空間數(shù)據(jù)庫課程教學的優(yōu)化設計探討

□馬東波

在實踐教學過程中，由于專業(yè)學科和教師的師資力量等眾多差異，導致空間數(shù)據(jù)課程存在眾多的問題，例如理念抽象、概念復雜、教學內容混亂、實踐教學與理論知識相脫節(jié)等眾多問題，嚴重降低了教學效果。所以必須優(yōu)化空間數(shù)據(jù)課程教學，才能夠提高教學效率，進一步豐富學生思想認知。

一、當前空間數(shù)據(jù)庫課程教學現(xiàn)狀與存在的問題

(一)教學內容面廣泛，難以把控教學主線?？臻g數(shù)據(jù)庫包含數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)結構、地理信息系統(tǒng)原理與計算機編程等眾多學科，所以課程知識體系與結構也極為復雜，教學知識面范圍廣并且冗雜。本文結合當前國內外已有的文獻進行研究發(fā)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫課程內容與知識點較多，并且各章節(jié)之間缺乏關聯(lián)性與邏輯性，難以有效地組織教學內容。在教學時，教師難以有效掌握教學主脈絡，學生也無法感受課堂教學中的主體結構，無法抓住課程的重點難點。所以必須明確教學重點內容，突出教學主線，加強各知識點的有效串聯(lián)，才能夠提高課堂教學效率。

(二)理論知識過于抽象，難以提高學生學習興趣。當前我國大部分空間數(shù)據(jù)庫專著會被選用于教育參考教材，但是較為偏重于理論學術，并且文字敘述較為生硬，內容極為抽象枯燥，由于學生處于思維發(fā)展過程中，缺乏感性認知，會難以理解復雜的概念與公式。例如空間數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)索引、數(shù)據(jù)查詢等內容是空間數(shù)據(jù)庫的核心內容，影響著空間數(shù)據(jù)庫的管理效率，該部分內容涉及基本原理與基本概念的知識點較多，并且當前的參考教材中的文字篇幅敘述較多且內容抽象，也增加了學生的自主學習難度與教學難度，導致學生難以提高學習興趣。對于普通高等學生而言，如果基礎知識較為薄弱，則容易產生畏難情緒，無法讀懂晦澀的教材，從而挫傷學習興趣與積極性。

二、空間數(shù)據(jù)庫課程優(yōu)化設計策略

(一)課程優(yōu)化原則。

1.簡化教學環(huán)節(jié)，做到合理取舍。由于空間數(shù)據(jù)庫的知識面較廣，并且基本原理與基本概念較多，且內容抽象，所以教師在教學時，如果面面俱到的分析會起到相反的教學效果，學生會覺著更加混亂、難懂。所以在教學中教師必須簡化教學環(huán)節(jié)，突出重點與難點，通過合理取舍，切實提高教材使用的價值與作用。

2.突出學生主體地位，強化學生實踐認知。教育事業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新更新了學生的主體地位，在教育教學過程中，教師必須突出學生的課堂主體地位，能夠緊密結合現(xiàn)代教育理論，提高學生的自主學習意識。所以在具體的教學設計中，應當以學生為中心，分配學生的學習角色與責任，使學生能夠發(fā)揮主體作用，從而增加自主思考與探究能力。

3.遵循循序漸進的認知論。學習是一個循序漸進的過程，學生對于知識的理解與消化，是由感性認知上升為理性的抽象，經過學生的思維加工后，理性的抽象認知，再轉向為理性的具體認知，從而有效地掌握事物本質和內涵。由于空間數(shù)據(jù)庫概念與原理較多，內容復雜抽象，所以教師必須把握循序漸進的認知過程，才能夠逐步提高學生的學習水平。

