地理信息科学应用(6篇)

地理信息科学应用篇1

1研究进展和成就

土地信息科学作为一门新兴的信息科学技术,已走过了近40年的发展历程。目前正以每年25%~40%的速度快速增长。毫无疑问,土地信息科学是国土现代化无可替代的重要技术支撑,它的广泛应用,必将给土地资源的研究和发展带来革命性的变革[3]。

1.1土地利用遥感动态监测研究我国土地利用/土地覆被变化遥感动态监测研究始于20世纪70年代。1974年开始引进美国地球资源卫星图像,开展遥感图像处理和解译工作。1978年全国第二次土壤普查,许多地区利用航片借助计算机技术勾绘出了土地利用现状图和土壤图。20世纪80—90年代,微型计算机的出现促进了遥感技术的发展,我国土地信息科学研究进入新的阶段。1980—1983年我国利用陆地卫星图像资料对全国土地进行遥感调查,编制了1∶250000和1∶2000000土地利用现状图。利用航空遥感图像判读编制了1∶10000、1∶25000、1∶50000的土地利用现状图和土地利用类型图。航空遥感与GPS应用到城镇大比例尺(1∶2000~1∶500)地形图测绘工作中,为城市土地规划建设提供了依据。90年代初,在国家土地管理局的组织下,东部采用航空遥感信息完成1∶10000土地利用调查,西部以航空遥感和卫星遥感信息相结合完成1∶50000、1∶100000和1∶200000土地利用调查。近十几年以来,随着卫星遥感分辨率的不断提高,遥感技术在土地利用动态变化监测中发挥越来越重要的作用。在国家科委和国家科学基金委“九五”到2010的重点发展领域和优先资助领域中,将土地利用动态变化遥感监测作为研究重点之一[4]。目前,遥感技术因其能提供动态、丰富和廉价的数据源已成为获取土地利用/土地覆被变化最为行之有效的手段。卫星遥感在全球和区域尺度土地利用/土地覆被变化研究与应用方面均取得了突破性进展[5]。

1.2土地信息系统建设研究1980年中国科学院遥感所成立了第一个地理信息系统研究室,并于1985年组建了“资源与环境信息系统”国家重点实验室。1990年,武汉大学建立“测绘遥感信息工程”国家实验室。在此基础上我国开展了大量的土地信息相关的开发研制工作,如中国测绘局在全国大地测量和数字地面模型建立的基础上,建成1∶1000000国土基础信息系统和全国土地信息系统[2]。国土资源部已将“加强信息系统建设,实现信息服务社会化”列为国土资源部门的五大任务之一,并已成立了以部长为首的部信息化领导小组,组建了部信息中心。在新一轮国土资源大调查中设立了“数字国土工程”专项,我国国土资源信息化工作已全面展开[6]。与此同时,我国一大批土地信息化相关的重点项目已经或者正在开发、实施。例如,黄杏元等根据城市土地定级因素所具有的空间特征和相关性,采用地理信息系统的技术和方法,运用空间数据库存贮、管理和操作各类与城市土地定级估价有关的信息和数据,完成了南通市土地定级信息系统的设计,建立了土地定级估价数据库[7]。武汉大学资源与环境学院开发了农用地分等定级估价信息系统,不但可以减少农用地分等定级估价工作中大量烦琐的计算工作,而且可以大大提高分等的速度和精度。

1.3人才培养和学术交流成果研究近年来,我国研究者出版了一系列有关论述土地信息科学的专著,如由胡月明等编著的《土地信息系统》(华南理工大学出版社2001年出版)、海等编著的《土地管理信息系统》(中国农业大学出版社2000年出版)等。同时,我国学者也发表了大量的土地信息科学相关的学术论文,如彭俊等就“土地信息学”的建设进行了深入的探讨。严泰来等就土地信息学科前沿的若干问题作了深入的剖析。孙静等就土地利用遥感动态监测技术方法作了详细介绍。近年来,许多高校科研院所开设了与土地信息科学有关的专业、课程和培训班,培养出了一大批从事土地信息科学教学、研究和实践的工作人员。

2前沿领域

无论从发展土地信息科学的角度,还是从国家社会经济进步的需求来看,土地信息科学面临着不少困难和新的挑战,同时也迎来发展的有利契机。本文主要从空间信息数据库角度提出一些土地信息学科的前沿问题。

2.1空间数据表达与系统开发标准化土地信息的标准化程度决定了系统的兼容性、可移植性,同时也保证信息的共享和可持续利用[8]。土地信息系统的标准化包含两方面的含义。首先,要服从软件系统工程的标准,服从系统的设计、开发标准和网络协议标准。其次,土地信息系统要遵从土地行业及地理界的标准,服从空间地理信息(点、线、面)的描述、管理和表示的数据标准。目前我国土地信息系统建设缺乏统一的技术标准,系统低水平设计、软件重复开发现象严重。土地信息化基础设施薄弱,基础数据库建库与更新仍是一个瓶颈问题。应确定基础数据生产和利用的法定地位,加快制定有关国家标准,加强数据质量控制,统一土地空间数据模型[9],具体如土地信息系统中名词术语标准、图形与影像数据采集技术规程、数据交换格式标准、数据精度和质量标准、土地数据的分类与代码等[3]。值得一提的是,宋其友等编著的《土地信息学》较为系统地介绍了土地信息的数据模型、数据获取、应用模型等[10]。

2.2空间数据信息挖掘问题当前全国各地国土资源部门构建了多层次、多类型的国土资源数据库。数据库的数据规模、质量与数据的完备性都达到前所未有的高度,这种情形为数据库的信息挖掘提供了良好条件[11]。随着国土信息化进程的深入,不同时间、不同区域、不同方式来源的土地信息数据越来越多,积累了大量的空间数据资料,如何在系统支持下由“死”数据变为“活”数据,挖掘深层次的信息成为当前土地信息科学的热点问题[12]。事实上,不少人对这个问题也做了深入研究。比如,有人利用一个地区各个图斑的周长面积比的平均值来衡量这个地区的土地开发程度,也有人从城市各个商业网点布局来发现一些经济现象[13]。

2.3时空数据结构问题时间、空间、属性是构成GIS的三个基础成分。黄杏元等指出时间是土地信息系统中不可缺少的一维,它不仅仅作为数据的一个组成部分,而且与空间数据相互关联地存在着[14]。然而,目前的土地信息系统软件除三维表面模型外,基本上是二维模型,难以描述土地时空的三维性。若要实现这一目标,二维的土地信息系统模型需要作根本性的改进[15]。

2.4数据压缩和数据更新淘汰问题土地空间数据涉及跨部门、跨行业的多种数据格式和多种数据类型的大量资源、环境和社会经济图形、属性数据。这些空间数据在以几何级数的形式增长,而计算机数据存储空间却是以算术级数在增加,势必有一天存储空间容纳不下巨量的地学信息数据[13]。研究科学的空间数据压缩方法显得十分必要。

2.5遥感影像数据解译精度与可信度问题遥感影像数据解译精度与可信度是贯穿于土地利用动态变化监测过程的核心问题之一,也是困扰遥感技术在土地利用动态监测中应用的重要限制因素。多数据源的数据融合问题、确定信息与不确定信息问题、人—机交互界面设计等是今后土地信息科学发展所面临的主要问题。

3发展趋势

3.1多学科的集成性研究张荣群[16]指出土地信息科学涉及遥感与测绘技术、计算机信息技术、数学和统计学、地图学,以及与土地相关的地理学、环境生态学、土壤学、气象学、城市科学和管理学等学科。遥感测绘技术以及全球定位技术为土地信息系统提供丰富的数据来源;计算机科学为土地信息系统的发展提供强大的软、硬件环境;环境资源(土地资源相关)科学则是土地信息系统工作的对象。

3.2土地信息的网络化研究土地管理业务具有业务种类多样性、数据量大、手续繁杂等特点,要求各个部门共享信息,协同处理。Internet具有不受时空限制能快速、直观地土地信息,对于合理保护、利用和开发土地资源,整合资源优势,最大限度地挖掘土地生产力,保证土地资源的可持续利用等方面具有积极作用[17]。正如朱明仓[18]指出的在网络信息技术的强大推动下,具有时间特性的土地信息数据也必将通过先进的网络技术实现各种土地信息用户的互连和信息资源共享,不仅实现增强协同处理业务能力,进行业务监督,更能把土地信息传给千家万户,真正使普通老百姓加入到土地管理中来,最终实现土地信息的开放性和实用性[3]。目前土地网络化研究前沿是通过WebGIS实现的。利用web技术可以实现基于地图的浏览、查询、分析应用等功能,从而能够构建智能化、个性化、交互式的土地信息管理和服务平台,实现开放的、互操作的数据共享LIS系统。当前用于WebGIS的浏览器的中间键有多种,对客户端,主要有Ac-tivex,JavaApplet,P1ug-in,Autodesk公司Mapguide等方式;对服务器端,主要有CORBA,CGI和JavaServerlet,武汉大学研制的GeosuIf等方式[17]。

