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地理信息技术论文

地理信息技术论文

地理信息技术论文范文第1篇

中学地理课程跨科学、人文与社会、技术三大领域。课程的综合性强,上至天文、气象、宇宙航行,下至地理、地球、物理,纵向涉及人文科学的各个领域,这就要求教师必须不断拓展自己的知识面,凡是与地理有关的知识都需了解和学习,以使自己能够成为“一专多能”的复合型人才。其次要学习先进的知识和技能,将科学技术发展所带来的地理研究新成果,融入新课程地理教学中,其中大都借助于以计算机为主要手段的多媒体技术来完成的。

1.多媒体教学是读图教学的突破点。地理教学中的读图、析图是教学中的重点、难点,也是学生的重难点。但是,如果教师能借助多媒体技术,把教学挂图由静态变为动态、由无声到有声、由抽象到具体、由复杂到简单地呈现出来,学生就会有兴趣随光标闪动而去读图、析图,从而达到良好的教学效果。如,学习中国34个省区行政图时,学生对各省行政区轮廓及空间分布十分难记,无头绪下手。教师可利用多媒体教学,大屏幕展示中国行政区图,并采用不同颜色勾勒出各省级行政区轮廓,标注省会、简称、全称。再按东北、西北、东南、西南、中部逐一随光标闪动呈现,把重点省级行政区凸现闪动,有些省区还可配上事物图像进行形象记忆。如,内蒙古自治区配大鹏展翅,陕西省配秦皇兵马俑,青海省配一只大白兔,广东省配一只象头等。这样的整合行政区图,使静态变为动态,由无声变为有色,由抽象变为具体,直接刺激学生的视觉感官,特别能激起学困生的参与。

2.利用信息技术整合资料和图片,能大容量再现区域地理和人文景观,体现地理教学跨越时空的特点。初中新课程中涉及许多世界区域地理和人文景观,但大都只是简略介绍,一带而过。更多的内容和资料需在课堂活动中或课外活动中去搜集、查寻。所以利用信息技术,网上下载,整合教学资源是最佳途径。教师利用多媒体整理出的更多资料和人文景观图片,能让学生如同身临其境去亲身感受。且这些资料容量大、跨越世界各地奇观,展现出经典人文地理。久而久之,在教师的引领下,学生也会把查阅到的地理奇闻、景观在课堂上交流共享。

3.多媒体教学适应不同学习类型的学生需要。学生学习类型是多种多样的,主要有语言型、视觉型、文字型、运动型等。传统的地理教学注重视觉型(即读图、看图分析)、文字叙述型,通过读、看、听、说来完成教学过程。由于读图的枯燥、抽象,久而久之,对于上课不会专心听讲的学生就坐不住,要么讲小话,要么睡觉,要么开小差。计算机辅助教学较好地解决了这个问题。因为所谓的“学困生”,他们思维活跃,属运动型,只是教师没有激起他们的学习兴趣。他们对电脑的操作都是一流的,所以教师利用计算机辅助教学,引领他们在电脑上查阅地图,查阅有关地理教学资料,他们绝不会亚于优等生。从中他们也获得了学习的快乐和成功的成就感。所以说,多媒体教学适应不同类型的学生需要。

二、信息技术与地理教学整合应注意的问题

1.防止那种新技术、旧理念,呈现过量信息的“灌输课”,现代课堂教学并不是提供越多的信息就越好,因为学生在一定的时间条件下接受的信息和思维的提高是有限的。

2.要根据课程需要来进行教学设计,而不是节节课都用,以免造成喧宾夺主,或者走马观花。

地理信息技术论文范文第2篇

1.1GIS技术特点及其功能

(1)技术方面。GIS在工程测绘进行数据分析和处理时,结合GIS的属性数据和空间数据及借助数据库系统相关数据的管理方法和模式形成了一种全新概念的地理现象思维方式。与此同时,GIS通过将各种现代技术的有机融合,有效地提高了工程测绘工作的效率和工作质量,实现了对工程施工现场的地理定位相关数据的快速搜集以及动态分析。(2)功能方面。一般而言,GIS的主要功能包括数据的采集、数据的分析以及该项技术在工程测绘工作应用决策等。就地理信息系统而言,按照多源性对其划分,可将其划分为数据采集、数据编辑、数据检验、数据概化、数据转化、数据组织、数据存储以及数据的分析等功能。在这些功能中以模型分析和空间分析在地理信息系统中所表现出的功能作用最为重要。

