時(shí)間:2023-05-22 16:38:35
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關(guān)鍵詞:現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)數(shù)字地球
1993年和1994年美國(guó)先后以總統(tǒng)令的形式提出建立"國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施"(NII),即通稱的信息高速公路,以及"國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施"(NSDI),這是進(jìn)一步推進(jìn)社會(huì)信息化,搶占信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的制高點(diǎn)和主動(dòng)權(quán)的重大戰(zhàn)略步驟,時(shí)隔五年,這一計(jì)劃的實(shí)施初見(jiàn)成效,刺激了美國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),于是去年又以美國(guó)副總統(tǒng)演講形式推出數(shù)字地球的概念和構(gòu)想,并計(jì)劃到2020年試圖達(dá)到地球信息化的最終目標(biāo),亮出了美國(guó)這一近期全球信息戰(zhàn)略的底牌。由美國(guó)政府高層出面提出的這一"數(shù)字地球"構(gòu)想引起全球各方關(guān)注,并成為學(xué)術(shù)界熱點(diǎn)話題。中國(guó)學(xué)者尤其在地學(xué)界也作出了積極的反應(yīng),不論從科學(xué)技術(shù)的角度還是從國(guó)家利益的角度,中國(guó)要準(zhǔn)備迎接這一嚴(yán)峻挑戰(zhàn),已成共識(shí)。作為測(cè)繪學(xué)科,測(cè)繪行業(yè)反應(yīng)更顯強(qiáng)烈,數(shù)字地球概念為測(cè)繪事業(yè)發(fā)展提供了新的機(jī)遇和更高層次的發(fā)展前景。這里我們想就現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)的發(fā)展從學(xué)科的觀點(diǎn)稍為具體地探討一下它與數(shù)字地球的關(guān)系和在構(gòu)建數(shù)字地球中的作用。
一、測(cè)繪學(xué)的現(xiàn)展
空間技術(shù),各類對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星使人類有了對(duì)地球整體進(jìn)行觀察和測(cè)繪的工具,好象可以把地球擺在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行觀察研究一樣方便。由空間技術(shù)和其它相關(guān)技術(shù),如由計(jì)算機(jī)、信息、通訊等技術(shù)發(fā)展起來(lái)的3S技術(shù)(GPS、RS、GIS)在測(cè)繪學(xué)中的不斷出現(xiàn)和應(yīng)用,使測(cè)繪學(xué)從理論到手段都發(fā)生了根本的變化。測(cè)繪生產(chǎn)任務(wù)也由傳統(tǒng)的紙上或類似介質(zhì)的地圖編制、生產(chǎn)和更新發(fā)展到地理空間數(shù)據(jù)的采集、處理和管理。GPS的出現(xiàn)革新了傳統(tǒng)的定位方式;傳統(tǒng)的攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集技術(shù)已由遙感衛(wèi)星或數(shù)字?jǐn)z影獲得的影像所代替,測(cè)繪人員在室內(nèi)借助高速高容量計(jì)算機(jī)和專用配套設(shè)備對(duì)遙感影象或信號(hào)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行地表(甚至地殼淺層)幾何和物理信息的提取和變換,得出數(shù)字化地理信息產(chǎn)品,由此制作各類可供社會(huì)使用的專用地圖等測(cè)繪產(chǎn)品。我國(guó)960萬(wàn)平方公里國(guó)土的國(guó)家基本地圖的成圖或更新周期可望從十幾年,幾十年縮短到幾年或更短,測(cè)繪業(yè)的體力勞動(dòng)得到解放,生產(chǎn)力得到大的提高。今天,光纜通訊、衛(wèi)星通訊、數(shù)字化多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可使測(cè)繪產(chǎn)品從單一紙質(zhì)信息轉(zhuǎn)變?yōu)榇疟P和光盤等電子信息,產(chǎn)品分發(fā)可從單一郵路轉(zhuǎn)到"電路"(數(shù)字通訊和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳真),測(cè)繪產(chǎn)品的形式和服務(wù)社會(huì)的方式由于信息技術(shù)的支持發(fā)生了很大變化,進(jìn)入了信息化的發(fā)展。當(dāng)前,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)所有制成份和運(yùn)行體制的改革,需要開(kāi)放民用國(guó)家測(cè)繪產(chǎn)品;從技術(shù)方面看,西方國(guó)家衛(wèi)星測(cè)地技術(shù)可制作全球幾乎任一地區(qū)1米分辨率(相當(dāng)1∶1萬(wàn)比例尺)的地圖,衛(wèi)星上的GPS又可將這種地圖納入全球參考框架和轉(zhuǎn)換為他們的國(guó)家坐標(biāo)系,中、小比例尺國(guó)家地圖的保密價(jià)值已大大降低;對(duì)于軍事敏感的重力數(shù)據(jù),衛(wèi)星重力技術(shù)所發(fā)展的低階全球重力場(chǎng)模型已足夠用于他們的遠(yuǎn)程戰(zhàn)略導(dǎo)彈發(fā)射。目前全球高階重力場(chǎng)模型(如EGM96)分辨率已達(dá)50公里,已接近我國(guó)現(xiàn)有重力數(shù)據(jù)的分辨率,其保密價(jià)值也需要重新評(píng)估。這一形勢(shì)使絕大部份測(cè)繪產(chǎn)品可以作為普通商品服務(wù)于全社會(huì),測(cè)繪業(yè)從單一國(guó)家事業(yè)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣?huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè),這無(wú)疑為測(cè)繪學(xué)的發(fā)展注入了新的活力和擴(kuò)大了發(fā)展空間,這也是一個(gè)有重要意義的歷史性轉(zhuǎn)變。
綜上所述,由于以空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和信息技術(shù)為支柱的測(cè)繪高新技術(shù)日新月異的迅猛發(fā)展,測(cè)繪學(xué)的理論基礎(chǔ)、測(cè)繪工程的技術(shù)體系、其研究領(lǐng)域和學(xué)科目標(biāo),正在適應(yīng)新形勢(shì)的需要發(fā)生著深刻的變化,表現(xiàn)為正在以高新技術(shù)為支撐和動(dòng)力,進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)求發(fā)展,測(cè)繪業(yè)已成為一項(xiàng)重要的信息產(chǎn)業(yè)。它的服務(wù)范圍和對(duì)象也在不斷擴(kuò)大,不僅是原來(lái)的單純從控制到測(cè)圖,為國(guó)家制作基本地形圖的任務(wù),而是擴(kuò)大到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中與空間數(shù)據(jù)有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域。它必將隨著21世紀(jì)更加成熟的信息化社會(huì)的到來(lái)向更高層次發(fā)展,在未來(lái)數(shù)字地球的概念和技術(shù)框架中占據(jù)重要的基礎(chǔ)性地位。二、數(shù)字地球和現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)
地球上一切事件都發(fā)生在一定的空間位置,人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)所需要的信息絕大部分(約80%)都與地理位置相關(guān)。中國(guó)21世紀(jì)議程62個(gè)優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目中,約有40個(gè)需要建立或應(yīng)用地理信息系統(tǒng)。數(shù)字地球是利用海量地理信息(即地球空間數(shù)據(jù))對(duì)地球所做的多分辨率、三維的數(shù)字化描述的整體信息模型,便于人類最大限度地實(shí)現(xiàn)信息資源的共享和合理使用,為人類認(rèn)識(shí)、改造和保護(hù)地球提供一種新的手段,這里在數(shù)字地球的概念中突出顯示了地理坐標(biāo)的框架作用,因此NSDI是數(shù)字地球的基礎(chǔ)設(shè)施,要求提供(地球)空間數(shù)據(jù)框架,包括大地測(cè)量控制框架(國(guó)家定位網(wǎng)和重力控制網(wǎng))、數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地藉等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集。在此框架上加載各類地球自然信息和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等一切所需要和感興趣的人文信息。為數(shù)字地球提供上述地球空間數(shù)據(jù)框架是測(cè)繪業(yè)本身的"專職",但又對(duì)測(cè)繪學(xué)提出了更高層的技術(shù)要求。
NSDI要建立在NII上,要在因特網(wǎng)上運(yùn)行,要求開(kāi)發(fā)功能強(qiáng)、效率高的因特網(wǎng)GIS軟件。這表明還要大力發(fā)展測(cè)繪產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它的技術(shù)基礎(chǔ)是寬帶、高速圖形圖象網(wǎng)絡(luò),當(dāng)然其中寬帶高速問(wèn)題需要國(guó)家投資在NII中解決。數(shù)字地球構(gòu)想的另一個(gè)高技術(shù)特點(diǎn)是虛擬現(xiàn)實(shí)模型。目前發(fā)展起來(lái)的全數(shù)字化攝影測(cè)量就能夠利用功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或工作站,對(duì)數(shù)字化影象進(jìn)行處理,建立立體地形或地物虛擬模型。但如何將這一技術(shù)用在因特網(wǎng)上對(duì)多種測(cè)繪產(chǎn)品和普通用戶提供虛擬模型甚或虛擬現(xiàn)實(shí)模型,則是要進(jìn)一步研究和發(fā)展的。數(shù)字地球是對(duì)真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象的多分辨率、統(tǒng)一性的三維數(shù)字化整體表達(dá),這里強(qiáng)調(diào)了統(tǒng)一性和整體性,要求全球多源數(shù)據(jù)無(wú)縫無(wú)邊的連結(jié)和整合。從空間數(shù)據(jù)框架來(lái)說(shuō),其統(tǒng)一性和整體性是由大地測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)和給予保證的。大地測(cè)量是傳統(tǒng)測(cè)繪的基礎(chǔ),對(duì)當(dāng)前信息化測(cè)繪和構(gòu)建未來(lái)數(shù)字地球更是基礎(chǔ)的基礎(chǔ),即空間數(shù)據(jù)框架的框架。它要求全球采用統(tǒng)一的參考橢球模型和相應(yīng)的地心坐標(biāo)參考框架(如ITRF);全球統(tǒng)一的高程基準(zhǔn),即統(tǒng)一定義和使用的大地水準(zhǔn)面;全球統(tǒng)一的重力測(cè)量基準(zhǔn)(重力基本網(wǎng));全球統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)。一切原有的測(cè)繪成果,特別是國(guó)家基本地圖都要轉(zhuǎn)換到上述全球統(tǒng)一的參考系中。數(shù)字地球?qū)θ虼蟮販y(cè)量提出了更高更緊迫的要求。GPS配以少量SLR和VLBI站是各國(guó)保持和維護(hù)各自的地心參考框架的基本技術(shù),但局部坐標(biāo)到全球坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換目前還難于達(dá)到優(yōu)于米級(jí)的精度;全球高程系統(tǒng)的統(tǒng)一問(wèn)題,大地測(cè)量學(xué)家經(jīng)過(guò)幾十年的研究,目前還是一個(gè)未能解決的難題,最終要通過(guò)全球重力數(shù)據(jù),特別是新一代衛(wèi)星重力計(jì)劃和衛(wèi)星海洋測(cè)高計(jì)劃在國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)的統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)下實(shí)現(xiàn)。
海洋占全球面積的70%,海洋將是21世紀(jì)資源開(kāi)發(fā)的主要競(jìng)爭(zhēng)空間,海洋動(dòng)力環(huán)境的變化(如厄爾尼諾現(xiàn)象)又是決定全球氣候變化的主要控制"閥門"。數(shù)字地球向海洋測(cè)繪提出了挑戰(zhàn)。從全球來(lái)說(shuō),目前海洋的精細(xì)測(cè)繪基本上還是空白,多波束測(cè)深技術(shù)的發(fā)展加速了各國(guó)領(lǐng)海海底地形的測(cè)繪,但要將陸地坐標(biāo)參考框架以相近的精度擴(kuò)展到海洋仍存在困難,海上GPS定位精度還低于5米;由于陸地高程基準(zhǔn)不能用水準(zhǔn)測(cè)量傳遞到海洋,在衛(wèi)星測(cè)高技術(shù)的支持下用某種去掉潮汐影響的平均海面作深度基準(zhǔn),精度可達(dá)米級(jí),和多波束測(cè)深精度相當(dāng)。但廣大的開(kāi)闊深海的海底地形測(cè)繪不可能用船載測(cè)深儀完成,用衛(wèi)星測(cè)高結(jié)合重力數(shù)據(jù)(低階或中階重力場(chǎng)模型)反演海底地形,目前試驗(yàn)精度可達(dá)10-100米。數(shù)字地球?qū)⒁蠛Q鬁y(cè)繪技術(shù)有新的突破。