3.3土地信息系统的智能化研究土地信息系统是一个基于土地空间数据的信息系统,它必须具有自动采集和处理空间数据的功能,而且能智能式分析和运用数据,提供科学的决策咨询,以回答用户可能提出的各种复杂问题[3]。在土地信息系统中加入专业领域的知识和有关空间推理知识形成知识库和专家系统(ES)模块,实现对空间土地数据综合分析人脑思维化。我国学者在智能化的土地信息系统开发中也做了大量工作。如,郑顺义等基于对知识工程的土地信息系统的研究,开发了交通建设用地分析系统TransLand,该系统开发了智能决策部分,包括知识库、模型库的管理,以及推理、解释等模块。系统的运行证明,建立基于知识的土地信息系统可以克服传统土地信息系统的一些缺陷和不足,利用其进行土地分析,能够从定量、定性、定位的角度对交通建设用地的有关问题进行全方位的分析和决策[19]。

3.4地面、航空、航天的多层次综合遥感监测近年来,地面、航空、航天的多层次综合遥感在LUCC研究中的应用越来越受到人们的重视。通过地面、航空、航天的多层次综合遥感监测,建立国土资源卫星监测网络,系统地获取土地利用、土地覆被变化不同分辨力的遥感图像数据。

3.5综合“3S“技术应用,发挥整体功能遥感技术作为一种勘查技术手段和一种信息源,其应用是非常有限的,但是,当遥感(RS)与地理信息系统(GIS)和全球卫星定位系统(GPS)集成后,其技术应用的能力和范围将会得到极大的提升和拓展。可见,3S技术(GIS、RS、GPS)充分集成,建立适合LUCC监测领域应用的综合多功能型的遥感信息技术是今后的发展方向。

地理信息科学应用篇2

1．1医学信息学教学与医学实践需求脱节

医学信息学的教学体系应该从医学信息的上、中、下“三游”来加以组织。医学信息学上游主要是指传授医学信息的本质、特征、类型、产生机制与机构、传播等知识。医学信息学中游主要是指传授医学信息的搜集、整理、鉴定、组织与分析，以及医疗信息化背景下的医学信息的描述与信息库、卫生信息系统、医学信息的储存、检索和深加工等知识。医学信息学下游主要是指传授医学信息资源开发、利用与服务及其文化传承等知识。笔者认为医学信息学是一门应用型较强的课程，对于医学专业的学生需要根据未来所从事的职业性质研修相应的“三游”知识。如临床专业的学生需要研修病案管理学、病案信息资源管理学、医院信息系统、电子病历等课程。但是就笔者所在的南京医科大学进行调研发现，在医学学生的教学计划中，只有卫生信息管理与信息系统专业与医疗保险专业开设了医学信息学的相关课程，而作为未来医学信息的产生者——医生，临床专业的医学生教学计划中没有医学信息学的相关课程。这种医学信息学教学与医学实践需求之间的脱节，直接导致临床专业的医学生在大学期间没有培养良好的医学信息学素养，进而导致这些医学生在未来成为医生之后对医学信息不重视，甚至为医学信息产生、收集、整理而烦恼。

1．2医学信息学学科发展不深入

长春工业大学继续教育学院对开设医学信息学专业(或方向)的高校进行了排名，其顺序是复旦大学、中山大学、中南大学、中国医科大学、首都医科大学、四川大学、北京大学、南方医科大学、山西医科大学、浙江大学、华中科技大学、西安交通大学、石河子大学、吉林大学、重庆医科大学、哈尔滨医科大学、山东大学、杭州师范大学、南京医科大学、泰山医学院、河北医科大学、南昌大学、天津中医药大学、福建医科大学、武汉大学、上海交通大学、青岛大学、天津医科大学、延边大学、浙江中医药大学、新乡医学院、南华大学和大连医科大学等33所高校。笔者在南京医科大学图书馆网站利用“题名=医学信息或卫生信息，文献类型选择‘中文书籍’进行检索，返回结果为51本与医学信息相关，14本与卫生信息相关的文献。在51本与医学信息相关的检索结果中涉及医学信息检索的文献为31本，涉及到医学信息学基础教程的结果为8本。其余主要包括医学信息研究、医学信息资源组织与管理、医学信息系统、医学信息学决策与支持系统和医学信息分析等。综观这些检索结果基本上是针对不同对象的大学课程教科书。在14本与卫生信息相关的检索结果中涉及卫生信息管理的结果为8本，涉及卫生信息系统的结果为2本，涉及卫生信息化的有2本，涉及卫生信息技术与卫生信息资源的各1本。从检索结果可以得出在医学信息学学科发展过程中存在创作重复现象。如在检索结果中涉及到的知识点雷同多，书本编排应急就章，重复建设，后出版之书不仅没有超过前者，有的反而出现倒退现象。除刘冰、黄玉玲主编的《医学信息研究》之外，主要用于医学信息学专业教学教材。在这些教材中除了丁宝芬教授的《医学信息学》、罗爱静教授的《卫生信息管理概论》和《卫生信息管理学》作为普通高等教育部级教材规划教材之外，其余教材鲜有得到国际或国内同行普遍认同。有些著作虽然注重吸收图书情报与档案管理学的学科知识，但是没有能够与医学信息学有效融合，移植现象比较明显。当然笔者在此无意于简单否定医学信息学界与出版界同行的工作，但我国33所医学信息学相关专业的高等院校应该反思，应考虑利用范式理论指引学科发展，加强知识横向与纵向的传承与发展，引进图书情报与档案管理学、经济学和管理学等理论，弥补国内医学信息学学科的空白和不足，提升学科地位。

2医学信息学范式研究是解困之举

随着全球化进程的加剧，医学信息学也将与其他学科更加相融，医学信息学的发展必将走向开放与合作，医学信息学学科发展问题将会成为一个国际性课题。因此我国医学信息学共同体利用范式理论作为研究手段，从国外学科研究成果和研究方法中汲取有益成分，使之为解决国内医学信息学的学科发展之瓶颈成为应然解困之举。

2．1范式研究有助于医学信息学学科的深化与拓展

医学信息学要想从宏观上和根本上提升学科地位，需要在元科学领域的研究上投入更多精力。元科学理论，即关于科学的科学，医学信息学元科学即是指关于医学信息学的科学。当医学信息学发展到一定阶段的时候，医学信息学共同体会对学科的本质、规律及其相关元问题进行分析与探究，便产生了“学中之学”、“科学之科学”的研究取向，笔者认为可以将这类的医学信息学分支学科称之为“医学信息学元科学”。医学信息学共同体会遵循学科发展史的轨迹，即经验研究、方法论研究和理论研究，具体发展走向为病案管理、医学信息检索、卫生信息管理学、卫生信息化、卫生法律法规、医学信息保护技术学、医院信息系统、卫生信息系统、电子病历、区域医疗合作和医学信息学史等。在此基础之上，医学信息学科分支中会产生医学信息学概论(卫生信息管理概论)——以“揭示医学信息学现象本质和规律为研究目的”的学科。医学信息学范式研究就是关于医学信息学学科自身的深化与拓展，医学信息学共同体立足于宏观抽象层面，从根本上认识医学信息学的元问题和本质规律。现阶段我国的医学信息学研究已具备一定的规模和水平，其研究领域已经从医学知识表达、卫生信息系统、生物信息学、医学信息学教育与培训l等传统领域向面向语义互操作的知识体系构建、跨系统和跨应用的互操作标准制定、网格与云环境下的应用、转化医学、人体模型建设、临床决策和认知学领域深入发展。尽管医学信息学的发展已经进入了一个全新的发展领域，具有较快的发展速度，但是对元问题层面的挖掘探讨仍对学科的发展是至关重要的。以医学信息学元科学代表“医学信息学概论”或“卫生信息管理概论”为例，现有的文献仅有一本，即卫生部“十一五”规划教材——《卫生信息管理概论》。笔者认为作为医学信息学元科学的《卫生信息管理概论》应当注重对医学信息学生存环境、发展史和共同体的研究，应从医学信息学本身的问题出发建立起本学科研究问题的独特视角，而不宜将大量的篇幅放在对“对象性事物”的描述和阐述上。基于元科学的重要性，医学信息学理应将更多的空间设定在元科学领域的研究上，才能从根本上提升该学科地位。医学信息学范式研究理应针对医学信息学自身的探讨和分析，立足于宏观抽象层面认识医学信息学基本问题和本质规律的研究。鉴于此，笔者认为医学信息学范式研究与医学信息学发展的要求是一致的，它是医学信息元科学研究的最佳切入点，它是以医学信息学发展史为研究主线，不仅涉及到医学信息学未来的发展方向，还需要研究医学信息学学科共同体主体作用、医学信息范式变迁与学科外在环境因素之间的关系等。

