網絡GIS教學模式探討

摘 要 網絡地理信息系統（網絡GIS）已廣泛應用于國民經濟的多個領域，也是地理信息系統專業本科教學的重要課程。因此，網絡GIS教育不僅對地理信息技術的普及具有重要意義，也是培養合格的GIS人才的需要。本文在總結網絡GIS課程特征的基礎上，分析了網絡GIS課程學習困難的原因，并針對這些原因制定了對應的教學模式，取得了較好的教學效果。

關鍵詞 網絡GIS 教學模式 探討

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Network GIS Teaching Method

Abstract Network Geographic Information Systems （Network GIS） has been widely used in many fields of the national economy.It is also an important course of the undergraduate students who major in GIS. Therefore， the Network GIS education is of great significance not only to the geographical spread of information technology， but also to cultivate qualified GIS personnel.The paper summarized the characteristics of the Network GIS course and analyzed the learning difficulty of the course. Then researched the teaching method of the course.

Key words Network GIS； teaching method； research

網絡GIS是以網絡為平臺的地理信息系統，它在網絡環境下為各種地理信息科學的應用提供GIS的基本功能（如分析工具，制圖功能）、分布式計算和空間數據管理的空間信息管理系統。①目前，隨著應用領域的發展，網絡GIS在GIS學科中的重要性日益凸顯。不少高等學校將其作為地理信息本科專業的一門必修課程。本文從網絡GIS課程的特征出發，結合教學實踐，對網絡GIS課程的教學模式進行了探討。

1 網絡GIS課程的特征

網絡GIS課程除了具有學科交叉性、發展迅速、實踐性強等特點外，②③還具有以下特征：

1.1 表現形式多樣

網絡GIS產生于上世紀90年代，這就是最初的網絡GIS，常被稱為萬維網地理信息系統（WebGIS）。在近十年里，網絡GIS隨著網絡的普及和相關技術的進步而迅速發展，不僅性能上大幅提升，而且存在形式上也更加多樣。其不再局限于單一的萬維網地理信息系統形式，發展了移動GIS、 網格GIS、云GIS等多種表現形式。現在，網絡GIS常被分為狹義網絡GIS與廣義網絡GIS。④前者是指在一定時期內特定形式的計算機網絡和分布式對象技術的融合所形成的GIS系統，如基于C/S的網絡GIS、基于B/S的網絡GIS、基于空間Web服務的GIS、基于移動與嵌入式的網絡GIS、基于網格的網絡GIS。后者不僅是狹義網絡GIS的統稱，同時還代表了不同狹義網絡GIS結合的產物，還包含了各種網絡協議和不同的分布式軟件體系構建起來的GIS應用。可見，課程教學首先需要合理界定教學內容。

1.2 技術種類繁多

每種網絡GIS可有不同的構造模式，而不同的構造模式又可選用不同的技術框架來實現。以分布式WebGIS為例，其目前大體可有四種技術框架：基于J2EE的WebGIS結構、基于DCOM/COM+的WebGIS結構、基于CORBA的WebGIS結構和基于.Net的WebGIS結構。這些不同的技術框架各有優勢，在實際應用及教學中具有同等的重要性。如何講授并使學生掌握這眾多的技術是教學面臨的問題。

1.3 更新換代快

信息技術的更新一直是日新月異的。網絡GIS以一系列信息技術（如網絡通信技術、多媒體技術、程序設計技術等）為支撐，⑤其往往跟隨支撐技術的更新而更新。同時，網絡GIS本身的理論與技術也在不斷革新。從萬維網地理信息系統的發展來看，在十年間已經歷了四個階段：靜態地圖發布、靜態網絡制圖、交互式網絡制圖和分布式地理信息服務。而支撐技術的更新換代更為迅速，如動態網頁技術ASP，從推出到被替代也就3～4年的時間。課程教學也要順應這種發展，做到與時俱進。

2 網絡GIS課程學習難度分析

在多年的教學中，學生普遍反映了解課程的重要性并對其有較大的興趣，但同時大部分也認為該課程學習難度大。根據他們的反饋信息，總結出以下幾個難點。

2.1 知識點難掌握

掌握知識點不是原封不動地記住書上的定義或者說明，而是熟悉并能運用知識。本課程包含大量的名詞或者定義，盡管授課時針對每個名詞或者定義都給出了詳細的說明，而學生當時也理解了，但一段時間后卻又忘了，實際上并沒有真正掌握。他們的“理解”只是針對文字說明的字面意義的了解，并沒有在大腦中轉化為實體的形象，因此，更無法指導具體的應用。

2.2 技術多難取舍

如前所述，每一種網絡GIS可有一套或多套構造技術體系。由于這些技術體系在實際應用中的地位相當而課程的學時又有限，于是，通常有兩種教學方式：一種是只深入地講解一種技術體系；另一種是對各種技術體系分別進行概要的介紹。第一種方式是教師為學生做了取舍，其弊端在于既沒有與實際需求相結合也沒有顧及學生的興趣。第二種方式是使學生對每種技術體系都略有了解，但將深入學習哪種或哪幾種技術的選擇問題留給了學生。