1.2GIS在工程测绘中的应用

(1)数据采集。就数据采集工作而言,以往的数据采集方式主要是通过对纸质数据的扫描而得到数据信息资料。而GIS技术支持下的数据采集方式则是通过GPS利用全球定位系统,对地理坐标进行定位,得出相关数据,并对这些数据进行整理、分析。最后利用遥感技术完成所有数据采集所需程序的设计任务。

(2)数据处理。就工程测绘而言,各种地理信息数据的处理一般都具有时间特征、空间特征及属性特征。就这些特征而言,按照所涉及到的数据对象可将其分为主观数据对象和客观数据对象。地理信息系统将所搜集到的数据信息直接存储FAT表内,然后通过各数据间的关联性对数据进行处理。

(3)数据管理。利用GIS技术建立核心测绘要素集实现了对地理信息数据的分层化管理,使数据信息管理更加的合理化;此外,利用GIS技术对数据库管理系统管线要素集建立,实现了工程测绘工作开展的合理性和科学性。

(4)数据显示。通常来讲,对于地理信息系统中的地图特征表达,可通过采用单一地图、符号等多种表达方法来完成。针对工程测绘工作而言,通常单一的符号表达法只能表现出地图上信息分布情况。比如在城市测绘工作中可通过点对居民居住情况进行描述,利用线条将城市内道路的实际分布情况描述出来;也可利用不同的颜色将城市内的道路交通实际情况描述出来,使得城市道路和交通信息比较清晰地以数据的形式表现出来。

2GPS在工程测绘中的应用

2.1GPS技术特点和测量原理

(1)技术特点。GPS技术的主要特点是定位精度高,对观测对象进行观测所需时间短,各个观测站间不需要通视并提供三维空间坐标。相比地理信息系统中的其他技术在工程测绘中的应用效果来言,在提高工程测绘精准度方面有着显著的优势特点。

(2)测量原理。地理信息系统中的GPS测绘技术在工程测绘中的测量原理主要是运用伪距离测量和载波相位测量方式对被测量对象进行相关信息测量和搜集。就伪距离测量来讲,其测量原理具体为:利用接收机接收GPS卫星测距码和电文信息,然后计算信号从发射到用户接受所需要时间,最后计算出卫星同接收机间的距离;载波相位测量原理是通过对GPS卫星载波信号在传播路径上的相位变化来计算相关信号传播距离。

2.2在工程测绘中的具体应用

(1)土地动态检测。传统的土地动态检测主要是采用的检测方法是平板仪补测法和简易补测法。而GPS技术在工程测绘中的应用,以该项技术的优势功能在提高土地动态检测精准度、效率等方面发挥着极大作用。尤其进行野外检测方面可有效地减少人力和物力的投入。

(2)工程变形监测。工程变形指的是在工程测绘过程中,工程由于受到地壳运动或其它因素影响造成工程发生移位,进而导致工程变形。一般而言,工程变形可分为陆地工程变形、工程地表沉降变形及水利大坝变形等等;GIS技术在工程变形监测中的应用,为工程表型的基准设计、工程结构强度设计及工程观测极端设计等方面都发挥着重要性作用。

地理信息技术论文范文第3篇

关键词:信息理论;技术;档案学;影响

随着经济的不断发展,每个学科都有了突破性的改变,推进了档案的资源建设,档案学的内容更加丰富。而且在其发展上,慢慢的接入正轨,此时,信息技术的在不断地发展,比任何的一个领域发展地都快速。随着信息技术的发展,对档案学有着直接与间接性的影响现代信息技术条件下,档案学教育被人重视,有助于人们不断深入理解档案和档案学的历史价值和社会意义,档案信息资源对国家经济社会发展具有重要的、全方位的、不可替代的综合贡献力。