2．2范式研究是医学信息学汲取外学科精华的典型尝试

较之于医学信息学内部各分支学科之间的互相融合，医学信息学对其他学科理论和技术应用的吸收、引进、消化、渗透、移植等将不断推进医学信息学的发展。即使医学信息学在解谜过程中出现不可通约性，分歧未能达成一致意见，医学信息学也会在反复的推敲和质疑中逐渐成熟。因为在外学科理论引入医学信息学的磨合期中所产生的碰撞、摩擦和火花，可能为医学信息学的发展提供争论的焦点和学术的创新点。医学信息学范式研究正是基于这一思考与目的。美国社会学家米尔斯在《社会学的想像力》中论及：“将自己的领域当作独立的王国，而忽略它与其他领域，诸如经济、政治等方面的联系，造成了归纳的一般性无法演变成演绎的精确性，演绎的精确性又无法上升到归纳的一般性。最终的结果就是，个人困扰没有成为公共论题，甚至于渐行渐远。人文精神的组织力进化成为科学精神的机械性，而概念和方法则成为了问题的主导因素，这不禁有本末倒置之嫌。加之于我们对社会本身是如何形成的一无所知，而只是无意识地接受了其存在的合法性，这更容易加深身处其中人的无力和无助感。”医学信息学范式从本质上说就是社会学理论进入医学信息学领域的一大尝试。医学信息学由单一研究方向向多重研究方向发展，从病案管理学向病案学、医学信息检索、卫生信息系统、医学决策支持系统、认知学和医学伦理与监管等方向发展，医学信息学专业呈现日益增多，学科日趋分化的趋势。从医学信息学的发展趋势来看，符合人类的认识发展规律。初期关于医学信息学的知识是从病案管理实践着手，对于学科还没有一个完整、清晰的认识，随着研究活动的深入、认识的推进，与学科内外发展动力因素的影响，对医学信息学进行逐块逐层的分解研究，于是出现了整体知识的不断吸收、引进、消化、渗透、移植等，在学科组成上表现为学科不断分化成病案学、医学信息学、卫生信息系统等分支学科(或专业)。医学信息学的发展理应汲取外学科的精华充实与强化本学科内涵建设，来解决医学信息学科建设中的热点、难点与焦点问题。因此，为了医学信息学的科学发展，我们需要的是深刻剖析与之存在学科依赖关系及其运作原则，并结合其他学科的研究成果来探讨此情境下的医学信息学的学科发展问题，而不是脱离其中任何一方。我国的医学信息学发端于2O世纪80年代初的医学图书情报学，研究体系不够完整和成熟，研究领域也不平衡，例如重视文献信息管理、技术路线和微观实践，但是对于理论研究和学科RESEARCHONLIBRARYSCIENCE19建设研究不够深入，标准规范建设滞后，信息共享不足、缺乏系统规划，人才数量不足、质量有待提高、结构不尽合理。新时期的医学信息学又面临学科外的政治环境、经济环境的影响，与计算机技术、网络技术、社会学、伦理学、认知学和人工智能技术的应用与渗透，意味着医学信息学已经沿着范式理论的轨迹，发展成为一门综合各学科精华的边缘交叉学科。在医学信息学研究呈现多样化趋势的今天，借鉴社会学方法有助于分析医学信息学的发展方向、分支学科，或许会让我们发现原来的封闭视野所不能看到的演进过程与规律；也有助于当我们习惯于现有学科思维框架下的医学信息学发展之余，换之以外学科的视角重新审视和考察医学信息学的发展和演变，给学科的发展与建设输入新的血液。

3医学信息学学科范式内涵探微

“范式(Paradigm)”一词是托马斯•库恩首先在《科学革命的结构》一书中用于科学研究的，他在该书中指出：“范式通常是指那些公认的科学成就，他们在一段时间里为实践共同体提供典型的问题和解答。可以用来解释科学历史发展轨迹及其科学知识增长模式的社会学概念。”“范式的主要表现为‘符号概括’、‘信念’、‘价值’和‘范例’等。”在解读与理解库恩关于范式的阐述的基础上，笔者认为，医学信息学范式是医学信息学共同体在医学信息生产和管理实践活动中所共有的世界观、方法论、理论成果和共同遵守的行为准则(即范例)等成分，是指医学信息学共同体公认的“模式”。共同体、世界观、方法论、理论成果和范例等是医学信息学范式的重要组成成分，其虽不可能涵盖医学信息学范式全部的“应有之义”，但可以把这些当作医学信息学范式的核心内容。

3．1共同体

科学共同体简称为共同体，最早运用可以追溯到1942年，英国物理学家、哲学家波朗尼(Polanyi)在其论文《科学的自治》中使用了这一概念。库恩在《科学革命的结构》中把“共同体”理解为科学范式的承载体——“一个科学共同体由共有一个范式的人组成”。学科共同体是以上一切成分元素的执行者，也是经常被忽略的研究主体。科学共同体研究在范式研究中的地位毋庸置疑，医学信息学科共同体正因为有了共同的范式才能集中在相同的研究领域内，不受时间和空间的限制，进行交流和互动。因此在研究医学信息学范式时，首先要明确医学信息学共同体的概念。传统的医学信息学学科主要研究的是医学信息学的对象、方法论、理论标准，而很少涉及医学信息学的认识主体——医学信息学共同体。医学信息学共同体可理解为发展医学信息学范式的主体，研究医学信息学范式主体，拥护同一医学信息学范式的主体。医学信息学共同体由授受相应的医学信息学教育背景和学科训I练的学者构成，他们以发展医学信息学为使命，具有共同的价值理念，遵循共同的学术规范和维护共同的学术尊严。医学信息学科共同体通常遵循医学信息学学科发展规律，致力于医学信息学科学研究、教育教学、实践，是医学信息学学科的主体。医学信息学共同体可以是相对稳定的正式组织形式，也可以是自由组合的非正式组织形式。前者具有相对稳定的组织机构、成员、规范和活动方式。如中国医院管理学会下的病案管理委员会、医学信息学会，全国33所开设医学信息学相关专业(或方向)的院校教师组成的同事式组织、导师与学生组成的师徒式组织，以及其他医学信息科研、实践机构组成的固定团队等。后者一般不具备严格意义上传统固定的组织形式、规模和稳定人员构成等内容。如因课题立项而临时组建的课题组形式，各地组织的拥有固定主题的学术研讨会、学术论坛、博士论坛，同一学科领域或分支学科的共同爱好者等。从医学信息学共同体发挥的作用来看，非正式组织形式的学科共同体不仅是学科建设与发展的生力军，也是正式组织形式医学信息学科共同体的补充力量。当他们的自身作用和地位日益得到社会及统治阶层认可时，自组织形式随时有可能转化为有组织形式。

3．2世界观

世界观，又称为宇宙观，是哲学的朴素形态。由于医学共同体所处的社会地位、观察问题的角度不同形成不同的医学信息学世界观，这种观点是共同体自身医学信息学工作、学习和生活实践的结果，往往是自发形成的，需要医学信息学的相关研究者对其进行自觉地概括和总结并给予理论上的论证，才能成为指导学科发展的哲学。医学信息学共同体的世界观是形而上的部分，是共同体对整个医学信息学学科，以及共同体与医学信息学之间的总的看法和根本观点，简而言之即医学信息学共同体对于医学信息学这一学科的总体认识，对医学信息学的共识，包括医学信息学科共同体所共有的基本信念、价值取向、思维方式等，是本体论、认识论层面的承诺，以及对自身在医学信息学学科中的地位和作用的看法。医学信息学共同体的世界观可作为指导思想，指导医学信息学共同体开展医学信息学研究。医学信息的世界观往往决定着一个学科的自身定位和发展方向，表现在医学信息学范式研究中则是要解决“如何看待医学信息学专业研究对象”的问题。当认为医学信息体现为一种历史记录属性时，要维护的是学科历史有机联系；当认为医学信息体现为一种知识属性时，要实现的是学科最大效益。

