随着信息技术的高速发展，教育信息系统蕴含着丰富的时空知识数据，具有时间特征和空间特征，需要有合适的时空知识可视化来描述其结构和特征。时空知识数据包含了时间序列、空间序列、时间和空间序列等模式，可利用时空立方体模型等方式对其进行有效的管理和利用。

在海洋科普教育中，“时空观念”是学习者了解和理解海洋历史的基础。在特定的时间和空间背景下，“时空观念”是学习者对事物进行有效观察、分析、应用的意识和思维方式。海洋科普教育时空可视化可以结合时间轴、事件年表、空间示意图、地图和人物年谱等方式描述、分析复杂的相关海洋历史信息，从而帮助学习者架构海洋意识时空框架，树立多维度海洋意识“时空观念”。在海洋科普教育实践中，时空可视化涉及时间维度和空间维度两个重要维度。时间维度包含了物理时间和钟表时间等自然时间，也包含了结构时间和事件时间等社会时间；空间维度包含了地理空间和物理空间等自然空间，也包含了行为空间和信息空间等社会空间^[3]。相应地，海洋科普教育时空可视化分析包括时间可视化分析、空间可视化分析和时空混合可视化分析等多个不同层次，共同组成一个复杂时空可视化分析的系统。

海洋科普教育时空可视化有以下两个重要应用方向:

(1)时空可视化的海洋科普教育资源设计与开发；

(2)海洋科普教育中学习者行为时空分析。

(一)时空可视化的海洋科普教育资源设计与开发

时空可视化的海洋科普教育资源设计与开发流程如图4-3 所示。例如在“中国南沙群岛”海洋科普教育主题资源构建过程中，我们可以在历史角度下融合时间序列，结合南沙群岛自然地理的空间信息进行教学资源设计和开发。在南沙群岛历史事件和争端信息方面，以文字材料描述为主，造成历史事件时间和空间细节情况学习费时费力，从宏观、中观、微观了解争端的时空关系难度增大。时空可视化的海洋科普教育资源通过知识图谱来表达南沙群岛历史事件的时空变迁过程。时空可视化的南沙群岛科普教育资源如图4-4 所示，学习者点击感兴趣的岛礁浏览、漫游和查询相关科普信息。

(www.daowen.com)

图4-3　时空可视化的海洋科普教育资源设计与开发流程

图4-4　时空可视化的南沙群岛科普教育资源

(二)海洋科普教育中学习者行为时空分析

知识流动性作为知识空间的核心和根本特征，网络空间的知识流动和人机交互在实时的时间中接合，形成一个时间数据和空间数据流动性的知识空间。对于学习者行为时空分析，通过采集、分析学习者的时间数据和空间数据中，从页面浏览、关键事件触发、学习路径转化等数据，挖掘出学习者学习时长、知识深度、阅读频率和访问间隔等有价值数据，将学习者相关行为数据转化为漏斗可视化分析图表，从反馈的情报中获悉学习者时空行为，洞悉学习者学习行为特征。海洋科普教育通过学习者行为时空分析，考察学习核心路径逐级留存情况，绘出学习者画像数据，可更好地分析洞察学习者，分析不同学习者的行为差异。学习者分群通过多种组合纬度将学习者细分为不同目标群体，分析人群画像，根据不同人群的知识需求，提供个性化知识服务。海洋科普教育针对特定人群的特征分析、价值分析和知识服务，根据学习者知识服务需求实现程度和满意度模型如图4-5 所示，以学习者为导向实现精准化知识服务。

图4-5　学习者知识服务需求实现程度和满意度模型