地球信息科学与技术

地球信息科学与技术（共10篇）

地球信息科学与技术 篇1

数据结构是地球信息科学与技术专业(以下简称:地科专业)一门重要的专业必修课程,在教学过程中起着承上启下的作用,探讨地科专业数据结构课程教学内容与方法很有必要[1]。笔者结合近两年给地科专业授课的经验和体会,从教学实践出发,提出了一些数据结构课程教学中常见的问题,并针对这些问题提出了相应的改革措施。

1 地球科学信息与技术专业中数据结构的教学现状与困境

笔者对中国海洋大学、同济大学、中山大学、浙江大学、中国地质大学(武汉)、中南大学、河南理工大学、石家庄经济学院8所院校的地科专业数据结构课程教学现状进行了调查和分析,认为该专业数据结构课程教学存在着一些亟待解决的问题。这些问题主要表现在以下两个方面:

1.1 教学内容与专业应用脱节

笔者对上述8所学校的地科专业的基础信息进行了汇总和分析(见表1),发现8所学校的地科专业成立时间比较晚,集中在2002年至2006年,而且依托学科多为地质学、勘察技术、地球物理学、测绘学,科研实力雄厚、教学经验丰富,但缺乏计算机学科方面有经验的教师。目前大部分从事数据结构教学的教师来自于计算机学科,这些教师具有丰富的计算机学科的专业知识,但缺乏的是如何把数据结构同其本专业进行有机地融合,使学生误认为学习数据结构仅仅是为了掌握相关的计算机技术,而与本专业的知识结构没有直接联系。

1.2 学生的计算机语言基础较为薄弱

数据结构就教科书的内容而言,主要介绍一些算法,理论性强,大部分算法只给出主体的部分,通常采用伪代码、C语言或者类C语言描述,如果没有很好的计算机语言基础,学生就不能很好地在上机实践中编写完整程序去检验算法[2]。目前,地科专业学生不重视高级语言程序设计课程的学习,导致其计算机语言基础较为薄弱,影响其对数据结构课程内容的理解和实践。

2 数据结构课程改革的总体思路

2.1 依据专业特色调整教学内容和教学重点

由表1可知,8所学校地科专业的专业特色各不相同。依据专业特色调整数据结构课程的教学内容和教学重点,把地球信息科学专业知识与数据结构理论进行有机地融合,使学生明白数据结构课程在本专业知识体系中的位置。

2.2 注意前导课程的复习

针对学生计算机语言基础较为薄弱这种情况,在数据结构正式开始学习之前需要复习一下高级程序设计语言的相关知识,如数组、指针、函数(特别是指针做函数参数)、结构体等[3]。然后,对刚进入本课程学习的前几个算法给出完整的程序并加以详细讲解,使学生理解算法和源程序之间的关系。

2.3 协调高级语言程序设计与数据结构关系

为避免高级语言程序设计与数据结构课程使用的计算机编程语言不一致而导致数据结构课程教学效果差的情况发生,需要保持高级语言程序设计与数据结构编程语言一致、编译平台一致。在数据结构教学过程中应重视学生实践能力的培养,培养学生在编译平台环境中使用高级语言编写完整程序去检验算法的能力。

3 数据结构课程改革的具体实施

3.1 加强学生计算机编程能力的培养力度

首先需要加强地科专业学生计算机编程能力的培养力度。学生应该明确自己学习高级语言程序设计的目的,不是把它作为纯理论的课程来学习,而是作为应用技术来掌握,为数据结构课程的顺利学习提供扎实的应用基础。根据这种情况,在这一模块的改革过程中需要对高级语言程序设计和数据结构课程教学的内容进行微调,在高级语言程序设计课程原有内容的基础上添加几章“数据结构”的基础内容,在数据结构课程正式开始学习之前需要复习一下高级语言程序设计的相关知识,使两门课程内容顺利过渡和衔接。这样既提高了学生的编程能力,也使两门课程融会贯通。

3.2 培养学生算法验证能力

在第一模块的基础之上,学生还必须理解数据结构基础理论,具有算法验证的能力。简单地说,数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的操作对象以及它们之间的关系和操作等的学科。对于学习数据结构的学生,不能靠死记硬背,必须理解数据结构中的各类定义,抓住研究数据结构的规律,这一规律就是,在研究一种数据结构时,要掌握它的逻辑和物理关系,逻辑关系在其定义中阐述,物理关系在它的存储结构中说明。另外,数据结构学习一定要要求学生自己独立完成代码实现,虽然有时候学生理解算法内容了,但是实现上面还是会遇到很多困难的,解决这些困难会帮助学生提高算法验证和程序设计的能力。

3.3 培养学生专业应用能力

在前两个模块的基础之上,学生还必须具备专业应用能力,将数据结构理论灵活的应用于本专业领域。对于地科专业的学生来说,在后续课程和以后的工作中有许多地方需要数据结构理论,如:在数据结构课程中学习的排序问题的算法,以及基本的树、图等数据结构,是计算机科学的基本功,无论是在数据库还是网络中,都将作为基本知识来运用;同时,通过B+树、Hash等高级数据结构的学习,也对学生今后数据库的学习影响颇深。根据这种情况,在这一模块的改革过程中首先需要依据专业特色调整数据结构课程的教学内容和教学重点,把地球信息科学专业知识与数据结构理论进行有机地融合,使学生明白数据结构课程在本专业知识体系中的位置。在数据结构课程教学中加入位图、遥感图像、DXF文件、MIF文件、SRF文件等常见图像或图形文件结构和四叉树、八叉树等二维和三维图形数据文件存储结构,使学生能够理解数据结构的真正内涵并能活学活用,为后续专业课程的学习和专业知识的理解奠定良好的基础。其次,鼓励学生参与数据结构与专业相结合方面的课题研究,如“基于V T K技术的三维地层可视化研究”项目需要将专业知识、数据结构理论、数据库理论、高级语言程序设计交叉融合,学生参与此项目既可以加深对数据结构理论的理解,又提高了专业综合应用能力。此外,在课程设计和毕业设计时布置相应的课题,在教师的指导下让学生自己动手去完成这些课题,以求进一步提高学生应用数据结构解决专业问题的综合能力。

4 结语

本文对地科专业数据结构课程教学进行了探讨,给出了课程改革的总体思路和具体实施方案,希望通过本文所述课程改革方案能够尽量培养和提高地科专业学生的计算机编程能力、数据结构算法验证能力,数据结构理论的专业应用能力。

摘要：本文顺应信息社会对复合型人才需求不断增长的趋势,结合河南理工大学、中南大学等八所院校地球信息科学与技术专业数据结构课程的教学现状和困境,对地球信息科学与技术专业数据结构课程教学进行了探讨,提出了自己在数据结构课程教学改革中的一些看法。

关键词：地球信息科学与技术,数据结构,教学研究,教学改革

参考文献

[1]陈国能.培养地质学IT人才加速地球科学信息化——关于设置地球信息科学与技术类专业的建议[J].中国地质教育.2003,(1),15-16

[2]谢莉莉,李勤,傅春,张荣新“.C语言与数据结构”课程的教学改革实践[J].计算机教育.2009,(7),23-26

[3]董振华,于景茹.浅谈《数据结构》课程教学改革[J].科技信息.2009,(18),187-187

太空·地球　信息科学的先驱 篇2

自幼勤奋好学 酷爱绘画地理

陈述彭于1920年2月28日（农历正月初九）出生在湘赣交界的偏僻山村——江西萍乡白竺，乳名石坚。5岁时他便跟着当教师的父亲陈幼园在泰和庵小学认字。随父亲在腊树下的培英小学念高小时，为了争全班第一名，他常常半夜从父亲身边偷偷地爬起来，点亮煤油灯，复习功课。他和一些同学的作文和图画经常被老师张贴在墙上，作为鼓励和示范。在当时只有初中的萍乡中学读书时，最令他难以忘怀的是美术老师的“茅屋子”。这位老师对学生们的艺术启蒙教育是在黑板上画一间茅屋，启发大家在二维平面上怎样用三组不同的线条，勾画出三维的立体形象。老师还带同学们到郊区写生，五彩斑斓的大自然让同学们受到陶冶。陈述彭对他非常佩服，如饥似渴地跟他学素描、水彩、油画的初步技法。老师为他提供各种纸张、彩色颜料，让他尽情练习。学校校庆时，还专门为他开辟一间美术展览室。陈述彭认为，科学与艺术的思维是彼此相通的，艺术的熏陶和影响是十分深远的。他在为纪念萍乡中学百年校庆写的回忆文章中说：“后来我编写《地景素描法》（地质出版社，1957年）和编绘《中国地形鸟瞰图集》（新华地图社，1957年），都是凭借在萍乡中学打下的初步基础。”