3．3方法论

医学信息学方法论是医学信息学共同体在医学信息学学习、实践和研究中所自觉沿袭的一般方法。医学信息学方法论是以解决医学信息学中的问题为目标的一种体系或系统，通常涉及问题分析、任务工具和方法技巧等方面的论述。方法论体现在世界观、自然观、社会历史观、伦理观、审美观、科学观之中，可以是由模式、方式、方法、手段等组成的经验研究成果、案例和实用技术方法。医学信息学方法论会对一系列具体的方法进行分析研究、系统总结并最终提出较为一般性的原则。医学信息学学科的发展范式按照库恩的科学范式为一般原则，即从前科学——常规科学——反常与危机——科学革命——新的常规科学为医学信息学的学科发展线索，并利用历史主义方法构建医学信息学范式理论；在经验层面，方法论是理论适用的方式，如在病案科整理病历资料时，利用来源原则与事由原则进行归档管理；在医学信息学安全和实用技术中则是一些纯事实性和操作性方法，如利用原型法指导医院进行信息系统开发建设。医学信息学方法论是用以指导医学信息学进行学术研究和实践活动的路径与纲领，解决的是“医学信息学如何从事专业学术活动”的问题。如研究方法中的历史主义研究方法、实证主义方法、论证方法、比较方法和调查研究方法等。

3．4理论成果

医学信息学理论成果是指对医学信息学范式形成并起着决定作用的共有医学信息学理论。理论需要寻求解释，而范式则提供了寻找解释的方法。医学信息学理论在成为共有认识之后可以上升到范式层面，达到范式层面的理论成果同一般的理论成果有联系，也有区别。联系在于，范式层面的理论来自于一般理论而又高于一般理论，它是医学信息学共有的概论、命题及其推理。概念是思维的基本单位，是反映事物本质属性的思维形式。作为医学信息学理论逻辑出发点的概念是基本概念。共有概念是对医学信息学学科共有基本元素的约定，而这些概念必须是以医学信息学学科的本源概念的面貌出现。如“病历”、“医嘱”和“病案”。命题是表明判断结果的陈述语句，有真假意义的语句才是命题。如病案的本质属性是原始医疗记录性——这是对病案本质属性的肯定判断，是一个可以做真假检验的语句。共有命题是指医学信息学学科理论中类似自然科学中定理、定律性质的命题。推理是指一判断借以另一判断推出的思维功能。共有推理是由共有命题中引申而来的。如从病案的原始性可能推理出病案具有凭证性。虽然范式层面的理论已经得到充分的论证，成为共同体内部约定俗成的公理，但是医学信息学共同体不会因为具体理论的不完善而影响范式共有理论的存在，对于共有理论，也不会因为研究主体的不同阐释而影响其范式指导作用。虽然处于同一学科共同体的成员往往引用同样的理论成果，得出类似的理论观点，医学信息学共同体能够同意确认一个范式，但不会同意对范式的完整诠释或合理化。缺乏标准诠释或不能得出一致同意的规则并不会阻止范式指导研究。

3．5范例

地理信息科学应用篇3

【关键词】高校；教学管理；信息化

文章编号：ISSN1006―656X（2014）01-0082-02

21世纪是知识经济的时代。知识经济最突出的特征之一就是信息技术的广泛应用。为积极应对这一时代重大变革的需要，抓住机遇促进教育改革发展的不断深化，教育部已经明确提出要以信息化带动教育的现代化。在这样的背景下，高校管理应如何主动适应信息时代的发展需要，是高校管理面临的一个重大课题。教学管理在高校管理工作中居于重要地位，其信息化程度直接关系到高校的办学质量与效益。

高校教学管理信息化就是在现代教育思想指导下，运用信息管理理论与信息管理方法，以现代信息技术为核心技术，充分考虑外界变量和信息，组织和配置教学信息资源，进行信息化教学管理活动，从而高效率地达到既定的教学目标。从教学管理内容看，信息化涉及到教学计划管理、教学过程的组织与管理、教学质量管理、教学行政管理和学科建设、专业建设、课程建设、教学队伍建设、教学管理制度等方面的工作。从教学管理手段看，就是信息技术、网络技术在教学管理活动中的广泛应用。笔者试图从信息化的教学管理现状与问题出发，提出信息化的教学管理观，并对如何推进教学管理信息化作了进一步的探讨。

一、高校教学管理信息化的现状与问题

近年来，随着科学技术的迅猛发展，特别是信息技术的广泛应用，以计算机和网络为代表的信息技术在高校教学管理上得到了一定程度的应用。但是在信息化的理念、内涵、人员保证等方面还存在严重不足。当前高校教学管理在信息化方面主要存在以下问题。

（一）对高校教学管理信息化的内涵和重要性认识不足，教学管理观念陈旧。高校教学管理信息化是一个系统工程，涉及教学管理的全过程、全方位。当前，在管理内容上，着眼局部，缺乏整体的规划；在管理投入上重硬件，轻软件。这些认识上的不足，往往导致工作主动性发挥不够，导致教学管理信息化建设处于被动、滞后的状态。在教学管理观上，人们依然习惯于传统的管理观念、理论和方法，习惯于运用传统的方式方法进行信息建设、管理和交换。

（二）教学管理内容的信息化含量和程度不高。就教学计划开设的课程而言，信息课程含量严重不足。当前，一些高校在有的专业计划和课程设置上几年保持不变（有的甚至更长，特别是传统的专业），很多高校只是根据国家的规定开设了一些计算机基础课程，反映在教学计划当中的信息化课程仍然很贫乏，远远不能适应现代信息社会发展的需要。在教学过程的组织上，多媒体技术特别是网络技术还没有得到广泛的应用。在教学行政管理手段上，网络化、智能化还远未普及，管理效率低下。当前，很多高校都应用自行开发或主管部门颁发的管理信息系统软件，在排课、考试、成绩、学生基本信息等管理方面发挥了一定的作用。但同时也存在如下不足：一方面，软件重复开发，中途搁置和废弃的现象较普遍；另一方面，针对某一特定应用而编制的单机系统之间没有集成，数据不能共享，在不同系统中资源重复冗余的现象极为普遍，造成管理资源的严重浪费。

（三）教学管理人员信息技术应用能力水平较低，信息管理能力不足。在日常的教学管理中，多数教学管理人员依然停留在简单的文字操作和报表处理上，对信息收集、整理、处理、联系和等仍采用以手工为主的传统信息管理方式，而网络技术、智能技术还未能在实际工作中得到普遍的应用。

二、教学管理信息化的关键，在于树立全面的信息化教学管理观

（一）推进教学管理信息化必须确立以现代教育理论为指导的教学管理创新理念。推进教学管理信息化必须进一步解放思想，以现代教育理论为指导，以变革传统的教育思想为先导和动力，实现管理创新。信息化的教学管理创新，要求教学管理主体对传统的教学管理理念、教学管理模式、教学管理方法和手段进行客观分析和取舍，根据知识经济时代对人才培养的要求，充分吸收借鉴国内外教学管理改革和实践的有益经验，探索与知识经济时代教育改革发展相适应的教学管理新路子。

（二）推进教学管理信息化必须强化五方面的教学管理观。

（1）在人才培养模式上需要强化的观念是：培养厚基础、宽口径、复合型、能创新的高素质人才；把素质教育、创新教育贯穿于人才培养的全过程，坚持通识教育与专业教育并重，学问修养与人格修养并重，知识、能力与素质并重；针对不同教育对象因材施教，实现人才培养模式多样化，而人才培养模式改革必须落实到课程体系、教学方式和管理方法等方面。为适应信息化社会的要求，应首先对人才培养目标进行调整，调整的重点在于注重培养学生获取、分析和处理信息的能力以及创造新信息的能力，努力培养学生的实践能力和终身学习能力。

（2）在学科专业建设上需要强化的观念是：学科建设是高校建设中一项综合性、战略性的建设工作，是高校建设的龙头，是高起点的科学研究和高质量的人才培养的基础；学科建设水映高校的办学水平，没有一流的学科，就没有一流的大学；当代科学技术迅猛发展，使各类学科既高度分化，又高度综合，学科之间交叉、融合是信息技术发展的必然结果，也是新世纪学科发展的必然趋势。学科专业的建设和发展应与信息技术发展相适应，根据信息技术发展的最新状态，适时地调整、合并原有学科和专业设置，开设与现代信息教育相适应的新学科、新专业。

（3）在教学过程组织与管理上需要强化的观念是：制订教学大纲和教学内容要努力体现以信息资源为基础的改革思想；课堂教学要积极引进现代教育技术（CAI、多媒体技术等），要实现网络进课堂，扩大课堂教学信息量，提高学时效益；在实践性教学环节上，要积极创建实践基地，实现实践基地网络化。

（4）在教学行政管理上需要强化的观念是：管理出效益，科学的教学行政管理是提高管理效率的重要保证。在具体的行政管理中，要理顺教学行政管理运行机制，建立畅通的信息渠道，要树立“管理即服务”的观念，把信息技术与信息服务有机地结合起来，实现技术创新和服务创新，提高教学行政管理效率。

