《空间数据库》课程知识的可视化研究

《空间数据库》课程知识的可视化研究一、选题依据1、选题目的及意义（1）选题的目的系统深入了解《空间数据库》的课程知识，将空间数据库所涉及的知识以可视化方式进行展示；展示工具以思维导图作为探讨，基于思维导图有助于培养发散思维的特点，是记录发散过程的最好的工具，在倡导创新型人才的知识经济社会里，此研究最终为能更好的培养学生的创新意识和创新能力提供帮助；通过构建思维导图，学生能够快速掌握当前所学内容的整体脉络，清楚地知道当前所学内容是否为重难点内容。（2）选题的意义地理空间数据库技术是地理信息系统数据组织的核心技术，也是地理科学、测绘科学、计算机科学和信息科学相结合的产物。地理空间数据库技术已经代替传统的文件管理方式，逐步成为地理空间数据。管理的主流技术。因此，学好地理空间数据库是重要一步，要想使其作用得到最大化发挥，最行之有效的方法是利用思维导图进行教学。对思维导图的研究，是基于国家对创新人才的需要，需要我们从更宽、更广、更深的角度来研究，基于思维导图的特点，我们可以运用思维导图进行课程知识的可视化研究，将课程知识以可视化方式展现，对于学生更深入、更及时地理解学科知识、把握学科前沿具有重要意义。这个过程就是培养科研创新能力的过程，这是思维导图的作用的最好发挥。2、国内外研究现状（1）国外研究现状国外对于“知识可视化”无论是理论研究、实践研究抑或评价研究都凸显出相当的深广度，尤其是理论研究，更是涌现出一批蕴含较高参考价值、引领学术潮流的文献。国外对于知识可视化研究热度总体趋于高位平稳。而在这些文献中，所涉及的研究应用领域也较为广泛，譬如：计算机科学、生物医药工程、商业资讯、知识管理、专家系统等诸多领域。尤以计算机科学为例，其研究的文献数量之最，也充分体现出“计算机科学”在推动“知识可视化”研究进程中所发挥的举足轻重的作用。自20世纪60年代思维导图被提出以来，其在国外的相关研究已经比较丰富和成熟。目前思维导图已经在企业界有了广泛的应用，而且取得了较好的效果，例如波音公司在设计波音747飞机的时候就使用了思维导图。据波音公司的人讲，如果使用普通的方法，设计波音747这样一个大型的项目要花费6年的时间。但是，通过使用思维导图，他们的工程师只使用了6个月的时间就完成了波音747的设计自从思维导图被引入到教育领域中以来。其中，英国已经把思维导图作为国民中小学的必修课程，美国、新加坡、韩国、日本、德国等国家的教育教学机构也已经开始着力对思维导图在教学中的应用进行研究和探索。(2)国内研究现状思维导图是近几年被引入我国的，我国港澳台地区有不少学校都在推行思维导图教学，特别是语文教学。如香港卫理中学的何嘉华老师，在香港大学举办的2000年国际语文教育研讨会上宣读的《帮助学生提升写作能力的捷径——思维导图教学》的论文，引起了较大的反响。还值得一提的是澳门大学图书馆文献中心收藏的梁佑澄所著的《以思维导图为核心的学习辅导课程对初中学生之学习业成绩提升之研究》上海师范大学教育技术学系主任黎加厚博士，北京师范大学网络教育实验室的赵国庆等等已经有众多的教育界的先行者也开始关注和积极探讨思维导图的应用，国内的许多培训机构和公司也在尝试着把思维导图作为培训课。由于思维导图在辅助教学方面存在很大优势，所以，它越来越受到人们的关注，对它的相关研究也越来越多，有关思维导图的研究论文频繁出现于各种期刊和杂志，网上基于思维导图的以学为主的教学设计研究对于思维导图的谈论也是络绎不绝。二、研究方案1、研究内容系统深入了解《空间数据库》的课程知识，将空间数据库所涉及的知识以可视化方式进行展示，对《空间数据库》课程的每一章、每一节的概括总结运用思维导图进行可视化研究。2、拟解决的问题（1）教材方面：形式上，课程多为线性排列的文本结构，缺乏生动鲜活，不便于理解和记忆，从其内容看，多为章中主要内容的摘抄，归纳不够，更缺少对内容间有机联系的表述。（2）学生方面，学生的笔记一般也都是线性排列的文本结构，但线性排列的文本结构本就不够生动，缺乏联系，难以扩展，其属性过于单调。3、研究方法（1）文献调研法文献调研法是进行课题研究常用的一种研究方法，本文通过网络搜索、查阅书籍、论文集和期刊杂志等途径进行了大量的资料搜集，并对中国期刊全文数据库和优秀硕博学位论文全文数据库进行了调研分析，为本研究提供了可靠的理论依据和数据说明。（2）问卷调查法问卷调查法是一种测量个人行为和态度倾向的测量手段，通过问卷调查，了解研究对象对于学习的真实感受与体会。（3）个人访谈法个案研究的目的有两个：一是对个案做一个广泛深入的考察；二是发展一般性理论，研究对象都从个人角度描述了自己对于整个教学过程存在的一些想法，道出了自身感受到的新型教学方式存在的优点与不足，并提出了一些宝贵的修改意见和建议，对论文的研究提供了一定的帮助。4、技术路线对《空间数据库》课程知识以可视化的方式展示出来，而要使可视化作用得到最大发挥，思维导图是最行之有效的方式，利用MindManage、MindMap等软件工具，也可以运用“黑板+彩色粉笔”及“白纸+彩色笔”等工具。