測(cè)繪學(xué)由于其技術(shù)的突破已日益向相關(guān)地學(xué)領(lǐng)域滲透。大地測(cè)量更成為研究地球動(dòng)力學(xué)(包括海洋動(dòng)力甚至大氣動(dòng)力)的重要技術(shù)手段,GPS監(jiān)測(cè)已能提供全球板塊運(yùn)動(dòng)和地殼形變精密數(shù)據(jù),可用于研究地學(xué)災(zāi)害(地震、滑坡和火山爆發(fā)等)的預(yù)測(cè);GPS已可以和VLBI相近的精度和頻譜分辨率監(jiān)測(cè)地球自轉(zhuǎn)的變化,由此研究地球深部結(jié)構(gòu)和動(dòng)力過(guò)程及全球變化;專題GIS也成為環(huán)境災(zāi)害問(wèn)題分析預(yù)測(cè)工具。數(shù)字地球最重要的功能之一是為解決21世紀(jì)人類面臨的環(huán)境和災(zāi)害問(wèn)題提供一個(gè)可供觀察、分析、模擬和預(yù)測(cè)的全球信息系統(tǒng),以期協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系。
我們贊成活數(shù)字地球或動(dòng)態(tài)數(shù)字地球的提法,因?yàn)槿祟愂巧钤诓粩噙\(yùn)動(dòng)變化的地球上?,F(xiàn)在在全球性的觀測(cè)中,各種對(duì)地觀測(cè)新技術(shù)已可能連續(xù)快速獲取地球表面(或淺層)隨時(shí)間變化的幾何和物理信息,了解地球上各種現(xiàn)象及其變化。因此測(cè)繪學(xué)或者說(shuō)測(cè)繪業(yè)則應(yīng)當(dāng)利用3S技術(shù)結(jié)合合成孔經(jīng)雷達(dá)干涉技術(shù)(INSAR)以及其他新技術(shù)(如衛(wèi)星重力探測(cè)技術(shù)等)對(duì)地進(jìn)行觀測(cè),為構(gòu)建活數(shù)字地球提供描述地球動(dòng)態(tài)變化的地理信息產(chǎn)品。
數(shù)字地球構(gòu)想是推動(dòng)人類大踏步跨進(jìn)信息社會(huì)的重大戰(zhàn)略步驟,有挑戰(zhàn)也有風(fēng)險(xiǎn)。測(cè)繪是數(shù)字地球的基礎(chǔ),測(cè)繪工作者也將是構(gòu)造數(shù)字地球的"尖兵",也要求測(cè)繪學(xué)有新的發(fā)展和突破。
三、測(cè)繪學(xué)和地球空間信息學(xué)
在本文第一部分已談及測(cè)繪學(xué)在新的技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)下的現(xiàn)展趨勢(shì)。從現(xiàn)代信息論的觀點(diǎn)看,測(cè)繪學(xué)本質(zhì)上就是一門關(guān)于地球空間信息的學(xué)科,傳統(tǒng)的測(cè)繪受地面測(cè)量技術(shù)、時(shí)空尺度和精度水平以及投入的局限,其產(chǎn)品主要是單一的地形圖和在地形圖基礎(chǔ)上編繪的專用地圖。它不能反映、至少不能及時(shí)反映地球表面形態(tài)的變化,特別是大范圍和全球變化。其產(chǎn)品制作周期長(zhǎng),已不能滿足地區(qū)經(jīng)濟(jì)和全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的多種需要。信息技術(shù)加快了人類社會(huì)的運(yùn)行速度。測(cè)繪學(xué)應(yīng)該是提供人類生存空間自然環(huán)境及其變化信息的學(xué)科,它的學(xué)科內(nèi)涵發(fā)生了巨大的變化,因此如何界定測(cè)繪學(xué)的含義,已是世界各國(guó)測(cè)繪工作者所關(guān)注的問(wèn)題。于是從90年代開(kāi)始,國(guó)際上將測(cè)繪學(xué)(SurveyingandMapping)更改為一個(gè)新詞,以準(zhǔn)確反映學(xué)科實(shí)質(zhì),Geomatics一詞由此應(yīng)運(yùn)而生。隨后,有關(guān)Geomatics的提法在我國(guó)學(xué)術(shù)界,主要是地學(xué)界成為熱門話題,由于對(duì)其含義理解不同,其中文譯名也是五花八門,現(xiàn)在將它譯成"地球空間信息學(xué)",已基本得到認(rèn)同。不管人們對(duì)Geomatics的含義如何理解,但根據(jù)ISO的標(biāo)準(zhǔn)定義和國(guó)際測(cè)繪聯(lián)合會(huì)(IUSM)對(duì)"測(cè)繪學(xué)"的定義,兩者的含義是基本類同的,只不過(guò)Geomatics所涉及的地球空間信息的范圍更寬一些。Geomatics更準(zhǔn)確地描述了測(cè)繪學(xué)在現(xiàn)代信息〖CD2〗通訊社會(huì)中的地位和作用,適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)地球空間信息的極大需求的特點(diǎn),因而發(fā)展和提高了測(cè)繪學(xué)的研究和工作領(lǐng)域,符合現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)發(fā)展的實(shí)際?,F(xiàn)代測(cè)繪工程的核心技術(shù)是空間技術(shù),包括GPS、衛(wèi)星遙感和航測(cè),測(cè)繪的范圍擴(kuò)展到整個(gè)近地空間,例如近地空間航天器的導(dǎo)航定位,近地空間重力場(chǎng)的測(cè)定,大氣層甚至電離層的信息;其支撐技術(shù)是信息技術(shù),主要處理電磁波信息和影像信息,加之通訊、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù),使地球空間信息學(xué)科的理論和技術(shù)體系比傳統(tǒng)的測(cè)繪學(xué)有了很大的發(fā)展和更新,由此,Geomatics適合于納入數(shù)字地球的理論和技術(shù)框架。
隨著數(shù)字地球構(gòu)想的實(shí)施,測(cè)繪學(xué)面臨一個(gè)歷史性的發(fā)展新機(jī)遇,傳統(tǒng)的或現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)將以地球空間信息學(xué)的新面目立于地球科學(xué)分支學(xué)科之林,以更強(qiáng)的活力向前發(fā)展,前景良好。
四、建議
本文漫談了測(cè)繪學(xué)的發(fā)展及其與數(shù)字地球構(gòu)想的關(guān)系。為在21世紀(jì)加速建設(shè)我國(guó)空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施,發(fā)展我國(guó)的測(cè)繪學(xué)科和測(cè)繪事業(yè),以迎接"數(shù)字地球"的挑戰(zhàn),根據(jù)我國(guó)目前測(cè)繪事業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀,從一個(gè)側(cè)面(主要是大地測(cè)量方面)提出以下建議:
1.盡快統(tǒng)一我國(guó)大地定位參考框架的建設(shè),對(duì)近年來(lái)由各個(gè)部門獨(dú)立建立的各等級(jí)GPS定位網(wǎng)進(jìn)行必要的聯(lián)測(cè)和統(tǒng)一整體平差,此舉可望進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)家級(jí)的大地定位框架;
2.將沿海各部門100多個(gè)驗(yàn)潮站統(tǒng)一組織GPS聯(lián)測(cè),精密確定各驗(yàn)潮站水位標(biāo)尺零點(diǎn)的大地高,填補(bǔ)陸海相接地帶重力測(cè)量空白。此舉為統(tǒng)一陸海大地水準(zhǔn)面,建立海洋高程基準(zhǔn),研究海平面變化至關(guān)重要;
3.研究將陸地GPS定位框架向我國(guó)領(lǐng)海擴(kuò)展的方案,著手建立我國(guó)包括海域的廣域差分GPS定位系統(tǒng);
4.盡快完成重建我國(guó)重力基本網(wǎng),發(fā)展航空重力測(cè)量系統(tǒng),加密西部地區(qū)重力測(cè)量和GPS水準(zhǔn),加大力度支持對(duì)衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)的利用,為下世紀(jì)確定我國(guó)亞分米級(jí)或厘米級(jí)大地水準(zhǔn)面作好數(shù)據(jù)儲(chǔ)備,建立可在因特網(wǎng)上運(yùn)行的新的重力數(shù)據(jù)庫(kù);
一、測(cè)繪學(xué)的現(xiàn)展
空間技術(shù),各類對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星使人類有了對(duì)地球整體進(jìn)行觀察和測(cè)繪的工具,好象可以把地球擺在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行觀察研究一樣方便。由空間技術(shù)和其它相關(guān)技術(shù),如由計(jì)算機(jī)、信息、通訊等技術(shù)發(fā)展起來(lái)的3S技術(shù)(GPS、RS、GIS)在測(cè)繪學(xué)中的不斷出現(xiàn)和應(yīng)用,使測(cè)繪學(xué)從理論到手段都發(fā)生了根本的變化。測(cè)繪生產(chǎn)任務(wù)也由傳統(tǒng)的紙上或類似介質(zhì)的地圖編制、生產(chǎn)和更新發(fā)展到地理空間數(shù)據(jù)的采集、處理和管理。GPS的出現(xiàn)革新了傳統(tǒng)的定位方式;傳統(tǒng)的攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集技術(shù)已由遙感衛(wèi)星或數(shù)字?jǐn)z影獲得的影像所代替,測(cè)繪人員在室內(nèi)借助高速高容量計(jì)算機(jī)和專用配套設(shè)備對(duì)遙感影象或信號(hào)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行地表(甚至地殼淺層)幾何和物理信息的提取和變換,得出數(shù)字化地理信息產(chǎn)品,由此制作各類可供社會(huì)使用的專用地圖等測(cè)繪產(chǎn)品。我國(guó)960萬(wàn)平方公里國(guó)土的國(guó)家基本地圖的成圖或更新周期可望從十幾年,幾十年縮短到幾年或更短,測(cè)繪業(yè)的體力勞動(dòng)得到解放,生產(chǎn)力得到大的提高。今天,光纜通訊、衛(wèi)星通訊、數(shù)字化多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可使測(cè)繪產(chǎn)品從單一紙質(zhì)信息轉(zhuǎn)變?yōu)榇疟P和光盤等電子信息,產(chǎn)品分發(fā)可從單一郵路轉(zhuǎn)到"電路"(數(shù)字通訊和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳真),測(cè)繪產(chǎn)品的形式和服務(wù)社會(huì)的方式由于信息技術(shù)的支持發(fā)生了很大變化,進(jìn)入了信息化的發(fā)展。當(dāng)前,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)所有制成份和運(yùn)行體制的改革,需要開(kāi)放民用國(guó)家測(cè)繪產(chǎn)品;從技術(shù)方面看,西方國(guó)家衛(wèi)星測(cè)地技術(shù)可制作全球幾乎任一地區(qū)1米分辨率(相當(dāng)1∶1萬(wàn)比例尺)的地圖,衛(wèi)星上的GPS又可將這種地圖納入全球參考框架和轉(zhuǎn)換為他們的國(guó)家坐標(biāo)系,中、小比例尺國(guó)家地圖的保密價(jià)值已大大降低;對(duì)于軍事敏感的重力數(shù)據(jù),衛(wèi)星重力技術(shù)所發(fā)展的低階全球重力場(chǎng)模型已足夠用于他們的遠(yuǎn)程戰(zhàn)略導(dǎo)彈發(fā)射。目前全球高階重力場(chǎng)模型(如EGM96)分辨率已達(dá)50公里,已接近我國(guó)現(xiàn)有重力數(shù)據(jù)的分辨率,其保密價(jià)值也需要重新評(píng)估。這一形勢(shì)使絕大部份測(cè)繪產(chǎn)品可以作為普通商品服務(wù)于全社會(huì),測(cè)繪業(yè)從單一國(guó)家事業(yè)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣?huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè),這無(wú)疑為測(cè)繪學(xué)的發(fā)展注入了新的活力和擴(kuò)大了發(fā)展空間,這也是一個(gè)有重要意義的歷史性轉(zhuǎn)變。
綜上所述,由于以空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和信息技術(shù)為支柱的測(cè)繪高新技術(shù)日新月異的迅猛發(fā)展,測(cè)繪學(xué)的理論基礎(chǔ)、測(cè)繪工程的技術(shù)體系、其研究領(lǐng)域和學(xué)科目標(biāo),正在適應(yīng)新形勢(shì)的需要發(fā)生著深刻的變化,表現(xiàn)為正在以高新技術(shù)為支撐和動(dòng)力,進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)求發(fā)展,測(cè)繪業(yè)已成為一項(xiàng)重要的信息產(chǎn)業(yè)。它的服務(wù)范圍和對(duì)象也在不斷擴(kuò)大,不僅是原來(lái)的單純從控制到測(cè)圖,為國(guó)家制作基本地形圖的任務(wù),而是擴(kuò)大到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中與空間數(shù)據(jù)有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域。它必將隨著21世紀(jì)更加成熟的信息化社會(huì)的到來(lái)向更高層次發(fā)展,在未來(lái)數(shù)字地球的概念和技術(shù)框架中占據(jù)重要的基礎(chǔ)性地位。
二、數(shù)字地球和現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)
地球上一切事件都發(fā)生在一定的空間位置,人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)所需要的信息絕大部分(約80%)都與地理位置相關(guān)。中國(guó)21世紀(jì)議程62個(gè)優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目中,約有40個(gè)需要建立或應(yīng)用地理信息系統(tǒng)。數(shù)字地球是利用海量地理信息(即地球空間數(shù)據(jù))對(duì)地球所做的多分辨率、三維的數(shù)字化描述的整體信息模型,便于人類最大限度地實(shí)現(xiàn)信息資源的共享和合理使用,為人類認(rèn)識(shí)、改造和保護(hù)地球提供一種新的手段,這里在數(shù)字地球的概念中突出顯示了地理坐標(biāo)的框架作用,因此NSDI是數(shù)字地球的基礎(chǔ)設(shè)施,要求提供(地球)空間數(shù)據(jù)框架,包括大地測(cè)量控制框架(國(guó)家定位網(wǎng)和重力控制網(wǎng))、數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地藉等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集。在此框架上加載各類地球自然信息和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等一切所需要和感興趣的人文信息。為數(shù)字地球提供上述地球空間數(shù)據(jù)框架是測(cè)繪業(yè)本身的"專職",但又對(duì)測(cè)繪學(xué)提出了更高層的技術(shù)要求。