（5）在教学质量管理上需要强化的观念是：教学质量是高校办学水平的综合反映和集中体现，是高校的生命线。要建立和完善教学质量管理信息化体系，实行全方位、全过程的教学质量管理。要充分利用各种信息渠道，制定教学质量评价标准，做好教学评价工作，建立健全教学质量监控与保障体系。

三、实现教学管理信息化，必须建立科学的教学管理信息处理系统

教学管理信息系统的建设涉及信息技术和信息资源两方面的建设问题，是信息技术与信息资源两大要素的有机结合。信息化教学管理手段是教学管理适应社会进步和科学发展的必然选择，是实现教学管理现代化的前提和关键。要让信息网络技术广泛渗透到教学管理的全过程，充分利用现代信息技术，建立起先进、可靠、完善的技术平台，为实现教学管理的网络化和信息处理的智能化提供有力的技术支撑。信息资源的开发与建设是教学管理信息化的核心内容，也是教学管理信息化建设的基础。教学管理的信息资源主要有课程信息、学生信息、教师信息、教学条件信息、教学档案信息等。教学信息资源的建设必须以现代教育思想为指导，合理规划、统筹安排，做好教学信息的采集和管理软件的开发。信息数据的采集，要注意数据的科学性和标准性，通过教学信息资源与信息技术的有机结合，建立起科学的教学管理信息处理系统，提高管理质量与效率。

四、实现教学管理信息化，必须加强教学管理队伍建设，提高教学管理人员的信息素养和信息管理能力

信息化的教学管理环境对教学管理队伍的综合素质提出了更高的要求。教学管理人员必须懂得现代教育教学思想，掌握管理科学和信息科学，具有管理经验和创新能力，熟练掌握基于网络技术的教学管理信息系统，成为技术型、复合型、创新型的高素质教学管理人员。只有提高教学管理人员对现代信息技术的应用能力，提高其获取、分析和处理信息的能力，才能适应高校教学管理信息化的发展需要。

教学管理队伍建设要坚持引进与培养相结合，重在培养的原则。一方面，要引进具有较高信息素养与信息能力的人才，充实教学管理队伍；另一方面，要着重培养提高现有教学管理人员的信息能力，通过培训提高他们的现代信息素养，提高他们应用和开发信息技术的能力。同时，必须建立科学的信息管理规范，加强规范化管理制度的建设。管理人员应实行持证上岗制（必须具备相应的信息应用能力，经考核合格，取得相应的上岗证书），同时要进一步完善考核制度，实施教学管理奖惩制。只有这样，才能构建一支结构合理、素质较高的，具有创新思维和实践能力的信息化教学管理队伍。

五、实现教学管理信息化，必须转变教学管理职能，建立与之相适应的教学管理体制

教学管理信息化不仅涉及观念的更新、资金的投入、技术的变革和管理队伍水平的提高，而且还涉及到教学管理组织结构、管理体制、运行机制的变革问题，需要建立一套与信息化相适应的教学管理体制。在传统教学管理体制下，以教务处为主的教学管理职能部门作为教学管理的指挥中心和管理中心，陷入繁杂的日常事务性工作之中，无暇顾及教学信息的建设，没有畅通的信息渠道，缺乏信息反馈机制。而教学基层单位缺乏教学管理的自和信息处理能力，始终处于被动地位，严重影响了教学管理信息化的实施与建设，以致教学管理效率低下。通过教学管理体制改革，建立起以院系管理为主的教学管理体制，下放管理权，扩大院系办学和管理的自，成立教学指挥中心、教学信息中心、注册中心、教学质量评价中心等机构，出台相应的教学管理制度，加强信息反馈功能，提高对日常教学活动的信息监控和反应能力，实现信息管理的分流。通过教学管理体制的改革，可以实现教学管理职能的转变，教学管理职能部门从原来的全方位、全程式的计划管理转变到宏观调控和增强服务上来，从而使教学管理部门有更多的时间和精力从事教学管理信息化工作。

综上所述，教学管理信息化是一个系统工程，是一个渐进的过程，各高校应从自身的实际出发，合理规划、分步实施，逐步建立起有自身特色的信息化教学管理模式，以教学管理信息化带动教学管理的现代化。

参考文献：

[1]赵乐华，逢增苗.课堂教学质量评价方法初探[J].高等理科教育，2004，（1）

地理信息科学应用篇4

近年来，环境信息科学(EnvironmentalInformationS。iences，或EnvironmentalInformaties，或Enviromatics)作为一门新兴的交叉学科得到了快速的发展，早期单一的工程方向“环境信息化”正在发展成为一门多学科理论交叉、多技术手段集成的新兴学科领域〔。国际环境信息科学学会(InternationalSocietyfo;EnvironmentalInformationSeienees，ISEIS)作为这一领域的学术组织，致力于发展信息技术在环境领域的应用，提供环境信息系统研究领域的多学科交叉，以促进环境信息系统研究领域的国际交流。国内在环境信息科学的一些主要论题包括环境信息系统、环境遥感、环境模型、环境可视化、环境信息处理等方面都开展了一些研究工作。20世纪90年代以来，环境信息化发展迅速，特别是从上至下的各级政府主管部门环境信息系统的建设极大地推动了这一工作的进展，环境地理信息系统则已成为实现环境信息化的主要途径。地理信息系统在环境领域的应用，正在从初期的信息管理、环境专题制图发展到Gls与环境模型集成陈、3S技术集成的多媒体环境系统、基于Gls的环境污染扩散模拟基于GIS的环境治理决策支持系统等。遥感技术在环境科学与工程领域有着广泛应用，一些主要领域包括大气污染遥感、水环境遥感、固体废弃物遥感监测、城市热岛效应与热环境监测、植被遥感、景观格局遥感监测、海洋环境监测等。环境建模与模拟一直是环境工程研究的重要内容，一方面，各种数学模型、物理模型、统计模型在环境信息科学中得到大量应用，另一方面，基于环境过程机理的计算机模拟模型、元胞自动机(CA)模型、智能体(Agent)模型等也在环境领域受到重视。数据挖掘与知识发现是从海量数据库中挖掘和提取对决策分析有用的、先前未知的隐含模式和规则的过程，笔者在1999年即面向环境信息化与数据挖掘技术的发展，试图将二者结合，提出“环境数据库中的知识发现”并进行了初步研究。可视化是表达和传输环境信息有效的形式，通过三维可视化、三维模拟实现环境现象、过程的真实感表达，能够更加逼真地传输环境信息。近年来，虚拟现实技术在环境科学与工程领域的应用中受到了研究人员的重视卿。“虚拟地理环境”是虚拟现实技术支持下地球科学研究的创新平台，依托这一平台，能够进行环境科学与工程相关的理论研究、技术开发、工程实践、模拟决策等活动。针对环境信息技术集成应用的趋势，聂庆华提出了“数字环境”的概念，数字环境是环境信息化的过程和结果，是三维显示的数字虚拟环境，包括环境信息数字化、环境信息传输网络化、环境分析模型化和环境空间决策的智能化、环境过程和管理可视化。尽管国内目前在环境信息科学各个分支方向的研究非常活跃，但缺乏整体性、系统性的认识和探讨。本文在分析环境信息科学研究进展的基础上，基于环境信息流和信息分析处理构建了环境信息科学的体系结构，并以煤矿区环境监测治理与管理为例，全面分析了环境信息科学理论、方法与技术的应用，以期促进环境信息科学研究及其在构建和谐社会、推进可持续发展中的应用。

2环境信息科学的体系结构及其在煤矿区的应用

2.1环境信息科学的体系结构尽管环境信息科学的概念提出已有近20年的时间，但从目前国内外研究的现状来看，对于环境信息科学的概念、学科体系还缺乏明显的定义。已有的一些环境信息科学研究计划中界定的范畴也不尽相同。因此，从促进环境信息科学研究的视角出发，首先需要对环境信息科学的体系结构进行界定。HuangGH等川提出的环境信息科学的构成要素及相互之间的关系，这是当前引用较多的环境信息科学体系结构。，环境信息科学是多学科集成的领域。传感器综合技术和通信技术的发展使得大尺度地面采样技术成为可能，处理不同特征、尺度和复杂性问题的模型综合成为新的挑战，包括不同模拟、优化、评价模型以及相关信息技术与平台的合并，不同技术输人与输出之间的联接，社会经济因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基础上，HuangGH等提出基于环境信息科学研究的环境决策支持系统计算机系统，USGS的研究报告’)中，将环境信息科学定义为:环境信息科学是为加强对不同复杂程度的环境现象的理解，并提出新的认识的，集成物理、生物学、计算机和信息科学的多学科方法的研发、试验和应用的学科。不同定义都强调环境信息科学的多学科交叉、以信息技术为支持、解决复杂环境问题的特点。Huang等川的观点显然更强调以遥感、地理信息系统和GPS技术为基础的空间信息技术与环境科学和工程的交叉，而USGS的定义则重点强调了现代计算技术、人工智能等在环境领域的应用，特别是USGS在其未来环境信息科学发展规划中重点强调了计算智能等技术的应用。基于以上观点以及国内外研究的进展，结合我们的研究实践与认识，以环境信息流和环境信息处理分析为主线，可以构建环境信息科学的体系结构环境信息科学的理论基础来源于面向环境科学与工程领域需求的多学科理论交叉，技术支持在于面向环境信息流的多技术手段集成，最终通过不同学科领域方法模型的综合，实现环境科学与工程各个阶段、各个过程的目标和任务。因此，需要从多学科理论交叉与多技术手段集成的角度推进环境信息科学研究。