陈述彭的高中生活是在离萍乡不算太远的湖南长沙省立第一高级中学度过的。这所学校的前身即长沙第一师范（毛泽东同志的母校）。陈述彭在地理考试时，用几幅简单的地图回答完了全部考卷，得到校长的重视和喜爱。后来他在校刊上发表的南岳游记文章，又受到教师、校长的鼓励与赏识。

1938年，即抗日战争爆发的第二年，陈述彭进入被誉为“东方剑桥”的浙江大学学习。虽然由于战火不断，时局不稳，学校几经迁移，学习生活条件较为艰苦，但学校名家云集，师资力量十分雄厚，特别是校长竺可桢的言传身教，使他受益匪浅。竺校长鼓励学生们学习徐霞客不畏艰险、长途跋涉、认识自然、探索真理的拼搏献身精神，号召大家力争为国家为民族多作贡献。他受到叶良辅、张其昀、涂长望、任美锷、谭其骧、黄秉维等著名教授的教导，获得了系统的地学知识和严格的野外考察基本训练。

大学毕业以后，陈述彭留校任叶良辅教授的助手兼在职研究生。他把保管的近万幅从国内外收集来的地形图和一些教学参考图集整理得井井有条，还主动绘制了校园图和城市地图，设计制作了一系列地理模型。竺可桢校长有时还带领嘉宾参观陈述彭的作品。他还争取担任了在重庆的经济部资源委员会经济研究所的助理研究员，从事经济地理研究和矿产地图编绘。他交出了优秀论文《云南螳螂的地文与人生》，研究生生活获得了工作、进修双丰收。

学以致用 贡献卓越

新中国成立后，陈述彭作为第一批研究人员，进入刚组建的中国科学院地理研究所工作。他参与筹建并继而领导了地图研究室。1954年夏天，他与同事周延儒、施雅风一起从烟台步行数千里到湛江。在大别山，他感染了痢疾，拄着拐杖每天坚持行走50里，测绘剖面图。因为他们衣衫褴褛，面目黎黑，胡须很长，又带着罗盘地图，“东张西望”，走到湘西溆浦地带，被当地政府当成“土匪”拘留。直到中国科学院院长郭沫若从北京拍来电报，才解除误会。陈述彭认为，这次踏勘工作虽然艰苦，但大有收获，主要体现在：落实了秦岭、大别山、淮河、南岭、十万大山以及雪峰山这些热带、亚热带的地理分界线；填补了当时地理学上的一些空白。他参加编绘完成我国第一幅景观地图、第一本鸟瞰地图集、第一幅1：400万全国地势图，参与组织我国国家大地图集的编纂工作，创建了普通地图、专门地图、航空像片分析判读、制图自动化学科组及航空像片综合利用与地图制印工艺实验室。他的实验比墨西哥的国家计划早8年，当时在国际上是领先的。

1972年，陈述彭任中国科学院自动化制图调研组组长。1975年，任地理研究所航空像片判读利用研究室业务领导小组成员，从事遥感应用技术的开拓发展。在他的倡议和推动下，成立了由他领导的遥感应用技术与制图自动化实验中心（即地理研究所二部）。1978年10月，他倡议并发起成立中国地理学会环境遥感专业委员会。他组织领导在云南腾冲开展我国第一次大型综合性的航空遥感实验。这一实验是中国遥感事业发展的一个里程碑。陈述彭认为其意义在于：1、一次实验，多方受益。全国70多个专家通过学科交叉、信息共享，完成了30多项专题，获得了一批新成果。2、事前组织培训。统一认识，凝聚力量，分工负责，团结协作，提倡团队精神。3、自力更生，打破国际垄断。

1979年6月，陈述彭任中国科学院遥感应用研究所副所长。在他领导下，该所培养和造就了一支在地物波谱分析、航空遥感数据获取、数字和光学图像处理、遥感图像应用分析、计算机辅助制图及地理信息系统实验等方面具有实战能力的研究技术队伍。1980年，他当选为中国科学院地学部的学部委员（后称院士）。1981年3月，受聘为国家科委国家遥感中心顾问兼研究发展部主任。还相继兼任云南地理研究所所长、中国农业科学院资源与区划研究所研究员。

上世纪80年代以来，陈述彭院士继续推动遥感应用的发展。主持《天津城市环境质量图集》和《陆地卫星影像中国地学分析图集》的编制；积极开展地理信息系统的研究与实验，创建资源与环境信息系统国家重点实验室，并领导开展了江河洪涝灾害预警系统等多项国家攻关项目，尤其是“黄河下游洪水险情预警信息系统”和“洞庭湖堤垸信息系统”等项目取得突破性进展。同时通过地理信息的规范化研究和国际地理信息系统学术会议，推动了我国地理信息的发展。90年代，陈述彭院士积极倡导发展和建立地球信息科学，使遥感、全球定位系统、地理信息系统与地图学更紧密结合，成为地球科学研究的技术支撑体系，更好地为解决人地系统调控、区域可持续发展和全球变化等问题做出了应有的贡献。他积极开展数字地球的研究与应用，倡导反映时空规律的地学信息图谱的研究等。他还不顾耄耋之年，担任“遥感信息传输机理和成像规律”这一国家重大基金项目的首席科学家，统率10多位科学家和30多名博士，为开创我国又一新兴领域——地球信息科学的研究而奋斗。

由于贡献突出，陈述彭院士获得了一系列荣誉：1956年为江苏省先进生产者，1958年为国家测绘总局红旗手，1963年和1977年为中国科学院先进工作者，1978年为全国科学大会先进工作者，1990年为全国重点开放实验室先进工作者，1996年获何梁、何利基金科学技术进步奖和陈嘉庚地球科学奖，还再次被评选为中国科学院优秀博士生导师和国家中央直属机关党委优秀共产党员。

生机勃勃 自强不息

笔者与陈述彭院士是同乡，也是萍乡中学的校友。在萍乡中学北京校友聚会时，笔者多次见到陈老。他精力充沛，神采奕奕，亲切和蔼，向大家讲话时，声音洪亮，一点也不像曾经切除右肾的米寿（88岁）老人！

陈老曾因过重的学习、工作和艰苦贫困的生活条件，健康恶化，患了严重的肾病，29岁刚念完研究生时不得不切除了右肾。手术后，竺可桢校长拿着一本科学家的传记，在病床前深情地对他说：“述彭啊，坚强些。这本书上写的一位科学家割了肾脏仍活到70多岁哩。”

竺可桢校长的话语一直深深地扎根在陈述彭的心里。在与病魔的坚强斗争中，在人生与事业的征程上，他不仅了解到天、地与人的演化历史，而且树立了豁达的世界观。他奋斗目标明确，积极热情地工作，心情宽广地生活，生机勃勃，奋斗不止。陈老认为，“人们往往把少一只胳膊断一条腿的人当成残疾，却不会把少一个肾的人当成残疾。自己也就以健康人自居，自强不息，严格要求自己，勇挑重担，勇攀高峰。”2004年7月，陈老在接受北京电视台采访时认为自己是“乐天派”，并说：“一日之计在于晨。每天黎明即起，学习、研究和写作，完成朋友们指定的‘家庭作业’。春蚕到死丝方尽，不待扬鞭自奋蹄。至今坚持，积习难改，自得其乐。”

故土深情 服务桑梓

陈述彭院士对家乡的红土地怀有很深的感情，时时思念着父老乡亲们，愿为家乡贡献自己的力量。1992年，应时任江西省省长吴官正的邀请，他专程回到阔别40年的家乡，为江西的建设出谋献策。他担任江西省山江湖治理委员会的高级顾问，策划建设江西全省遥感与地理系统，并建议他所在的中国科学院遥感应用研究所和资源与环境信息系统国家重点实验室，积极参与1985年鄱阳湖区的防洪减灾遥感监测和昌九工业走廊投资环境信息系统的设计。他和刘天泉院士一起写信向10多位萍乡籍知名科学家约稿，建议编辑出版《萍乡市资源与投资环境》文集，探讨煤矿资源的深度利用与农业持续发展的对策。他还担任萍乡高等专科学校的名誉校长。2004年5月，他到这所学校并对师生们说：“要加强学生综合素质的培养和提高。不要急功近利抢热门。要把一些公共科目、操作性强的科目提到一个更高的标准来要求。”2006年5月，陈老为萍乡中学百年校庆题词：“萍水相逢，岂是过客；一日为师，终身乃父；乡土情怀，世代相传；百年树人，为国育才。”

陈述彭院士说：“作为一个科学家，不应奢望当代的荣誉和理解，需要的是对国家、对人民的历史使命感和时代责任感，要顶天立地，锐意创新，勇敢超前，去追求真理。”他是这样说的，也是这样做的。这是他一生奋斗不止的真实写照。