NSDI要建立在NII上,要在因特網(wǎng)上運(yùn)行,要求開(kāi)發(fā)功能強(qiáng)、效率高的因特網(wǎng)GIS軟件。這表明還要大力發(fā)展測(cè)繪產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它的技術(shù)基礎(chǔ)是寬帶、高速圖形圖象網(wǎng)絡(luò),當(dāng)然其中寬帶高速問(wèn)題需要國(guó)家投資在NII中解決。數(shù)字地球構(gòu)想的另一個(gè)高技術(shù)特點(diǎn)是虛擬現(xiàn)實(shí)模型。目前發(fā)展起來(lái)的全數(shù)字化攝影測(cè)量就能夠利用功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或工作站,對(duì)數(shù)字化影象進(jìn)行處理,建立立體地形或地物虛擬模型。但如何將這一技術(shù)用在因特網(wǎng)上對(duì)多種測(cè)繪產(chǎn)品和普通用戶提供虛擬模型甚或虛擬現(xiàn)實(shí)模型,則是要進(jìn)一步研究和發(fā)展的。數(shù)字地球是對(duì)真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象的多分辨率、統(tǒng)一性的三維數(shù)字化整體表達(dá),這里強(qiáng)調(diào)了統(tǒng)一性和整體性,要求全球多源數(shù)據(jù)無(wú)縫無(wú)邊的連結(jié)和整合。從空間數(shù)據(jù)框架來(lái)說(shuō),其統(tǒng)一性和整體性是由大地測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)和給予保證的。大地測(cè)量是傳統(tǒng)測(cè)繪的基礎(chǔ),對(duì)當(dāng)前信息化測(cè)繪和構(gòu)建未來(lái)數(shù)字地球更是基礎(chǔ)的基礎(chǔ),即空間數(shù)據(jù)框架的框架。它要求全球采用統(tǒng)一的參考橢球模型和相應(yīng)的地心坐標(biāo)參考框架(如ITRF);全球統(tǒng)一的高程基準(zhǔn),即統(tǒng)一定義和使用的大地水準(zhǔn)面;全球統(tǒng)一的重力測(cè)量基準(zhǔn)(重力基本網(wǎng));全球統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)。一切原有的測(cè)繪成果,特別是國(guó)家基本地圖都要轉(zhuǎn)換到上述全球統(tǒng)一的參考系中。數(shù)字地球?qū)θ虼蟮販y(cè)量提出了更高更緊迫的要求。GPS配以少量SLR和VLBI站是各國(guó)保持和維護(hù)各自的地心參考框架的基本技術(shù),但局部坐標(biāo)到全球坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換目前還難于達(dá)到優(yōu)于米級(jí)的精度;全球高程系統(tǒng)的統(tǒng)一問(wèn)題,大地測(cè)量學(xué)家經(jīng)過(guò)幾十年的研究,目前還是一個(gè)未能解決的難題,最終要通過(guò)全球重力數(shù)據(jù),特別是新一代衛(wèi)星重力計(jì)劃和衛(wèi)星海洋測(cè)高計(jì)劃在國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)的統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)下實(shí)現(xiàn)。
海洋占全球面積的70%,海洋將是21世紀(jì)資源開(kāi)發(fā)的主要競(jìng)爭(zhēng)空間,海洋動(dòng)力環(huán)境的變化(如厄爾尼諾現(xiàn)象)又是決定全球氣候變化的主要控制"閥門"。數(shù)字地球向海洋測(cè)繪提出了挑戰(zhàn)。從全球來(lái)說(shuō),目前海洋的精細(xì)測(cè)繪基本上還是空白,多波束測(cè)深技術(shù)的發(fā)展加速了各國(guó)領(lǐng)海海底地形的測(cè)繪,但要將陸地坐標(biāo)參考框架以相近的精度擴(kuò)展到海洋仍存在困難,海上GPS定位精度還低于5米;由于陸地高程基準(zhǔn)不能用水準(zhǔn)測(cè)量傳遞到海洋,在衛(wèi)星測(cè)高技術(shù)的支持下用某種去掉潮汐影響的平均海面作深度基準(zhǔn),精度可達(dá)米級(jí),和多波束測(cè)深精度相當(dāng)。但廣大的開(kāi)闊深海的海底地形測(cè)繪不可能用船載測(cè)深儀完成,用衛(wèi)星測(cè)高結(jié)合重力數(shù)據(jù)(低階或中階重力場(chǎng)模型)反演海底地形,目前試驗(yàn)精度可達(dá)10-100米。數(shù)字地球?qū)⒁蠛Q鬁y(cè)繪技術(shù)有新的突破。
測(cè)繪學(xué)由于其技術(shù)的突破已日益向相關(guān)地學(xué)領(lǐng)域滲透。大地測(cè)量更成為研究地球動(dòng)力學(xué)(包括海洋動(dòng)力甚至大氣動(dòng)力)的重要技術(shù)手段,GPS監(jiān)測(cè)已能提供全球板塊運(yùn)動(dòng)和地殼形變精密數(shù)據(jù),可用于研究地學(xué)災(zāi)害(地震、滑坡和火山爆發(fā)等)的預(yù)測(cè);GPS已可以和VLBI相近的精度和頻譜分辨率監(jiān)測(cè)地球自轉(zhuǎn)的變化,由此研究地球深部結(jié)構(gòu)和動(dòng)力過(guò)程及全球變化;專題GIS也成為環(huán)境災(zāi)害問(wèn)題分析預(yù)測(cè)工具。數(shù)字地球最重要的功能之一是為解決21世紀(jì)人類面臨的環(huán)境和災(zāi)害問(wèn)題提供一個(gè)可供觀察、分析、模擬和預(yù)測(cè)的全球信息系統(tǒng),以期協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系。
我們贊成活數(shù)字地球或動(dòng)態(tài)數(shù)字地球的提法,因?yàn)槿祟愂巧钤诓粩噙\(yùn)動(dòng)變化的地球上?,F(xiàn)在在全球性的觀測(cè)中,各種對(duì)地觀測(cè)新技術(shù)已可能連續(xù)快速獲取地球表面(或淺層)隨時(shí)間變化的幾何和物理信息,了解地球上各種現(xiàn)象及其變化。因此測(cè)繪學(xué)或者說(shuō)測(cè)繪業(yè)則應(yīng)當(dāng)利用3S技術(shù)結(jié)合合成孔經(jīng)雷達(dá)干涉技術(shù)(INSAR)以及其他新技術(shù)(如衛(wèi)星重力探測(cè)技術(shù)等)對(duì)地進(jìn)行觀測(cè),為構(gòu)建活數(shù)字地球提供描述地球動(dòng)態(tài)變化的地理信息產(chǎn)品。
數(shù)字地球構(gòu)想是推動(dòng)人類大踏步跨進(jìn)信息社會(huì)的重大戰(zhàn)略步驟,有挑戰(zhàn)也有風(fēng)險(xiǎn)。測(cè)繪是數(shù)字地球的基礎(chǔ),測(cè)繪工作者也將是構(gòu)造數(shù)字地球的"尖兵",也要求測(cè)繪學(xué)有新的發(fā)展和突破。
三、測(cè)繪學(xué)和地球空間信息學(xué)
在本文第一部分已談及測(cè)繪學(xué)在新的技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)下的現(xiàn)展趨勢(shì)。從現(xiàn)代信息論的觀點(diǎn)看,測(cè)繪學(xué)本質(zhì)上就是一門關(guān)于地球空間信息的學(xué)科,傳統(tǒng)的測(cè)繪受地面測(cè)量技術(shù)、時(shí)空尺度和精度水平以及投入的局限,其產(chǎn)品主要是單一的地形圖和在地形圖基礎(chǔ)上編繪的專用地圖。它不能反映、至少不能及時(shí)反映地球表面形態(tài)的變化,特別是大范圍和全球變化。其產(chǎn)品制作周期長(zhǎng),已不能滿足地區(qū)經(jīng)濟(jì)和全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的多種需要。信息技術(shù)加快了人類社會(huì)的運(yùn)行速度。測(cè)繪學(xué)應(yīng)該是提供人類生存空間自然環(huán)境及其變化信息的學(xué)科,它的學(xué)科內(nèi)涵發(fā)生了巨大的變化,因此如何界定測(cè)繪學(xué)的含義,已是世界各國(guó)測(cè)繪工作者所關(guān)注的問(wèn)題。于是從90年代開(kāi)始,國(guó)際上將測(cè)繪學(xué)(SurveyingandMapping)更改為一個(gè)新詞,以準(zhǔn)確反映學(xué)科實(shí)質(zhì),Geomatics一詞由此應(yīng)運(yùn)而生。隨后,有關(guān)Geomatics的提法在我國(guó)學(xué)術(shù)界,主要是地學(xué)界成為熱門話題,由于對(duì)其含義理解不同,其中文譯名也是五花八門,現(xiàn)在將它譯成"地球空間信息學(xué)",已基本得到認(rèn)同。不管人們對(duì)Geomatics的含義如何理解,但根據(jù)ISO的標(biāo)準(zhǔn)定義和國(guó)際測(cè)繪聯(lián)合會(huì)(IUSM)對(duì)"測(cè)繪學(xué)"的定義,兩者的含義是基本類同的,只不過(guò)Geomatics所涉及的地球空間信息的范圍更寬一些。Geomatics更準(zhǔn)確地描述了測(cè)繪學(xué)在現(xiàn)代信息〖CD2〗通訊社會(huì)中的地位和作用,適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)地球空間信息的極大需求的特點(diǎn),因而發(fā)展和提高了測(cè)繪學(xué)的研究和工作領(lǐng)域,符合現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)發(fā)展的實(shí)際?,F(xiàn)代測(cè)繪工程的核心技術(shù)是空間技術(shù),包括GPS、衛(wèi)星遙感和航測(cè),測(cè)繪的范圍擴(kuò)展到整個(gè)近地空間,例如近地空間航天器的導(dǎo)航定位,近地空間重力場(chǎng)的測(cè)定,大氣層甚至電離層的信息;其支撐技術(shù)是信息技術(shù),主要處理電磁波信息和影像信息,加之通訊、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù),使地球空間信息學(xué)科的理論和技術(shù)體系比傳統(tǒng)的測(cè)繪學(xué)有了很大的發(fā)展和更新,由此,Geomatics適合于納入數(shù)字地球的理論和技術(shù)框架。
隨著數(shù)字地球構(gòu)想的實(shí)施,測(cè)繪學(xué)面臨一個(gè)歷史性的發(fā)展新機(jī)遇,傳統(tǒng)的或現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)將以地球空間信息學(xué)的新面目立于地球科學(xué)分支學(xué)科之林,以更強(qiáng)的活力向前發(fā)展,前景良好。
四、建議
本文漫談了測(cè)繪學(xué)的發(fā)展及其與數(shù)字地球構(gòu)想的關(guān)系。為在21世紀(jì)加速建設(shè)我國(guó)空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施,發(fā)展我國(guó)的測(cè)繪學(xué)科和測(cè)繪事業(yè),以迎接"數(shù)字地球"的挑戰(zhàn),根據(jù)我國(guó)目前測(cè)繪事業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀,從一個(gè)側(cè)面(主要是大地測(cè)量方面)提出以下建議:
1.盡快統(tǒng)一我國(guó)大地定位參考框架的建設(shè),對(duì)近年來(lái)由各個(gè)部門獨(dú)立建立的各等級(jí)GPS定位網(wǎng)進(jìn)行必要的聯(lián)測(cè)和統(tǒng)一整體平差,此舉可望進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)家級(jí)的大地定位框架;
2.將沿海各部門100多個(gè)驗(yàn)潮站統(tǒng)一組織GPS聯(lián)測(cè),精密確定各驗(yàn)潮站水位標(biāo)尺零點(diǎn)的大地高,填補(bǔ)陸海相接地帶重力測(cè)量空白。此舉為統(tǒng)一陸海大地水準(zhǔn)面,建立海洋高程基準(zhǔn),研究海平面變化至關(guān)重要;
3.研究將陸地GPS定位框架向我國(guó)領(lǐng)海擴(kuò)展的方案,著手建立我國(guó)包括海域的廣域差分GPS定位系統(tǒng);
4.盡快完成重建我國(guó)重力基本網(wǎng),發(fā)展航空重力測(cè)量系統(tǒng),加密西部地區(qū)重力測(cè)量和GPS水準(zhǔn),加大力度支持對(duì)衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)的利用,為下世紀(jì)確定我國(guó)亞分米級(jí)或厘米級(jí)大地水準(zhǔn)面作好數(shù)據(jù)儲(chǔ)備,建立可在因特網(wǎng)上運(yùn)行的新的重力數(shù)據(jù)庫(kù);
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)數(shù)字地球
1993年和1994年美國(guó)先后以總統(tǒng)令的形式提出建立"國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施"(NII),即通稱的信息高速公路,以及"國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施"(NSDI),這是進(jìn)一步推進(jìn)社會(huì)信息化,搶占信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的制高點(diǎn)和主動(dòng)權(quán)的重大戰(zhàn)略步驟,時(shí)隔五年,這一計(jì)劃的實(shí)施初見(jiàn)成效,刺激了美國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),于是去年又以美國(guó)副總統(tǒng)演講形式推出數(shù)字地球的概念和構(gòu)想,并計(jì)劃到2020年試圖達(dá)到地球信息化的最終目標(biāo),亮出了美國(guó)這一近期全球信息戰(zhàn)略的底牌。由美國(guó)政府高層出面提出的這一"數(shù)字地球"構(gòu)想引起全球各方關(guān)注,并成為學(xué)術(shù)界熱點(diǎn)話題。中國(guó)學(xué)者尤其在地學(xué)界也作出了積極的反應(yīng),不論從科學(xué)技術(shù)的角度還是從國(guó)家利益的角度,中國(guó)要準(zhǔn)備迎接這一嚴(yán)峻挑戰(zhàn),已成共識(shí)。作為測(cè)繪學(xué)科,測(cè)繪行業(yè)反應(yīng)更顯強(qiáng)烈,數(shù)字地球概念為測(cè)繪事業(yè)發(fā)展提供了新的機(jī)遇和更高層次的發(fā)展前景。這里我們想就現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)的發(fā)展從學(xué)科的觀點(diǎn)稍為具體地探討一下它與數(shù)字地球的關(guān)系和在構(gòu)建數(shù)字地球中的作用。