2.2环境信息科学在煤矿区综合应用的研究从一定意义上来讲，环境信息科学并不是一门独立存在的新兴学科，而是诸多学科的交叉和集成。不同学科在研究过程中，特别是遥感与地理信息系统应用、资源环境规划与城乡管理、环境影响评价、信息科学、计算机技术等领域都从不同的角度开展着与环境信息科学密切相关的内容，这些学科的研究成果是促进环境信息科学发展的基础和关键。换言之，以前进行的研究工作往往是从环境信息科学的开展的相关论题研究，其重点还在于不同学科方向，但已经构成了环境信息科学研究的基础层。为了促进环境信息科学的研究，需要改变从外部到内部的“包围型”研究模式，努力推进从核心到的“拓展型”发展模式，即从环境信息流出发，组织和集成相关学科的研究，特别是在不同学科交叉链接的关键论题上开展深入研究，以便形成适应环境信息科学体系与研究需求的理论方法体系和应用技术系统。煤矿区作为1种以资源开采为驱动力发展起来的特殊地理区域，由于煤炭资源开采(以下仅涉及地下开采矿区)破坏上覆岩层原始应力状态，导致地下水流失、地面塌陷，进而引发土壤污染、水土流失，矿山排研形成的研石山压占大量土地，堆积物导致严重大气污染和土壤损害，甚至引发各种地质灾害。因此，煤炭区是1种典型的由于矿山开采导致的景观破坏、环境污染、生态退化的复杂区域，煤矿区的环境问题具有明显的复杂性。目前，对于煤矿区生态环境主要的研究视角包括:(l)从煤矿开采损害角度出发研究开采沉陷与地表变形预计、监测与治理;(2)从煤矿区土地资源管理角度出发研究煤矿区土地利用/覆盖变化与生态响应;(3)从煤矿区地质环境角度出发研究矿区地质环境评价与地质灾害预防，(4)从煤矿区水资源环境角度出发研究矿井水害、水污染与水资源调控;(5)从景观格局生态学角度出发研究煤矿区景观格局;(6)从地理环境演变角度出发研究煤矿区地理环境演变与模拟;(7)从遥感与GIS应用角度出发研究矿区资源环境遥感与信息系统;(8)从大气污染角度出发研究煤矿区大气污染评价与控制;(9)从经济学角度出发研究煤矿区环境经济评价;(10)从管理学与可持续发展角度出发研究煤矿区环境规划、环境管理与可持续发展决策;等等。对以上不同视角的研究进行综合分析，可以看出多主题、多要素的时空环境信息是其中的关键，任何视角的研究都需要充分的信息和数据的支持、需要环境信息和背景信息的集成、需要计算机信息系统和分析工具的支持、需要环境知识和其它领域知识的交叉和集成。因此，从环境信息科学的角度出发，可以集成现有的研究工作，充分应用相关学科已有研究成果，通过成果整合与集成，在推进环境信息科学研究的同时，也进一步推动相关领域的研究。实现整合的关键在于不同研究视角之间的关联关系构建、链接边界选择、信息传输反馈、系统相互作用。按照该研究框架，煤矿区环境信息科学的重点在于多学科研究的交叉点，主要包括:(l)基于采矿环境影响机理的模型建立、参数获取;(2)各种环境模型的建立、参数提取与模型验证(面向环境系统分析的环境评价、污染扩散、环境演变模型和面向环境管理决策的规划模型、优化配置、动态演变模型以及环境保护治理与生态重建方案设计);(3)面向环境监测的遥感信息源选择与图像处理、环境信息提取与分析，以及组织、集成与管理多种环境相关信息的数据库设计与建立;(4)环境信息系统、地理信息系统平台下的模型解算与解释、分析结果可视化与应用;(5)集成信息、模型、数据库、系统、知识的环境决策支持系统(专家系统)构建。(6)资源一环境一人类一计算机系统中的信息流与信息应用。

地理信息科学应用篇5

根据所涉及交叉的主体学科在科学体系中的位置,我们一般把交叉学科分为近邻交叉学科、远缘交叉学科[4]。近邻交叉学科指同一学科门类(社会科学/自然科学)中的不同学科之间的交叉,如在社会科学内部有历史社会学、哲学社会学、艺术美学等,在自然科学内部有物理力学、统计物理学、计算化学等;远缘交叉学科是指不同学科门类下的各个学科之间的交叉,如技术哲学、环境数学、建筑美学等。随着计算机在各行业中的普遍应用,一切学科都在不同程度或在不同范围内使用计算机———或者用它来“计算”,或者用它来“思考”,因此导致了在各个学科中不断形成了一个关于该学科信息问题的系统性知识体系,于是就产生了应用信息科学的一个又一个新分支。学术界普遍把这些分支统称之为“交叉信息科学”。由此不难看出,交叉信息科学既是学科“信息化”的产物,又是信息科学本身发展的必然趋势[5]。在交叉信息科学领域中既有近邻交叉学科(如医学信息学、生物信息学等),也有远缘交叉学科(如信息哲学、信息经济学等);信息科学本身既有自然科学的成分,也有社会科学的成分。因此,医学信息学既有近邻交叉的成分,也有远缘交叉的性质。

医学信息学的学科范围

正是因其学科范围广泛,和相邻学科的交叉渗透,导致了医学信息学学科群的产生。所谓学科群是指若干学科间相互渗透、围绕某一共同领域紧密而有机地结合在一起的学科群体,一般由主体学科(带头学科或骨干学科)、基础学科(支撑学科)、分支学科和相关学科等组成。其中,分支学科和相关学科是学科群构成的主体。根据这一分类,我们不难发现:构成医学信息学学科群中的主体学科包括医学信息学/卫生信息学/健康信息学;构成医学信息学学科群中的支撑学科包括信息科学、管理学、医学;构成医学信息学学科群中的分支学科包括clinicalinformatics(临床信息学)、clinicalresearchinformatics(临床研究信息学)、dentalinformatics(牙科信息学)、nursinginformatics(护理信息学)、veteri-naryinformatics(兽医信息学)、pharmacyinformatics(药学信息学)、imaginginformatics(影像信息学)、publichealthinformatics(公共卫生信息学)、anesthe-siamedicalInformatics(麻醉医学信息学)、laboratorymedicineInformatics(实验医学信息学)……构成医学信息学学科群中的相关(近)学科包括卫生信息管理学、卫生统计学、医学信息工程学、生物医学工程学、生物信息学、数字医学、医学影像学、医学技术学、转化医学等。