（作者系新华社记者）

地球信息科学与技术 篇3

1地球空间信息技术与通信技术集成的必要条件

地球空间信息技术中最为典型的便是“3S”技术, GPS、GIS及RS, 其特点为自动化、数字化与标准化, 近些年, 网络、通信技术迅猛发展, 如:宽带网络技术、WAP技术、调频副载波技术等, 各先进技术为地球空间信息技术和通信技术集成提供了可靠的保障, 具体的支持条件如下:

1.1分组化与大容量化的电信网

为了适应不同信息的处理与传送需求, 电信网不断发展, 由电路交换网发展为分组网, 此时借助TCP/IP协议, 大幅度简化了网络间连接, 同时, 也增加了网络带宽及信息流量, 进而满足了不同用户及业务发展的需要, 此时为海量空间数据传输奠定了基础。

1.2宽带化与无线化的接入技术

当前, 通信网发展的难点之一便是接入网问题, 特别是宽带化问题, 制约多媒体通讯发展。近几年, 接入技术在通信工程方面的应用日渐广泛, 同时基于此技术的多点分配系统、移动宽带系统及无线ATM等应用研究也随之增多, 进而为空间数据的帆布、分析及处理等提供了技术支持。

1.3高码率的移动通信

目前, 移动通信业务发展具有大数据量及实时化的特点, 原有的2MB/s码率不能适应用新宽带业务的需求。根据国内外研究可知, 第四代移动通信系统, 采用了10MB/s码率, 高码率满足了海量数据传送的需求, 保证了其实时性与有效性, 进而推动了移动通信及空间信息技术发展。

1.4多媒体的通信终端

网络界及电信业界均十分关注信息网络服务的创新, 为了增强其多样性与规范性, 对不同的技术进行了运用, 经过各技术优势的充分发挥, 减低了信息资源及用户访问位置的双重限制, 同时提出了新型通信终端, 如:IP电话、家庭信息终端等, 此类终端均具有较强的移动化与多媒体化, 特别是无线终端, 其凸出的兼容性与互操作, 为空间数据的交互及适时处理提供了雄厚保障。

2地球空间信息技术与通信技术集成的模式及问题

2.1集成模式

首先, 关于GPS集成, 通过GPS和通信技术的集成, 引起了空间定位技术的变革, 主要表现为:借助GPS对三维坐标测量方法, 扩展了测绘定位技术的应用范围, 由陆地、近海发展到整个海洋及外层空间, 同时也增强了其动态性、实时性及精准性。自二者集成后, 在工程、导航等方面均发挥着积极的作用, 如:水电站大坝、大型滑坡、航空飞行、车辆管理等。以大坝为例, 采用GPS和数字微波、光纤通信技术, 构建了安全监测系统;以车辆管理为例, 借助GPS和移动通信技术, 构建了车辆监控和调度系统。

其次, 关于GIS集成, 在Client/Server结构下, 用户可对服务其上的数据及程度等进行调用, 同时借助Internet GIS或Web GIS, 用户可对地理空间数据进行远程寻找, 如:图形、图像等, 并且可对不同的地理空间展开分析。如:无线终端空间信息服务系统, 其主要是借助WAP技术实现的;网络GIS, 其主要是通过Internet与IP技术实现的。

最后, 关于RS集成, 遥感信息应用分析正由单一、静态转向为复合、动态, 同时借助计算机及相关软件, 也逐渐实现了定量自动制图, 同时, 经过多年的探索与研究, 促进了遥感技术的发展及其应用领域的扩展, 如:天气预报、城市规划、环境管理等。

2.2主要问题

2.2.1空间数据压缩与解压缩

在空间信息集成过程中, 急需解决多源数据处理问题, 面对海量空间数据, 数据传输、存储等问题均将会不断涌现。为了适应大量数据发展的需要, 不仅需要宽带高速网, 还需要对其进行压缩, 同时还应关注空间数据的管理及使用问题, 如:数据库构建、数据分布、通信传播等, 因此, 实践中应关注空间数据压缩及解压缩问题, 其中涉及的技术指标主要有压缩速度、压缩比及压缩质量, 三者相互影响、相互制约, 通过不断的研究, 提出最优条件, 方可实现上述问题的有效处理。在处理实践中采用小波技术, 其良好的时频分析能力、变焦性能等, 均适应了空间数据压缩与解压缩处理需求, 在相关理论支持下, 结合空间数据的特点展开研究, 吸引了国内外众多学者, 经分析构建了空间数据压缩与解压缩模型, 从而保证了空间数据的无约束通信。

2.2.2空间数据浏览

无线通信协议 (Wireless communication protocol, WAP) 作为开放式全球标准, 其主要用于移动电话、计算机间的通信, 从技术层面分析可知, 无线互联作为窄带网, 其所处网络环境具有不稳定性, 同时对各项技术均有着较高的要求, 因此, 在此基础上浏览空间数据难度较大。在研究过程中应结合WAP的特点, 关注服务器端, 以此降低客户端的负荷, 同时要增强WAP应用的个性化与本地化特点, 并且要保证其交易环境的稳定性与可扩展性, 在此情况下, 为了有效服务器空间数据组织, 要求空间数据浏览技术应具备兼容性、交互性与扩展性。

2.2.3空间数据库管理

数据管理中数据库扮演着重要的角色, 其应拥有一体化与现势性, 在研究过程中主要数据源应为元数据及分布式基础空间数据, 结合对外服务的内容, 对空间数据进行加密处理, 同时公开发布的内容应为基础性、公益性空间数据, 此类数据需要经源数据分析、变化及提取从而获得。在发布信息过程中计算机网络为载体, 同时要对分布式数据库、虚拟现实技术、空间数据搜索引擎等进行应用, 以此提高信息服务的质量。

3地球空间信息技术与通信技术集成的具体运用

3.1数字城市

在城市建设发展过程中, 人们对其认识与了解需求日渐增多, 为了更加直观、真实地感受自身活动的场所, 因此, 对数字城市给予了高度关注。当前, 数字城市的形式主要有3种, 第一种为平面图, 此时的信息源主要来自于文本形式;第二种为电子地图, 其借助二维站点, 呈现了城市地图及风景画;第三种为三维虚拟城市模型, 其借助不同的信息系统, 为人们提供了各异的信息服务。第三种形式对未来数字城市发展有着积极的影响, 其为人们的日常工作、生活与学习提供了丰富的城市信息, 如:交通、旅游、服务机构等, 同时其信息还具备实时性与多样性特第三, 进而为数字城市建设提供了信息支持。

3.2智能交通

在社会发展过程中, 交通拥堵问题十分严重, 为了减少拥堵问题, 提高交通资源利用率, 需要借助智能交通系统, 其融入了通信、定位、传感器等技术, 其对交通信息实现了实时的采集与传递, 并且提供了最优交通模型, 进而利于缓解交通压力。在建设智能交通时, 应充分利用空间定位技术、信息采集及更新技术、通信技术等, 由于城市快速发展, 其交通网建设周期日渐缩短, 因此, 地理信息需要不断更新, 并且要使其具有全面性、实时性与准确性。在实践中利用卫星遥感、航空摄影测量成图方式及3S自动道路测量系统, 可有效、快速、准确获取及更新地理信息, 从而为智能交通系统建设的提供了必要的信息数据。同时, 此系统中最为重要的组成部分之一便是通信, 相关技术直接影响着车辆的定位、调度及管理, 因此, 交通运输和远程通信的有机联系是必要的, 当前, 主要的通信手段有无线电、无形、广播呼叫等, 在实际选择时应结合具体的分析, 以此保证通信的适宜性与合理性。

3.3精准农业

我国作为农业大国, 在先进技术支持下, 随之出现了集约化农业, 为了推动农业实现可持续化发展, 精准农业得到了人们的高度关注, 它主要是融合3S、通信技术、自动化技术及农业、植物生理学、地理学及土壤学等, 在此基础上, 对农业生产实行全方位、实时性监测, 在获取农作物生长、发育等信息后, 经诊断与分析, 提供适合的改进方案, 以此提高作业的质量与效果。在精细农业发展过程中, 需要借助航空遥感采集网, 待掌握农作物征兆图后, 经影像处理后, 监测其变化, 并利用农作物专家系统数据库, 展开分析与判断, 此后, 制定改进计划, 再通过GPS引导, 保证各项作业任务的完成。

4总结

综上所述, 地球空间信息技术和通信技术的集成是必要的, 本文分析了二者集成的必要条件、主要模型及关键问题, 同时分析了其在数字城市、智能交通及精准农业等方面的运用, 相信, 经不断探索, 二者集成应用成效将更加显著。

参考文献

[1]罗显刚.数字地球三维空间信息服务关键技术研究[D].中国地质大学, 2010.

[2]刘丰.地球空间信息技术与通信技术的集成研究[J].数字技术与应用, 2014, 11:49.

