空间数据库课程教学的优化设计探讨

□马东波

在实践教学过程中，由于专业学科和教师的师资力量等众多差异，导致空间数据课程存在众多的问题，例如理念抽象、概念复杂、教学内容混乱、实践教学与理论知识相脱节等众多问题，严重降低了教学效果。所以必须优化空间数据课程教学，才能够提高教学效率，进一步丰富学生思想认知。

一、当前空间数据库课程教学现状与存在的问题

(一)教学内容面广泛，难以把控教学主线。空间数据库包含数据库与数据结构、地理信息系统原理与计算机编程等众多学科，所以课程知识体系与结构也极为复杂，教学知识面范围广并且冗杂。本文结合当前国内外已有的文献进行研究发现空间数据库课程内容与知识点较多，并且各章节之间缺乏关联性与逻辑性，难以有效地组织教学内容。在教学时，教师难以有效掌握教学主脉络，学生也无法感受课堂教学中的主体结构，无法抓住课程的重点难点。所以必须明确教学重点内容，突出教学主线，加强各知识点的有效串联，才能够提高课堂教学效率。

(二)理论知识过于抽象，难以提高学生学习兴趣。当前我国大部分空间数据库专著会被选用于教育参考教材，但是较为偏重于理论学术，并且文字叙述较为生硬，内容极为抽象枯燥，由于学生处于思维发展过程中，缺乏感性认知，会难以理解复杂的概念与公式。例如空间数据模型与数据索引、数据查询等内容是空间数据库的核心内容，影响着空间数据库的管理效率，该部分内容涉及基本原理与基本概念的知识点较多，并且当前的参考教材中的文字篇幅叙述较多且内容抽象，也增加了学生的自主学习难度与教学难度，导致学生难以提高学习兴趣。对于普通高等学生而言，如果基础知识较为薄弱，则容易产生畏难情绪，无法读懂晦涩的教材，从而挫伤学习兴趣与积极性。

二、空间数据库课程优化设计策略

(一)课程优化原则。

1.简化教学环节，做到合理取舍。由于空间数据库的知识面较广，并且基本原理与基本概念较多，且内容抽象，所以教师在教学时，如果面面俱到的分析会起到相反的教学效果，学生会觉着更加混乱、难懂。所以在教学中教师必须简化教学环节，突出重点与难点，通过合理取舍，切实提高教材使用的价值与作用。

2.突出学生主体地位，强化学生实践认知。教育事业的发展创新更新了学生的主体地位，在教育教学过程中，教师必须突出学生的课堂主体地位，能够紧密结合现代教育理论，提高学生的自主学习意识。所以在具体的教学设计中，应当以学生为中心，分配学生的学习角色与责任，使学生能够发挥主体作用，从而增加自主思考与探究能力。

3.遵循循序渐进的认知论。学习是一个循序渐进的过程，学生对于知识的理解与消化，是由感性认知上升为理性的抽象，经过学生的思维加工后，理性的抽象认知，再转向为理性的具体认知，从而有效地掌握事物本质和内涵。由于空间数据库概念与原理较多，内容复杂抽象，所以教师必须把握循序渐进的认知过程，才能够逐步提高学生的学习水平。

(二)明确教学主脉络。在教学过程中，教师应当遵循具体——抽象——具体的认知论原则，根据学生需求以及空间数据模型，紧密结合信息技术，有效地开展教学内容，重点讲述空间数据模型的原理与基本概念、算法与计算过程等，确保教学主脉络能够简单清晰，循序渐进地引导学生进行学习。由于空间数据库的建库过程是计算机的转化过程，所以可以应用现实世界存在的空间现象或者是特性，例如交通网络或者是交通地形图引导学生感知现实世界中的空间抽象化，能够了解现实世界中的空间现象方法与空间特性，这一过程形成了空间概念模型。在此过程中，教师重点讲解矢量数据模型与网格数据模型。计算机中主要涉及了数据的存储与查询、显示等可以引导学生掌握主流的存储方法，例如金字塔遥感影像图与SHP文件格式、几何网络数据集、GEODATABASE等进行信息存储，再通过空间要素进行数据索引，从而提高空间数据的查询效率与质量。

(三)科学合理安排课程学时。虽然空间数据库所包含的数据范围较为广泛，技术与知识点也极为丰富，但是当前我国大部分高校开设的空间数据课程课时有限，主要是每学期26～56学时，由于空间数据课程具有一定的实践性，部分高校会配备1～2周的实践设计。通过优化，合理部署空间数据课程安排，可以提高学生的学习效率，也能够增强学生的认知水平，所以笔者认为可以将空间数据课程在第四学期开设，学生在之前学习过的地理信息系统原理与数据库原理、数据结构与面向程序设计等，可以进行课时导入，能够辅助完成空间数据课程，也可以二次开发地理信息系统。丰富理论教学与实践教学课时，加强两者的有效结合，切实将理论课程教学配备吻合的实践内容。由于课程设计是实践教学环节，当学生完成理论知识学习后，可以根据学生的认知规律，引导学生应用所学课程展开设计实践，教师出题，引导学生自主设计，可以在期末安排一周的课程设计内容。

(四)优化教学内容。要想提高空间数据库课程的教学效果，就必须要优化教学内容，由于该课程的知识点较多，并且复杂多样，课时有限。所以在教学时，教师必须做到精简，进一步优化，突出教学重点，能够合理取舍，提高学生的认知效率。教师可以对某一重点知识进行反复讲解，并且选取合适的主题进行实践教学，有助于加深学生理论知识学习中对于概念和原理的理解与应用。对于一般的学习内容，则可以引导学生进行拓展延伸，或者是自主学习。

(五)优化教学手段。在教育教学过程中，教师应当全面遵循以学生为中心的教学观念，通过正确的引导与帮助，扭转传统填鸭式教学方法，拓展学生的思维。通过优化课程教学模式，采用多元化教学方法齐头并进，提高学生对于空间数据课程的学习兴趣，有助于激发学生的参与积极性。通过分析归纳、启发，有助于加深学生对于空间数据概念与原理的认知。其中应当选取学生生活案例以及学生感兴趣的部分进行案例讲解，切记不要生搬硬套地选取案例，应当紧贴生活，例如，可以对学生的期中成绩表做数据模型，鼓励学生动手操作，有助于提高学生的参与积极性，进而提高分析问题与解决问题的水平。

三、结语

综上所述，应用空间数据库课程展开教学目的在于使学生有效掌握空间数据库的概念与原理，能够运用空间数据检索功能有效掌握数据模型与空间数据库的设计原理与过程，具备空间数据库建库管理与开发，从而达到学以致用的教学目的。要想提高学生的专业水平与实践能力，教师必须正确认识理论教学与实践教学的关系，增强学生理论基础知识的掌握能力以及实践动手操作水平，切实提高学生的学习兴趣，有助于学生能够自主发现，认真思考与探究，从而提高解决问题的水平，做到将基础知识有效地应用于实践过程中。