地理教育專業《地理信息系統》課程教學改革探討

地理信息系統（簡稱GIS）是20世紀60年代發展起來的一門融計算機、測繪、遙感、應用數學、信息科學、地球科學于一身的綜合性信息技術。21世紀隨著互聯網、3G、數字電視等技術的應用和發展，GIS 的涉及面更廣、滲透性更強、內容日趨豐富、適用性擴大。目前我國已有500 多所高校開設了與GIS 相關的專業和課程，200 多所高校建立了GIS實驗室。本文主要就三年制地理教育專業開設《地理信息系統》課程必要性、GIS教學存在問題以及教學改革等進行探討。

一、《地理信息系統》課程開設的必要性

1. 地學研究的重要手段

《地理信息系統》課程是許多地理學科的主干課程，GIS對整個地學界的研究手段與方法帶來革命性的變化。GIS是綜合處理和分析空間數據的一種計算機技術系統，它將地理空間數據與計算機技術相結合，采用模型分析、綜合分析等方法，對資源環境、區域規劃、管理與決策、災害防治等方面的規劃、管理、決策及研究提供決策支持。它發展之快、應用之廣、影響之深刻是其它地理學科無可比擬的。目前，高等學校的地學類學科大都開設了GIS方面的課程，環境、地質、農業、林業、國土、規劃等部門，對GIS也給予越來越多的重視。因此進行地理教學與研究有必要了解或掌握GIS技術。

2.21世紀人才培養的需要

21世紀最寶貴的是人才，培養掌握和應用GIS方面的人才是當前地理教學改革的一個重要方面，作為高等師范院校地理教育專業，我們培養的人才主要是面向21世紀的中學地理教師，而他們的使命又是培養21世紀的建設者，所以開設的課程必須具有代表性和說服力。

二、《地理信息系統》課程教學存在的問題

1.課程設置不盡合理

GIS是一門綜合性學科，要求學生具有計算機、數學以及地學的相關知識，尤其是要開設《計算機基礎》、《程序設計》、《高等數學》、《概率統計》等課程，但很多高校地理教育專業無法滿足相應教師需求或無法安排足夠課時，致使學生對《地理信息系統》課程部分教學內容很難接受。

2.軟硬件設施不足

GIS是一門實踐性很強的學科，實習時數在總課時中所占比例很大，因此在開設課程的同時，需要相應的GIS實驗室。實驗室所需設備不多，40～50臺計算機組成的局域網、一臺數字化儀、繪圖儀及掃描儀完全可以滿足教學和部分科研的硬件要求，軟件方面目前用的較多的有中國地質大學的MAPGIS和美國的ARC/INFO系列軟件。但在很多高校地理教育專業開設的《地理信息系統》課程都無法保證實踐教學的軟硬件設施，主要以理論知識傳授為主，使得學生學習時枯燥乏味，缺乏激情和動力。

3.教學模式有待改進

在我國應試教育影響下，學生養成了被動的學習習慣，缺乏自主學習的能力和意志，從而造成專業學習的高分低能現象，高校地理教育專業教學也存在“灌輸式”教育現象。為了21世紀人才培養的需要，應鼓勵學生個性發展、自主學習，相應地，依據學科背景和專業特色，研究和實踐新的考核模式勢在必行。

4.學生層次不一

學生素質參差不齊，對計算機掌握程度不同，加上文理科學生思維方式以及學習興趣等差異，致使統一的《地理信息系統》課程教學無法充分發揮學生主動性，教學效果不佳。

三、《地理信息系統》課程教學改革探索

1.善用多媒體技術

利用多媒體技術進行計算機輔助教學是現代高校教育普遍采用的形式。GIS的理論性和技術性要求學生不僅要掌握其理論知識，還要有豐富的實踐經驗，因此在教學中滲透實踐課程非常必要。合理設置實踐課程，與課堂教學穿插進行，使學生深入理解課堂教學中學到的有關GIS的基本理論、基本知識和基本技術方法，并熟悉流行GIS工具軟件的使用、掌握軟件開發與數據處理等技能。

2.實行多層次教學

根據學生素質差異和愛好，可以把學生分為基本理論、軟件開發和軟件應用三個層次，這種層次教學模式可以使不同能力的學生各盡所能，各有所獲。學生自由分組，在共同完成基本理論課程學習后，以課題小組的形式各自完成任務。基本理論組以掌握GIS的基本理論、基本知識和基本技術方法等為主，主要是為了滿足中學地理教學需求，考核方式為閉卷考核或提交學習筆記和GIS相關論文；軟件開發組對學生計算機能力要求較高，包括GIS工具軟件和GIS應用系統的開發，需增加上機實踐的課時，考核方式為提交軟件成果；軟件應用組要充分掌握一至兩種GIS專業軟件的使用，并能用GIS專業軟件解決和分析地理學中的一些問題，可以制作基本的圖件，需增加上機實踐的課時，考核方式為制作指定地理專題圖。

3.提倡文理分科

地理學在高等教育中屬于理科，授予理學或管理學學位。因此在地理學專業招生中，一般只招收理科生，但由于在高中階段地理屬于文科，為適應地理學科綜合性和實用性發展的需要，2000年后，我國許多高校地理專業招生紛紛實行文理兼收，這有利于所培養的人才滿足就業市場需要。但文理科學生在學習背景、學習方式、學習效果上的差異，使得傳統模式的GIS教學無法滿足全體學生需求。文科生在接受GIS相關知識上存在難度，但他們的地理基礎好于理科生，為平衡這種差異，文理分科教學是最好的選擇。

4.強化案例教學

哈佛大學在20 世紀初創造了案例教學法，即圍繞一定的培訓目的，把現實生活中真實的情景加以典型化處理，形成供思考分析和決斷的案例，通過獨立分析研究和相互討論的方式，來提高分析問題和解決問題能力。采用案例教學法，可以提高學生對GIS的興趣以及應用 GIS 進行綜合分析和解決實際問題的能力。實施地理信息系統案例教學，要通過若干個案例設計，把GIS基本概念和基本操作融合，形成一個有序的、多樣的案例群，構建一個完整的教學過程，并突出案例的針對性、趣味性、完整性和實用性。

5.促進教學研結合

GIS是地學研究的重要手段和方法，讓學生參與科研是培養學生能力、進行地學研究和思維的有效手段。學生對GIS的基本理論、基本知識和基本技術方法學習后，通過相關GIS項目的研究，讓學生認識到GIS的重要性，激發其學習興趣。在教與學中進行研究，在研究中進行教學。

高校地理教育專業以培養中學地理教師為主要目標，學制三年，《地理信息系統》課程作為專業選修課學時有限，在有限時間內充分調動學生學習主動性、積極性是進行GIS課程教學改革的主要目的。本研究所做的嘗試和探索今后將在本校地理教育（專科）、地理科學（本科）以及開設《地理信息系統》課程的其它地學專業逐步實施并不斷改進，期待培養更多更好的對GIS感興趣的地理工作者。

基金項目：貴州省科學技術基金項目（黔科合J字[2011]2052號）；貴州省教育廳高校人文社會科學研究規劃項目（12GH027）。