“移動(dòng)GIS原理與系統(tǒng)開發(fā)”教學(xué)內(nèi)容改革研究

張海濤　焦東來　董晨鑫　汪洋舟　孫曉璇

【摘要】針對GIS專業(yè)開展特色教學(xué)的需要，選取"移動(dòng)GIS原理與系統(tǒng)開發(fā)"課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容及方法的改革示范研究。從改革的目標(biāo)、思路以及研究內(nèi)容三個(gè)方面給出具體的方法及過程。在課程教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)取得的成果，有助于完善"本色凝重、特色鮮明"的課程體系，培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)人才。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)改革 理論教學(xué) 實(shí)踐教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G42 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）1-0072-02

1 引言

南京郵電大學(xué)的地理信息系統(tǒng)專業(yè)強(qiáng)化地理、測繪、遙感等傳統(tǒng)的地學(xué)領(lǐng)域"本色"教育，并凸現(xiàn)地理信息系統(tǒng)與移動(dòng)通信技術(shù)、信息處理技術(shù)融合的"特色"教學(xué)[1]。近年來經(jīng)過不斷的教學(xué)實(shí)踐，初步建立了相對完善的課程體系。但在具體的課程教學(xué)活動(dòng)中，我們也發(fā)現(xiàn)在"專業(yè)特色課程"教學(xué)活動(dòng)中存在一些亟待解決的問題[2]，具體表現(xiàn)為：課程內(nèi)容重點(diǎn)不突出、課程內(nèi)容的理論高度需進(jìn)一步提高，以及缺乏集成課程整體內(nèi)容的綜合性實(shí)驗(yàn)等問題。為此，我們選取"移動(dòng)GIS原理與系統(tǒng)開發(fā)"，這門地理信息系統(tǒng)"專業(yè)特色課程"中的課程為研究對象，開展特色課程的教學(xué)內(nèi)容及方法的改革示范研究。

2 研究目標(biāo)與思路

2.1研究目標(biāo)

改革的目標(biāo)是通過對"移動(dòng)GIS原理與系統(tǒng)開發(fā)"課程的教學(xué)內(nèi)容及方法的改革與研究，建立"移動(dòng)GIS原理與系統(tǒng)開發(fā)"新的課程教學(xué)內(nèi)容體系，以滿足地理信息系統(tǒng)專業(yè)特色課程建設(shè)，培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型人才的需求。

2.2研究思路

（1） 調(diào)研"移動(dòng)GIS原理與系統(tǒng)開發(fā)"課程中關(guān)鍵技術(shù)方法涉及的相關(guān)基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程，并通過分析總結(jié)與凝練，對本課程先修課程的教學(xué)內(nèi)容提出具體要求。（2） 對"移動(dòng)GIS原理與系統(tǒng)開發(fā)"課程中關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行理論凝練總結(jié)，去除冗余的公式推導(dǎo)，重點(diǎn)講述基本原理與方法。（3） 設(shè)計(jì)集成"移動(dòng)GIS原理與系統(tǒng)開發(fā)"課程整體內(nèi)容的綜合性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的立體層次性，以培養(yǎng)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)過程中的創(chuàng)新意識(shí)。（4） 修訂課程教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱，編制課程教材。

3 研究成果

具體的研究成果主要包括三個(gè)方面：課程教學(xué)內(nèi)容，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容以及開發(fā)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。

3.1課程教學(xué)內(nèi)容

基本的課程教學(xué)內(nèi)容及知識(shí)模塊如下：

1.移動(dòng)GIS導(dǎo)論（2學(xué)時(shí)）

1.1產(chǎn)生與發(fā)展

1.2基本定義

1.3體系結(jié)構(gòu)

2.移動(dòng)計(jì)算技術(shù)（2學(xué)時(shí)）

2.1體系結(jié)構(gòu)