5、可能的创新点该论文在本身的选题上来说就是一个创新，参考许多学者把焦点集中于各个领域的基础上，以新的论证角度把《空间数据库》这一课程运用思维导图的理论深入剖析；通过调查分析，深度挖掘以思维导图独有的应用技术为基础的可视化研究能达到事半功倍的效果的过程；思维导图可以展现重点、关联、图像、色彩、视觉节奏、维度等重要的刺激信息。思维导图与传统的多媒体课件相比，既保持了传统多媒体课件的优点，又克服了整体性差、重难点不突出等缺点，因为其具有简洁明了、形象直观的特点，所以更能激发学生的学习积极性。思维导图把看似分散的知识点连成线、结成网，使知识系统化、规律化、结构化。三、预期成果1、主要研究成果在理论研究上，本论文主要探讨了《空间数据库》课程知识脉络的可视化研究，在前人提炼、总结的所有关于可视化、思维导图的涵义及相关理论基础上，针对《空间数据库》这个知识点多，内容抽象的课程，总结出了新的教学和学习的方式，探讨了基于思维导图的《空间数据库》课程的可视化研究，提出了新的课程知识的可视化研究模型。这是一个新的视角，也是在国家对教师的教学法和学生的学习法具有新的要求基础上的一个必然发展。（1）把书读薄解决了学生看了很多书，做了很多卷子，参加了无数培训班，力不从心不堪重负，最后发现还是原来的自己，成绩没有起色。（2）重点把握解决学习效率低复习没有方向，抓不住重点和关键，只知其一不知其二，不能融会贯通的问题。（3）记忆更多有效解决学生记了忘，忘了记，没完没了反反复复，被繁重的学习任务压得喘不过气来。（4）方法独特解决了学生思维反应慢、解题没方法，不知道从哪里下手，做题没技巧，只知道死算硬揭，费时费力拿不到高分。（5）解题更准解决学生思维混乱，找不到关键的问题，只要顺着核心问题的分支，向上或者向下追溯，让解题思路看得见，解题方法更快捷。2、功能指标（1）思维导图兼容性特别强，能够满足你的多种格式和形式的要求，而且智能性特别好，所以很容易上手。（2）利用思维导图进行知识组织的方式可以随心所欲，风格迥异，便于自己认知和分享。思维导图的知识链接就像是大脑细胞之间丰富的链接一样，各个知识组织之间有联系，但是又根据自己的需要连接，每个人的思想不一样，通过个人的想象力的补充，每个思维导图都是独一无二的。（3）一张好思维导图呈现的重点突出，具有层次分明的特点，可以增强立体思维能力。思维导图是从一个主题出发向四周扩散的知识链接图，又因为使用不同的线条和颜色、符号，更增加了整副思维导图的层次感，重点自然就突出。（4）思维导图能够调动全脑思维，各个脑功能协同作用，培养创新能力。思维导图的绘制过程能充分调动你的视觉、思考、联想以及创造的激情，久而久之，无论你发现什么问题，都能用带有高度组织性的图画表现出来。四、毕业设计工作计划2015.11.02-11.16撰写开题报告2015.11.17-12.20收集思维导图相关资料，开展对《空间数据库》课程知识的可视化研究，形成写作提纲2015.12.21-03.05深入研究，形成论文初稿2015.03.05-05.20论文修改、定稿、打印、答辩五、研究基础1、《空间数据库》课本及其相关资料2、Mindmanager，Mindmapper，Inspiration、Freemind等软件工具。国产软件主要为Xmind。3、知识可视化的理论与方法六、参考文献1.AckermanF;EdenCContrastingsingleuserandnetworkedgroupdecisionsupportsystemsforstrategymaking2001(10)2.EdenCCognitivemapping19883.EdenCOnthenatureofcognitivemaps19924.EpplerMJ;BurkardR.AKnowledgeVisualization:TowardsaNewDisciplineanditsFieldsofApplication20045.FisherKMSemanticNetworking:Thenewkidontheblock1990(10)6.FisherKMSemNetSoftwareasanassessmenttool20007.KnowledgeRepresentationKnowledgeRepresentationandReasoningwithGraphs20048.NewmanBAgents,Artifacts,andTransformations:TheFoundationsofKnowledgeFlows20039.NovakJD;GowinDBLearninghowtolearn198410.PaivioAMentalRepresentations198611.ThinkingmapsThinkingmaps200412.黄志澄给数据以形象给信息以智能—数据可视化技术及其应用展望1999(06)13.潘云鹤计算机图形学—原理、方法及应用200114.托尼·巴赞;李斯思维导图1999