[3]阮翔.通信技术与地球空间信息技术的集成探讨[J].科技传播, 2015, 07:82-83.

[4]黄健.基于3DWeb GIS技术的地质灾害监测预警研究[D].成都理工大学, 2012.

[5]张帆.无线Interne的最新标本-无线应用协议的集成探讨[J].移动通讯, 2012, 04:53-55.

[6]李德仁.论RS、GPS与GIS集成的定义、理论与关键技[J].遥感学报, 2012, 01:64-68.

信息技术与小学科学整合模式研究 篇4

将信息技术运用到小学科学教学中，可以呈现出丰富多彩的教学内容，有助于提高学生学习的积极性，提高教学效果，在教学中实现科学教学的目标。但是，有的老师意识到信息技术运用到小学科学课程中的好处之后，却因此失彼，把太多的精力放在信息技术的运用上，却把科学学科的教学放在一边置之不管，没有达到小学科学教学的真正目的。因此，老师应该在小学科学的教学中，合理地将信息技术与小学科学进行整合，达到双赢的目的。

一、创设良好情境

逐步培养小学生的科学素养是开设小学科的最终目的。因此，老师在小学科学课堂中，首先让学生掌握好基本的理论知识，真正了解讲的内容是什么，在此基础之上，逐步引导学生主动探索，激发学生的求知欲，引起学生的好奇心，从而让学生在小学科学的课堂中感受科学给人类带来的方便。这些都要求老师将信息技术实际运用到小学科学的教学活动中，充分调动学生的积极性，通过信息技术的优势，将科学情境直观、形象地展现在学生的面前，为学生学好小学科学课程创设良好的情境，逐步引导学生进行主动学习，感受小学科学课堂的乐趣。

比如学生在学习《地球表面及其变化》这一课时，在没有将信息技术运用到小学科学教学中前，地球仪和地图是老师最常运用的工具。这样的教学很难讲清楚地球表面的具体情况，学生接受起来也比较吃力。而且，由于地球仪只有一个，坐在教室后排的学生很有可能看不清楚老师在讲台上所展示的“地球表面”情况。此外，这种教学方式相对来讲比较单一，小学生学习这些理论知识就像是听天书，脑子里没有形成一个完整的概念。但是，将信息技术运用到这一课的教学时，老师可以通过多媒体技术展示地球表面的情境，比如山川、海洋、树林等，然后再通过视频展示地球表面变化的过程。学生看到这些不同的地貌之后，脑子里就会留下印象，在图像的视觉效果和音频的听觉效果下，很好的掌握了地球表面的特征以及变化过程。

二、模拟演习

小学科学课程的一些复杂且抽象的理论知识对于阅历比较浅的小学生来讲，理解起来比较困难，如果是仅仅通过老师的讲解是远远不够的。所以，老师就可以利用信息技术进行模拟演习，把那些复杂的知识简单化，抽象的知识具体化，帮助学生理解和吸收课本中所讲的内容。

我们知道，地质地貌的发展过程进行得十分缓慢，比如地球板块的运动，各种化石的形成，都要经过几亿年甚至更长的时间，但是又有一些地质的形成却是瞬间发生的，比如火山喷发、泥石流等。对于小学生来讲，要想真正理解这些地质的形成是非常困难的，因此，老师可以充分利用信息技术的优势，向学生展示其演变的过程，让学生有一个比较感性的认知，然后再借助信息技术来进行模拟实验。这样一来，学生就可以在之前感性认知的基础上加深理解，加强对知识的理解和掌握。

三、教学网络化

由于小学生认知能力的不足和自觉性不够，小学生在教学活动中基本上是处于一种被动的地位，即由老师来根据课本向学生传授知识。学习的主动性不够，特别是在小学科学课程中，因为涉及到很多的科学知识，小学生认知能力又有限。光是理解就已经比较困难，更别提是进行自主学习了。因此，老师可以运用信息技术，主动改变传统的教学方式，进行多样化教学。老师在进行小学科学教学时，多为学生收集一些课本之外的知识，引导学生进行自主学习，发挥每个学生的个性优势，促进教学方式向网络化方向发展。比如，老师将一些教学资源、相关的测试题等发到邮箱中，让学生下载下来进行自主学习，另外，多鼓励学生科学运用网络资源，浏览相关的课外知识，拓宽知识，同时可以将平时遇到的难题在网上寻求答案，进行自主学习，充分发挥学生的主观能动性，从小就养成主动学习的好习惯。

四、扩充教学资源

社会是处于不断发展中，每天的讯息不断涌入我们的视野中，网络信息为我们及时掌握信息提供了良好的环境。对于小学生而言，在好奇心的驱使下，他们会乐于接受新鲜事物，但是，他们对信息筛选的能力相对来说也比较薄弱。因此，老师应该及时地引导学生对信息进行收集、筛选。选取对自己有用的信息，同时，注意提醒学生不要只是对网络资源的简单收集、粘贴，而是要对收集来的信息进行加工处理，判断出哪些信息是有用的，哪些信息是需要摒弃的。然后整合出有用的资源。这样既锻炼了学生的判断力，又充分运用了网络扩充了教学资源。

五、信息技术与小学科学整合中需要注意的问题

信息技术与小学科学进行整合教学，的确取得了良好的教学效果，但是，也有几个需要特别注意的地方。主要是处理好三对关系，即老师与机器的关系、真实教学与虚拟教学的关系、信息学技术与其它媒体的关系。

（一）处理好老师与机器的关系。信息技术为小学科学教学活动提供了良好的学习环境，但是，老师应该明白一个宗旨：信息技术是为教学服务的。所以，在小学科学教学活动中，要确立好以学生为主体的思想观念，老师则是课堂教学的组织者和引导者，信息技术只是为了辅助小学科学教学活动。在课堂教学中，老师应该要注意加强与学生的情感交流。机器（即计算机）永远是由老师来掌控的，它代替不了老师在课堂上的作用。所以，老师在运用信息技术的时候，一定要从旁进行解说和指导，引导学生掌握知识，而不是简单地将相关内容放在多媒体上让学生浏览。

（二）处理好真实教学与虚拟教学的关系。在实际的教学活动中，虚拟教学在一定程度上的确可以起到很好的效果，但是也有它不足的地方。因为某些需要学生进行实际操作的部分，信息技术是取代不了的，它需要学生自己动手来实际操作。比如在学习《运动与摩擦力》中，需要学生自己动手做“摩擦力大小与接触面粗糙程度之间的关系”和“摩擦力大小与物体重量之间的关系”，这就需要学生从实验数据出发得出相应的结论。这个环节是需要学生自己动手操作的，不能仅仅是通过展示图片或是看视频的方式来代替学生的实际操作。

（三）处理好信息学技术与其它媒体的关系。现代的信息技术给教学带来了方便，但是，老师同时也可以根据不同的教学需要采用其它的媒体资源。对于某些教学内容，依然少不了老师生动的语言讲解。另外，老师在进行板书的时候其实也是学生思考问题的时间。所以，老师应该根据不同的教学内容和教学需要，合理运用教学资源，不能一味的利用信息技术而忽视了其它资源的利用。

结束语

综上所述，信息技术运用到小学科学教学中，有助于呈现出丰富多彩的教学方式，吸引学生的注意力，取得良好的教学效果。但是，我们也应该处理好集中关系，合理运用信息技术，让信息技术更好的为小学科学课程服务，让学生掌握好科学知识，主动探索，树立正确的科学观。

信息技术与科学整合的快乐 篇5

从20世纪60年代末期开始, 科学学科与其他学科一样, 综合化成为其教育的发展趋势。随着科学学科教育的发展和研究的深入, 执教者对科学的认识也在丰富和发展, 开始关注科学的完整性。科学课程目标也在教学实践的基础上逐步发生转变和扩展, 科学课程的价值取向越来越侧重于协调人与自然的关系。在科学课程体系中, STS是以强调科学、技术与社会相互关系和科学技术在社会生产、生活和发展中的应用为指导思想而组织实施的科学教育。在STS课程三要素相互关系中, 技术扮演着重要角色, 而信息技术因其将数字化、网络化、智能化、多媒化等技术特征和知识密集、渗透力强、更新速度快等社会特征集于一体, 成为联系科学和社会关系的桥梁与纽带。此外, 在STS课程, 教学过程中, 信息技术还能为课程提供丰富的学习资源、构建活动平台、设计多样化的评价。所以, 将信息技术与科学课程整合, 既符合科学学科顺应社会科学发展的需要, 又满足社会发展对学校教育的要求。

1 信息技术与科学学科整合的关系

整合是指结合、一体化的意思。即组成系统的各个部分之间“变换”能够通畅、有序, 而不是充满障碍与冲突, 能够有机“结合”, 更不是简单叠加或貌合神离。同学之间可通过网络相互交谈, 交流信息, 相互借鉴, 发表观点, 深入探讨, 激发学生的成就感。