一、測(cè)繪學(xué)的現(xiàn)展
空間技術(shù),各類對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星使人類有了對(duì)地球整體進(jìn)行觀察和測(cè)繪的工具,好象可以把地球擺在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行觀察研究一樣方便。由空間技術(shù)和其它相關(guān)技術(shù),如由計(jì)算機(jī)、信息、通訊等技術(shù)發(fā)展起來(lái)的3S技術(shù)(GPS、RS、GIS)在測(cè)繪學(xué)中的不斷出現(xiàn)和應(yīng)用,使測(cè)繪學(xué)從理論到手段都發(fā)生了根本的變化。測(cè)繪生產(chǎn)任務(wù)也由傳統(tǒng)的紙上或類似介質(zhì)的地圖編制、生產(chǎn)和更新發(fā)展到地理空間數(shù)據(jù)的采集、處理和管理。GPS的出現(xiàn)革新了傳統(tǒng)的定位方式;傳統(tǒng)的攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集技術(shù)已由遙感衛(wèi)星或數(shù)字?jǐn)z影獲得的影像所代替,測(cè)繪人員在室內(nèi)借助高速高容量計(jì)算機(jī)和專用配套設(shè)備對(duì)遙感影象或信號(hào)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行地表(甚至地殼淺層)幾何和物理信息的提取和變換,得出數(shù)字化地理信息產(chǎn)品,由此制作各類可供社會(huì)使用的專用地圖等測(cè)繪產(chǎn)品。我國(guó)960萬(wàn)平方公里國(guó)土的國(guó)家基本地圖的成圖或更新周期可望從十幾年,幾十年縮短到幾年或更短,測(cè)繪業(yè)的體力勞動(dòng)得到解放,生產(chǎn)力得到大的提高。今天,光纜通訊、衛(wèi)星通訊、數(shù)字化多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可使測(cè)繪產(chǎn)品從單一紙質(zhì)信息轉(zhuǎn)變?yōu)榇疟P和光盤等電子信息,產(chǎn)品分發(fā)可從單一郵路轉(zhuǎn)到"電路"(數(shù)字通訊和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳真),測(cè)繪產(chǎn)品的形式和服務(wù)社會(huì)的方式由于信息技術(shù)的支持發(fā)生了很大變化,進(jìn)入了信息化的發(fā)展。當(dāng)前,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)所有制成份和運(yùn)行體制的改革,需要開(kāi)放民用國(guó)家測(cè)繪產(chǎn)品;從技術(shù)方面看,西方國(guó)家衛(wèi)星測(cè)地技術(shù)可制作全球幾乎任一地區(qū)1米分辨率(相當(dāng)1∶1萬(wàn)比例尺)的地圖,衛(wèi)星上的GPS又可將這種地圖納入全球參考框架和轉(zhuǎn)換為他們的國(guó)家坐標(biāo)系,中、小比例尺國(guó)家地圖的保密價(jià)值已大大降低;對(duì)于軍事敏感的重力數(shù)據(jù),衛(wèi)星重力技術(shù)所發(fā)展的低階全球重力場(chǎng)模型已足夠用于他們的遠(yuǎn)程戰(zhàn)略導(dǎo)彈發(fā)射。目前全球高階重力場(chǎng)模型(如EGM96)分辨率已達(dá)50公里,已接近我國(guó)現(xiàn)有重力數(shù)據(jù)的分辨率,其保密價(jià)值也需要重新評(píng)估。這一形勢(shì)使絕大部份測(cè)繪產(chǎn)品可以作為普通商品服務(wù)于全社會(huì),測(cè)繪業(yè)從單一國(guó)家事業(yè)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣?huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè),這無(wú)疑為測(cè)繪學(xué)的發(fā)展注入了新的活力和擴(kuò)大了發(fā)展空間,這也是一個(gè)有重要意義的歷史性轉(zhuǎn)變。
綜上所述,由于以空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和信息技術(shù)為支柱的測(cè)繪高新技術(shù)日新月異的迅猛發(fā)展,測(cè)繪學(xué)的理論基礎(chǔ)、測(cè)繪工程的技術(shù)體系、其研究領(lǐng)域和學(xué)科目標(biāo),正在適應(yīng)新形勢(shì)的需要發(fā)生著深刻的變化,表現(xiàn)為正在以高新技術(shù)為支撐和動(dòng)力,進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)求發(fā)展,測(cè)繪業(yè)已成為一項(xiàng)重要的信息產(chǎn)業(yè)。它的服務(wù)范圍和對(duì)象也在不斷擴(kuò)大,不僅是原來(lái)的單純從控制到測(cè)圖,為國(guó)家制作基本地形圖的任務(wù),而是擴(kuò)大到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中與空間數(shù)據(jù)有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域。它必將隨著21世紀(jì)更加成熟的信息化社會(huì)的到來(lái)向更高層次發(fā)展,在未來(lái)數(shù)字地球的概念和技術(shù)框架中占據(jù)重要的基礎(chǔ)性地位。二、數(shù)字地球和現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)
地球上一切事件都發(fā)生在一定的空間位置,人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)所需要的信息絕大部分(約80%)都與地理位置相關(guān)。中國(guó)21世紀(jì)議程62個(gè)優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目中,約有40個(gè)需要建立或應(yīng)用地理信息系統(tǒng)。數(shù)字地球是利用海量地理信息(即地球空間數(shù)據(jù))對(duì)地球所做的多分辨率、三維的數(shù)字化描述的整體信息模型,便于人類最大限度地實(shí)現(xiàn)信息資源的共享和合理使用,為人類認(rèn)識(shí)、改造和保護(hù)地球提供一種新的手段,這里在數(shù)字地球的概念中突出顯示了地理坐標(biāo)的框架作用,因此NSDI是數(shù)字地球的基礎(chǔ)設(shè)施,要求提供(地球)空間數(shù)據(jù)框架,包括大地測(cè)量控制框架(國(guó)家定位網(wǎng)和重力控制網(wǎng))、數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地藉等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集。在此框架上加載各類地球自然信息和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等一切所需要和感興趣的人文信息。為數(shù)字地球提供上述地球空間數(shù)據(jù)框架是測(cè)繪業(yè)本身的"專職",但又對(duì)測(cè)繪學(xué)提出了更高層的技術(shù)要求。
NSDI要建立在NII上,要在因特網(wǎng)上運(yùn)行,要求開(kāi)發(fā)功能強(qiáng)、效率高的因特網(wǎng)GIS軟件。這表明還要大力發(fā)展測(cè)繪產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它的技術(shù)基礎(chǔ)是寬帶、高速圖形圖象網(wǎng)絡(luò),當(dāng)然其中寬帶高速問(wèn)題需要國(guó)家投資在NII中解決。數(shù)字地球構(gòu)想的另一個(gè)高技術(shù)特點(diǎn)是虛擬現(xiàn)實(shí)模型。目前發(fā)展起來(lái)的全數(shù)字化攝影測(cè)量就能夠利用功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或工作站,對(duì)數(shù)字化影象進(jìn)行處理,建立立體地形或地物虛擬模型。但如何將這一技術(shù)用在因特網(wǎng)上對(duì)多種測(cè)繪產(chǎn)品和普通用戶提供虛擬模型甚或虛擬現(xiàn)實(shí)模型,則是要進(jìn)一步研究和發(fā)展的。數(shù)字地球是對(duì)真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象的多分辨率、統(tǒng)一性的三維數(shù)字化整體表達(dá),這里強(qiáng)調(diào)了統(tǒng)一性和整體性,要求全球多源數(shù)據(jù)無(wú)縫無(wú)邊的連結(jié)和整合。從空間數(shù)據(jù)框架來(lái)說(shuō),其統(tǒng)一性和整體性是由大地測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)和給予保證的。大地測(cè)量是傳統(tǒng)測(cè)繪的基礎(chǔ),對(duì)當(dāng)前信息化測(cè)繪和構(gòu)建未來(lái)數(shù)字地球更是基礎(chǔ)的基礎(chǔ),即空間數(shù)據(jù)框架的框架。它要求全球采用統(tǒng)一的參考橢球模型和相應(yīng)的地心坐標(biāo)參考框架(如ITRF);全球統(tǒng)一的高程基準(zhǔn),即統(tǒng)一定義和使用的大地水準(zhǔn)面;全球統(tǒng)一的重力測(cè)量基準(zhǔn)(重力基本網(wǎng));全球統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)。一切原有的測(cè)繪成果,特別是國(guó)家基本地圖都要轉(zhuǎn)換到上述全球統(tǒng)一的參考系中。數(shù)字地球?qū)θ虼蟮販y(cè)量提出了更高更緊迫的要求。GPS配以少量SLR和VLBI站是各國(guó)保持和維護(hù)各自的地心參考框架的基本技術(shù),但局部坐標(biāo)到全球坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換目前還難于達(dá)到優(yōu)于米級(jí)的精度;全球高程系統(tǒng)的統(tǒng)一問(wèn)題,大地測(cè)量學(xué)家經(jīng)過(guò)幾十年的研究,目前還是一個(gè)未能解決的難題,最終要通過(guò)全球重力數(shù)據(jù),特別是新一代衛(wèi)星重力計(jì)劃和衛(wèi)星海洋測(cè)高計(jì)劃在國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)的統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)下實(shí)現(xiàn)。
海洋占全球面積的70%,海洋將是21世紀(jì)資源開(kāi)發(fā)的主要競(jìng)爭(zhēng)空間,海洋動(dòng)力環(huán)境的變化(如厄爾尼諾現(xiàn)象)又是決定全球氣候變化的主要控制"閥門"。數(shù)字地球向海洋測(cè)繪提出了挑戰(zhàn)。從全球來(lái)說(shuō),目前海洋的精細(xì)測(cè)繪基本上還是空白,多波束測(cè)深技術(shù)的發(fā)展加速了各國(guó)領(lǐng)海海底地形的測(cè)繪,但要將陸地坐標(biāo)參考框架以相近的精度擴(kuò)展到海洋仍存在困難,海上GPS定位精度還低于5米;由于陸地高程基準(zhǔn)不能用水準(zhǔn)測(cè)量傳遞到海洋,在衛(wèi)星測(cè)高技術(shù)的支持下用某種去掉潮汐影響的平均海面作深度基準(zhǔn),精度可達(dá)米級(jí),和多波束測(cè)深精度相當(dāng)。但廣大的開(kāi)闊深海的海底地形測(cè)繪不可能用船載測(cè)深儀完成,用衛(wèi)星測(cè)高結(jié)合重力數(shù)據(jù)(低階或中階重力場(chǎng)模型)反演海底地形,目前試驗(yàn)精度可達(dá)10-100米。數(shù)字地球?qū)⒁蠛Q鬁y(cè)繪技術(shù)有新的突破。
測(cè)繪學(xué)由于其技術(shù)的突破已日益向相關(guān)地學(xué)領(lǐng)域滲透。大地測(cè)量更成為研究地球動(dòng)力學(xué)(包括海洋動(dòng)力甚至大氣動(dòng)力)的重要技術(shù)手段,GPS監(jiān)測(cè)已能提供全球板塊運(yùn)動(dòng)和地殼形變精密數(shù)據(jù),可用于研究地學(xué)災(zāi)害(地震、滑坡和火山爆發(fā)等)的預(yù)測(cè);GPS已可以和VLBI相近的精度和頻譜分辨率監(jiān)測(cè)地球自轉(zhuǎn)的變化,由此研究地球深部結(jié)構(gòu)和動(dòng)力過(guò)程及全球變化;專題GIS也成為環(huán)境災(zāi)害問(wèn)題分析預(yù)測(cè)工具。數(shù)字地球最重要的功能之一是為解決21世紀(jì)人類面臨的環(huán)境和災(zāi)害問(wèn)題提供一個(gè)可供觀察、分析、模擬和預(yù)測(cè)的全球信息系統(tǒng),以期協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系。
我們贊成活數(shù)字地球或動(dòng)態(tài)數(shù)字地球的提法,因?yàn)槿祟愂巧钤诓粩噙\(yùn)動(dòng)變化的地球上?,F(xiàn)在在全球性的觀測(cè)中,各種對(duì)地觀測(cè)新技術(shù)已可能連續(xù)快速獲取地球表面(或淺層)隨時(shí)間變化的幾何和物理信息,了解地球上各種現(xiàn)象及其變化。因此測(cè)繪學(xué)或者說(shuō)測(cè)繪業(yè)則應(yīng)當(dāng)利用3S技術(shù)結(jié)合合成孔經(jīng)雷達(dá)干涉技術(shù)(INSAR)以及其他新技術(shù)(如衛(wèi)星重力探測(cè)技術(shù)等)對(duì)地進(jìn)行觀測(cè),為構(gòu)建活數(shù)字地球提供描述地球動(dòng)態(tài)變化的地理信息產(chǎn)品。