医学信息学的学科地位

一门科学所处的学科地位一方面取决于该学科自身的学科定位,另一方面也与该学科受重视和被理解的程度、研究水平的成熟程度密切相关。前者与该学科的内涵、研究对象、性质、目的、意义及方法紧密相联,而后者则与该学科的功能与作用以及它在整个学科体系中的位置密不可分。学科功能:医学信息学学科地位的独立原点事物之所以存在并拥有立足之地,继而具有独立甚至崇高的学科地位,很大程度上是由它无以替代的“功能”所决定的。而学科的“功能”常与学科的“目的”、“任务”等一脉相承、密不可分。医学信息学的目的医学是研究人类生命过程以及同疾病作斗争的一门科学,其主要目的就是揭露疾病的本质、阐明疾病发生发展的规律性,并寻找有效的防治措施,进而达到消除疾病、保障人类生命健康的目的。医学信息学是伴随着计算机技术在医学领域中的应用以及服从于医学科学研究与实践的需要而产生,同时也在服务于医学及其相关领域的目标活动中不断得到发展。因此,医学的目的在很大范围内就是医学信息学学科的目的。医学信息学的任务医学信息学的任务是通过对医学信息的有效研究与组织、管理与控制、开发与应用,从而实现医学信息(知识)的充分利用和共享,提高医学决策与管理的效率和质量。医学信息学的功能医学信息的功能从实践的角度来看,医学信息的手段与方法的应用与更新具有如下功能。一是整合功能。按照医学信息产生与发展的基本规律对医疗实践及管理领域中的相关流程、职能等进行整合。二是辅助功能。医学的发展与科学技术的发展同步。尤其是计算机的出现,使得临床诊疗技术随之向现代化、智能化的方向发展。显而易见,同计算机相结合的诊疗设备不仅能帮助医生“看”,而且能帮助医生“想”。可以预见的是,在医学信息技术与方法的辅助下,当代医学一定能更快地从定性描述走向定量分析,从部分地依赖经验走向完全地依靠科学和信息技术。三是拓展功能。医学信息的意义主要在于利用医学信息规律,增强和扩展医务人员的信息/智力功能,主要包括延长医生的感觉功能(即医学信息的提取、检测、传递等功能),拓展医生的思维功能(即医学信息转化、存储、识别、处理和决策等功能)和执行功能(即利用医学信息进行调整、转换、控制和管理等功能)。四是决策功能。随着管理信息系统在医学领域中的应用与发展,各类医学信息系统的广泛普及和使用,不仅可以帮助医务工作者摆脱繁重的体力劳动,而且可以使他们从单调、重复的机械式脑力劳动中解放出来,使他们有更多的实践和精力去从事创造性的智力活动。更为重要的是,临床决策支持系统(clinicaldecisionsupportsystem,CDSS)的使用,将为临床工作者、患者、或个体提供更好的个体护理和健康的技术或手段。目前,现代决策支持系统研究的重心由提供专家水平的决策结果转向提供对临床数据进行回溯、分析、整理等手段,从而帮助医生进行更好的决策。一个不争的事实是,医学信息系统以及信息技术设备与手段的广泛应用,极大地提高了临床诊疗与管理领域的决策水平与质量。医学信息学的学科功能从学科本身应具备的功能与作用来看,医学信息学的学科功能主要体现在以下几个方面。一是科学研究。通过相关科学的理论与应用研究,完善医学信息学的学科体系,促进医学信息科学的发展与学科创新。二是人才培养。培养医学信息学科相关的各级各类人才,形成医学信息事业永续发展的核心力量。三是社会服务。把医学信息学学科应用和发展所取得的成果,纳入信息服务和社会发展。完善学科建设与管理制度,确立医学信息学在学科体系中的地位迄今为止,交叉学科或交叉科学在许多人的意识中只是一些具有交叉属性的学科的笼统称谓,并没有认识到它们在科学发展历程中的特殊地位。因此相应的学科建设与管理制度的调整和完善也就自然跟不上。

一个明显的事实就是在现有的各级各类课题申报、成果评奖、学科专业设置、图书资料分类等各种目录中,甚至在高等教育及科学研究领域职称评审系列中均没有专设“交叉科学”这一大类。在《国家自然科学基金项目指南》、《国家社会科学基金项目年度课题指南》中有同样的情况,绝大部分交叉学科、交叉学科门类均难以登堂入室,从而无法在研究上获得名正言顺的资金支持。最近的项目课题指南尽管已经增加了“注重新兴边缘交叉学科和跨学科综合研究”、“鼓励开展跨科学部交叉研究”等文字,其实能够列入资助范围的可能只是小交叉、近邻交叉的课题,还未涉及两大知识板块的大交叉、远缘交叉课题[1]。最近几年,医学信息学领域中命中的项目与课题也不多,主要原因是目前医学信息学在几大常用的学科体系中如中国图书馆分类法(简称中图法)、作为国家标准的学科分类与代码(简称国标法)以及教育部颁布的学科专业目录(简称教育法)等均没有明确的位置。学科建设与管理制度的缺失必然会束缚跨学科研究和交叉科学的发展。在课题申报、成果评奖等各种“同行”评审活动中,远缘跨学科———交叉性课题和成果由于难以找到足够数量严格意义的“同行”,且难以得到传统学科的普遍认同,就难免要受到某种程度的不公正对待。虽然有关各方不断呼吁要大力发展交叉学科研究,但事实上,我们现有的学科建设与管理制度没有为大部分交叉学科门类提供应有的发展空间。为了改变这种状况,一切热心于交叉科学的研究者仍要坚持不懈地利用各种时机、场合、渠道,为远缘跨学科研究、交叉科学呐喊,宣传远缘跨学科研究和交叉科学的特征、地位、作用,最终引起有关方面的充分重视,力促管理部门为远缘跨学科研究和交叉科学真正进入管理环节而重新做出制度安排。在远缘跨学科研究、交叉科学及其学科门类获得应有地位之前,应当争取为远缘跨学科———交叉性课题和成果打通申报评审的“绿色通道”,使之得到实质性的鼓励和支持[6]。目前看来,在中图法和国标法中增加“医学信息学”类目的时机似乎还不成熟,尤其是在中图法中,人们还只能把“医学信息学”将就着放入:R-05医学与其他学科的关系虽然有人提出过增设R119“健康、卫生信息学”、R396“医学信息学”等建议[7],但中图法的修订是一个漫长而十分审慎的过程,短期内恐怕难以实现,而最好的机遇就是教育部正在修订的“普通高校本科专业目录”。因此我们建议将医学信息学专业单列到医学门类中的第12个大类,即1012医学信息类101201医学信息学(授予理学学士学位)将医学信息学专业纳入到医学门类中的第10个大类“医学技术类”下的第6个专业,即101006医学信息学(授予理学学士学位)另外,建议在国务院学位委员会、教育部《学位授予和人才培养学科目录》(2011年)中1010医学技术(可授医学、理学学位)下自主设置“医学信息学”的二级学科。总之,学科地位的关键问题或者重中之重就在于,只有首先在学科体系中有明确的位置(“名分”),才有可能进一步讨论学科的地位及发展问题。

地理信息科学应用篇6

从ICT到Computing：英国正在发生的信息技术课程变革

从最初的程序设计是第二文化，到信息技术工具论，再到后来注重信息处理能力，世界各国的信息技术课程一直在发展演化，人们变革信息技术课程的脚步也未曾停止。信息技术课程一直是英国中小学的必修课程之一。随着时代的发展、计算机软件的更新换代和学生的变化，单纯学习办公软件的英国ICT课程越来越受到学术界、产业界等方面的质疑。有学者这样批评道：“学生仅仅知道如何消费技术，却不知道如何创造技术。”此后，越来越多的人认为应该学习软件背后的原理和规则，即计算机科学知识。从2006年开始，英国信息技术教育研究者就试图在ICT课程中加强计算机科学教育。2012年，英国皇家学会（RoyalSociety）在《关闭还是重新开始：英国中小学中计算的方式》的报告中明确地提出，目前的英国ICT国家课程标准将计算机科学、信息技术和数字化素养等整合在“ICT”的标题之下，其结果就是计算机科学经常被忘记或者忽略，导致信息技术课程的教学偏向“怎么样使用办公软件”，而不是指向能够支撑学生未来生活的知识。这个报告认为，应该重新定义ICT，并考虑是否可能把它分解为清晰的领域：数字素养、信息技术和计算机科学，以便恰当地分清在每个学段需要设置的课程内容。他们在报告中建议，“每个儿童应该有机会在学校学习计算，包括将计算机科学作为一门严肃的学术科目”。与此同时，英国教育大臣迈克尔·高夫（MichaelGove）宣布终止当前的ICT课程，并将给予学校自由，让学校选择合适的课程与教学资源。2013年2月，英国教育部颁布了Computing学习计划草案。2013年9月11日，英国教育部正式公布了Computing课程学习计划。英国Computing课程的核心是计算机科学，在这门学科中，学生学习信息与计算的原理，数字系统如何工作以及如何通过编程使得这些知识得以使用。基于这些知识与理解，让学生应用信息技术创造程序、系统等。

英国从ICT到Computing的课程变革告诉我们，必须正视目前信息技术课程的危机。“改革往往产生于某种已经感受到的危机，这种危机呼唤着大规模快速行动以应对危机”。从社会需要以及学生个人发展等不同的角度出发，只有去改变目前的信息技术课程目标与内容，才能够真正地适应变化。回归计算机科学课程也许是重构信息技术课程的一条出路。

计算机科学课程理论支点：计算思维

没有正确的理论作为指导，行动就会陷入盲目和被动。缺乏正确的认识基础，方向就会迷失，机会就会丧失。信息技术快速发展与普及以及对单纯信息技术操作技能教学内容的反思，全世界的信息技术教育研究者开始寻求新的课程理论支点。计算思维（ComputationalThinking）理论所倡导的像计算机专家一样思维的理念恰恰契合了国际上社会发展的需求。国际计算机科学课程正是将计算思维理论作为指导性理论，并将计算思维作为计算机科学课程的核心目标。