2 信息技术与科学课程整合的原则

科学课堂是动态的, 学生是有差异的, 整合了信息技术的课堂并不能解决好所有的科学课堂教与学的问题。在实践基础上总结出整合的原则, 并且只有遵循一定的原则才能发挥好信息技术与科学课程整合的优势和效益, 才能使“整合”切实、科学、有效。“整合”是具有原则性的。第一, 整体性原则。确保“整合”过程的连贯性和流畅性。第二, 教育性原则。信息技术与科学课程的整合应有助于课程改革目标的实现。第三, 科学性原则。信息技术与科学课程的客观联系应符合教育教学规律。第四, 有效性原则。信息技术与科学课程整合的效率和效益。信息技术既节省教师的备课时间, 又加大课堂教学的信息量。网络资源既缩短学生获取大量教学信息的时间, 又提升知识理解和记忆的效率, 提高学习科学的效益。

3 信息技术与科学课程整合的实践

3.1 信息技术优化“科学教学”环境

由于多媒体信息技术动静结合, 能创设逼真的教学情境和生动活泼的教学氛围, 能充分调动学生的学习积极性和主动性, 优化了教与学的过程, 发展了学生的形象逻辑思维能力;同时, 还能激发起学生强烈的好奇心和求知欲, 为发展学生的创造性思维活动走出良好的一步。

3.2 信息技术支持“科学探究”活动

科学教育所涉及的领域是与人类生产和生活息息相关的科学领域, 学生走进科学世界, 意味着他们要像科学家那样去主动探究教学情境中的问题, 从中体验学习科学的乐趣。从心理学角度讲, 学生的思维与科学家的思维在本质上是一样的。学生进行主动探究, 能产生对问题的惊奇、寻求假设的冲动、验证假设的欲望、发现的兴奋与激动、成功的欢乐与愉悦。养成科学探究的精神, 将有助于提高学生今后的社会生存能力和终身学习的能力。

3.3 信息技术丰富“科学知识”信息

由于科学是对学生进行科学教育的一门基础性学科, 它包含的内容极为丰富, 不但涉及自然科学领域最基本的知识, 而且还反映了科学研究的思维方式和探究方法, 以及科学研究所必须具备的最基本技能。但是仅靠封闭式的以知识为中心的学科的整合方式, 肯定难以完成自然学科的基本任务, 因此, 必须将这种“整合”发展为开放式的, 才能切实提升“整合”的实效性。

首先, 教师必须在教育观念、教学理念、课堂设计思想以及自身角色和学生角色等方面要有较大的转变。其次, 使学生在通过网络应用资源的过程中, 获取信息、分析信息、加工信息的各种能力都能够得到培养和提高, 真正成为学习的主体。最后, 应把信息技术作为信息环境和加工工具, 通过在线学习使学生获得真实可信、印象深刻的感性知识, 从而正确感知事物的性状特征, 实现前所未有的技能突破。

科学课堂教学实效的提升, 不仅需要在遵循一定原则的基础上将信息技术与科学课程有机整合, 在课堂教学实践中, 还应该注重学生学习的探究过程, 引导学生自主探究, 大力倡导协作学习, 避免整合的通病。

4 结语

科学与信息技术整合顺应了时代发展, 遵循了教育教学规律, 理性地规避问题, 引领科学课程目标、教学观念、学习方法、评价手段的转变, 为学生提供了丰富的、交互的、开放的学习环境, 有效地提升了课堂效率, 促进了学生能力提升, 使学生乐学好学。

参考文献

[1]刘德华.“点击”学校课程——走在十字路口的科学教育[M].福州:福建教育出版社, 2001.

[2]陈玉琨.课程改革与课程评价[M].北京:教育科学出版社, 2001.

[3]王吉庆.信息素养论[M].上海:上海教育出版社, 2001.

让信息技术与科学课程有效整合 篇6

●科学课堂中信息技术应用的普遍现象

资源的有效利用非常重要, 但在当前的科学课堂教学中存在着一些不和谐的现象。其中主要的一条是教师对资源的认识不够充分, 不够全面。

1.资源花花绿绿, 吸引了学生的注意力, 却没有达到教学的真正目的。

2.资源的选择上不够精当, 不能成为课堂上最佳的教学资源。

3.资源利用的目的性不够明确, 资源被利用了, 但并没有达到必要的目的。

4.网络资源收集针对性不强, 一发而不可收拾, 学生收集资料千奇百怪, 分辨低效, 影响了教学效果。

5.部分教师为了赶时间, 资源也找好了, 却没有合理配套的相关问题与教学结构, 从而使资源不能达到各尽所能的目的。

●提高信息技术促进科学课有效学习的对策

1.充分挖掘信息技术的优越性

信息技术以其色彩鲜艳的图像、动画、音像效果和灵活多变的特点深深吸引着学生, 能使科学课的教学更形象生动, 更富感染力, 更能激发学生的学习兴趣和求知欲。所以, 我们应该因内容选择合适的信息手段, 以利于课堂效果的彰显。例如, 利用大屏幕播放课件模拟水的三态变化:寒冷的冬天, 北风呼呼地刮着, 大片的雪花纷纷飘下, 河水渐渐地结冰。画面美极了。此时, 教师语锋一转, 下放权力, 让学生自己去播放 (在学生的电脑中就有) , 同时提出问题:“我”是什么?让学生在观看完成后, 小组内合作讨论。

学生一边点击着去看, 一边惊奇地叫着, “水”字变成了“冰”;寒冬腊月过后, 春天来临, 河里的冰慢慢地融化了, 变成哗哗的河水, “冰”字又慢慢地变成了“水”字。夏季来了, 太阳火辣辣地照向大地, 地上的一小滩水, 经过太阳的暴晒, 变成丝丝的水气飘向天空, “水”字变成了“水蒸汽”三个字。水蒸汽继续上升, 越到高空温度越低, 遇见了冷空气变成云, 云和云相互碰撞, 形成了雨, 撒向大地。屏幕中心的“水蒸汽”三个字, 合成“云”字, 又慢慢地变成“水”字。至此, 冰←→水←→水蒸汽的演变过程以动态形式直现于学生眼底。同时再出示一下问题, 把学生拉回到课堂中来。这样有利于帮助学生突破难点, 引导学生充分运用创造性思维或想象力去理解事物的本来面貌, 从而达到了常规教学难以达到的效果。

2.设计的问题要有的放矢

(1) 备课中预设问题。在备课时, 教师花很大的力气去准备提起学生兴趣的东西, 比如各种能引起学生感官刺激的课件、媒体等, 但教师如果不为这些内容预设合理的、关键性的问题, 那演示和观察就会流于形式。教师在课前列出需要的关键性问题, 有助于对课的整体把握, 有助于师生之间的有效交流活动的展开。例如在教授《光是怎么传播的》一课时, 我在每一个要演示或者做的实验前面, 设计一部分关键性的问题, 三个关键性问题集中于教材的主要目标:光在空气中的传播方法、光在同一种均匀介质中沿直线传播、怎样利用光的直线传播做好科学制作。解决了这三个问题, 就达到了教学目标。

(2) 为学生准备好解决途径。就是让学生通过实验, 观察总结出问题的答案。所以教师在教学前的备课相当重要, 不光要备问题, 备学生, 还要备好实验的各环节。通过实验必须让学生知道: (1) 光的传播方法是什么; (2) 光是沿直线传播的; (3) 通过学习得来的知识做一做科学小制作。要让学生知道, 必须亲手做好各个实验才能解决类似的问题。

3.积极回应问题的结果

例如在进行《各种各样的叶》教学时, 教师用多媒体展示了两片树叶, 让学生认识一下叶子的特点。教师说:“这两片叶子, 有的同学认为是同一种树的叶子, 有的同学认为不是同一种树的叶子。下面, 请大家说说你的依据。”学生1:我认为是同一种树的叶, 虽然它们的大小、颜色不同, 但它们的形状、经脉相同。学生2:我认为它们不是同一种树的叶。如果是同一种树的叶, 那为什么颜色不同了?学生1:秋天了, 颜色发生变化了。学生3:那大小为什么不一样啦?学生4:它们会生长的。……学生的发言都是根据观察的事实所作的描述和思考, 这时教师继续追问:“大家看看老师这样说对不对呢?”然后教师顺势提出问题的解决方法, 从而使一堂课学有所获, 完美结束。