數(shù)字地球構(gòu)想是推動(dòng)人類大踏步跨進(jìn)信息社會(huì)的重大戰(zhàn)略步驟,有挑戰(zhàn)也有風(fēng)險(xiǎn)。測(cè)繪是數(shù)字地球的基礎(chǔ),測(cè)繪工作者也將是構(gòu)造數(shù)字地球的"尖兵",也要求測(cè)繪學(xué)有新的發(fā)展和突破。
三、測(cè)繪學(xué)和地球空間信息學(xué)
在本文第一部分已談及測(cè)繪學(xué)在新的技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)下的現(xiàn)展趨勢(shì)。從現(xiàn)代信息論的觀點(diǎn)看,測(cè)繪學(xué)本質(zhì)上就是一門關(guān)于地球空間信息的學(xué)科,傳統(tǒng)的測(cè)繪受地面測(cè)量技術(shù)、時(shí)空尺度和精度水平以及投入的局限,其產(chǎn)品主要是單一的地形圖和在地形圖基礎(chǔ)上編繪的專用地圖。它不能反映、至少不能及時(shí)反映地球表面形態(tài)的變化,特別是大范圍和全球變化。其產(chǎn)品制作周期長(zhǎng),已不能滿足地區(qū)經(jīng)濟(jì)和全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的多種需要。信息技術(shù)加快了人類社會(huì)的運(yùn)行速度。測(cè)繪學(xué)應(yīng)該是提供人類生存空間自然環(huán)境及其變化信息的學(xué)科,它的學(xué)科內(nèi)涵發(fā)生了巨大的變化,因此如何界定測(cè)繪學(xué)的含義,已是世界各國(guó)測(cè)繪工作者所關(guān)注的問(wèn)題。于是從90年代開(kāi)始,國(guó)際上將測(cè)繪學(xué)(SurveyingandMapping)更改為一個(gè)新詞,以準(zhǔn)確反映學(xué)科實(shí)質(zhì),Geomatics一詞由此應(yīng)運(yùn)而生。隨后,有關(guān)Geomatics的提法在我國(guó)學(xué)術(shù)界,主要是地學(xué)界成為熱門話題,由于對(duì)其含義理解不同,其中文譯名也是五花八門,現(xiàn)在將它譯成"地球空間信息學(xué)",已基本得到認(rèn)同。不管人們對(duì)Geomatics的含義如何理解,但根據(jù)ISO的標(biāo)準(zhǔn)定義和國(guó)際測(cè)繪聯(lián)合會(huì)(IUSM)對(duì)"測(cè)繪學(xué)"的定義,兩者的含義是基本類同的,只不過(guò)Geomatics所涉及的地球空間信息的范圍更寬一些。Geomatics更準(zhǔn)確地描述了測(cè)繪學(xué)在現(xiàn)代信息〖CD2〗通訊社會(huì)中的地位和作用,適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)地球空間信息的極大需求的特點(diǎn),因而發(fā)展和提高了測(cè)繪學(xué)的研究和工作領(lǐng)域,符合現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)發(fā)展的實(shí)際?,F(xiàn)代測(cè)繪工程的核心技術(shù)是空間技術(shù),包括GPS、衛(wèi)星遙感和航測(cè),測(cè)繪的范圍擴(kuò)展到整個(gè)近地空間,例如近地空間航天器的導(dǎo)航定位,近地空間重力場(chǎng)的測(cè)定,大氣層甚至電離層的信息;其支撐技術(shù)是信息技術(shù),主要處理電磁波信息和影像信息,加之通訊、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù),使地球空間信息學(xué)科的理論和技術(shù)體系比傳統(tǒng)的測(cè)繪學(xué)有了很大的發(fā)展和更新,由此,Geomatics適合于納入數(shù)字地球的理論和技術(shù)框架。
隨著數(shù)字地球構(gòu)想的實(shí)施,測(cè)繪學(xué)面臨一個(gè)歷史性的發(fā)展新機(jī)遇,傳統(tǒng)的或現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)將以地球空間信息學(xué)的新面目立于地球科學(xué)分支學(xué)科之林,以更強(qiáng)的活力向前發(fā)展,前景良好。
四、建議
本文漫談了測(cè)繪學(xué)的發(fā)展及其與數(shù)字地球構(gòu)想的關(guān)系。為在21世紀(jì)加速建設(shè)我國(guó)空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施,發(fā)展我國(guó)的測(cè)繪學(xué)科和測(cè)繪事業(yè),以迎接"數(shù)字地球"的挑戰(zhàn),根據(jù)我國(guó)目前測(cè)繪事業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀,從一個(gè)側(cè)面(主要是大地測(cè)量方面)提出以下建議:
1.盡快統(tǒng)一我國(guó)大地定位參考框架的建設(shè),對(duì)近年來(lái)由各個(gè)部門獨(dú)立建立的各等級(jí)GPS定位網(wǎng)進(jìn)行必要的聯(lián)測(cè)和統(tǒng)一整體平差,此舉可望進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)家級(jí)的大地定位框架;
2.將沿海各部門100多個(gè)驗(yàn)潮站統(tǒng)一組織GPS聯(lián)測(cè),精密確定各驗(yàn)潮站水位標(biāo)尺零點(diǎn)的大地高,填補(bǔ)陸海相接地帶重力測(cè)量空白。此舉為統(tǒng)一陸海大地水準(zhǔn)面,建立海洋高程基準(zhǔn),研究海平面變化至關(guān)重要;
3.研究將陸地GPS定位框架向我國(guó)領(lǐng)海擴(kuò)展的方案,著手建立我國(guó)包括海域的廣域差分GPS定位系統(tǒng);
4.盡快完成重建我國(guó)重力基本網(wǎng),發(fā)展航空重力測(cè)量系統(tǒng),加密西部地區(qū)重力測(cè)量和GPS水準(zhǔn),加大力度支持對(duì)衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)的利用,為下世紀(jì)確定我國(guó)亞分米級(jí)或厘米級(jí)大地水準(zhǔn)面作好數(shù)據(jù)儲(chǔ)備,建立可在因特網(wǎng)上運(yùn)行的新的重力數(shù)據(jù)庫(kù);
大量的實(shí)際工作往往比理論上簡(jiǎn)單,如果我們僅考慮實(shí)際工作中經(jīng)常發(fā)生的內(nèi)容,完全不考慮實(shí)際工作中偶然發(fā)生的內(nèi)容,培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)變能力就不夠,可持續(xù)發(fā)展能力就會(huì)受到影響。因此在制定專業(yè)核心課程目標(biāo)時(shí),既要考慮實(shí)際工作的基本要求,也要考慮學(xué)生未來(lái)可持續(xù)發(fā)展的要求,課程目標(biāo)適當(dāng)高于企業(yè)的要求。
二、會(huì)展策劃與管理專業(yè)核心課程教學(xué)內(nèi)容選取的思路
1.針對(duì)性。
會(huì)展策劃與管理專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)主要是為北京發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)培養(yǎng)高素質(zhì)的一線的會(huì)展人才。專業(yè)核心課程的教學(xué)內(nèi)容,主要是根據(jù)北京地區(qū)會(huì)展企業(yè)對(duì)從事展覽策劃工作的會(huì)展策劃與管理專業(yè)人才的專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)需求來(lái)設(shè)計(jì)的。同時(shí),考慮到學(xué)生在校期間,不僅要掌握一定的專業(yè)技能還要提高相應(yīng)的方法能力和社會(huì)能力。
2.適用性
學(xué)生需要完成的課程的學(xué)習(xí)任務(wù),全部來(lái)自于會(huì)展企業(yè)真實(shí)的工作任務(wù),為學(xué)生從事展覽策劃工作,打下了專業(yè)基礎(chǔ)。同時(shí),考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和教學(xué)的轉(zhuǎn)化能力,課程的學(xué)習(xí)任務(wù)也沒(méi)有完全照搬企業(yè)的工作內(nèi)容,而是把企業(yè)的工作內(nèi)容轉(zhuǎn)化為教學(xué)中可實(shí)現(xiàn)、可操作、可執(zhí)行的學(xué)習(xí)任務(wù),使得學(xué)生在教學(xué)環(huán)境下,完成課程的項(xiàng)目?jī)?nèi)容。
三、會(huì)展策劃與管理專業(yè)核心課程設(shè)計(jì)內(nèi)容組織與安排
內(nèi)容的組織安排上,我們按照工作過(guò)程系統(tǒng)化的方法,體現(xiàn)整體性的設(shè)計(jì)思路,按照會(huì)展策劃工作的不同階段,將企業(yè)的工作內(nèi)容進(jìn)行梳理,融入到教學(xué)可實(shí)現(xiàn)的學(xué)習(xí)任務(wù)中。每個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)都體現(xiàn)了展覽策劃工作的邏輯性,符合高職學(xué)生的認(rèn)知水平,遵循職業(yè)能力培養(yǎng)的規(guī)律,使學(xué)生更好的掌握會(huì)展策劃的專業(yè)知識(shí)。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行任務(wù)要點(diǎn)分析--完成任務(wù)所需知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)--根據(jù)任務(wù)工作6步法教師指導(dǎo)學(xué)生完成項(xiàng)目?jī)?nèi)容--項(xiàng)目評(píng)價(jià)總結(jié)。這四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中每個(gè)環(huán)節(jié)都是由學(xué)生和教師共同完成。學(xué)生在項(xiàng)目中起主導(dǎo)作用,教師引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題·發(fā)現(xiàn)問(wèn)題·解決問(wèn)題,能夠體現(xiàn)教·學(xué)·做結(jié)合,理論與實(shí)踐一體化。學(xué)生按照項(xiàng)目小組完成學(xué)習(xí)任務(wù)。每個(gè)項(xiàng)目小組由5~6名同學(xué)組成。由兩個(gè)主講老師共同完成授課任務(wù)。每名教師指導(dǎo)3~4個(gè)小組。在完成項(xiàng)目的過(guò)程中,小組成員之間需要充分的溝通,團(tuán)隊(duì)協(xié)作,同時(shí)要把項(xiàng)目成果向指導(dǎo)老師匯報(bào),并回答指導(dǎo)老師提出的問(wèn)題。從學(xué)習(xí)任務(wù)的分析到學(xué)習(xí)任務(wù)的完成,學(xué)生不僅能夠掌握專業(yè)技能,而且能夠鍛煉和培養(yǎng)方法能力和社會(huì)能力。學(xué)生按照實(shí)際的六個(gè)工作步驟,完成學(xué)習(xí)任務(wù)。每個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)都在一定的工作環(huán)境下完成,并由企業(yè)兼職老師根據(jù)學(xué)生正在進(jìn)行的項(xiàng)目任務(wù),將實(shí)際工作中出現(xiàn)的問(wèn)題和總結(jié)的工作方法與學(xué)生一起分享,讓學(xué)生掌握實(shí)際工作中的核心方法,同時(shí)使學(xué)生感受學(xué)和用的聯(lián)系和區(qū)別,激勵(lì)他們明確目的,不斷努力。突出實(shí)踐性內(nèi)容,以使學(xué)生獲得更加寬泛和實(shí)用的知識(shí)與技能。同時(shí),補(bǔ)充和填補(bǔ)了教學(xué)中部分知識(shí)和實(shí)用技能的不足,為培養(yǎng)學(xué)生復(fù)合型素質(zhì)打下基礎(chǔ)。通過(guò)這樣的教學(xué)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)與展覽企業(yè)工作內(nèi)容的零對(duì)接。
四、會(huì)展策劃與管理專業(yè)
核心課程評(píng)價(jià)方案的思路考察一個(gè)學(xué)生是否達(dá)到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),要體現(xiàn)出工學(xué)結(jié)合的思想。核心課程的評(píng)價(jià)應(yīng)結(jié)合企業(yè)實(shí)際工作環(huán)境的要求進(jìn)行,評(píng)價(jià)指標(biāo)不能脫離專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)規(guī)格?;镜乃悸肥牵何{行業(yè)企業(yè)參與人才培養(yǎng)與評(píng)價(jià),將就業(yè)水平、企業(yè)滿意度作為衡量人才培養(yǎng)質(zhì)量的核心指標(biāo)。具體如下:課程項(xiàng)目評(píng)價(jià)主體由學(xué)生項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員、校內(nèi)專任教師和企業(yè)兼職教師三方結(jié)合共同評(píng)價(jià)。課程項(xiàng)目評(píng)價(jià)的內(nèi)容需要緊密結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和人才規(guī)格進(jìn)行,評(píng)價(jià)要以檢驗(yàn)學(xué)生能力提升效果為主,驗(yàn)證學(xué)生知識(shí)領(lǐng)會(huì)程度為輔。課程項(xiàng)目評(píng)價(jià)對(duì)象需要針對(duì)學(xué)生完成的可視化成果(如學(xué)習(xí)工作頁(yè)中的條目、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中填制的表單、制定的計(jì)劃、編寫的總結(jié)、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中錄制的音像資料、軟件系統(tǒng)操作獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果等)進(jìn)行評(píng)價(jià),同時(shí)適當(dāng)包含教師自身授課反思及學(xué)生課后對(duì)教師的教學(xué)效果的反饋評(píng)價(jià)。課程項(xiàng)目評(píng)價(jià)方式可以采用口試、筆試、實(shí)踐操作、集體陳述等多種形式相結(jié)合,運(yùn)用多種手段檢驗(yàn)考察學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)。
