手段虽有图文并茂、声像并举、动态感好、信息量大等独特优势，但在多媒体教学中常出现这种情形：多媒体一打开，它就成了主角，教师退居二线，沦为“鼠标手”，学生成为看客，袖手旁观。这样既冲淡了历史味，又降低了教师的个人魅力，更是对学生主体地位的剥夺。（5）教学评价简单化，重表扬缺引导。对学生回答的问题或对其课堂表现的评价是历史课堂教学必不可分的环节，评价科学与否直接影响着课堂教学效果。但是在新课程标准推行的过程中，我们的历史课堂教学出现对学生评价简单、有失全面的现象，对学生所有回答都用“好”“不错”“真棒”等来判决。其实，学生的回答由于认知水平所限，会有部分认识存在缺陷与不足，教师一味表扬，有失中肯和真诚，另外教师对评价全部包办，忽略了学生的自评和互评。（6）常态课堂教学随意化，重讲解轻参与。许多常态课中，常常出现一系列不理性现象，如导入盲目，徒有形式为导而导，有形无神，缺少教学的计划性、科学性和严密性，影响教学效果。讲解上一讲到底、面面俱到，撒手放羊、忽视指导、环节松散、讲练不当，忽视对知识形成过程的分析，包办学生理解探究的思维过程，致使学生死记硬背和囫囵吞枣，淡化了对学生思维探究能力的培养。
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【关键词】数据三维可视化；三维地质建模；表达可视化
1.地质数据可视化的概念和属性
地质数据三维可视化具有科学研究属性的原因在于，地质现象和地质过程都不同程度地存在着结构信息不完全、关系信息不完全、参数信息不完全和演化信息不完全的情况。通常，在地质现象、地质过程分析，地质矿产资源评价和开发利用决策时，对于大量的不确定因素，要依靠技术人员或者领导者本身进行定性理解、定量估算和关系描述，并结合时空数据模型和时空分析模型来进行分析、预测、评估和辅助决策。从数学逻辑的角度看，这是一种半结构化或不良结构化甚至非结构化问题。经验表明，数据可视化是描述、表达和理解各种半结构化甚至非结构化问题的关系和模型的最佳方法和手段。这也正是地矿研究与勘查成果总是用图件形式来表达的原因。而对多维的地质时空信息，仅仅有二维图件是不够的，需要实现三维建模与分析。地质数据可视化的第二个属性是空间决策支持。之所以如此，是因为地质调查、工程勘查、矿产资源勘探的数据处理和应用，最终要提交区域地质结构及其演化、工程地质条件和矿产资源可利用性评价成果，为资源的开发利用和重大工程建设提供多方案比较、选优的决策支持，而地质与资源信息普遍具有空间信息特征。其决策支持属于空间决策支持范畴。
2.空间决策支持认知过程可视化的分类
由于地质工作性质的特殊性，地质信息系统可视化的内容更为丰富，而形式也更为复杂。一般地说，在地理科技领域，人们主要关心诸如地形地貌、地物景观等表而现象；而在地质科技领域，人们最关心的是地质结构和成分的空间分布。因此，在地理信息科技领域，人们多关注“面三维”可视化技术的开发和应用；而在地质信息科技领域，人们多关注“体三维”可视化技术的开发和应用。从应用的角度看，地质空间决策支持认知过程可视化可分为表达可视化、分析可视化、过程可视化、设计可视化和决策可视化5类。表达可视化泛指原始数据和计算成果以图形或图像的形式在屏幕或其它介质上的显示。分析可视化泛指在可视化环境中进行的各种地质空间决策分析。过程可视化是指在体三维环境中开展各种可视化的地质过程动态模拟。设计可视化是指在体三维可视化环境中进行各种地质工程设计。决策可视化是指在体三维可视化环境中进行矿产资源潜力或工程地质条件评价，进行各类矿产资源开发和地质工程设计的多方案比较选优决策。
3.地质数据可视化的关键技术
3.1海量三维数据体的存储和快速调度