一、信息技术相关概念

根据美国的一个数学家所言,信息就是信息,它不是物质,也不是能量,你不了解它,那么你就不知唯物主义。他认为,物质、能量、信息就是三位一体的。所谓的信息技术,其概念有宏观与微观,以一般的角度而言,信息技术就是为了管理和处理信息的一种总称。也就是我们一般所说是文字、计算机、图像等等。信息技术的快速发展不仅改变着人类社会的记录内容与方式,同时也改变着人类社会包括档案观在内的信息观念和思想。在信息技术引发的这种变革过程中,档案与生俱来同信息的一致性和自身的特殊性决定了档案学能积极适应和主动调整这种变革。档案学者作为主导档案学变革的主体,档案学以其自身知识结构等所形成的思维方式及其选择的研究角度为推动档案学创新发展的突破点。

二、信息技术的发展阶段

第一阶段:古代信息技术。在古代的信息技术阶段当中,其指的就是在文字的创造、语言的运用等信息技术的改进。

第二阶段:近代信息技术。近年来,随着人们生活水平的不断提高,科学技术的飞跃发展,信息技术得到了更好的发展。尤其是计算机的普及,无形中推动了信息技术进入下一阶段,也就是现代信息技术阶段。在这一阶段中,其主要是包括电话、电报的出现。

第三阶段:现代信息技术阶段。随着计算机的普及,信息技术进入了现代信息技术阶段。其表现主要是以数字技术为基础,对于微处理技术等等。

三、信息技术与档案学

信息理念与技术的发展,不只是让档案学者对档案的认识有所改变,还让全人类对其认识有所改变。从信息资源的角度来看,档案慢慢地会被档案信息的概念所替代。

四、信息理论与技术对档案学的影响分析

通过分析,则可知以下几点:

(一)、信息理论与技术对档案学的内容影响

信息理论与技术在无形中,促使着档案学者对档案学的理论有另一种的了解。时代的发展,信息技术的发展,都让档案学者对档案学的理解得以进一步的拓展。在新的档案管理与观念中,对研究档案学的人员来说,可以有新的研究内容与理念。以适应新时代要求和档案发展要求的态度去调整乃至创造新的档案学理论,使档案实践活动走得更远、更好,为档案自身价值和社会价值的实现奠定坚实的理论基础。这是所有档案学者和全社会的共同面临的挑战,对传统档案学来说亦是艰巨的挑战,是否能适应现有档案实践活动的需要,是否满足社会发展需要,是否满足人们的利用需要,传统档案学理论应得到重新对待。

(二)、信息理念与技术对档案学研究主体的影响

档案学研究的主体主要是取决于思维方式与研究角度。因为思维方式与研究角度决定了档案学者的视域与逻辑性,但是,在档案学的研究中,视域与思维方式与社会环境有着直接的联系,尤其是学术环境的发展。随着信息理论与技术的发展,可以说,在每一个学科,每一个领域中,都对信息有所应用。所以,档案学在信息理论与技术的影响之下,在研究内容上,有所改变,而且,信息理论与技术对档案学的发展有着决定性的作用。

(三)、信息理论与技术影响着档案学理论的创新

对于档案学的创新,信息理论与技术对其有直接的影响。档案是对人类生活的一种记录,这种积累决定了档案学的延续性,也决定了档案学的继承性。但因环境的改变,档案学也会随之变化。从而也就对档案学的创新性具有一定的影响。

(四)、信息理论与技术对档案学的机制有一定的影响

通过信息理论与技术的影响,我们分析可知:信息理论与技术和档案学的发展有着紧密的联系。信息理论与技术对档案学发展有着很大的影响,并且,还可以让档案学因信息理论与技术的改变,形成一定的机制。

五、总结

总而言之,信息理论与技术对档案学的内容、研究主体、创新与机制都有一定的影响。对于信息理论与技术,将会对档案学造成一定的影响,如:信息理论与技术对档案学的内容影响、信息理念与技术对档案学研究主体的影响、信息理论与技术影响着档案学理论的创新、信息理论与技术对档案学的机制有一定的影响等。因此,在档案学中,一定要注重信息理论与技术的发展。

参考文献

[1]邓闰姝.李小慧. 吴广平. 对信息理论与技术对档案学的直接影响性分析研究[J].信息技术,2009,(4);51-53.