五、結(jié)語(yǔ)
1.研究對(duì)象:項(xiàng)目組在實(shí)驗(yàn)研究中的對(duì)象是廣東佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院在校的12級(jí)涉外旅游專業(yè)1班和2班的84名學(xué)生,對(duì)照班是12級(jí)市場(chǎng)營(yíng)銷專業(yè)1班和2班的98名學(xué)生。選擇這兩個(gè)專業(yè)的學(xué)生作為研究對(duì)象是因這兩個(gè)專業(yè)學(xué)生入學(xué)時(shí)分班是按照平行班劃分的,總體英語(yǔ)水平相當(dāng),而且在文科非英語(yǔ)專業(yè)中相對(duì)其他專業(yè)而言英語(yǔ)能力要求更高,更有必要提高通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及報(bào)刊等方式大量閱讀獲取和積累信息的能力。
2.研究方法及研究工具:研究中采用實(shí)驗(yàn)研究法,研究工具采用了一套5級(jí)量表的詞匯學(xué)習(xí)策略問(wèn)卷,問(wèn)卷內(nèi)容包括詞匯學(xué)習(xí)的元認(rèn)知策略、認(rèn)知策略、記憶策略、情感策略和交際策略等五大部分。此外,還對(duì)實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班的學(xué)生進(jìn)行訪談采集數(shù)據(jù)。對(duì)訪談采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)和歸納分析,對(duì)問(wèn)卷采集的數(shù)據(jù)采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析。本研究中所使用的材料主要是《新編實(shí)用英語(yǔ)綜合教程》、《21世紀(jì)英文報(bào)》紙質(zhì)版和網(wǎng)絡(luò)版、普特英語(yǔ)學(xué)習(xí)網(wǎng)以及多媒體課堂課件。
3.研究過(guò)程:課題研究過(guò)程分五步,第一步主要是通過(guò)大量查閱文獻(xiàn)參考,借鑒文獻(xiàn)參考開(kāi)發(fā)研究工具和設(shè)計(jì)研究方案,并對(duì)研究方案和工具的效度和信度進(jìn)行論證和檢驗(yàn)。第二步是檢驗(yàn)調(diào)查問(wèn)卷的信度和效度。第三步是開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究前,對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的所有學(xué)生采用同一份問(wèn)卷進(jìn)行詞匯學(xué)習(xí)策略情況調(diào)查,采集研究前數(shù)據(jù)。第四步是經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)驗(yàn)后,采用實(shí)驗(yàn)前調(diào)查所采用的同一份問(wèn)卷對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組所有同學(xué)再次問(wèn)卷調(diào)查。第五步對(duì)研究所得數(shù)據(jù)采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析,撰寫研究論文和研究報(bào)告等。項(xiàng)目組的課題研究中實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的所教授大學(xué)英語(yǔ)都是必修課程,實(shí)驗(yàn)研究分別對(duì)12級(jí)涉外旅游專業(yè)2班和12級(jí)市場(chǎng)營(yíng)銷專業(yè)2班,即研究中的實(shí)驗(yàn)組開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)、報(bào)刊及多媒體等三維詞匯教學(xué)模式教學(xué)研究實(shí)驗(yàn)。對(duì)12級(jí)涉外旅游專業(yè)1班和市場(chǎng)營(yíng)銷專業(yè)1班,即研究中的對(duì)照組采用傳統(tǒng)的多媒體課堂詞匯教學(xué)。對(duì)實(shí)驗(yàn)班開(kāi)展了一個(gè)學(xué)段(18個(gè)教學(xué)周)的網(wǎng)絡(luò)、報(bào)刊、多媒體課件等三維詞匯教學(xué)模式的教學(xué)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)束時(shí)對(duì)兩組學(xué)生集中時(shí)間統(tǒng)一發(fā)放問(wèn)卷進(jìn)行調(diào)查并開(kāi)展訪談,回收問(wèn)卷并記錄訪談結(jié)果。本次隨機(jī)發(fā)放問(wèn)卷182份,回收182份,1份問(wèn)卷漏答無(wú)效,一份問(wèn)卷多選無(wú)效,即回收有效問(wèn)卷180份。
4.數(shù)據(jù)采集:本研究中主要采用了問(wèn)卷調(diào)查和訪談方式采集研究數(shù)據(jù)。問(wèn)卷調(diào)查的工具是一份關(guān)于網(wǎng)絡(luò)、報(bào)刊及多媒體課堂等多維學(xué)習(xí)環(huán)境中大學(xué)英語(yǔ)詞匯學(xué)習(xí)策略的調(diào)查問(wèn)卷,共包括五個(gè)部分,分別是詞匯學(xué)習(xí)的元認(rèn)知策略、認(rèn)知策略、記憶策略和情感與社會(huì)策略。首先,在進(jìn)行大范圍調(diào)查前,課題組對(duì)問(wèn)卷進(jìn)行了試用,在佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院12級(jí)學(xué)生中隨機(jī)抽取了40位學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,采用了同質(zhì)信度來(lái)檢驗(yàn)問(wèn)卷的信度,SPSS15.0輸出的同質(zhì)信度a具體表現(xiàn)為:元認(rèn)知策略0.876、認(rèn)知策略0.891、記憶策略0.912、情感與社會(huì)策略0.867,由此可以看出,詞匯學(xué)習(xí)策略問(wèn)卷各維度量表的內(nèi)部一致性a系數(shù)均在0.80以上,這表明量表具有良好的信度。選擇正交因素專注法中的最大變異法,抽取4個(gè)因素,經(jīng)分析條目分布比較合理,且累計(jì)解釋變異量達(dá)到69.511%,表明量表的效度較好。第二,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)前和實(shí)驗(yàn)教學(xué)后的問(wèn)卷調(diào)查所采集的數(shù)據(jù)采用SPSS15.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。訪談數(shù)據(jù)來(lái)源于小組座談和個(gè)案訪談筆記及錄音。在研究中實(shí)驗(yàn)教學(xué)前和實(shí)驗(yàn)教學(xué)后分別對(duì)12級(jí)涉外旅游和市場(chǎng)營(yíng)銷2個(gè)專業(yè)4個(gè)教學(xué)班中的21位學(xué)生進(jìn)行訪談,其中實(shí)驗(yàn)班11位,對(duì)照班10位,每次訪談都做了訪談筆記和錄音,并隨后對(duì)筆記和錄音材料整理、總結(jié)歸納和分析。
5.數(shù)據(jù)分析:本研究中對(duì)采集的有效調(diào)查問(wèn)卷數(shù)據(jù)采用了SPSS15.0進(jìn)行均值分析、雙尾T檢驗(yàn)、相關(guān)性分析以及方差分析等統(tǒng)計(jì)分析。
二、研究結(jié)果
1.實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組詞匯學(xué)習(xí)策略的總體情況對(duì)比分析。本研究中的調(diào)查問(wèn)卷采用的是5級(jí)量表,均值大于等于3的是經(jīng)常采用的策略,均值小于3的是較少采用的策略。從表3.1中可以看出,實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組5大類詞匯學(xué)習(xí)策略的采用均值大于3的都只有1項(xiàng),而且都是認(rèn)知策略,其原因還需要在其他研究中進(jìn)行分析探索;兩組均值小于3的都有4項(xiàng);對(duì)照組最大均值是3.2198,最小均值是1.8560;實(shí)驗(yàn)組最大均值是3.0659,最小均值是1.8683;兩組的統(tǒng)計(jì)結(jié)果中都沒(méi)有均值超過(guò)4的策略項(xiàng)目。從分析表中可以看出,兩組都是認(rèn)知策略的均值在5大類中最高,而交際策略是均值最低的。元認(rèn)知策略、記憶策略和情感策略的均值都在2~3之間。
2.實(shí)驗(yàn)后對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組在詞匯學(xué)習(xí)策略的對(duì)比分析。經(jīng)過(guò)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究之后,為了發(fā)現(xiàn)兩組學(xué)生大學(xué)英語(yǔ)詞匯學(xué)習(xí)策略采用情況上是否出現(xiàn)差異,項(xiàng)目組分別從元認(rèn)知策略、認(rèn)知策略、記憶策略、情感和社會(huì)策略等層面對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組開(kāi)展了問(wèn)卷調(diào)查,并分別從5個(gè)層面分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在大學(xué)英語(yǔ)詞匯學(xué)習(xí)中詞匯學(xué)習(xí)策略的采用情況。研究中采用了獨(dú)立T檢驗(yàn)來(lái)比較兩組學(xué)生群體的策略均值和顯著性水平。(1)對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組詞匯學(xué)習(xí)元認(rèn)知策略的對(duì)比分析Table3.2.1顯示實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在詞匯學(xué)習(xí)中采用元認(rèn)知策略存在差異,從兩組學(xué)生詞匯學(xué)習(xí)元認(rèn)知策略均值看,實(shí)驗(yàn)組總體高于對(duì)照組;分別從元認(rèn)知策略的各個(gè)因素來(lái)看,兩個(gè)組在采用策略5、6、7方面存在顯著性差異,實(shí)驗(yàn)組對(duì)策略5和7的采用率明顯高于對(duì)照組,而對(duì)照組對(duì)策略6的采用率高于實(shí)驗(yàn)組。(2)對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組詞匯學(xué)習(xí)認(rèn)知策略的對(duì)比分析從Table3.2.2可以看出在詞匯學(xué)習(xí)認(rèn)知策略層面,實(shí)驗(yàn)組采用各項(xiàng)策略的頻率都高于對(duì)照組。對(duì)照組采用頻率最高的是策略(S11),均值為3.2527,最低的是S16,均值為1.8571。均值大于3的策略有9項(xiàng),無(wú)均值大于4的策略。實(shí)驗(yàn)組采用頻率最高的是S14,均值為4.893,最小的是S16,均值為2.8519,均值大于4的策略選項(xiàng)有2項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組策略采用情況存在十分顯著差異的有7項(xiàng)(S10、S13、S14、S15、S16、S17.3)。存在較顯著差異的有1項(xiàng)(S13),存在顯著差異的有2項(xiàng)(S17.4、S17.5)。(3)對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組詞匯學(xué)習(xí)記憶策略的對(duì)比分析Table3.2.3顯示,實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在詞匯學(xué)習(xí)記憶策略上共有5項(xiàng)存在十分顯著的差異,顯著性差異p≤0.001,共有2項(xiàng)存在比較顯著的差異,顯著性差異p≤0.001,共有6項(xiàng)存在顯著差異,顯著性差異性p≤0.05。從均值看,對(duì)照組記憶策略采用均值大于等于3的共有11項(xiàng),實(shí)驗(yàn)組策略采用均值大于等于3的共有17項(xiàng)。(4)對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組詞匯學(xué)習(xí)情感策略的對(duì)比分析Table3.2.4顯示實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在詞匯學(xué)習(xí)中的情感策略采用中,在S49的采用方面存在顯著的差異。對(duì)照組的第S49想策略的均值為3.8571,實(shí)驗(yàn)組的為2.2346,顯著系數(shù)為0.000。(5)對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組詞匯學(xué)習(xí)交際策略的對(duì)比分析Table3.2.5顯示實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組在詞匯學(xué)習(xí)中,采用交際策略上不存在顯著性差異。第S50項(xiàng)策略兩組的顯著系數(shù)是0.538;第S51項(xiàng)策略兩組的顯著性系數(shù)是0.560。而顯著系數(shù)p≤0.05時(shí)兩組才具有顯著性差異。(6)對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組詞匯學(xué)習(xí)策略方差分析Table3.3是采用方差分析法分別從元認(rèn)知、認(rèn)知、記憶、情感和社交等5個(gè)層面分析檢驗(yàn)高職院學(xué)生實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組詞匯學(xué)習(xí)策略的特征與差異。從表中數(shù)據(jù)可以看出實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在詞匯學(xué)習(xí)策略中存在十分顯著差異的是認(rèn)知策略和記憶策略,存在比較顯著差異的是情感策略,而在元認(rèn)知和社交策略方面從總體上分析發(fā)現(xiàn),無(wú)顯著性差異。