信息技术与小学科学教学整合心得 篇7

一、信息技术与小学科学教学整合应体现“不可替代”性原则

信息技术辅助教学活动的目标是培养学生实际学习的能力, 它的活动方式与内容只有符合学生的认知规律, 才能取得教育学生的良好效果。信息技术与科学课整合的具体表现为教学活动中有意识地运用课件, 直观形象地展示教学内容, 以扩大教学范围和延伸教师功能, 改变以前固有的教学思想与方法, 巧妙地使教学中无法用其它媒体解决的教学重点、难点得以突破, 否则就会使信息技术整合结出牵强附会的苦瓜。例如:小学科学课中讲解燃烧现象时, 目的是使学生认知燃烧、研究燃烧, 能够理解燃烧的条件和掌握灭火的方法, 培养学生的观察能力和分析能力。这堂课教学的实验有一定的困难——实验过程不容易掌控, 导致影响到整个课堂教学的进度, 甚至难以在预定的教学时间内完成教学任务;同时, 通过常规实验不能直观地将燃烧的现象和条件解释清楚。因而我将课堂教学中的实验制作成模拟课件, 燃烧实验借助信息技术手段得到充分完美的表现。课件模拟燃烧实验通过丰富的表现力和便捷的控制手段进行深入展示, 达到了普通实验所望尘莫及的效果:在燃烧需要氧气的实验中, 利用课件生动直观地分解和展现实际实验中所不能达到的效果——蜡烛在玻璃杯内燃烧, 杯子里的氧气随着蜡烛的燃烧逐渐减少, 慢慢地消耗尽, 此时蜡烛火焰也随着慢慢缩小并在氧气耗尽时熄灭。信息技术的应用使得在平常实验中看不见的氧气生动直观地展现在学生面前, 让学生把蜡烛火焰的缩小直至熄灭与氧气的减少至耗尽直观地联系起来, 带给学生耳目一新的感觉, 从而促进并加强学生理解燃烧需要氧气这一知识难点。本堂课教学中的重、难点在课件的帮助下顺利突破, 这是实验所不能替代的, 也能弥补实验的不足。

二、信息技术与小学科学教学整合应注意科学性

信息技术与小学科学教学整合的科学性既包括知识的科学性, 也包括课件设计的科学性。小学科学学科是对学生进行科学教育的一门学科。因此, 课件内容必须严谨, 无论是知识点, 还是图形、解说等, 应尽量避免不科学的或似是而非的内容。模拟实验的过程, 模拟实验的原理, 甚至包括数据、色彩等都要符合科学规律。利用信息技术辅助教学是一种趋势, 但决不能追求时髦, 赶潮流。尤其是作为对学生进行科学教育的科学学科, 制作出的课件必须具有学科的独特性。例如《被压缩的空气》一课, 教师在讲到注射器内空气体积的变化是由于空气被压缩的结果, 学生对这一抽象的事物很难理解, 思维往往受阻。如果我们把这一过程做成了动画课件:一个注射器内没有压缩前有若干个空气分子自由自在, 随着压缩, 还是这几个空气分子, 但它们之间的距离越来越小, 最后龇牙咧嘴地被积压在一起, “双手”使劲地上撑在活塞的底部。通过这一形象的动画演示, 把抽象复杂的事物形象简单化, 学生就很容易理解:原来压缩后, 空气 (分子) 的数量没有改变, 它们被压缩是由于它们之间的空间距离变小, 它们不愿意被压缩而使劲往上支撑对活塞产生了力, 所以手压活塞有往上弹的感觉。这样, 学生的思维马上得到了拓展, 本节课的难点也就迎刃而解了。当然, 信息技术目前所传递的只限于视觉与听觉信息, 有些信息传递的方式是计算机所无法替代的。例如, 通过对实物的接触而产生的触觉、味觉、嗅觉等感官刺激, 通过亲身经历科学探究的过程而产生的心理体验等等。有些内容必需要通过实验操作或到大自然中去直接获取, 要正确区分, 各种形式之间应该是良性的互补关系, 现时不是替代关系。决不能牵强附会地与信息技术进行整合。

三、信息技术与小学科学教学整合要注意体现学生的主体性

在信息技术与小学科学教学整合的辅助教学几乎都是在教师的控制下进行的, 相对忽视了学生主体性的发挥。因此, 教师在信息技术与小学科学教学整合的过程中, 可根据教学的内容设计一定量的师生互动、生生互动的场景和一些趣味练习及智力游戏等。例如《物体在水中是沉还是浮》一课, 教师在设计课件时设计了这样一个问题导入的情景:两个朋友在玩乒乓球, 不慎将乒乓球掉入了一个很深的洞中, 接着出示一个问题:同学们能不能想个办法将乒乓球取出来。同学们在这种情景下充分讨论, 教师在热烈的讨论中顺势导入新课。通过这样设计, 师生互动、生生互动探究活动得到了充分的促进, 增强了学生的学习兴趣, 激发学生的探究欲望从而取得很好的教学效果。

参考文献

[1]《信息技术与课程整合》何克抗, 教育技术通讯, http://www.etc.edu.cn 1998年10月20日.

地球信息科学与技术 篇8

一、巧创情境, 激发学习欲望的整合序曲

1. 为巧妙创设情境而整合

小学生基本处于形象思维阶段, 并开始向抽象思维发展。教学中向学生提供实物教材, 再恰当地辅以多媒体手段, 就可以为学生自行探求科学知识创设情境, 帮助学生从感性认识向理性认识过渡, 为从形象思维向抽象思维过渡搭桥, 最终收到更好的教学效果。

在教学《声音的产生》一课时, 教师可以让学生欣赏一段自然界里各种不同声音的音乐, 让学生不仅知道本节课要研究的内容, 更是一种艺术的熏陶。学生在此情此景中, 不仅认真聆听了各种声响, 还说出了自己的所思所想。

2. 为激发学习欲望而整合

学习欲望产生学习的动力, 我们应力争让学生由我去做变为我想做、我要做。只要学生有了这种学习欲望, 学生学习的主动性、积极性就会倍增, 从而产生学习的热情。

在《观察我们的身体》教学中, 如果教学中辅以多媒体课件, 播放人体内部结构的示意图, 动态的心跳、胃的蠕动等, 再加上教师的讲解, 学生就能顺利地感知身体内部的结构。这种手段的使用, 在内容上画龙点睛, 在效果上也事半功倍, 在培养与训练学生的思维能力上更有创意。

二、变虚为实, 疏通科学思维的

整合插曲

1. 为虚实有效结合而整合

变虚为实, 学生对实验过程的感受就深刻, 通过分析实验现象得出结论, 从而解决问题。多媒体的出现, 疏通了学生思维上的障碍, 使他们对知识点的掌握更扎实。

在进行日食成因的教学时, 我运用课件再现日食发生的过程。学生在直观的动画演示下, 很快明白了日食的成因:月球围绕地球转, 地球围绕太阳转, 当月球转到地球和太阳的中间, 三个天体大致成一条直线的时候, 月球的影子就会投到地球上, 处在月球影子里的人, 由于被月球挡住了视线, 就看不到太阳或只看见一部分太阳, 这就是日食。学生的学习效果是可想而知的。

2. 为观、做有效结合而整合

在科学课上, 有时对某些事物的探究往往会受时间和空间的限制。比如, 一些内容时间非常长, 肉眼很难觉察, 或者内容比较抽象, 像这样的问题或现象是没法用语言来正确描述的, 即使是讲了之后学生也是一知半解甚至根本就不知道。这成为教学中的一个难点, 而此时多媒体的介入, 可使抽象事物具体化, 对难点的化解有积极作用, 让学生乐意去学。

对于《月相》这样的观察课, 在课堂中学生所能观察的仅仅是教材上呈现的一组图片。在教学中让学生走进网络, 去搜集、寻找、获取与月相相关的信息, 让学生在网络信息平台上经历观察过程。在整个过程中, 学生搜索参考着相关信息资源, 进入观察实践, 并整理观察过程, 总结观察经验, 提出观察方法, 编写“资料卡”, 再通过“视频点播”“交互”等网络功能使观察过程中各种信息资源得到充分展示。在师生、生生的多向互动中, 观察过程随之持续生成, 也有效缩小学生观察过程中存在的差异, 科学观察课的教与学就此而进入较高的层次。

三、渗透方法, 培养操作能力的整合乐曲

1. 为培养实验技能而整合

让学生掌握一些最基本的实验操作技能, 要切实发挥教师的主导作用, 采用必要的手段, 去指导学生认识各种实验器材、材料, 学会使用方法, 掌握实验操作的基本技能。在教学中使用多媒体技术配合实验, 可以增强教学效果, 使学生更好地进行观察, 对研究的问题理解得更快, 印象更深刻。