[2]沈爱华.张小妹.朱止平.浅谈信息理论与技术对档案学有哪些影响[J].职业技术,2010,(14);193.

地理信息技术论文范文第4篇

息化测绘的关键技术,旨在为我国信息化测绘技术体系建设贡献自己的一份力。

关键词:信息化测绘;信息化测绘体系;建设

中图分类号:P2文献标识码: A 文章编号:

0引言

现阶段,我国的测绘已经基本实现了数字化测绘技术体系建设目标,逐渐的向着信息化测绘体系建设方向上迈进,所以,我国非常有必要开展相关技术方面的研究活动,以此将整个社会的力量充分的调动起来,集中有限的资源,使其能够在一些重要的技术上得到全面的突破,从而促进测绘技术不断进步与创新。本文首先论述了信息化测绘技术体系的基本含义及建设目标,其次指出了信息化测绘的关键技术,旨在为我国信息化测绘技术体系建设贡献自己的一份力。

1.信息化测绘技术体系含义及建设目标

信息化测绘技术体系主要是将数字化测绘技术体系作为根据,它是在数字化测绘技术体系经过诸多学科交叉以及融合后逐渐生成与发展起来的,对于信息化测绘体系目标的实现具有重要意义,在信息化测绘体系中属于核心部分。信息化测绘技术体系将获取多源化、空间化、实时化的具体数据作为重要支撑,在技术手段上以处理规模化、自动化、智能化数据及信息融合为主,在信息存储与管理形式上,主要以多个层次及网格化为主,以此产生出了一系列极为丰富的地理空间信息产品,利用网络设施具有的便捷、快速等优势,提供多元化、人性化的地理空间信息服务给社会各个部门及各个领域。

实际上,信息化测绘技术体系具有的特征就是地理空间信息的获取体现出了实时化、信息处理自动化、服务网络化及应用社会化的优势,主要目的是能够确保所有人不受时间与地点限制获取到自己实际需要的地理信息服务。总体来说,目前将有以下几方面的目标得以实现:首先是构建地心、三维以及陆海天为一体的动态式的大地测量框架;目标在于构建和我国坐标框架以及水准高程框架相一致、陆海统一的似大地水准面无缝高程框架,有效的将多模导航定位综合技术进行了处理,使得空间无缝的测图控制速度进一步提高,其次,将新一代的多源对地观测数据处理系统所具有的重要技术作为主要目标,以确保对地观测数据实现一体化、效能高等诸多的技术难点,从而产生出一套系统的,能够用在同时处理诸多大规模商用系统与集群式、网络分布式处理环境下的对地观测数据处理技术,最终使得信息化测绘数据处理技术系统得以形成。另外,应充分研究基础数据模型理论与网络地理空间信息管理方面的重要技术,争取开发出一套新型的地理空间信息管理系统,从而使得大量的多维时空信息能够在网络环境下实现效能高的传输、存储以及管理等目标。

2.信息化测绘的关键技术

2.1综合导航定位技术

这一技术具体涵盖了地下智能探测与定位技术、单点快速高精准度定位技术、水下高精度定位技术及室内定位技术等。其中,单点快速定位技术与水下定位技术的发展良好,在各种深度管线探测的新一代变频式调相地质雷达中能够适用,并且还在积极的研发有着自动智能导航功能的管道机器人;对于室内定位技术,目前仍然处于起步阶段。综合导航定位技术技术能够将现阶段导航定位效率与方式进一步的改善,从而让人类不受地点的限制及时的获取到准确的导航及定位信息,这对于地理信息产业在未来社会中的发展具有重要作用。

