“移動GIS原理與系統開發”教學內容改革研究

張海濤　焦東來　董晨鑫　汪洋舟　孫曉璇

【摘要】針對GIS專業開展特色教學的需要，選取"移動GIS原理與系統開發"課程進行教學內容及方法的改革示范研究。從改革的目標、思路以及研究內容三個方面給出具體的方法及過程。在課程教學內容、實驗教學內容以及實驗教學系統取得的成果，有助于完善"本色凝重、特色鮮明"的課程體系，培養高素質專業人才。

【關鍵詞】教學改革 理論教學 實踐教學

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）1-0072-02

1 引言

南京郵電大學的地理信息系統專業強化地理、測繪、遙感等傳統的地學領域"本色"教育，并凸現地理信息系統與移動通信技術、信息處理技術融合的"特色"教學[1]。近年來經過不斷的教學實踐，初步建立了相對完善的課程體系。但在具體的課程教學活動中，我們也發現在"專業特色課程"教學活動中存在一些亟待解決的問題[2]，具體表現為：課程內容重點不突出、課程內容的理論高度需進一步提高，以及缺乏集成課程整體內容的綜合性實驗等問題。為此，我們選取"移動GIS原理與系統開發"，這門地理信息系統"專業特色課程"中的課程為研究對象，開展特色課程的教學內容及方法的改革示范研究。

2 研究目標與思路

2.1研究目標

改革的目標是通過對"移動GIS原理與系統開發"課程的教學內容及方法的改革與研究，建立"移動GIS原理與系統開發"新的課程教學內容體系，以滿足地理信息系統專業特色課程建設，培養高素質、復合型人才的需求。

2.2研究思路

（1） 調研"移動GIS原理與系統開發"課程中關鍵技術方法涉及的相關基礎課程與專業課程，并通過分析總結與凝練，對本課程先修課程的教學內容提出具體要求。（2） 對"移動GIS原理與系統開發"課程中關鍵技術內容進行理論凝練總結，去除冗余的公式推導，重點講述基本原理與方法。（3） 設計集成"移動GIS原理與系統開發"課程整體內容的綜合性實驗環節，增強實驗的立體層次性，以培養學生開展實驗過程中的創新意識。（4） 修訂課程教學計劃、教學大綱，編制課程教材。

3 研究成果

具體的研究成果主要包括三個方面：課程教學內容，實踐教學內容以及開發的實驗教學系統。

3.1課程教學內容

基本的課程教學內容及知識模塊如下：

1.移動GIS導論（2學時）

1.1產生與發展

1.2基本定義

1.3體系結構

2.移動計算技術（2學時）

2.1體系結構

2.2計算環境

2.3計算模式

2.4技術體系

3.移動定位技術（2學時）

3.1基于移動終端的定位

3.2基于網絡的定位

3.3混合定位

3.4定位方案的選擇

4.移動互聯網（2學時）

4.1概述

4.2網絡通信技術

4.3應用模式

5.嵌入式技術（6學時）

5.1基本概念

5.2系統的組成

5.3應用領域與發展趨勢

5.4Windows CE操作系統嵌入式系統定制

5.5Microsoft Visual Studio 2005的Windows CE智能設備開發

6.ArcGIS MobileSDK開發基礎（6學時）

6.1 SDK安裝與部署

6.2開發環境

6.3系統架構

6.4A工作流程

7ArcGIS MobileSDK的組件模型與開發方法（28學時）

7.1地圖控件模型

7.2移動服務組件模型

7.3目錄服務組件模型

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實驗教學內容

形成了更加完整的課程實踐教學內容，具體如表1所示。

3.3實驗教學系統

系統硬件采用功能強大且費用較低的LEGO MINDSTORMS NXT機器人套件，開發軟件采用Eclipse4.3，系統界面如圖1所示。該實驗教學系統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°范圍內二維平面，得到車體與地標之間距離。然后，利用超聲波傳感器探測車體行進過程中遇到的障礙物，并使車體能及時采取避讓、停止等措施。（2）行進路徑的規劃。具體包括定位和路線計算。（3）車體實際運動。NXT根據運動指令控制馬達運行，并最終使車體安全行駛到目標終點。

4 結論及評價

本文圍繞著培養本色凝重、特色鮮明的專業人才的目標選取本專業的特色課程："移動GIS原理與系統開發"為研究對象，開展特色課程的教學內容及方法的改革示范研究，通過建立"移動GIS原理與系統開發"新的教學內容體系，為進一步完善"本色凝重、特色鮮明"的課程體系，培養高素質專業人才做出貢獻。本研究成果不僅可滿足我校地理信息系統專業開展"移動GIS原理與系統開發"特色、創新實驗實踐教學的需要，還可為本專業以及我校其他相關專業的課程建設提供一定的借鑒意義。

參考文獻：

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

[2]張海濤，姜杰，顧燕，江暢. GIS專業《移動GIS》課程教學方法研究[J].測繪科學，2010，（S1）.

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

[4]梁久禎.無線定位系統[M] .電子工業出版社，2013.

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