在教学酒精灯的使用时, 用课件展示:首先让学生认识酒精灯, 讲到什么部位, 就让其部位闪烁, 刺激学生感官, 帮助学生记忆。其次演示点燃酒精灯过程的动画:先出示取下灯帽的过程, 再出示怎么点火, 最后出示灯芯被点燃的画面, 重要的地方, 如点灯时手的位置等重复播放, 并加以解说。点燃后, 出示一个燃烧着的灯芯的特写, 让学生观察比较火焰的三层颜色的区别, 然后出示标注, 让学生记住最里边的一层叫焰心, 第二层叫内焰, 最外边一层叫外焰。同时介绍外焰的温度最高, 所以要用外焰加热。最后, 多媒体演示如何熄灭酒精灯, “桌面”上的酒精灯帽“飞”到了灯芯上, 灯熄灭。演示后, 同桌之间相互思考、讨论, 并让各小组实际操作一遍。这样的做法对学生对实验过程中的重点、难点都进行强化, 使学生掌握了实验的注意事项, 相信学生的动手实践能力、观察能力都会有大幅度的提高。

2. 为建构合作方式而整合

合作学习体现在科学探究过程中是个体与个体、个体与小组间的互动互补, 信息交流, 资源共享。合作学习是合作探究行为, 通过合作学习不断引起科学探究活动中的思维碰撞, 认知冲突, 达到相互启迪, 拾遗补缺, 完善见解, 建构知识。教师利用网络信息环境为合作学习建构平台。

在进行《火山和地震》一课教学时, 我驾驭网络让学生从探究的需求出发, 自由选择, 自主探究, 在相关信息的启发、引导下发现问题, 解决问题, 获得结果。学生在网络信息环境中探究问题, 不受时空的局限, 可以根据自我需求自由地、广泛地选择自己的合作伙伴, 喜爱的学习方式进行自主探究, 研究火山喷发和地震的成因及过程。

四、延伸课外, 获取广袤知识的整合长曲

1. 为见证真实结果而整合

应用现代教育技术, 在最佳时期运用电教手段辅助教学, 既能吸引学生, 帮助学习, 又能省时省力, 拓宽学生的视野, 具有其他教学手段无法比拟的优点。

在教学《植物的一生》时, 如果要研究凤仙花的生长过程, 学生每天观察记录外, 凤仙花生长的电影或录像等多媒体就十分重要。多媒体课件信息容量大, 可以弥补观察材料的不足。在学习动、植物知识时, 很多动植物学生平时根本见不到, 无法获取感性知识。教师利用课件向学生播放, 生动、逼真地展示自然界中的各类动、植物的各个部分 (如根、茎、叶、花、果实、种子) , 同时配合学生的观察活动, 分别将画面快放、慢放、静止、重复、放大, 让学生抓住了各类动植物的特征, 既扩大了学生的视野, 丰富了学生的知识, 又增加了课堂教学的密度。

2. 为启发生活思维而整合

知识来源于观察, 来自生活实际。利用电教手段设计课件有不受时空制约的优点, 以影视或动画形式创设出新颖有趣的生活情境, 设置问题悬念, 可激发学生的认识兴趣, 调动积极的情绪, 引导学生在生活中发现问题、思索问题与解决问题。

在进行《物体的热胀冷缩》教学时, 可向学生出示如下的一组课件, 先是小朋友烧开水的动画录像, 当放到“盛满水”和“烧开时茶壶溢水”等几个情节时, 在“茶壶溢水”画面的小朋友头脑袋上出现了一个个的“?”, 从而引导学生发现、提出问题, 通过研讨、实验, 使学生先得出“物体有热胀冷缩的性质”结论后, 然后演示一段课件, 内容为:筑路工人筑路时, 每隔一段要开一道裂缝填进沥青, 让学生讨论:为什么修路时每隔一段都要开一道裂缝?在得出结论后, 再演示不开裂缝路面与开裂缝路面的热胀冷缩情况的对比动画, 让学生进一步明确问题的原因所在。这样既启发了学生思维, 又解决了生活中的实际问题。

五、关注亘远, 构建合理模式的整合圆曲

科学知识是无穷无尽的, 何况新的知识无时不在迅速地增长, 有限的教学时间内学生自行获取的知识也是有限的。只有在教知识的同时, 指导学生学会探求知识的方法和应用知识到实践中去的能力, 他们才能受益无穷, 达到叶圣陶先生所说的:“教是为了达到不教。”也正印证了古人所说的:“授人以鱼, 只供一饭之需;教人以渔, 则终身受用无穷。”

1. 为建构学习模式而整合

学生在信息技术的支持下, 自主地参与学习, 通过对网络资源进行发现、分析、思考、探究, 在解决问题的过程中, 掌握分析和解决问题的步骤。根据各种不同的知识需要, 利用信息网络所提供的与学科知识内容相关的信息去获取必要的知识, 而教师则通过网络技术把相关学科知识在各种信息窗口中展示, 供不同能力层次的学生获取与收集各自所需的拓展性和延伸性的学习资源。这种学习模式的核心不仅仅是让学生学会知识, 更重要的是使学生掌握学习与研究的方法、手段与工具, 真正成为学习的主人, 使学习活动成为一种兴致勃勃的知识探究过程。

2. 为形成探究模式而整合

借助于多媒体技术的特点, 创设虚拟仿真环境, 学生能在动态情景中观察现象、读取数据、探索学习。我们可以在科学教学过程中尝试让学生利用“仿真科学实验室”软件, 在教师指导下进行实验的研究。学生掌握基本的操作技能之后, 就可以在网上进行人机对话, 根据个人需要, 寻找相应知识, 扩充知识面。同时, 也可以在网上与人对话, 探求新知, 扩充眼界, 弥补个人局限, 这样, 学生就可以在更广的范围内自行获取新知。

地球信息科学与技术 篇9

[关键词]信息技术科学 整合 意义

[中图分类号] G43 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2016）21-074

信息化时代是社会和经济发展的必然要求，它在给我们带来巨大利益的同时也带来了很多挑战。信息技术与其他课程的有效结合，是教育部门针对于我国信息化普及现象以及小学教育的具体安排出台的有效措施。为了更好地让学生理解所学的科学知识，也为了更好地应对信息时代的到来，广大教师要从小学开始，培养学生获取与利用信息的能力，将信息技术与科学课有机结合起来。

一、信息技术与科学课整合的积极意义

许多科学知识存在抽象性，小学生的思维较稚嫩，缺乏基本的逻辑，因此，学生很难联想到教师提出的学习模式。因此，教师通过信息技术将科学知识在学生面前进行生动形象的展示，用视频、文字将抽象的知识具体化，让学生对科学知识有更多的学习兴趣，同时运用音频与图画等内容帮助学生建立直观的思维模式。

此外，教师在信息技术的利用过程中，需要对课堂的展开做充分的准备，既有效的提高科学课堂教学的质量和效率，有效地减少了板书过程中对概念、定理、公式、图形的书写，加大了课堂容量，加速了课堂进程。

二、信息技术与科学课整合的有效途径

要实现信息技术与科学课程的有机整合，教师就必须要做到以教学大纲为主，对学生的知识掌握情况进行分析，改变以往教师在教学过程中的主导地位，真正实现课堂的探究式改变，使学生意识到自己在教学中的主体地位。学生可在课前通过查阅书籍，浏览网页等多种渠道获取相关信息，并将自己收集到的信息进行有效整合，进而发挥信息技术在科学课程中的融合和发展。

此外，教师要加强对信息技术的学习，信息技术更新速度越来越快，要想保证学生学习到最新的信息，教师需要不断学习，不断拓宽自己的知识面，努力学习课件制作，完成实验活动设计，熟知信息技术与科学课程整合的基本特点以及基本的思维等，只有这样才能获取更多的利用信息技术进行科学教育的方法。

如，在学习《减慢食物变质的速度》一课时，由于食物变质是一个漫长的过程。需要进行实验便于学生理解，但是实验过程需要花费很多的时间，而且小学生的呼吸系统较脆弱，变质食物对于小学生存在潜在的危害。此时，如果应用了信息技术与科学课程结合起来，那么不仅可以有效地节约了课程的时间，还有效避免了潜在危险。

三、信息技术与科学课整合的理论依据

科学课程在编写过程中是依据大多数人的接受能力进行编写的，但是学生的学习与接受能力参差不齐，对于那些思维较为活跃或是思维偏缓慢的学生而言，需要教师花费更多的时间去探索更为科学的教学方法。但是很多学校因为实验设备的缺乏，很多实验无法操作。再者，小学生仅凭课本无法建立出清晰的影像，所以可以利用信息技术将实验整个过程全面的展示出来，有效地节约了做实验所需要的时间和避免了器材的损耗，对学生的学习有大帮助。信息技术与科学课整合的理论与实践探索有利于把教学的主体向学生靠拢，有利于学生自主能力与合作观念的提高，进而促进小学生的全面发展。