2.2智能化地球观测卫星技术

这一技术对于智能对地观测系统重要技术的构建具有重要意义,具体涵盖了小卫星技术、多源卫星遥感影像自动处理技术、新型传感器技术、卫星编队与组网技术等,现阶段,智能对地观测系统已经从以往的理论技术上逐渐的迈向实际中,卫星编队及组网技术已经从之前的设想发展阶段正式的进入了试验探索环节,同时,小卫星技术也得到了良好的发展。这一技术的实现不仅能够集中处理各个卫星上所采集的数据,以得到内容丰富的遥感数据为诸多应用实际需要提供服务,同时还能够增强遥感数据获取的最新地理空间信息的能力,使得数据时间分辨率有所提高,从而及时的获取到全天候及无地面控制的地理信息数据。

2.3网络地理信息系统技术

所谓网络地理信息系统,实质上指的是在网络计算环境下涌现的一种新型的地理信息系统,属于广义空间信息网络的组成部分。可以将其当做对当前形成的诸多空间数据库进行操作的基本工具。要想构建网格地理信息系统,就必须拥有以下几方面的技术:网格环境下的效能高的存取访问技术、空间智能体技术、网格环境下的信息共享和技术等。现阶段,无论是国内,还是国外,在网格地理系统的研究方面仍然在积极探索的阶段。这一技术能够使得地理信息实现随用随取、按照需求服务的目标,将测绘生产组织结构进行了全面的调整,测绘行业不再将地图生产作为主要,而是将地理信息服务作为了当前的重要战略。

2.4地理信息动态更新技术

这一技术主要是动态更新地理信息数据以及根据实际需要进行更新的技术,具体涵盖了多源数据精确配准技术、针对多源信息的地形与地物要素变化发现及测定技术、增量更新和历史数据保存技术等。现阶段,我国迫切需要处理的问题是:构建主数据库增量数据模型、制定各个尺度地图数据库级联更新自动集成方法,更新后对信息加强管理及广泛应用等。这一技术很好的将现阶段地理信息现势性弱、更新速度慢等情况有效的完善。

3.结论

综上所述可知,当前,我国已经正式的进入到了信息化测绘体系的建设之中,这一技术体系的建设已经成为了测绘行业发展及地理信息共享和数字中国的重要话题。信息化测绘技术体系建设是一项十分艰巨、责任大的工程,希望在不久的将来能够构建起与社会经济发展相一致的数字中国地理空间框架与信息化测绘体系,以不断的增强测绘保障能力及服务水平,促进测绘业持续良好的发展。

参考文献:

[1] 李景文;面向对象空间实体矢量模型及其应用研究[D];中国地质大学(北京);2007年

[2] 周星;周德军;乔朝飞;;信息化测绘技术体系的基本构成与战略重点探讨[J];测绘科学;2008年05期

[3] 黄海文;地图制图系统中组合式对象的应用技术研究[D];信息工程大学;2007年

地理信息技术论文范文第5篇

关键词 信息科学;信息技术课程;基础教育

中图分类号:G423 文献标识码:A 文章编号:1671-489X(2013)03-0016-03

Basic Framework of Information Science and Hierarchical Structure of Information Technology Curriculum//Wang Rongliang

Abstract This paper examined the history of the development of information science in the past 100 years, and analyzed the basic framework of the disciplines of information science. Information science is composed of Theoretical Informatics and Applied Informatics. We described the relationship between Tool Information Science and Field Information Science in the Applied Informatics. We described three-level frame about tools, information and people, and explained the core content of information science curriculum.