(二)明確教學主脈絡。在教學過程中，教師應當遵循具體——抽象——具體的認知論原則，根據(jù)學生需求以及空間數(shù)據(jù)模型，緊密結合信息技術，有效地開展教學內容，重點講述空間數(shù)據(jù)模型的原理與基本概念、算法與計算過程等，確保教學主脈絡能夠簡單清晰，循序漸進地引導學生進行學習。由于空間數(shù)據(jù)庫的建庫過程是計算機的轉化過程，所以可以應用現(xiàn)實世界存在的空間現(xiàn)象或者是特性，例如交通網(wǎng)絡或者是交通地形圖引導學生感知現(xiàn)實世界中的空間抽象化，能夠了解現(xiàn)實世界中的空間現(xiàn)象方法與空間特性，這一過程形成了空間概念模型。在此過程中，教師重點講解矢量數(shù)據(jù)模型與網(wǎng)格數(shù)據(jù)模型。計算機中主要涉及了數(shù)據(jù)的存儲與查詢、顯示等可以引導學生掌握主流的存儲方法，例如金字塔遙感影像圖與SHP文件格式、幾何網(wǎng)絡數(shù)據(jù)集、GEODATABASE等進行信息存儲，再通過空間要素進行數(shù)據(jù)索引，從而提高空間數(shù)據(jù)的查詢效率與質量。

(三)科學合理安排課程學時。雖然空間數(shù)據(jù)庫所包含的數(shù)據(jù)范圍較為廣泛，技術與知識點也極為豐富，但是當前我國大部分高校開設的空間數(shù)據(jù)課程課時有限，主要是每學期26～56學時，由于空間數(shù)據(jù)課程具有一定的實踐性，部分高校會配備1～2周的實踐設計。通過優(yōu)化，合理部署空間數(shù)據(jù)課程安排，可以提高學生的學習效率，也能夠增強學生的認知水平，所以筆者認為可以將空間數(shù)據(jù)課程在第四學期開設，學生在之前學習過的地理信息系統(tǒng)原理與數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)結構與面向程序設計等，可以進行課時導入，能夠輔助完成空間數(shù)據(jù)課程，也可以二次開發(fā)地理信息系統(tǒng)。豐富理論教學與實踐教學課時，加強兩者的有效結合，切實將理論課程教學配備吻合的實踐內容。由于課程設計是實踐教學環(huán)節(jié)，當學生完成理論知識學習后，可以根據(jù)學生的認知規(guī)律，引導學生應用所學課程展開設計實踐，教師出題，引導學生自主設計，可以在期末安排一周的課程設計內容。

(四)優(yōu)化教學內容。要想提高空間數(shù)據(jù)庫課程的教學效果，就必須要優(yōu)化教學內容，由于該課程的知識點較多，并且復雜多樣，課時有限。所以在教學時，教師必須做到精簡，進一步優(yōu)化，突出教學重點，能夠合理取舍，提高學生的認知效率。教師可以對某一重點知識進行反復講解，并且選取合適的主題進行實踐教學，有助于加深學生理論知識學習中對于概念和原理的理解與應用。對于一般的學習內容，則可以引導學生進行拓展延伸，或者是自主學習。

(五)優(yōu)化教學手段。在教育教學過程中，教師應當全面遵循以學生為中心的教學觀念，通過正確的引導與幫助，扭轉傳統(tǒng)填鴨式教學方法，拓展學生的思維。通過優(yōu)化課程教學模式，采用多元化教學方法齊頭并進，提高學生對于空間數(shù)據(jù)課程的學習興趣，有助于激發(fā)學生的參與積極性。通過分析歸納、啟發(fā)，有助于加深學生對于空間數(shù)據(jù)概念與原理的認知。其中應當選取學生生活案例以及學生感興趣的部分進行案例講解，切記不要生搬硬套地選取案例，應當緊貼生活，例如，可以對學生的期中成績表做數(shù)據(jù)模型，鼓勵學生動手操作，有助于提高學生的參與積極性，進而提高分析問題與解決問題的水平。

三、結語

綜上所述，應用空間數(shù)據(jù)庫課程展開教學目的在于使學生有效掌握空間數(shù)據(jù)庫的概念與原理，能夠運用空間數(shù)據(jù)檢索功能有效掌握數(shù)據(jù)模型與空間數(shù)據(jù)庫的設計原理與過程，具備空間數(shù)據(jù)庫建庫管理與開發(fā)，從而達到學以致用的教學目的。要想提高學生的專業(yè)水平與實踐能力，教師必須正確認識理論教學與實踐教學的關系，增強學生理論基礎知識的掌握能力以及實踐動手操作水平，切實提高學生的學習興趣，有助于學生能夠自主發(fā)現(xiàn)，認真思考與探究，從而提高解決問題的水平，做到將基礎知識有效地應用于實踐過程中。