如，在学习《岩石的组成》一课时，单纯地讲述课本知识，学生很难形成自身的知识体系，如果运用信息技术将更有效。在正式上课前，教师应及时引导学生预习，引导学生提前对岩石的具体产地和形成等内容进行搜集，然后自发的对这些信息进行总结，根据教学内容以及学生的理解积极的准备课件，在课堂上通过对学生岩石标本的观察让学生自主的对岩石的名称、形状、颜色、硬度等信息进行观察，在课后让学生把自己搜集的资料情况进行整理与交流，一方面拓宽了学生的学习面，而另一方面加强了学生间的互动，培养了学生的合作意识。

实践证明，信息技术与科学知识的整合，为学生提供了一个良好的学习环境，促进了我国信息技术的发展。

面对如今信息传播与信息渠道的多元化，加强信息技术与科学课程的整合变成了教育改革需要重视的部分，这就要求科学教育者加大对信息技术与科学课整合的理论与实践探索，努力为学生的学习提供良好的氛围，在促进我国信息时代的建设的同时，提高教师的教学水平和学生探索科学的能力。

地球信息科学与技术 篇10

一、信息技术与科学教学有效整合有哪些优势

1.传统科学实验教学中, 由于学校条件的限制, 学生探求知识的欲望往往不能得到很好的满足, 在信息技术环境下, 它为学生提供了“探索、研究”的有利条件。合理借助多媒体技术和网络软件, 可创设虚拟仿真环境, 让学生不断的探究和体验, 能将学生从机械、简单、繁琐的数据处理过程中解脱出来, 让他们有更充沛的精力和更多的时间用在创造力的培养方面。由于现代教育技术表现手段有多样化的特点, 学生能在动态情景空间中读取数据、观察现象、探索和发现研究对象之间的数量变化关系。增添了学生自身的能动性、自觉性。唤起学生学习兴趣。激活并训练了学生的探索研究的能力, 既促进了学生素质的全面发展, 又改变了学生的学习方式。

2.农村小学由于教育经费不足, 利用多媒体可以使教学过程得到控制。它使数据采集更精确、更理想、更智能化, 还解除了实验者繁重的劳动, 同时解决了学校经费的不足这一难题。

3.信息技术的应用, 更大程度的显示了它的自由性和开方性, 将学生带入无比辽阔的世界。要使“静”态变成“动”态、“微观”变成“宏观”、“高速”变“低速”、“连续”变“定格”, 只有通过多媒体来实现。虚拟实验、同步录像, 它能使许多看不见、摸不着的变化变成有“形”、有“声”、有“色”的事物, 能变抽象为直观, 变讲不清道不明为“一目了然”。它可以多次重复模拟自然实验过程, 再次呈现自然现象。用慢镜头对科技实验过程加以分析, 既有实验的真实性, 又有频闪照片的特征。在教学中, 若将多媒体和真实的实验有机结合, 使学生的科学研究活动不限于课堂上, 实现学习空间的拓展。

二、信息技术与学科课程整合的方法

信息技术与科学课程整合的目的, 它能给科学课堂教学带来丰富的教学资源, 拓展了教学模式。补充传统教学的不足, 它将过去传统的、静态的、封闭的课堂变成了现代的、动态的、开放的教学模式。但也不能应完全丢掉传统教学的优势, 更不能过多、无限制地使用信息技术手段取代科学实验。

1.边远山区的教育长期以来, 受以教师为中心的传统教学结构得限制, 束缚了学生创新思维和实践能力的培养。尤其是抑制了孩子们的创新思想和创新能力。因此, 利用信息技术整合学科课程, 把培养创新思想和创新能力, 促进学生个性发展作为教育的基本出发点, 建立一种能够充分体现学生认知主体作用的新型教学结构。因而, 也改变了传统的以教师为中心的教学结构。

2.将信息技术和传统的教学有机结合, 信息技术是提高课堂教学效果的有效手段。但不是简单地把信息技术仅仅作为辅助教师用于演示的工具, 而是要实现信息技术与教学的“融合”, 更重要的是所表达的一种新的教育理念。网络环境下的科学教学如果仅停留在搜集、加工、交流信息这一层面, 是永远不够的。因此, 我们必须把信息技术所具有的信息量大、方便快捷等优势与传统教学的板书、面对面情感交流等长处有机地融合起来。为学生创造机会展示学习成果。所以, 要注重将“传统”与“现代”有机地融合。

3.在教学过程中最核心问题是如何利用好教学资源, 因为教师的自身知识和教材上呈现的教学资源是非常有限的, 所以, 现代信息技术网络恰恰弥补这在一不足。它有丰富的教学资源可以利用, 在互联网上有着许多专门的科普宣传、科技博览等网站。它不但给我们提供了最新的研究成果和珍贵史料, 而且向我们展示了古今中外的科学奥秘, 以及过去、现在乃至未来科技发展动态等信息。这样既丰富了课堂教学的内容, 拉近了科学与现实生活的距离, 又增强了科学课教师教学引导作用以及学生学习的积极性。也就解决科学课程教材上的教学资源非常有限的问题。同时, 也解决不受时空限制, 资源共享, 快速灵活的信息获取, 丰富多样的交互方式。充分利用网络资源, 优化学生学习环境。打破地区界限的协作交流。

4.从演示实验方面看, 有些科学现象或科学过程无法直接用实验演示, 一些科学过程不能作定量研究, 一定程度上造成学生对科学现象和过程没有感性认识, 理解比较困难。信息技术可以突破传统实验仪器的局限性, 对那些难以观察到的、复杂、困难的实验进行模拟和再现, 成为常规实验的补充, 把两者有机结合起来, 教学会收到事半功倍的效果。摆脱实验的局限性。

三、信息技术与小学科学整合的过程中应注意的问题

1.整合过程中要实现两个转变, 即教师角色的转变和课堂教学模式的转变, 整合过程中首先要转变教师的教育观念。要打破以往以学科知识为中心的教学观, 改变教师讲学生听的固定教学方式及学生被动接受知识的学习方式。在整合过程中应采用多种形式课堂教学模式, 培养学生的创造能力和实践能力。通过使用先进的信息技术及多媒体网络, 来提高教师教学热情和培养学生的学习兴趣。形成教师与学生、学生与学生之间交互式的信息技术教学环境。

2、信息技术在教学中的应用, 教师不忘其作用是辅助教学, 是利用它来揭示知识的形成及来龙去脉, 让人感到生动、形象、真实, 让学生易于接受。但不要过多的使用课件, 使之成了讲课的主体, 而教师则成了课件的辅助工具, 起的作用只不过是电脑的操作者。如果这样其作用就本末倒置。在教学中教师要注意发挥学生的主动性和积极性, 做到师生互动, 人机交流。因此, 电化教学手段不能完全替代教师, 教师不是机械的操作者。

3.有效利用好多媒体, 关键是一节课利用多媒体的教学形式, 可以利用一个教学片断, 一个具体事例, 解决一个知识点, 一个具体问题, 这样的简单课件也同样是一个好课件。因为小学生在40分钟的时间里, 能够接触和理解的知识和要培养的能力是有限度的, 如果超过了这个限度, 更多的信息会造成学生学习质量的下降。因此, 在教学中, 要科学地控制信息量, 将多媒体技术当做达到教学目的的一个手段, 来创设教学情境, 激发学生学习的动机, 围绕教学重、难点, 组织学生分组合作学习。从而找到信息技术与本节教学内容的最佳结合点。

4.在信息技术与小学科学教学整合过程中, 学生主体性的发挥尤为重要。因此, 教师在信息技术与小学科学教学整合的过程中, 可根据教学的内容设计一定的信息量。只要增强了学生的学习兴趣, 激发学生的探究欲望, 从而取得很好的教学效果。所以, 信息技术与小学科学教学整合要注意体现学生的主体性。发挥各种设备的潜力, 实施高质量和高效率的教育教学, 从而实现教学过程的最优化。

总之, 网络环境下的科学实验教学是现代教学技术发展的结果。信息技术与小学科学教学的有机整合, 使本来学生对科学的学习本来就十分感兴趣, 再通过利用信息技术 (主要是网络技术、多媒体技术) , 让学生模拟科学家来做科学实验, 使学生在动手实验过程中通过具体的实践活动, 主动体验、探索发现, 并学会自主、创造性地学习, 养成正确的科学学习、研究的态度, 为他们未来更远地学习、生活之路打下良好的基础。

摘要：近几年来, 我在小学科学教学实践活动中, 发现利用信息技术与科学教学有效整合, 对科学教学有很好的效果。它能给科学教学内容增添了无限的活力, 活化了科学课堂教学。现将在教学中如何有效整合, 以及要注意的问题等几方面进行阐述。目的是通过正确、恰当地运用信息技术手段在科学实践活动课上进行教学, 既能激发学生的求知欲, 又能提高课堂教学效果。

关键词：信息技术,科学教学,整合

参考文献

[1]《小学科学学科新课程标准》.《科学新课程标准 (3-6年级) 》。