Key words information science; information technology curriculum; basic education

在基础教育信息类课程中,信息技术课程是从计算机课程发展而来的年轻课程,仅10余年历史;上溯到计算机课程,也只有近30年历史。作为一门年轻课程,学什么、教什么,一直在探索与实践。本文从信息科学发展视角讨论信息科学学科的基本框架和中小学信息技术课程的核心内容。

1 信息科学发展历史考察

信息科学就是研究信息问题及其规律的科学。信息科学是以信息为主要研究对象,以阐明信息过程的机制和规律为主要研究内容,以扩展人的信息功能特别是其中的智力功能为主要研究目标的一门科学[1]。

在信息科学的发展史中,香农(C.E.Shannon)于1948年发表《关于通信的数学理论》是现代信息科学开端的标志性事件。尽管“信息”一词早已有之,但人们开展系统研究是从20世纪20年代开始的,当时为实现讯号通信而发现效益与可靠性之间存在一种理论上的极限,电讯通信的实践促使相关数学理论的发展。1928年,哈特莱(R.V.L.Hartley)提出有可能用信号数的对数来作为信息的度量,信息是可测的,可以用数学方法对信息从数量上加以测度。香农以“信源—信道—信宿”为模型,提出信息传输和度量的数学描述,也有力地支持了通信技术的发展。当然,香农的信息论是狭义的信息论,只考虑了信息的形式与消除不确定性的范围;只涉及统计信息与信息传递,不考虑信息的含义与价值;不分析模糊现象与非统计信息;未揭示更广泛更重要的其他信息过程的原理和规律[2]。信息论有待进一步发展。

与香农狭义信息论几乎同步发展的计算机技术,因其对数据处理具有高速、自动等特征,能够有效地完成信息的传输、存储、加工、控制等功能,成为信息处理工具。至20世纪50年代,计算机开始应用于科研、军事以及社会生产生活等各领域,信息学研究也涉及多方面的应用领域。典型的应用有:20世纪50年代DNA发现后,以计算机技术为手段和工具,同时采用数学、统计学的模型、模拟研究方法开展研究,促进生物信息学高速发展;60年代,计算机在文献检索方面闪露曙光,极大地刺激了图书馆学的发展;70年代出现了以医学信息为主要研究对象,以医学信息的运动规律及其应用方法为主要研究内容,以计算机为主要研究工具,以扩展医务工作者的信息功能为主要研究目标的医学信息学。

人们在解决信息处理的“个性”应用时,也开始研究对一切信息现象、对每一门信息学科都适用的公共理论,以通用于解决每一个具体领域的信息理论问题,成为信息科学的基础和核心。1959年,美国宾夕法尼亚大学莫尔电子工程学院首次提出“信息科学”的概念,用来代表一组计算机方面的课程,计算机走进课堂,并用来解决各领域内各种具体的信息处理问题。这一概念既包含了信息理论,也包含了信息技术。

20世纪80年代,在香农信息论的基础上,美国哈佛大学的雷斯尼科夫(L.H.Resnikoff)和我国北京邮电大学的钟义信教授等学者先后创立了自己的信息科学理论,分别在模糊信息、概率与非概率信息、语法信息、语义信息、语用信息等方面做了大量的工作。随着信息技术的进步,人工智能问题被突出,人类尝试用电子装置去完成人脑的某些信息处理、认识和思维过程,人的因素引入到信息理论研究之中,使得信息问题的研究更加普遍化和复杂化。

信息论的另一创始人维纳(N.Wiener)在20世纪40年代就提出了超越狭义信息论的经典命题:“信息既不是物质,也不是能量,信息就是信息。”第一次将信息论映射在哲学上。20世纪80年代以后,邬焜教授等学者开展对信息哲学的研究,从而使信息的知识体系形成一个庞大的学科群,包含了信息科学和信息哲学两个大的类别。

考察信息科学发展历程,可以发现,现代信息科学主要经历了以下过程:信息通信、信息工具、多领域信息应用、信息理论、信息哲学。其中,各过程也是交替发展。

2 信息科学框架分析

归纳信息科学的发展历程,可以把信息科学分为两大部门:理论信息学和应用信息学。理论信息学是对一切信息现象、对每一门信息学科都适用的公共理论,它能用于解决每一个具体领域的信息理论问题,是信息科学的基础和核心。

