地理信息系統原理課程教學問題與思考

丁麗霞　陳永剛　王懿祥

摘要回顧總結多年的GIS原理課程教學中存在的不足與問題，文章針對GIS原理課程具有學科交叉性、發展速度快、實踐性強、開設專業多等特點，提出相應改革措施與建議。

關鍵詞地理信息系統教學問題思考

0引言

地理信息系統是在計算機硬件、軟件系統支持下，對空間地理數據采集、儲存、管理、處理、分析、建模和顯示的計算機系統。①自1963年第一個地理信息系統（GIS）出現至今已有近50年的歷史，隨著GIS行業的發展和GIS專業人才需求的增加，GIS高等教育發展也十分迅速，從1998年教育部設立GIS本科專業至今，我國已有超過200多所高等院校開辦了GIS專業，開設GIS原理課程的非GIS專業就更多了。②浙江農林大學于2001年陸續在資源環境與城鄉規劃、環境科學、測繪工程、生態學、林學等6個專業開設GIS原理課程，已有10多年的開課歷史且于2005年起開辦GIS專業。與此同時，教師在GIS原理課程教學方面積累了一些經驗，學生的GIS理論水平和應用技能逐年提高。但在教學過程的各個環節上仍有許多不足之處，為提高教學質量，本文重點談談教學過程中出現的一些問題與教學改革的想法。

1教學中的問題與不足

回顧多年的教學實踐，我校地理信息系統原理教學從一門課開始到開辦一個專業，實驗教學經歷了實驗室從無到有，軟件平臺從1個到3個、實驗內容從僅有驗證性實驗發展到基礎型、綜合型、設計型實驗全部開出。實驗內容不斷豐富，難度不斷加大，教學的質量不斷提高，為社會輸送了許多優秀的GIS技術人才。但隨著GIS技術的快速發展與人才市場需求的變化，GIS人才培養的過程中仍存在一些問題。

1.1學生學習被動，主動性差

在理論教學中，一些教師為了在有限時間里完成教學內容，教師講授的教學內容很豐富；而學生以聽講為主，以致課堂上互動不足、氣氛平淡，常出現學生打瞌睡、看課外書、玩手機等現象。在實驗教學過程中，學生常常是參照教師的示范進行模擬實驗，甚至教師一邊操作、學生一邊模仿。整個教學過程學生沒有自主性，始終處在一種被動狀態，創造性和分析能力不能得到訓練。

1.2理論與實踐教學學時搭配不合理

GIS理論教學與實驗教學基本同步，每一章理論課相應安排至少一次實驗，因而實驗內容量大，需要合理安排理論教學與實驗教學的學時比例。從多數高校GIS精品課程理論教學與實驗教學學時比例來看，多數都在3∶2左右，有的甚至達到1∶2，③④而我校多年來這個比例一直是2∶1，且從學生的反饋與實際教學過程也反映了實驗教學時數偏少的問題。實驗教學時數偏少會造成教學節奏偏快，理論與實踐教學不能很好地銜接，部分學生感覺理論課枯燥乏味，實驗課不能完成實驗目標，致使其有很強的挫敗感。

1.3考核重理論，輕實踐

GIS實驗教學附屬于理論課程，僅僅是理論課程的驗證和延伸，考核的重點是知識點的記憶而不是實踐應用。目前GIS原理課程的考核仍以期末試卷成績為主，實驗教學部分的考核成績包含在平時成績里，而平時成績只占總評成績的30%，除去平時成績里的作業與考勤部分，實驗部分的成績所占比例更少了，致使部分學生對實驗的重視程度降低。

1.4GIS實驗教學內容與專業結合不緊密

目前多數實驗教材設計的內容都是分章節、針對單一目標設計的，未考慮前后實驗內容的連續性，缺乏一個把所有知識點串起來的綜合案例，尤其缺乏針對專業設計的案例。文獻中已有這方面的探索，但在教材編寫上幾乎是完全處于空白狀態。④⑤

1.5國產GIS軟件平臺不足

目前流行的GIS軟件有ARCGIS、MAPINFO、MAPGIS、SUPERMAP等。前兩個是美國產軟件，在國內應用廣泛影響大而深遠。后兩個是國產軟件，目前在土地規劃管理、地質等許多行業占領了應用市場。ARCGIS、MAPINFO軟件的實驗教程較多，且多數教師熟悉這兩款軟件。我校GIS課程所使用的軟件平臺也以這兩種軟件為主，國產軟件較少使用。為了適應GIS人才市場需求，擴大學生就業面，GIS實驗教學應增強國產主流GIS軟件的培訓，為學生進入國產GIS軟件設計開發領域做些必要的準備。

