柳 誠，柳 林，李嘉靖，王小鵬，李萬武

（山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院 青島市 266590）

海洋地理信息系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)的一門分支學(xué)科[1]，是以海底、水體、海表面、大氣及海岸帶人類活動為研究對象，通過開發(fā)利用地理信息系統(tǒng)的空間海洋數(shù)據(jù)處理、GIS 和制圖系統(tǒng)集成、三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、海洋數(shù)據(jù)模擬和動態(tài)顯示等功能，為各種來源的數(shù)據(jù)提供協(xié)調(diào)坐標(biāo)、存儲和集成信息等工具，其在海洋科學(xué)上的使用可大大提高海洋數(shù)據(jù)的使用率和工作效率，并改善海洋數(shù)據(jù)的管理方式[2-3]。隨著該學(xué)科的發(fā)展，迫切需要培養(yǎng)相關(guān)方面的人才，而在人才培養(yǎng)過程中，如何更快更好地幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)海洋地理信息系統(tǒng)這門課程，成為了我們研究的內(nèi)容，一個高效且具有創(chuàng)新性的教學(xué)資源平臺的建設(shè)成為了一種新的需求。

傳統(tǒng)海洋地理信息系統(tǒng)學(xué)習(xí)方式，主要以學(xué)生課本學(xué)習(xí)以及教師課堂授課為主，但課本內(nèi)容無法達(dá)到很全面，例如作品案列、視頻展示等教學(xué)資源有限，且受教師課上講解時間的限制，所以學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的效果也會受到一定的限制，因此，我們研發(fā)了海洋GIS 教學(xué)資源平臺，目的是為教師提供教學(xué)資源，為學(xué)生提供在線自主學(xué)習(xí)平臺[4]。

1 教學(xué)資源平臺設(shè)計

1.1 總體設(shè)計

平臺總體設(shè)計分為3 部分，用戶層、邏輯層及數(shù)據(jù)層，總體設(shè)計圖如圖1 所示。

1.2 功能設(shè)計

《海洋地理信息系統(tǒng)》網(wǎng)絡(luò)課程平臺的主體包含11 個主菜單，31 個子菜單，教學(xué)課件13個，教學(xué)視頻9 個，動靜態(tài)專用教學(xué)圖片200 余個，11 個課程實驗，實驗數(shù)據(jù)100 余兆，模擬試題3 套，單元測試4 套，題型測試150 套。網(wǎng)站數(shù)據(jù)量大，可以在網(wǎng)站上學(xué)到的內(nèi)容相比于課堂要更加豐富生動,平臺功能架構(gòu)設(shè)計圖如圖2 所示。

圖1 平臺總體設(shè)計圖

圖2 平臺功能架構(gòu)設(shè)計圖

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 動畫制作技術(shù)

平臺動畫采用Flash 技術(shù)制作，利用Adobe Flash CS3 Professional 軟件將靜態(tài)圖片一幀一幀在短時間內(nèi)連接起來，更能充分體現(xiàn)出動態(tài)效果和抽象原理，適合于抽象教學(xué)內(nèi)容為主的課程。圖3 所示為動畫展示模塊。

2.2 在線交互技術(shù)

圖3 動畫展示模塊

平臺在線交互功能采用Microsoft SQL Server 2008 管理試題庫和在線答疑數(shù)據(jù)，通過ADO 技術(shù)實現(xiàn)用戶與數(shù)據(jù)服務(wù)器的交互，實現(xiàn)題庫的錄入、管理、輸出，以及用戶的注冊、登錄、管理員的管理等。圖4 為在線交互技術(shù)實現(xiàn)的在線交流功能展示圖。

2.3 在線組題技術(shù)

平臺的在線組題是利用異步回調(diào)技術(shù)，實現(xiàn)服務(wù)器與客戶端的數(shù)據(jù)交互，完成對數(shù)據(jù)服務(wù)器的訪問。根據(jù)題庫的題量以及客戶所需的題型、題量，采用隨機(jī)算法生成滿足限制條件的試題，在客戶訪問頁面顯示。試題生成后，系統(tǒng)提供打印功能，通過特定算法實現(xiàn)網(wǎng)頁頁面格式到word模式的轉(zhuǎn)換，建立生成一個按標(biāo)準(zhǔn)試卷格式排版完成的word 文檔，方便用戶打印使用[5]。圖5 為在線組題功能展示圖

圖4 在線交流功能實現(xiàn)

圖5 在線組題功能實現(xiàn)

3 教學(xué)資源平臺的實現(xiàn)