在应用信息学中,信息科学几乎涉及所有的学科应用领域,所以也可以把这些具体领域的应用统称为领域信息学。随着应用的拓展,领域信息学也在不断扩容。同时,计算机科学、控制理论和通信理论地位特殊,因为这些学科是以信息处理为研究目标的,同时又在其他学科领域中得到应用,使相应的学科信息化、智能化。因为三个学科具有信息处理工具属性,可归为工具信息学范畴,所以应用信息学可分为领域信息学和工具信息学(图1),工具信息学与领域信息学中每个领域有交叉。

纵观完整的信息科学体系,由信息哲学、理论信息学、应用信息学三部分组成其学科群,按学科抽象程序的高低和发展的先后顺序,形成如图2所示知识体系层。

分析信息科学基本框架,可能得出下面的结论。

结论1:应用信息学是在理论信息学之前发展起来的信息学科,它主要是信息技术及其在特定领域中的具体应用的知识体系。信息理论学是信息科学的理论核心,是回答“为什么”的问题,往往是抽象的,而信息技术与相关应用都属于应用领域,是回答“怎么样”或“如何做”的问题,通常是具象的。应用信息学的发展需要理论信息学的指导和支持,并促进了理论信息学的发展。研究信息科学领域的学者非常清楚理论信息学和应用信息学的关系,以及信息科学与计算机技术、通信技术的关系。在高校院系设置中,基于一般理论和方法研究的信息学专业并不设立在信息学院,而信息学院下设的计算机系、通信系等都属于应用信息学特别是工具信息学的范畴。在基础教育中,因从计算机课程到信息技术课程的演变过程,造成相关人员认为计算机技术就是信息科技的误解。

结论2:信息科学是研究信息领域中信息的个性特征和运动变化的特殊规律,以及贯穿一切信息领域的信息共性和共同规律。工具信息学的发展促进领域信息学的发展,并形成应用信息学。领域信息学涉及生产、生活各方面,并不断拓展。因此,信息科学技术已不再是与数、理、化、天、地、生平行的一门学科,不再是主要以研究信息获取、存储、处理为主的一门单独的学科,而是更加强调与社会、健康、能源、材料等其他领域的紧密联系,它的外延涉及各个学科[3]。

结论3:工具信息学所研究的是信息在机械中的存在、传输、变换、行为及处理规律,工具即处理信息的机械。在工具信息学中,通信只是控制和计算的基础,目的是控制,信息过程的核心是计算。通信机械的主要目的在于信息的传输和再现,计算机技术的主要目的在于信息的处理和再生。同时,具备通用性和智能化的计算机,可以依据通信理论和控制理论,实现信息的通信和控制。显而易见,在三个学科中,计算机科学处于核心地位。

3 信息技术课程的内容层次架构

基础教育的信息类课程是以培养学生在信息社会中自如地获取、加工、管理、表达、交流信息的能力为主要目标的,应该在信息科学基本框架下结合学生的认知特点和实际需求构建相应课程。源于信息科学的信息技术,恰好能够有效地实现信息的获取、加工、管理、表达和交流。

根据学生认知特点和解决实际问题的需要以及结论1可知,在具体的应用信息学和抽象的理论信息学之间,信息技术课程除了涉及少量的、必须的信息科学基础知识以外,应聚焦应用信息学。

根据结论2可知,由于领域信息学种类繁多,且需要相关专业知识背景,信息技术课程宜聚焦具有通用属性的工具信息学,并以学生学习生活作为领域应用背景。工具或信息处理机械是信息技术课程的关注重点。

根据结论3,所谓工具是指实施信息通信、计算和控制的电子装置及其相关规则和程序,计算机和网络是典型的、通用的信息通信、计算和控制工具,也是信息技术课程的学习对象和载体。

由此,信息技术课程主要是围绕人、信息、工具三者的关系展开(图3),信息是研究的对象,人是主体,可以处理信息,工具位于人与信息之间,在一定程度和范围内帮助和替代人处理信息。信息技术课程可以围绕以下三个层次展开教学:人是如何处理信息的;人是如何运用工具处理信息的;工具是如何处理信息的。