2.2計(jì)算環(huán)境

2.3計(jì)算模式

2.4技術(shù)體系

3.移動(dòng)定位技術(shù)（2學(xué)時(shí)）

3.1基于移動(dòng)終端的定位

3.2基于網(wǎng)絡(luò)的定位

3.3混合定位

3.4定位方案的選擇

4.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)（2學(xué)時(shí)）

4.1概述

4.2網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

4.3應(yīng)用模式

5.嵌入式技術(shù)（6學(xué)時(shí)）

5.1基本概念

5.2系統(tǒng)的組成

5.3應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展趨勢

5.4Windows CE操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)定制

5.5Microsoft Visual Studio 2005的Windows CE智能設(shè)備開發(fā)

6.ArcGIS MobileSDK開發(fā)基礎(chǔ)（6學(xué)時(shí)）

6.1 SDK安裝與部署

6.2開發(fā)環(huán)境

6.3系統(tǒng)架構(gòu)

6.4A工作流程

7ArcGIS MobileSDK的組件模型與開發(fā)方法（28學(xué)時(shí)）

7.1地圖控件模型

7.2移動(dòng)服務(wù)組件模型

7.3目錄服務(wù)組件模型

7.4地圖行為組件模型

7.5地圖編輯組件模型

7.6幾何對象模型

7.7GPS組件模型

7.8控件參考系組件模型

3.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

形成了更加完整的課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，具體如表1所示。

3.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)

系統(tǒng)硬件采用功能強(qiáng)大且費(fèi)用較低的LEGO MINDSTORMS NXT機(jī)器人套件，開發(fā)軟件采用Eclipse4.3，系統(tǒng)界面如圖1所示。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)主要包括三部分功能：（1）初步信息處理。首先，利用2D-laser激光掃描探測240°范圍內(nèi)二維平面，得到車體與地標(biāo)之間距離。然后，利用超聲波傳感器探測車體行進(jìn)過程中遇到的障礙物，并使車體能及時(shí)采取避讓、停止等措施。（2）行進(jìn)路徑的規(guī)劃。具體包括定位和路線計(jì)算。（3）車體實(shí)際運(yùn)動(dòng)。NXT根據(jù)運(yùn)動(dòng)指令控制馬達(dá)運(yùn)行，并最終使車體安全行駛到目標(biāo)終點(diǎn)。

4 結(jié)論及評價(jià)

本文圍繞著培養(yǎng)本色凝重、特色鮮明的專業(yè)人才的目標(biāo)選取本專業(yè)的特色課程："移動(dòng)GIS原理與系統(tǒng)開發(fā)"為研究對象，開展特色課程的教學(xué)內(nèi)容及方法的改革示范研究，通過建立"移動(dòng)GIS原理與系統(tǒng)開發(fā)"新的教學(xué)內(nèi)容體系，為進(jìn)一步完善"本色凝重、特色鮮明"的課程體系，培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)人才做出貢獻(xiàn)。本研究成果不僅可滿足我校地理信息系統(tǒng)專業(yè)開展"移動(dòng)GIS原理與系統(tǒng)開發(fā)"特色、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的需要，還可為本專業(yè)以及我校其他相關(guān)專業(yè)的課程建設(shè)提供一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]原立峰，馬明棟，張海濤，顧燕.GIS專業(yè)人才培養(yǎng)模式與課程體系建設(shè)研究[J].2010，89（1）.

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[3]田孝華，周義建.無線電定位理論與技術(shù)[M].國防工業(yè)出版社，2011.

[4]梁久禎.無線定位系統(tǒng)[M] .電子工業(yè)出版社，2013.

基金資助： 南京郵電大學(xué)校級重點(diǎn)教改項(xiàng)目資助（JG03212JX07）；南京郵電大學(xué)課堂教學(xué)卓越教師培育項(xiàng)目資助（50032ZYJH201201）；南京郵電大學(xué)校級教改項(xiàng)目資助（JG03210JX20）。