计算思维概念是由时任美国卡内基·梅隆大学（CMU）计算机科学系主任的周以真（JeannetteM.Wing）教授在2006年3月首次提出的。周教授从思维的视角阐述计算机科学，并以此来探索计算机学习的教育价值。她认为，计算思维不仅仅属于计算机科学家，它应当是每个人的基本技能。计算思维理论有助于人们从以往单纯学习信息技术操作技能的泥潭中解脱出来。周教授在2013年接受笔者的访谈时曾指出：“学习怎么样使用应用软件并没有什么错误，但是我想我们的学生能够学习更多和更深的概念。”

计算思维理论一经诞生，就得到世界各国计算机教育研究者的高度重视。计算思维理论影响着国际计算机科学课程变革。英国CAS组织公布的《计算机科学：学校课程》（Computerscience：Acurriculumforschool）中明确提出：“计算机系统对我们生活的社会产生着深远的影响，计算思维提供了一个新的‘镜头’，通过它我们可以看看我们自己和我们的世界。”在国际上，各国计算机科学专家和信息技术教育研究者召开了系列的学术研讨会，探索并讨论与计算思维有关的主题。英国新设立的Computing课程正是将计算思维理论作为课程的指导性理论，核心目标是让学生通过计算思维来理解和改变世界。

国际计算机科学课程的设置状况

从国际发展趋势来看，各国和地区的信息技术课程都是从最初的计算机科学课程发展而来的，随后信息技术工具的使用以及信息处理的方法逐渐成为主流。但是最近几年，随着信息技术的快速普及以及操作简单化趋势，各国和地区对于计算机工具论指导下的信息技术课程进行深度反思与批判，计算机科学课程重回人们的视野。尤其21世纪以来，国际上出现了重视计算机科学课程，甚至以计算机科学课程取代信息技术课程的呼声与做法。

1.美国计算机科学课程

由于受教育分权制的影响，美国各州中小学信息技术教育的目标分为信息素养、教育技术和计算机教育三大类别，反映出不同的技术教育取向——信息素养关注信息能力，教育技术凸显创造与革新，计算机教育强调计算思维。三者虽有融合交叉，但关注点各不相同。

美国计算机协会下的计算机教师协会一直致力于推广计算机科学课程。自20世纪80年代起，美国计算机协会就先后了多个计算机科学课程模型供各地教育行政部门选择。2011年，美国计算机教师协会在全美中小学计算机教育调研基础上制定了最新的“计算机科学教育标准”，从“计算思维”、“合作”、“计算实践与编程”、“计算机和交流设备”以及“社区、全球化和伦理影响”五个方面制定了不同学段学生需要达成的计算机学习标准，并建议以核心课程的方式在中小学开设计算机科学教育。

2.新西兰程序设计与计算机课程

2008年，新西兰修订了中小学数字化技术的课程，从2011年明确地表述为“程序设计与计算机科学”。改变的动因是“在最近时间，新西兰学校已经很少教授计算机科学，经常性的是计算机教育聚焦在一般性的应用和技能上，甚至更糟的是，有的时候计算机仅仅被认为是一个工具。当然，学生能够使用计算机是重要的，但是应该让学生了解到计算是一个领域”。“中小学计算机课程在中小学涵盖三个不同的方向：将计算机作为一个工具来用于教学（如电子化学习）；将计算机用于一般性的目的（有的成为信息技术）；计算作为一个独特的领域（包括程序设计和计算机科学）。由于管理者被这些不同的角色所困扰，导致计算机科学不能够成为一个独立的领域”。

3.日本的信息科学课程

日本从20世纪80年代开始在中小学推广信息科学课程，并特别强调信息处理能力，认为其是课程的核心。即使如此，日本的课程体系中仍然保留着相当多的计算机科学内容。在1999年公布的高中学习指导要领中，高中信息科学课程分为必修科目“信息A”、“信息B”、“信息C”，分别侧重于信息技术运用能力、信息科学的理解、参与信息社会的态度，学生可选择其中一门作为必修。在2008年颁布的新学习指导要领中，他们将这三个必修科目修改为“社会与信息”与“信息科学”，学生在其中选一个科目进行学习。

从课程设置来看，国际上的总体趋势是逐渐加大了计算机科学课程内容的比重，且有一些国家独立开设了计算机科学课程。

国际计算机科学课程的目标与内容

1.美国计算机科学课程的目标与内容

美国计算机协会将计算机科学定义为：“计算机科学是计算机和算法过程的学习，它包括其中的原理、硬件及软件设计、应用软件及其对社会的影响。”因此，美国的计算机科学课程主要包括：编程、硬件设计、网络、图形、数据库与信息搜索、计算机安全、软件设计、编程语言、逻辑、编程模式、两种抽象之间的转换、人工智能、计算机的局限性（计算机不能做什么）、信息技术应用与信息系统以及社会问题（因特网安全、隐私、知识产权等）。

2.日本信息科学课程的目标与内容

日本“信息科学”科目的内容包括四个部分：（1）计算机和信息通信网络。包括：计算机和信息处理、信息通信网络的构成、信息系统的机能和提供的服务。（2）解决问题和运用计算机。包括：解决问题的基本方法、问题的解决和处理程序的自动化、模型化和模拟。（3）信息的管理和问题解决。包括：信息通信网络和问题解决、信息的存储与管理、对问题解决的评价和完善。（4）信息技术的发展和信息伦理。包括：社会信息化和人类、信息社会的安全和信息技术、信息社会的发展和信息技术。

3.英国计算机科学课程的目标与内容

英国2013年9月公布的正式国家课程Computing的目标是：让学生理解和应用计算机科学的基本原理和概念，包括抽象、逻辑、算法、数据表示；能使用计算术语来分析问题，并具备为解决这些问题不断地编写计算机程序的实践经验；能评价和使用信息技术，包括新兴的或不熟悉的技术，分析性地解决问题；成为有责任心、有能力、自信的、有创造力的ICT使用者。

启示

不难发现，世界各国均充分认识到了信息技术课程偏重于应用信息技术软件的缺陷，计算机科学课程成为信息技术课程的主要组成部分已是大势所趋。我国现行的信息技术课程正遭受诸多的质疑与批判，已走到一个发展的十字路口。分析我国信息技术课程的未来发展走向，可从国际经验中得到一定的启示和借鉴。

1.计算机科学课程应有独立的地位与体系

我国的信息技术课程最初是从计算机选修课开始发展的，但不久后计算机科学的内容由于被质疑不够实用等原因而逐渐丧失其应有的课程地位，因而现行的信息技术课程更加偏向软件工具操作。但是随着时代的发展，如今信息技术工具的使用技能可以在家庭中得到普及和应用，而计算机科学的内容仍有其独特的价值，应该在信息技术课程中重新确立其独立的地位与体系，特别是我国教育决策部门应该充分地认识到我国从信息技术大国向信息技术强国转变的过程之中，计算机科学课程所具有的独特价值。

2.计算机科学课程内容体系的开发

若想计算机科学课程得到迅速的普及和发展，必须从宏观上对计算机科学课程内容体系进行设计与开发。从国际经验来看，各国都根据自己国家的实际情况，设计了小学、初中和高中不同阶段的计算机科学课程内容标准。我们显然需要一套适应新情况、考虑地方不同弹性需求的计算机科学课程标准来推进我国计算机科学教育。根据我国目前的实际情况，信息技术课程需要区分为两个部分，一是信息技术部分，偏重信息技术工具学习与信息处理方法，二是计算机科学部分，偏重计算机科学的原理与方法。而在我国小学阶段，信息技术部分和计算机科学部分都应该有一定的比重，以信息技术部分为主，计算机科学部分为辅。在初中阶段，信息技术部分应该以信息技术工具综合应用以及信息处理方法为主，计算机科学部分比重加大。到了高中阶段，则应该以计算机科学部分为主，再辅以使用信息技术进行创造的部分。

3.研究先行探索计算机科学课程发展路径

从国际计算机科学课程的经验来看，计算机科学课程发展并不仅仅是教育领导的简单意志，而是研究先行。从最初的对于计算机科学课程实施现状的调查，到全面审视计算机科学课程，再到深入国际比较研究计算机科学现状，再到开发计算机科学课程，最后才到国家层面的政策行为。没有前面的研究基础，各国绝对不会贸然地开展计算机科学课程。但是，在我国信息技术课程发展之中，先行的研究还做得不够。我们当前最紧要的任务不是简单地制定一个课程标准，而是首先厘清计算机科学课程的理论基础和内在逻辑。唯有踏实而有效的研究，才能够真正推动我国信息技术课程健康、有序地发展。

如今，我国的信息技术课程正处于变革期，如能适应社会需要与学生发展需要，信息技术课程定会浴火重生，否则，延续单纯技能化倾向，必然丧失其独有的价值和地位。计算机科学课程给重构信息技术课程带来了一缕阳光。国内的有识之士早已进行了有益的实践尝试，我们要借鉴国外先进经验，总结国内有益尝试，重构课程体系，才能不负时代的责任。

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