高師院校GIS課程教學(xué)與實踐改革的探索

侯立春，徐 磊，許正昊

（上饒師范學(xué)院歷史地理與旅游學(xué)院，江西上饒 334001）

高師院校GIS課程教學(xué)與實踐改革的探索

侯立春，徐 磊，許正昊

（上饒師范學(xué)院歷史地理與旅游學(xué)院，江西上饒 334001）

通過分析目前國內(nèi)高師院校GIS課程的特點、教學(xué)現(xiàn)狀及存在的主要問題，以及多年從事GIS教學(xué)實踐；從GIS理論與實踐的教學(xué)角度，研究探討了高師院校GIS課程理論與實踐教學(xué)改革的思路，以期交流和對GIS教育有所促進(jìn)作用。關(guān)鍵詞：GIS課程；理論與實踐；教學(xué)改革；高師院校

地理信息系統(tǒng)（GIS）是集地理科學(xué)、計算機科學(xué)、測繪學(xué)、遙感學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的邊緣學(xué)科。它廣泛應(yīng)用于資源環(huán)境與管理、區(qū)域規(guī)劃、國土監(jiān)測與輔助決策等諸多方面[1]。GIS作為一門較為綜合的學(xué)科，對于GIS的應(yīng)用與設(shè)計需要理解地理學(xué)、地圖學(xué)、空間分析以及數(shù)據(jù)庫等相關(guān)領(lǐng)域的知識。其理論深奧難懂、實踐操作性強，要求學(xué)生有較好的綜合能力和素質(zhì)。地理學(xué)界老前輩們都充分闡明了地理信息系統(tǒng)在地理學(xué)中的重要作用以及對地理學(xué)發(fā)展的重大意義。在21世紀(jì)，許多高等師范院校開設(shè)有GIS的相關(guān)課程，高師院校如何把GIS這門課程開設(shè)好，讓學(xué)生真正掌握GIS的理論與方法、技術(shù)與實踐，本文正是通過分析GIS課程本身的特點，以及理論與實踐教學(xué)過程中存在的若干問題，來對高師院校GIS課程（理論與實踐）教學(xué)改革的思路與應(yīng)對措施等方面進(jìn)行分析和探索的。

1 地理信息系統(tǒng)課程的特點

1.1 空間分析與空間抽象

GIS的操作對象是空間數(shù)據(jù)，即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體；空間分析是其強大的功能，這也是GIS區(qū)別于其他類型信息系統(tǒng)的根本標(biāo)志。但其空間實體的表達(dá)比較抽象，難以理解。因此在教學(xué)中要用一些實物實例向?qū)W生講解演示，借助現(xiàn)代技術(shù)教育手段如多媒體教學(xué)，把一些抽象的、難以理解的知識直觀化、形象化，便于學(xué)生理解[2]。

1.2 理論性和應(yīng)用性并重

GIS既是一門基礎(chǔ)理論科學(xué)，又是一門應(yīng)用性較強的技術(shù)性科學(xué)，因此GIS在教學(xué)中必須理論與實踐并重[3]，既教授學(xué)生理論知識，又培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力，即應(yīng)用技術(shù)。這就要求在上好理論課的同時，安排學(xué)生上機實習(xí)，在實踐中理解和體會課堂教學(xué)中的一些抽象知識和難點。

1.3 多學(xué)科集成、滲透性強

GIS是多學(xué)科多技術(shù)交叉的空間信息科學(xué)，它依賴于地理學(xué)、測繪學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等基礎(chǔ)性學(xué)科，又取決于計算機硬件與軟件技術(shù)、遙感技術(shù)和人工智能與專家系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)步與成就，這就要求教師和學(xué)生的知識面要相當(dāng)廣泛，要有扎實的基礎(chǔ)知識[3]。課程安排在師范生大三階段為最佳時期；同時根據(jù)教育對象對教學(xué)內(nèi)容作適當(dāng)調(diào)整。

1.4 發(fā)展和更新速度快

盡管GIS的歷史只有50年，但GIS技術(shù)的發(fā)展十分迅速，從GIS應(yīng)用工具上升為地理信息科學(xué)再到數(shù)字地球；從開放式地理信息系統(tǒng) (OpenGIS)到網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)、移動GIS；即現(xiàn)在的社會化用戶階段。這對教學(xué)方法和手段也提出了更高的要求。

2 高師院校GIS課程教學(xué)存在的主要問題

2.1 教學(xué)局限于課本知識；理論抽象、難以理解

我國GIS起步較晚，在GIS教學(xué)與研究方面的積累顯得不足，相關(guān)教材相對較少且比較抽象，有些高校缺乏實際項目經(jīng)驗等[4]。最終使一些高師院校 GIS課程教學(xué)只是走過場，沒有講得透徹明白，以至于難以理解，枯燥無味，學(xué)習(xí)興趣不高，再加上現(xiàn)行的高中地理教材涉及GIS內(nèi)容并不多，學(xué)生思想意識重視不夠，最終沒有真正起到再發(fā)展的作用。