3.詞匯學(xué)習(xí)策略與通過(guò)PRETCO—B考試時(shí)間之間的相關(guān)性分析。Table3.4中顯示5大類詞匯學(xué)習(xí)策略中有4類策略采用的頻率與通過(guò)PRETCO—B的時(shí)間成負(fù)相關(guān),分別是元認(rèn)知策略、認(rèn)知策略、記憶策略和交際策略。其中情感策略與PRETCO—B通過(guò)的時(shí)間成正相關(guān)。
4.訪談數(shù)據(jù)結(jié)果。(1)訪談問(wèn)題一:你每周課外用在英語(yǔ)學(xué)習(xí)上的時(shí)間大概有多少小時(shí)?對(duì)該問(wèn)題的訪談回答歸納發(fā)現(xiàn):在大學(xué)一年級(jí)期間每周課外用在英語(yǔ)學(xué)習(xí)上的時(shí)間大于等于5個(gè)小時(shí)的人數(shù)大約9%,4~5小時(shí)的人數(shù)大約12%,3~4小時(shí)的人數(shù)約17%,2~3小時(shí)的人數(shù)約20%,1~2小時(shí)的人數(shù)約22%,0~1小時(shí)的人數(shù)約26%,還有4%的學(xué)生課外很少或不學(xué)英語(yǔ)。訪談中超過(guò)60%的學(xué)生表示,上了大學(xué)二年級(jí),沒(méi)有參加CET—4或其他更高級(jí)別的英語(yǔ)等級(jí)考試目標(biāo)了,如果沒(méi)有英語(yǔ)課,可能課外用在英語(yǔ)學(xué)習(xí)上的時(shí)間會(huì)更少,甚至不會(huì)自己在課外學(xué)習(xí)英語(yǔ)了。(2)訪談問(wèn)題二:你在課外閱讀中會(huì)選擇網(wǎng)絡(luò)英文讀物、英文報(bào)刊或雜志嗎?近85%的同學(xué)回答如果老師要求或指定某些網(wǎng)絡(luò)、報(bào)刊或雜志閱讀內(nèi)容,在課外自己就會(huì)盡量按照老師的要求完成,如果沒(méi)有要求,自己往往及不起來(lái)讀英文報(bào)刊、雜志或網(wǎng)絡(luò)讀物等;近10%的學(xué)生回答在課外能主動(dòng)閱讀英文報(bào)刊或雜志;還有5%左右的學(xué)生上網(wǎng)時(shí)會(huì)看英文電影,聽(tīng)英文歌曲,偶爾也會(huì)上英文學(xué)習(xí)網(wǎng)站學(xué)習(xí)。(3)訪談問(wèn)題三:你認(rèn)為英文網(wǎng)站和報(bào)刊雜志在英語(yǔ)學(xué)習(xí)中能發(fā)揮什么作用?訪談中95%的學(xué)生對(duì)這一問(wèn)題的回答都是肯定的,都認(rèn)為如果能堅(jiān)持在英文學(xué)習(xí)網(wǎng)站上學(xué)英語(yǔ)或能堅(jiān)持在課外閱讀英文報(bào)刊、雜志等讀物一定能提高英語(yǔ)水平,但80%同學(xué)表示嘗試過(guò),但沒(méi)有堅(jiān)持,主要原因之一是感覺(jué)難度大,原因之二是覺(jué)得自己不知道如何選擇合適的內(nèi)容,得不到預(yù)期的效果。還有5%的學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)、報(bào)刊及雜志等課外讀物在英語(yǔ)學(xué)習(xí)中的作用表示不置可否,因?yàn)橛X(jué)得那些都太難,自己的水平差的太遠(yuǎn),從沒(méi)嘗試過(guò)在課外閱讀英文報(bào)刊、雜志或網(wǎng)絡(luò)英文讀物等。(4)訪談問(wèn)題四:你希望網(wǎng)絡(luò)、報(bào)刊或雜志等課外英語(yǔ)閱讀學(xué)習(xí)如何進(jìn)行比較好?48%以上的學(xué)生的回答都是希望在老師的引領(lǐng)下開(kāi)展英文報(bào)刊、雜志或網(wǎng)絡(luò)閱讀,老師可以以課外作業(yè)的形式要求或安排學(xué)生適量適當(dāng)內(nèi)容的英文報(bào)刊、雜志或網(wǎng)絡(luò)閱讀。希望老師能幫助甄選合適的篇章或內(nèi)容。有31%的學(xué)生表示如果考試不考,就沒(méi)有必要。有21%的學(xué)生表示希望網(wǎng)絡(luò)、報(bào)刊或雜志等課外學(xué)習(xí)能和課堂教學(xué)掛鉤,得到一定的指導(dǎo)等。
三、討論及建議
1.對(duì)調(diào)查研究結(jié)果的歸納分析及其對(duì)高職院英語(yǔ)課程教學(xué)的啟示意義。調(diào)查研究結(jié)果表明在現(xiàn)今這樣一個(gè)能利用網(wǎng)絡(luò)、報(bào)刊、計(jì)算機(jī)、電視和無(wú)線電等多媒體多維學(xué)習(xí)條件的立體化教學(xué)環(huán)境中,大學(xué)英語(yǔ)詞匯學(xué)習(xí)過(guò)程中詞匯學(xué)習(xí)策略的采用情況及其與學(xué)習(xí)成績(jī)之間的關(guān)系方面呈現(xiàn)出一些明顯特征,概括歸納起來(lái)主要有六點(diǎn)。第一,實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組學(xué)生大學(xué)英語(yǔ)詞匯學(xué)習(xí)中采用元認(rèn)知策略提高學(xué)習(xí)效率的頻率普遍偏低,在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組詞匯學(xué)習(xí)策略采用情況比較分析中可以看出,問(wèn)卷調(diào)查中詞匯策略所涉及到的51個(gè)項(xiàng)目中,采用均值最高的策略是3.5309,可見(jiàn)無(wú)論是實(shí)驗(yàn)組還是對(duì)照組,采用詞匯學(xué)習(xí)策略的總體水平不高,不能通過(guò)有效利用詞匯學(xué)習(xí)策略提高詞匯學(xué)習(xí)的效果。第二,經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)段的三維教學(xué)模式實(shí)驗(yàn)后,實(shí)驗(yàn)組在詞匯學(xué)習(xí)中采用詞匯學(xué)習(xí)策略的頻率比對(duì)照組高,詞匯學(xué)習(xí)策略的采用范圍也相對(duì)寬泛,可見(jiàn)詞匯學(xué)習(xí)策略是可以融入到大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)中,通過(guò)培訓(xùn)和教授來(lái)提高對(duì)詞匯學(xué)習(xí)策略的運(yùn)用能力的。第三,通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)組比對(duì)照組更會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)、報(bào)刊、計(jì)算機(jī)以及電視等多媒體條件來(lái)學(xué)習(xí)英語(yǔ)詞匯,積累詞匯知識(shí)和擴(kuò)大詞匯量。在詞匯學(xué)習(xí)策略的51個(gè)問(wèn)題項(xiàng)中,實(shí)驗(yàn)組利用網(wǎng)絡(luò)等多媒體條件有意識(shí)的擴(kuò)大詞匯和利用網(wǎng)絡(luò)等多媒體條件學(xué)習(xí)詞匯的分析結(jié)果明顯高出對(duì)照組,兩組學(xué)生的采用情況存在顯著差異。第四,詞匯學(xué)習(xí)策略采用情況與學(xué)習(xí)成績(jī)有明顯因果關(guān)系,特別是有意識(shí)的利用網(wǎng)絡(luò)、電視、電腦和報(bào)刊等多維學(xué)習(xí)條件學(xué)習(xí)詞匯,積累詞匯知識(shí),擴(kuò)大詞匯量對(duì)學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)成績(jī)的提高作用比較明顯。第五,確立明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)并制定相應(yīng)的學(xué)習(xí)計(jì)劃與學(xué)習(xí)成績(jī)好壞有顯著相關(guān)性。第六,詞匯學(xué)習(xí)中的情感策略采用率與PRETCO—B通過(guò)的時(shí)間成正相關(guān),說(shuō)明在詞匯學(xué)習(xí)中焦慮緊張情緒會(huì)降低學(xué)習(xí)效果。
(一) 重視課前的預(yù)習(xí)、為課堂教學(xué)鋪路。
陶行知先生曾指出:“教師的責(zé)任不在教,而在教學(xué)生學(xué)”。課前的預(yù)習(xí)過(guò)程就是學(xué)生自己學(xué)的過(guò)程。但課前預(yù)習(xí)一般都是要求學(xué)生自己在家里完成的,學(xué)生是否有預(yù)習(xí),效果如何?老師很難監(jiān)控。如果老師每節(jié)課都花時(shí)間去檢查,那必然會(huì)花掉很多的時(shí)間,那顯然是不科學(xué)的。學(xué)生能否主動(dòng)預(yù)習(xí),關(guān)鍵是有沒(méi)有掌握正確預(yù)習(xí)的方法,有沒(méi)有嘗過(guò)預(yù)習(xí)所帶來(lái)的甜頭。
在詞匯教學(xué)中,我很重視學(xué)生的課前預(yù)習(xí)。在教新內(nèi)容的前一天,先讓學(xué)生預(yù)習(xí)單詞,并要求學(xué)生要按一定的方法和順序去進(jìn)行。1、猜單詞的發(fā)音---怎么讀;2、看單詞的構(gòu)成---怎么寫;3、找詞的出處(詞在書中出現(xiàn)的位置及其相應(yīng)的句子)---詞義及用法;4、想同類同形的詞---找回憶;5、查英漢字典---使用工具書。通過(guò)這樣有步驟的課前預(yù)習(xí)后,學(xué)習(xí)對(duì)于他們來(lái)說(shuō)不再是負(fù)擔(dān)。如在教開(kāi)心學(xué)英語(yǔ)Book 4 Unit 10. What do you want to do ?一課時(shí),詞匯部分是八個(gè)詞組:go to the park, see a movie, play outside, go home, take a walk, take a nap, do a puzzle, surf the Internet. 一眼看下去好像很長(zhǎng)很多,其實(shí)真正的新單詞只有:see, movie, outside, take, nap, surf, Internet。學(xué)生如果在課前預(yù)習(xí)過(guò)了,哪些是新單詞、舊單詞,便能心中有數(shù),上課時(shí)要學(xué)習(xí)的范圍就縮小很多,課堂就不像是在進(jìn)行新知的學(xué)習(xí),更像在復(fù)習(xí)舊的知識(shí)。心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為:“只有將新的知識(shí)與頭腦中已有的知識(shí)建立聯(lián)系,將新知識(shí)納入到已有的舊知識(shí)結(jié)構(gòu)中去,才能不易被遺忘。”
(二) 活化教學(xué)過(guò)程、為詞匯教學(xué)添磚加瓦。
新課標(biāo)指出:有效的英語(yǔ)學(xué)習(xí)不能單純地依賴模仿與記憶,體驗(yàn)、實(shí)踐、參與、合作與交流是學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)的重要方式,因此,詞匯教學(xué)應(yīng)當(dāng)緊扣新課標(biāo)的這些要求。
1、創(chuàng)設(shè)情境,增強(qiáng)詞匯教學(xué)的直觀性
有位教授曾說(shuō)過(guò)這樣的一句話:情境好比美味可口的湯,知識(shí)好比鹽,知識(shí)必須要融入情境中,學(xué)生才能容易理解、消化、吸收知識(shí)!的確,把單詞通過(guò)相對(duì)真實(shí)的情境呈現(xiàn)出來(lái),是提高詞匯教學(xué)效率的關(guān)鍵。比如在教open一詞時(shí),我邊打開(kāi)書邊說(shuō):Open the book; 邊打開(kāi)門邊說(shuō):Open the door;邊打開(kāi)盒子邊說(shuō):Open the box.,然后當(dāng)我再拿一個(gè)筆盒打開(kāi)時(shí),學(xué)生很快就能說(shuō)出Open the pencil case??梢?jiàn),通過(guò)這樣的語(yǔ)境,不能老師多說(shuō),學(xué)生就已經(jīng)領(lǐng)會(huì)了open的意思。所以,在詞匯教學(xué)中,教師應(yīng)設(shè)計(jì)一些個(gè)性化的情境,讓每個(gè)學(xué)生多使用單詞,在生活化的氣氛中自然地表達(dá),靈活地運(yùn)用各種單詞,從而使學(xué)生在個(gè)性化的語(yǔ)言環(huán)境中不知不覺(jué)學(xué)會(huì)了單詞,并能留下深刻的印象。
2、活用游戲,增強(qiáng)詞匯教學(xué)的趣味性
小學(xué)生具有活潑好動(dòng)、喜歡游戲的特點(diǎn),所以在詞匯教學(xué)中適當(dāng)?shù)丶尤胗螒?不僅符合小學(xué)生的心理特征和性格特點(diǎn),而且有利于激發(fā)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生自覺(jué)、積極地投入到學(xué)習(xí)中去。在進(jìn)行詞匯教學(xué)時(shí),我們可以根據(jù)不同類型的單詞引進(jìn)各種不同的游戲,如:Guessing game, mouth game, TPR, Passing game, Touching game等等。如在教動(dòng)詞時(shí),我們可以盡量用TPR的方式做動(dòng)作讓學(xué)生猜;在教動(dòng)物時(shí),我們可以通過(guò)錄下動(dòng)物的聲音讓學(xué)生來(lái)先猜,然后再把它串成歌謠,如:喵喵cat, cat,c-a-t; 汪汪dog, dog, d-o-g ;嘎嘎 duck, duck d-u-c-k; 咩咩 sheep, sheep s-h-e-e-p。。。。。。學(xué)生邊拍手邊chant。這樣,學(xué)生就會(huì)很有興致,再難讀的詞也會(huì)變得簡(jiǎn)單起來(lái),再枯燥的單詞也很快就會(huì)被記住了。
3、巧用歌謠,增強(qiáng)詞匯教學(xué)的靈活性。
詞匯的教學(xué)離不開(kāi)跟讀,它能給學(xué)生以非常清晰、明朗的印象,幫助學(xué)生準(zhǔn)確把握單詞的正確讀音,但這種方法用起來(lái)比較枯燥,讀多了學(xué)生會(huì)厭煩,讀少了又怕他們記不住。此時(shí),朗朗上口的歌謠就可以很好地幫我們避免這種尷尬,在教學(xué)中,我們可以選擇現(xiàn)成的歌謠,或創(chuàng)作一些簡(jiǎn)單的歌謠,通過(guò)有節(jié)奏的說(shuō)唱來(lái)重復(fù)、鞏固所學(xué)的內(nèi)容。如在教開(kāi)心學(xué)英語(yǔ)Book 3. Unit 6.What do you want.一課時(shí),我把Vocabulary部分的八個(gè)新詞串成了一首節(jié)奏簡(jiǎn)單的歌謠:如:
Doll, doll, I want a doll.