2.3 實習任務難完成

本課程是一門實踐性很強的課程，其實習課時長一般為12～16學時，實習內容為：基于一定的網絡GIS平臺完成一個具體應用的原型系統。其目的是希望通過實踐使學生具有開發網絡地理信息應用系統的能力。要求是每個學生完成二次開發平臺的熟悉、網絡編程語言的學習、系統設計、功能設計、編碼調試等工作。面對這樣的教學要求，大部分學生的反映如下：一是時間緊任務重；二是涉及內容多為初學，遇到問題容易退縮；三是在課下缺少可以交流、討論的對象。

3 教學模式探討

針對教學過程中碰到的難點和學生反饋的學習困難問題，筆者在多年的教學實踐中反復摸索，探索出了以下教學模式。

3.1 教學內容瞻前顧后與顧全大局

所謂瞻前是指充分了解學生已學的科目，也是了解大部分學生的學習基礎。如若學生已經學習了計算機網絡課程，則在教學過程中就不必介紹該內容；而如果學生之前并沒有涉及網絡的內容，那么就應該補充這方面的知識。所謂顧后是指充分了解學生在后續學習中即將開設的課程，即了解后續課程需要哪些知識作為支撐，以及還有哪些課程是對本課程的擴展。對后續課程中需要的支撐知識應該做適量的介紹，而對有擴展課程的內容應概要介紹。同時，GIS學科的多學科性與交叉性決定了專業課程體系的多樣性，⑥課程教學內容的設計還要考慮自身專業優勢和特色。

3.2 理論講解與形象認識相結合

純理論的講解不僅容易使學生覺得乏味，也使知識點很難被真正理解和掌握。如“分布式”是本課程中最常見的名詞之一，文字解釋為數據和程序可不位于一個服務器上，而是分散到多個服務器。該解釋無法增加學生的形象認識，更不知分布式是怎樣實現的。指導學生在實踐中配置具體的分布式應用，一邊實踐一邊講解，不但使講解和認知變得容易，還能提高學生的動手能力。

3.3 廣泛介紹與培養興趣點

有的學校將網絡GIS課程定位為通識課，旨在使更多的學生了解網絡GIS。作為GIS專業的學生，既要廣泛地了解網絡GIS的內容，也要在某一方向上有所專攻?；谠撆囵B目標，筆者采取了廣泛介紹、培養興趣點的教學方式。廣泛介紹是指在教學中，講授內容盡量廣泛概要。而學生在了解網絡GIS的眾多方向后，就可能選擇自己最感興趣的方向深入學習。根據學生的興趣點，可將學生劃分為不同的團隊，指導他們進行自主學習、定期討論。最后，組織各團隊圍繞自己的方向報告學習情況，相同學習方向的團隊間進行交流與討論。通過自主學習不但培養了學生的自學能力，也使學生對知識的掌握更為牢靠。同時，團隊的構建為實踐課的開展奠定了基礎。

3.4 基于團隊的課程實踐

以團隊的方式進行課程實踐，在一定程度上減輕了每個人的工作量，使學生有更多的時間去思考、討論系統的設計。同時，團隊也為學生提供了交流的環境，培養了團隊協作的精神。

4 教學效果檢驗

本課程的教學效果檢驗主要由兩部分組成：一是理論考核；二是實踐成果檢驗。理論考核主要檢查學生對網絡GIS基本原理的掌握情況；實踐考核主要檢查學生對所學知識的運用情況以及二次開發的能力。

在使用該教學模式以來，不但學生的理論成績有了大幅度的提高，而且也能更好完成實習任務，所提交的成果也更有新意。并且，不少團隊在后來參加的各類GIS設計與開發大賽中取得了較好的成績。在教學反饋意見中，絕大部分學生認可這種教學模式。

5 總結

網絡GIS是GIS專業的重要課程，探討和改進其教學方法是任課教師的基本責任。筆者在深入分析課程特點的基礎上，以學生為本，從理論教學和實踐教學等方面對課程的教學模式進行了探討，并在教學過程中取得了良好的教學效果。然而，教學模式的探討與改進是無止境的，也沒有一種教學模式是永遠適合的，需要在教學實踐中不斷地摸索。

注釋

① 孟令奎，史文中，張鵬林等.網絡地理信息系統原理與技術[M].科學出版社，2008.12.

② 杜培軍，閆志剛.對地理信息系統專業計算機類課程設置的探討[J].測繪通報，2005（1）：63-66.

③ 盛業華，杜培軍.地理信息系統專業的課程體系與專業建設[J].煤炭高等教育，2002（2）：59-61.

④ 張書亮，吳宇，徐潔慧，等.網絡GIS 及其內容體系和應用分析[J].地球信息科學，2007（2）：43-48.

⑤ 龔健雅.當代地理信息技術[M].科學出版社，2004.7.

⑥ 姚頑強，李崇貴，馬慶勛，等.地理信息系統專業教學與教育改革研究[J].技術與創新管理，2011（2）：195-198.