2.2 理論和實踐的失衡

GIS是一門實踐性強的學(xué)科，但理論和實踐技術(shù)是不矛盾的，不能因為GIS的強技術(shù)性而輕視其基礎(chǔ)理論，如果沒有扎實的理論基礎(chǔ)，就談不上深層次的應(yīng)用[5]。另外，教師在教學(xué)過程中也往往會避重就輕，縮減實踐課程的課時，致使學(xué)生在學(xué)習(xí)GIS中未能真正學(xué)有所用，出現(xiàn)實習(xí)、實踐環(huán)節(jié)薄弱等問題。

3 高師院校GIS課程理論與實踐教學(xué)改革思路探索

目前各高師院校開設(shè)GIS課程的深度和重點各不相同，但GIS課程的構(gòu)建應(yīng)全面反映“概念-原理－方法－操作－應(yīng)用”五位一體的特征，內(nèi)容由理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩部分組成。針對上述我國高等師范院校GIS課程的特點和發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題，根據(jù)筆者近幾年來GIS教學(xué)實踐的嘗試，提出以下GIS教學(xué)與實踐改革思路：

3.1 建立一支高素質(zhì)教師隊伍”

這是教學(xué)改革的根本。根據(jù)高師院校GIS課程培養(yǎng)的目標(biāo)及要求，制定合理的GIS課程教學(xué)計劃體系，在理論與實踐的教學(xué)工作上多下工夫，做到理論與實踐并重，提高學(xué)生的理論素養(yǎng)的同時培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力；強化競爭意識，提高教師的GIS課程教學(xué)水平，通過派送教師進(jìn)行GIS專業(yè)再深造和選GIS專業(yè)人才的方法，提高高校教師隊伍的素質(zhì)，促進(jìn) GIS課程教學(xué)質(zhì)量顯著提高。

3.2 突破傳統(tǒng)教法模式，構(gòu)建新型教學(xué)模式

在教學(xué)內(nèi)容的組織上，教學(xué)實例的選取應(yīng)多立足鄉(xiāng)土教材，從身邊的地域著手，使學(xué)生在一種既輕松又很熟悉的氛圍下學(xué)習(xí)，更加有利于新知識的學(xué)習(xí)和鞏固。在教學(xué)方式上，打破傳統(tǒng)的灌輸式和過分偏重講授的教學(xué)方法，采取講解、演示、課堂討論等多種形式相結(jié)合的方式；實施互助式學(xué)習(xí)，啟發(fā)式教學(xué)等新型教學(xué)模式來啟發(fā)學(xué)生思維；注重邏輯聯(lián)系的思維和學(xué)習(xí)方法；培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造能力的教學(xué)方法，以期達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

3.3 豐富GIS課程教學(xué)的教材形式和內(nèi)容

針對GIS課程本身的特點，精心設(shè)計制作高質(zhì)量的GIS課件，開發(fā)成集圖像、圖形、動畫和聲音的“立體教材”，豐富GIS課程教學(xué)的教材形式和內(nèi)容。現(xiàn)代教學(xué)的實施離不開多媒體技術(shù)，而且GIS與計算機科學(xué)緊密結(jié)合，通過多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，可以加強學(xué)生的計算機科學(xué)意識，建立強的空間性，從而培養(yǎng)他們利用計算機知識進(jìn)行GIS系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的能力。在多媒體教學(xué)中增強圖形、圖像、聲音和動畫等方面的信息，來提高教學(xué)效果，形象直觀地完成教學(xué)任務(wù)，注重多種教學(xué)手段的結(jié)合運用及師生間的互動。同時，隨著科技的發(fā)展，GIS知識更新速度加快，運用CAI編制的電子教材可以把GIS發(fā)展的最新技術(shù)、新理論和新方法及時增加到教學(xué)內(nèi)容中去，及時彌補文字教材知識更新慢的不足，較好地解決GIS教育中知識不斷更新的矛盾。所以，制作出高質(zhì)量的GIS課件也是很關(guān)鍵的。

3.4 強化實驗課教學(xué)，增強學(xué)生實踐能力

高校GIS教學(xué)中，在選擇較為權(quán)威、優(yōu)良的理論教材的同時，也要注重實踐教材的選取。實驗課教學(xué)，以課程中的有關(guān)內(nèi)容為主線，時間安排也一般與課堂教學(xué)穿插進(jìn)行，目的是使學(xué)生加深理解課堂教學(xué)中學(xué)到的有關(guān)GIS的基本理論、基本知識和基本技術(shù)方法，并熟悉流行 GIS工具軟件的使用與操作等[6]。對 GIS實踐操作部分采用現(xiàn)場教學(xué)，實行講練結(jié)合，即邊講授邊操作，這樣既提高了學(xué)生的計算機實際操作能力，又節(jié)省了教學(xué)時間，同時起到事半功倍的效果。GIS操作主要是讓學(xué)生形成對書本知識和課堂講授內(nèi)容的感性理解以及對其的運用，通過操作來進(jìn)一步加深學(xué)生對GIS理論的理解。