Drum, drum, I want a drum.
Guitar, guitar, I want a guitar.
Puzzle, puzzle, I want a puzzle.
Toy car, toy car, I want a toy car.
Skateboard, skateboard, I want a skateboard.
Computer game, computer game, I want a computer game.
【論文摘 要】本文從五個(gè)方面指出了當(dāng)前大學(xué)英語(yǔ)詞匯教學(xué)中存在的問(wèn)題,分析了這些問(wèn)題形成的原因,并提出了相應(yīng)的對(duì)策和建議。大學(xué)英語(yǔ)詞匯教與學(xué)的探索嘗試大有可為,教師應(yīng)不斷學(xué)習(xí),適應(yīng)新時(shí)期的詞匯教學(xué)要求,切實(shí)提高外語(yǔ)教學(xué)水平,解決大學(xué)英語(yǔ)詞匯教學(xué)的諸多問(wèn)題。
詞匯是語(yǔ)言重要的組成部分之一。一種語(yǔ)言依靠它的詞匯,按照一定的語(yǔ)法規(guī)則組成有意義的語(yǔ)篇。詞匯的重要性,正如wilkins(1972)指出的那樣:“要是沒(méi)有語(yǔ)法,很多東西無(wú)法表達(dá)。要是沒(méi)有詞匯,什么東西也無(wú)法表達(dá)”。對(duì)于外語(yǔ)學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō),掌握所學(xué)語(yǔ)言的詞匯,是提高外語(yǔ)水平的一個(gè)重要方面。英語(yǔ)的全部詞匯有一百多萬(wàn)個(gè)左右,但對(duì)于大學(xué)生來(lái)講,我們并不需要掌握那么多詞匯的數(shù)量。只要能滿足日常交流溝通,快速閱讀和理解就足夠了。盡管如此,仍有眾多學(xué)生普遍抱怨英語(yǔ)單詞難讀、難記、難寫、難用。如何解決大學(xué)生詞匯學(xué)習(xí)難、易遺忘的問(wèn)題,如何和遺忘打贏這場(chǎng)仗,是英語(yǔ)學(xué)習(xí)的首要任務(wù),所以從教學(xué)中尋找問(wèn)題的根源就顯得尤為重要了。
一 詞匯教學(xué)中所存在的問(wèn)題
1.每單元詞匯教學(xué)主次不分明,教學(xué)順序無(wú)先后,造成學(xué)生詞匯記憶負(fù)擔(dān)過(guò)重,詞匯教學(xué)效率低下
以《新視野大學(xué)英語(yǔ)讀寫教程2》為例,在第一單元的section a中,課文生詞總量為36個(gè),一般要求詞匯是34個(gè),其中積極詞匯占15個(gè),這些詞匯將在6個(gè)課時(shí)的學(xué)習(xí)中被有效地重復(fù)學(xué)習(xí)和實(shí)踐,比如在詞匯、課文、課后習(xí)題中。而在第二單元的section b中,一般要求詞匯也是36個(gè),其中包括20個(gè)積極詞匯,要在2個(gè)課時(shí)中完成所有的教學(xué)任務(wù),這樣即便是積極詞匯,由于時(shí)間的原因,也只能粗略地講解,從而使得學(xué)生無(wú)法明晰地分辨積極詞匯中哪個(gè)詞更積極,一般詞匯中哪個(gè)詞匯比較積極,形成模糊概念,造成記憶負(fù)擔(dān)。
所以,單元詞匯教學(xué)要分輕重緩急,保證重點(diǎn)突出、難點(diǎn)分散,教師要敢于對(duì)詞匯進(jìn)行選擇、刪減和補(bǔ)充。
2.教師在詞匯教學(xué)中對(duì)于詞匯教學(xué)的深度和廣度把握度存在問(wèn)題,或求深而不求廣,或求廣而不求深
如果教師把每個(gè)重點(diǎn)詞的用法都全盤灌輸?shù)脑挘浣Y(jié)果可能適得其反。學(xué)生的詞匯量不但難以真正有效地?cái)U(kuò)展,反而會(huì)對(duì)詞匯學(xué)習(xí)喪失欲望和興趣,失去拓展自身詞匯量的自主性。而且有一定量的詞匯基礎(chǔ)是全面提高學(xué)生語(yǔ)言運(yùn)用能力的先決條件。同時(shí)能讓學(xué)生在不斷接觸詞匯的過(guò)程中,將一部分認(rèn)讀詞匯自然轉(zhuǎn)化為應(yīng)用詞匯,這也正是“習(xí)得”的作用。
3.詞匯教學(xué)方法單一,缺乏語(yǔ)境,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)得快,忘得也快
詞匯教學(xué)應(yīng)當(dāng)是有情景和背景依托的,有意義的交際性活動(dòng)。單一的教學(xué)模式不僅方法單一,而且缺乏語(yǔ)境,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)得快,忘得也快,這既不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)詞匯的興趣,也不利于發(fā)展學(xué)生的語(yǔ)言運(yùn)用能力。教師應(yīng)采用各種方式激發(fā)學(xué)生的詞匯學(xué)習(xí)興趣,鼓勵(lì)他們主動(dòng)思考,積極參與詞匯學(xué)習(xí)。
4.詞匯教學(xué)重記憶、輕運(yùn)用
目前的詞匯教學(xué)多以老師講解為主,練習(xí)形式比較單一,過(guò)分重視學(xué)生對(duì)單詞的記憶,而忽視其對(duì)單詞的運(yùn)用。傳統(tǒng)的詞匯教學(xué)往往強(qiáng)調(diào)音、形、義三位一體。然而,現(xiàn)代英語(yǔ)詞匯教學(xué)則強(qiáng)調(diào)四位一體,即音、形、義、用。這里的“用”不是指詞匯的用法,而是指對(duì)詞匯的運(yùn)用。
5.詞匯教學(xué)缺乏對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)策略的指導(dǎo)與教授,不利于學(xué)生的獨(dú)立詞匯學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),也不利于學(xué)生學(xué)習(xí)語(yǔ)言效率的提高
英語(yǔ)教學(xué)不僅強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言運(yùn)用能力,同時(shí)也強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。死記硬背的傳統(tǒng)方法,忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和記憶特點(diǎn),很少涉及詞匯學(xué)習(xí)的基本策略,教學(xué)效果往往事倍功半。很多語(yǔ)言學(xué)習(xí)策略研究者通過(guò)實(shí)驗(yàn),證明了學(xué)習(xí)策略訓(xùn)練的必要性和重要性。學(xué)習(xí)策略訓(xùn)練不僅能提高外語(yǔ)學(xué)習(xí)者的聽(tīng)力成績(jī),還可以增強(qiáng)他們的策略使用意識(shí)和學(xué)習(xí)信心,培養(yǎng)他們獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)態(tài)度和獨(dú)立的學(xué)習(xí)能力。在對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)有影響的可控制的因素中,詞匯學(xué)習(xí)策略的影響最大,這與語(yǔ)言學(xué)習(xí)的環(huán)境有關(guān)。主張?jiān)~匯自然習(xí)得的前提是學(xué)習(xí)者要有大量的語(yǔ)言輸入,而中國(guó)學(xué)生的外語(yǔ)輸入極其有限。詞匯學(xué)習(xí)策略訓(xùn)練對(duì)學(xué)習(xí)者策略的使用有明顯的幫助,對(duì)英語(yǔ)成績(jī)的提高也有顯著的影響,對(duì)低水平學(xué)生的幫助大于高水平學(xué)生的幫助。
二 明確教學(xué)中的問(wèn)題,積極尋找改進(jìn)詞匯教學(xué)的良方
1.詞匯學(xué)習(xí)中動(dòng)機(jī)的激發(fā)
詞匯學(xué)習(xí)是一種復(fù)雜而繁瑣的學(xué)習(xí)。對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)都有點(diǎn)枯燥乏味。但詞匯學(xué)習(xí)又應(yīng)該是有目的、有計(jì)劃、有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。因?yàn)樵~匯學(xué)習(xí)就像海洋中的一艘大船,每一個(gè)語(yǔ)素,每一個(gè)詞,每一個(gè)詞組和短語(yǔ)就像是那一塊塊鋼板,學(xué)生就是這艘船的主人。這艘船該有多大,怎樣設(shè)計(jì)構(gòu)建,怎樣開(kāi)動(dòng),怎樣航行,全都由他們自己來(lái)指揮、建造。然而并不是每一艘船都能精美浩大,起航,也有獨(dú)木舟,也有擱淺,也有沉沒(méi)。怎樣當(dāng)好這個(gè)工程師,當(dāng)好舵手才是關(guān)鍵。而這種動(dòng)力和毅力又來(lái)源于學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的激發(fā)。學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的激發(fā)必須要立足于學(xué)生,從學(xué)生自己的立場(chǎng)、條件及目標(biāo)出發(fā)。
2.幫助學(xué)生了解英語(yǔ)詞匯的構(gòu)成規(guī)律
許多學(xué)生記憶英語(yǔ)詞匯時(shí)采用零碎的或片段的記憶方法。他們對(duì)接觸的生詞不會(huì)分析和比較,遇到生詞要么死記,要么找個(gè)詞匯表硬背。這種被動(dòng)的記憶方法不能在頭腦中留下清晰、深刻的印象,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后,這些詞匯難免模糊、淡化,甚至消失,這種事倍功半的記憶方式還會(huì)挫傷學(xué)生詞匯學(xué)習(xí)的積極性。其主要原因是學(xué)生不了解英語(yǔ)詞匯的構(gòu)成規(guī)律和采用了不恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)策略。找到它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上的內(nèi)部規(guī)律,就能提高其記憶單詞的效率。
英語(yǔ)詞匯有其自身的規(guī)律和系統(tǒng),單詞的數(shù)量雖然龐大,但構(gòu)成單詞的元素——詞根、前綴和后綴等卻是有限的,比如,常見(jiàn)詞根約有300個(gè),常見(jiàn)的前綴、后綴約有100多個(gè)。如果能熟練掌握這些單詞的基本構(gòu)件,并對(duì)單詞進(jìn)行分析后記憶,則會(huì)增強(qiáng)詞匯的記憶效果。而學(xué)生對(duì)于前綴、后綴及其變體,以及各種構(gòu)詞法方面的知識(shí)完全不知或知之甚少,或他們?nèi)狈?duì)詞匯結(jié)構(gòu)的深層理解,所以不得不死記硬背單詞,而且還經(jīng)常出現(xiàn)一些混淆詞義或拼寫錯(cuò)誤。學(xué)生學(xué)習(xí)詞匯的困難與英語(yǔ)詞匯教學(xué)的缺陷有直接的因果關(guān)系。因此,教師應(yīng)幫助學(xué)生找出單詞識(shí)記中的難點(diǎn),降低詞匯記憶的難度,以幫助學(xué)生提高詞匯學(xué)習(xí)的效率。
3.幫助學(xué)生了解并把握好影響詞匯學(xué)習(xí)的相關(guān)因素
詞匯教學(xué)的效果受多種因素的制約和影響。心理因素也影響著學(xué)生英語(yǔ)單詞的學(xué)習(xí)和記憶。例如,記憶時(shí)是滿懷信心還是精神緊張,是注意力高度集中還是心不在焉;是否有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo);對(duì)詞匯學(xué)習(xí)抱有極大興趣還是勉強(qiáng)應(yīng)付等。
詞匯的出現(xiàn)頻率和評(píng)議環(huán)境也與記憶相關(guān)。nttion (1990)認(rèn)為,學(xué)習(xí)者要經(jīng)過(guò)5~16次甚至更多的重復(fù)學(xué)習(xí)才能記住一個(gè)詞。通過(guò)閱讀不斷增加單詞的復(fù)現(xiàn)率是記憶的必備條件。英語(yǔ)單詞依存的書面語(yǔ)言環(huán)境,一方面可以為學(xué)生記憶提供線索,另一方面可供學(xué)生反復(fù)閱讀和反復(fù)識(shí)記。數(shù)量和質(zhì)量并重有利于詞匯學(xué)習(xí)。學(xué)生掌握的詞匯越多越能提高其英語(yǔ)水平,但數(shù)量要建立在一定的質(zhì)量基礎(chǔ)之上,反之亦然。詞匯教學(xué)的質(zhì)量也要有一定的限度。若質(zhì)量要求太高,每個(gè)單詞都要求學(xué)生靈活運(yùn)用也是不可取的。詞匯學(xué)習(xí)的策略與方法要因人而異,不能強(qiáng)求一致,對(duì)不同程度的學(xué)生和不同性格的學(xué)生要采取不同的方法,才能提高詞匯學(xué)習(xí)的效率。
詞匯教與學(xué)的成敗,取決于教師積極的教學(xué)態(tài)度,活躍的教學(xué)思維,嶄新的教學(xué)理念,更取決于學(xué)生積極主動(dòng)的思考與練習(xí),一切新穎、有效的教學(xué)都需積極大膽的嘗試與借鑒,并不斷進(jìn)行總結(jié)與運(yùn)用,大學(xué)英語(yǔ)詞匯教學(xué)的探索嘗試大有可為,教師應(yīng)不斷學(xué)習(xí),適應(yīng)新時(shí)期的詞匯教學(xué)要求,切實(shí)提高外語(yǔ)教學(xué)水平。
參考文獻(xiàn)
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