第一层次,“人是如何处理信息的”反映了人与信息的最基本关系,也是信息技术课程需要解决的根本问题。该层次属于人类信息学范畴。人类信息学是研究信息在人类社会成员之间传递、传播和交流规律,人类信息学所关注的信息是迄今为止所有类型信息中人们使用得最多的一种,涵盖了信息的一切原始含义[4]。信息技术课程只能涉及其中一小部分,由于人们处于信息社会庞杂的信息包围之中,信息技术课程要求学生掌握信息处理的一般方法以后,更主要的是解决第二层次“人是如何运用工具处理信息的”,以提高信息处理的效率和质量。

第二层次反映了人用工具高效处理信息的基本技能以及有效使用工具的意识。目前,国内以信息素养培养为课程目标的信息技术课程主要就是反映了第二层次的学习要求。

站在认识论的视角理解信息,人作为主体处理信息,具有一定智能的工具也能处理信息。第三层次,“工具是如何处理信息的”反映了工具信息学的学科思想和方法论。在信息技术课程中体现第三层次的教学要求有三方面的好处:其一,其学科思想可以迁移至其他应用;其二,有利于应对信息技术的飞速发展;其三,为将来从事信息技术专业发展的学生提供基础。当然,第三层次的深度值得探索。

4 结语

信息技术作为一门新兴课程,探索其课程的核心内容是有意义的。本文从信息科学的发展历程构建信息科学的基本框架,并以此为基础提出信息技术课程的内容层次结构。从三层次内容结构,可以推导信息技术课程的核心内容:

1)人处理信息的一般方法。由于人们关于信息处理的一般知识与技能的习得是渐进的、多渠道的,信息技术课程对这部分内容并不具有独占性,也很难像数学、物理课程一样系统论述。

2)常用信息处理工具使用方法。这是信息技术课程的主体学习内容,也是信息社会的公民应该具备的基本技能。由于信息技术的飞速发展,这部分学习内容最不稳定,这也是信息技术课程的困惑所在。

3)信息技术工具的工作原理。通过对原理的追求可以接近信息技术学科的核心,这是信息技术课程中这部分内容学习的价值所在。尽管信息技术操作学习是低门槛的,但原理学习是高起点的,这就要求合理选择学习内容,使其既适合学生学习,又体现学科思想。

信息技术作为一门发展迅速的学科,探索其相对稳定的教育价值是必须的。例如,算法思维作为一种解决问题的过程性思维方式,就是信息技术的最基本的思维方式[5];在信息技术课程中,相比算法思维,工程思维有两个特点:其一,更具有普遍性,涉及信息技术课程中更多的学习领域;其二,更关注技术和工具,强调用信息技术工具有效地解决问题[6]。算法思维和工程思维都是从“信息技术工具的工作原理”视角体现信息技术课程的教育价值。关于从信息技术课程三层次学习内容演绎学科思维和方法论,还有待进一步研究。

近年来,信息科学在当代基础科学和复杂性科学的发展中扮演了十分重要的角色,这是因为信息科学的概念和方法为现代科学的发展提供了一个新的科学范式、一套新的研究方法,并成为现代科学发展的现实逻辑[7]。在信息科学中,无论是为信息建模提供的方法和工具,还是更深层次的虚拟现实方法,都会对传统研究领域的方法论产生影响。从信息科学视角探索信息技术课程的学科思维和教育价值是很有必要的,尽管对信息在各学科领域进化过程中,以及在人类社会的进化过程中所起的作用需要一个更完整的了解,但有理由相信,人们对信息科学乃至信息技术的了解和掌握的需求越来越大,也更需对信息技术教育开展深入研究。

参考文献

[1]钟义信.信息科学与信息论[J].通信学报,1990(1):45-51.

[2]黄小寒.从信息本质到信息哲学[J].自然辩证法研究,2001(3):15-19.

[3]李国杰.信息科学技术的长期发展趋势和我国的战略取向[J].中国科学,2010(1):128-138.

[4]闫学杉.关于21世纪信息科学发展的一些见解[J].科技导报,1999(8):3-6.

[5]王荣良.信息技术课程中算法学习的价值探索[J].中国电化教育,2008(8):79-81.