2教學改革建議與措施

2.1注重學生專業特點，培養學習興趣

GIS原理是各專業本科生學習GIS知識的入門課程，有些專業的學生上這門課之前對GIS原理是不了解的，認為與所學本專業無關，產生了學習GIS原理沒用的看法。這就需要針對不同專業特點設立不同的教學目標，從第一堂課就開始借助實例講授GIS技術在學生所學專業當中的應用，并結合GIS課程在不同專業培養中的地位與作用，組織設計與學生專業相關的理論與實驗教學內容。例如，城市規劃本科生的培養目標是能夠運用GIS解決規劃數據管理、分析、制圖的需要，就需要制圖方面增加實踐教學內容；而地理信息系統專業的學生則需要增加在GIS開發設計方面的教學內容。從而使學生逐漸認識到GIS原理與所學專業的相關性，并通過實驗教學使學生理解GIS技術在所學專業中的應用，激發學生學習GIS原理的興趣。

2.2加強互動教學，活躍課堂氣氛

GIS原理的理論教學可充分利用提問式、啟發式、案例式、實習式等各種教學方法，加強師生互動，讓學生充分參與課堂教學，調動學生學習的主動性、提高學生學習的注意力和改善課堂教學的效果。

2.3注重各章節的聯系，把握課程主線

由于學科的交叉性，GIS原理教學內容會涉及地理學、測繪、數據結構、數值算法、遙感等多學科內容。這些知識點分散于各個章節中，極易使學生感覺不同章節的跨度大、關聯性差、內容龐雜且不易把握。教師需要有意識地引導學生從整體把握教學內容，幫助學生梳理前后章節內容的邏輯關系，使學生理解整個教學內容都是圍繞對空間數據的采集、存儲、編輯、分析、輸出這一條主線。如地理空間數學基礎、空間數據結構、空間數據模型、空間數據的組織與管理均是闡述空間數據是怎么存儲的。學生掌握這一主線，再由主線發散到各章節的知識點，就不會感覺教學內容的分散了。

2.4合理安排理論與實踐教學時間，提高學習效率

GIS技術是以計算機與GIS軟件為基礎來解決各應用領域的空間地理數據獲取、管理、分析、制圖等任務的重要工具。因而學生能夠使用1～2種典型的GIS軟件解決與專業相關的簡單問題是GIS教學的重要任務。通過48～52個課時的學習，使學生既要理解GIS基礎理論，又要掌握軟件的使用，對于非地理信息系統專業的學生，學生學習起來有畏難情緒。為了幫助學生能夠在有限的課堂時間內更快更好地消化吸收所教授的學習內容，需要充分發揮理論與實踐教學的相互促進作用。一方面，安排足夠的實踐教學時間，另一方面合理安排理論教學與實踐教學教學時間的前后順序。比如，空間數據模型的理論課教授時，如果能先上實踐課，學生對空間數據有了直觀的認識，那么理論教學時，學生就不會感到因為課程內容太抽象而理解困難，既能提高學生學習效率，還能激發學生深入學習的欲望。

2.5加大實踐教學力度，培養實踐能力

當前，GIS應用已由專業化向社會化方向發展，GIS專業的人才需求與培養都傾向于實用化階段。⑥因此在GIS實踐教學過程中需注重培養學生GIS技術的應用能力，將實踐教學的各環節與專業培養方向緊密結合，提高學生綜合分析問題的能力。一方面增加與學生專業相關的綜合型、設計型實踐教學內容，設計一些工程類的任務布置給學生；另一方面，為學生開放實驗室，給學生創造良好平臺與更多的實踐機會。比如給一幅遙感圖像，要求學生提取專題信息并制作專題圖這樣一個大作業，由學生獨立完成，在我校的城規專業GIS教學中取得了很好的效果。

2.6利用網絡平臺，促進信息化

充分利用網絡課堂，運用多媒體技術將實踐教學內容制作實驗操作過程的演示課件與交互型實驗教學多媒體課件，提供學生自學平臺。供學生在課外時間復習提供一個方便的學習環境。此外，還可利用網絡課堂與QQ等的聊天工具加強與學生交流，及時了解學生學習動態，針對學生掌握的情況調節課程進度與節奏。

2.7注重教師自身的學習，補充新的教學內容

GIS技術發展更新速度很快，為滿足社會需求、提高學生就業競爭力，GIS實踐教學需要不斷吸納GIS發展的新手段、新方法，充實到實驗教學內容里，使學生不僅了解GIS發展的趨勢，而且能夠掌握與應用最新的GIS技術手段與方法。