3.5 以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為輔助，加強師生交流溝通

隨著Internet技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，在GIS學(xué)習(xí)中可以充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。一方面，教師通過博客、電子郵件、BBS站點等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式來加快教學(xué)進(jìn)度，促使學(xué)生鞏固相應(yīng)的知識。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以促進(jìn)學(xué)生與教師之間，學(xué)生與學(xué)生之間的同步式交流。學(xué)生可以向老師提出相應(yīng)問題并獲得及時的指導(dǎo)和幫助，充分合理地利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以彌補課時限制的缺陷，特別是上機操作課時有限。也可以將講義放到本校的校園網(wǎng)上，供學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固[7]。作業(yè)提交與反饋，師生交流討論都可以利用上述方式。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)只是起到GIS教學(xué)的一個輔助作用。

3.6 考試方式的改革

考試是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的重要動力機制，也是考察學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一種手段。為反映教學(xué)的效果將學(xué)習(xí)過程的考查與最終考試掛鉤，將理論和實踐操作結(jié)合考察。學(xué)習(xí)過程的考查主要以出勤率、實驗報告、課后作業(yè)為主；期末考試命題改變以往僅僅命理論部分的出題方式，在試卷中加大與實踐相關(guān)的軟件操作題以及相關(guān)應(yīng)用題，GIS理論題與軟件操作題可以按7:3分值比例。這樣有利于積極引導(dǎo)學(xué)生脫離死記硬背，期末突擊復(fù)習(xí)的壞習(xí)慣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動性與創(chuàng)造性。

4 結(jié) 語

通過教學(xué)信息反饋，學(xué)生對本課程的教學(xué)形式、課件教材內(nèi)容安排、教學(xué)效果等方面普遍反映較好，每年教學(xué)質(zhì)量評比均居院前 40%。學(xué)生能在較短的時間內(nèi)掌握ArcGIS軟件的基本操作，也能深刻理解GIS的基本理論，并且在畢業(yè)論文的設(shè)計中加以應(yīng)用。經(jīng)過近幾年來的 GIS教學(xué)實踐改革探索，取得了一定的成效，對面向基礎(chǔ)教育和GIS知識普及方面起到了促進(jìn)作用；由于我校GIS課程起步較晚，教學(xué)中也存在自身的不足，希望通過與同行全方位的交流來促進(jìn)高師院校GIS教學(xué)不斷發(fā)展，從而培養(yǎng)更多更好的GIS人才。

[1] 黃杏元，湯勤.地理信息系統(tǒng)概論[M].北京:高等教育出版社，2001

[2] 謝鵬，謝光輝，李滿春.21世紀(jì)高師地理信息系統(tǒng)教學(xué)芻議[J].湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報，2000，12(4):92-93

[3] 盛業(yè)華，郭達(dá)志，杜培軍，等.“地理信息系統(tǒng)”課程教育的實踐與思考[J].測繪通報，2000（6）:40-42

[4] 張新長，趙元，張啟春.GIS課程改革的思考[J].理工商教研究，2003，8(4):118-119

[5] 邊馥苓.我國高等GIS教育:問題、創(chuàng)新與發(fā)展[J].地理信息世界，2007（2）：7-11

[6] 陳正江，湯國安.關(guān)于“地理信息系統(tǒng)”課的實踐教學(xué)[J].高等理科教育，2002(2):69-71

[7] 鄧運員，劉沛林.GIS課程教育及其實踐教學(xué)的思考[J].衡陽師范學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2003，6(3):118-122

Practice Teaching of Principles and Methods of Digital Mapping

by Cheng Gang

Practice teaching is an important part of the course of Principles and Methods of Digital Mapping to broaden and deepen the theory teaching.Practice teaching is an effective way to consolidate and test the outcomes of theories learning,where students can further understand and grasp what they have learned,so as to develop independent analysis,innovative thinking and practical ability to solve practical problem s in topographic mapping.Aiming at practical teaching objective,this paper relied on the construction unit of experimental teaching demonstration centers Henan Province,arranged the teaching content o f practice scientifically and reasonably,flexibly used teaching methods and means,achieved a good effect of teaching,which played an important reference to the relevant institutions.

digital mapping principles and methods,practice teaching,method（Page:150）

P208

B

1672-4623(2011)01-0146-02

2009-06-02

項目來源：江西省高校省級教改基金資助項目（JXJG06-16-24）；江西省高校人文社科規(guī)劃基金資助項目（JC0921）。

侯立春，碩士，主要從事地理信息系統(tǒng)、計量地理和課件制作教學(xué)與研究。