海洋GIS 教學(xué)資源平臺是按照時下比較流行的DIV+CSS+Ajax 建立網(wǎng)站的方法進(jìn)行設(shè)計[6]，整個網(wǎng)絡(luò)課程的拓展和升級易于實現(xiàn)，配合應(yīng)用于前臺的JavaScript 腳本語言，使得客戶端的響應(yīng)速度較快[7]，也能夠適應(yīng)大部分運(yùn)行平臺，采用了三維動畫技術(shù)、在線交互技術(shù)、在線組題、VS2010 等諸多新技術(shù)，基于.NET 平臺，用Visual C#語言通過VS2010 開發(fā)和構(gòu)建，實現(xiàn)了在線答疑、在線組題和測試、視頻教學(xué)、特色實驗以及學(xué)生帶賽案例分析等其它教學(xué)資源展示和共享功能。

ASP.NET 是一種面向?qū)ο蟮木幊蹋俏④泴SP 的升級。它將程序代碼和HTML 代碼分開，從而使網(wǎng)頁設(shè)計和程序編寫?yīng)毩⒊鰜?，使得程序的編寫更加清晰。同時ASP.NET 支持C#、VB.net 等高級語言，并提供了大量的服務(wù)器控件，從而使程序的編寫更加簡單、靈活[8]。

本系統(tǒng)基于ASP.NET 技術(shù)按照嚴(yán)格的三層架構(gòu)實現(xiàn)。在數(shù)據(jù)層，借助ASP.NET 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)訪問功能實現(xiàn)用戶信息、教學(xué)資源數(shù)據(jù)、在線交流數(shù)據(jù)的查詢、存儲等操作。在表現(xiàn)層，ASP.NET靈活的服務(wù)器控件以及JavaScript 技術(shù)完美的結(jié)合，為不同角色用戶提供不同的用戶界面[9-10]，實現(xiàn)的界面如圖6 所示。平臺部分代碼如下：

4 平臺功能特色及效果評價

海洋地理信息系統(tǒng)教學(xué)資源平臺與以往教學(xué)平臺相比具有以下功能及特色：

（1）海洋地理信息系統(tǒng)教學(xué)資源平臺的課程涵蓋廣泛、內(nèi)容豐富、體系完整、立體感較強(qiáng)。

（2）海洋地理信息系統(tǒng)教學(xué)資源平臺從“空間分析”和“三維可視化”著眼，將重點(diǎn)知識內(nèi)容寓于動畫和視頻中，形象直觀、簡單易懂。

（3）海洋地理信息系統(tǒng)教學(xué)資源平臺提供了師生之間在線交流平臺，互動性好、方便快捷。

（4）海洋地理信息系統(tǒng)教學(xué)資源平臺實現(xiàn)了在線組題和在線測試功能，根據(jù)試卷的題型要求編程實現(xiàn)了基于題庫的在線隨機(jī)組題功能。

（5）海洋地理信息系統(tǒng)教學(xué)資源平臺增加特色實驗和項目演示等功能，就重點(diǎn)實驗及科研項目成果進(jìn)行演示，演示效果生動流暢，體現(xiàn)了理論和實踐相結(jié)合、教學(xué)和科研相結(jié)合的新理念。

該平臺以“海洋地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程”形式參賽，獲第十三屆全國多媒體課件大賽一等獎。平臺中“GIS 空間分析”的視頻教學(xué)獲全國微課賽三等獎和最佳人氣獎，以該平臺為主體的教學(xué)成果獲山東科技大學(xué)教學(xué)成果一等獎及山東省教學(xué)成果二等獎。

5 結(jié) 語

海洋地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程是一款教學(xué)資源性平臺網(wǎng)站，平臺從理論教學(xué)設(shè)計、PPT 課件設(shè)計、講課實況錄像、實驗指導(dǎo)視頻、學(xué)生帶賽案例分析、在線組題和測試、師生交互等方面對地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用展開教學(xué)活動，并提供相關(guān)下載。與以往教學(xué)平臺相比，添加了相關(guān)課程的視頻、動畫庫、特色實驗、學(xué)生作品展示板、隨機(jī)組題及在線測試等多種教學(xué)模塊，教學(xué)內(nèi)容科學(xué)完整，教學(xué)設(shè)計新穎有創(chuàng)意，技術(shù)性藝術(shù)性水平高。該平臺還實現(xiàn)了師生之間的遠(yuǎn)程在線互動以及論壇留言功能，更高效地輔助學(xué)生學(xué)習(xí)海洋地理信息系統(tǒng)課程，具有較高的應(yīng)用價值。今后將不斷完善平臺內(nèi)容，提供更多教學(xué)資源，使該平臺成為海洋地理信息系統(tǒng)課程的主導(dǎo)教學(xué)資源平臺。

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