海量三维地质体数据的存储和快速调度是实现地质体、地质现象和地质过程的“5个可视化”的基础。为了实现分析、设计和决策可视化，地质信息系统必须能展现和管理非均质和非参数化的实体，单个地质体的几何数据量往往是地表普通建筑物的几何数据量的几十倍乃至几十万倍；外加上相关的属性数据和拓扑关系数据，对于大范围的海量三维地质体数据，其数据量已远远超出现有常规的三维空间数据管理和处理能力。多线程动态调度方法、自适应的三维空间数据多级缓存方法、基于可视化计算与调度任务关联信息的预调度机制，以及多级三维空间索引技术的提出，可能能够推进海量三维地质体数据有效存储和管理问题的解决。
3.2三维地质体的数字化的快速建模技术
三维地质体的数字化的快速建模技术是三维地质信息系统大规模推广使用的前提条件。三维地质体的建模速度决定了三维地质信息系统的实用性能。最理想的情况是软件系统能够实现足够复杂地质体和地质过程的全自动建模，但迄今为止并未完全实现。为了提高三维地质信息系统的实用性，必须对三维地质体的快速建模方法进行研究，主要包括研究如何提供方便快捷的交互建模工具、研究限定条件下三维地质体模型的自动或半自动建模问题等
关键技术问题。
3.3三维数字地质体的局部快速动态更新技术
三维数字地质体的局部快速动态更新技术，是目前地质空间建模研究热点与难点问题之一。地质空间建模按照技术层次分为5个阶段，即模型可视化阶段、模型度量阶段、模型分析阶段、模型更新阶段和时态建模阶段。前3个阶段属于静态建模，后2个阶段属于动态建模阶段。三维静态建模方法与动态建模方法的本质区别在于建立的三维地质模型是否可以进行模型的快速更新与重构，地质体、地质现象和地质过程的勘探研究都是一个渐进的过程，这就要求三维地质体模型的建模也是一个增量建模的完善过程，能实现三维地质模型的局部快速动态更新。基于钻孔的连续地层序列匹配、基于非共面剖面拓扑推理和基于凸包剪切、限定散点集剖分的动态重构算法是该领域近期的新研究成果。该方法对于研究区域地质背景有假定前提，还不能适应任意复杂的地质环境。
3.4三维数字地质体的快速矢量剪切技术
在建立了三维数字地质体模型的基础上，可进行各种挖刻和剪切分析，进而可统计开挖量或分析地质结构，为地质条件研究、地下工程建设、采矿生产安排提供分析、设计工具。根据所采用的空间数据模型，矢量剪切分析有体剪切技术、空间分区二叉树技术、而剪切技术等。它包括规则的空间线、面、体等之间的矢量剪切，也包括不规则的空间线、面、体等之间的矢量剪切。例如，复杂的地表面与工程实体之间的矢量剪切分析复杂的地质体与工程实体之间的矢量剪切分析。对于具有三维复杂结构的大规模数字地质体矢量剪切分析，可采用三维空间索引、多级缓存技术和基于BSP的快速面片裁剪算法，对三维索引边界进行并行快速布尔运算判定，再通过后台裁剪运算快速重构裁剪后的三维空间实体关系，并提高其准确性、可靠性和效率。
3.5三维数字地质体的多样化空间分析技术
基于三维数字地质体的真三维空间分析功能，既是地质数据三维可视化软件区别于二维软件和计算机图形学的主要特征之一，也是评价一个三维地质勘察信息系统功能的主要指标之一。三维空间分析涉及到大量空间数据的运算和复杂空间关系的判断，如何保证针对异构的三维数字地质体空间分析的准确性、效率和可靠性，适应地质勘查工作的多主题要求，是地质信息技术的共性难点问题。目前，建立有效的、多样的空间分析方法模型，为地质勘察信息系统提供更多更强大的功能，已成为当前地质信息科学领域研究和应用中十分重要的任务。三维数字地质体的空间分析技术通过分析三维地质勘察信息系统空间分析的基木内容，抽象出三维空间分析的原子分析算法，如三维相交检测、布尔运算、点集区域查询等，具有普适性、多样化特征。
4.结论与展望
地质空间决策是各级政府和勘探、矿业、油气田等管理机构领导的重要工作内容，为决策提供技术支持是地质数据三维可视化的重要服务领域。实现地质数据三维可视化，不是为了好看而是为了好用。一个优秀的地质数据三维可视化软件，应当能够实现“表达可视化、分析可视化、过程可视化、设计可视化和决策可视化”5个方面的功能。
参考文献：
