地方應用型高校地質類專業地理信息系統課程教學思考與探索

魏強 馮松寶

關鍵詞：地方應用型高校;地理信息系統課程;教學探索

引言

地方應用型本科高校以培養高層次應用型實踐技能專業人才為根本目的，一定程度上有效促進了我國高等教育大眾化發展的進程[1]。由于國家對地方應用型本科高校認可度的提升及專業指導上的加強，為該類高校帶來了強勁的發展動力[2]。同時，市場對高層次應用人才的需求，給此類院校也增加了一定的壓力[3-5]。地方應用型本科院校應加大力度，探索課程教學改革，高質量完成時代任務。地理信息系統作為地質類專業的基礎課程，關于其教學的思考與探索，對培養符合社會需求的地質類專業學生來講意義重大。

一、地理信息系統課程主要教學內容

地理信息系統課程為地質類專業學生的專業基礎課程，安排在大學二年級上學期進行授課。其教育教學方式主要分為兩個重要部分：第一部分為理論教學，主要使學生掌握地理信息系統的基本概念及其基本知識點;第二部分為上機實驗操作，目的是讓學生至少熟練掌握地理信息系統軟件的操作。前者主要包括：空間信息基礎;空間數據結構;空間數據庫;空間數據采集與處理;空間分析原理與方法;可視化及產品輸出。后者主要包括：MapGIS軟件界面認識;空間數據輸入與編輯;空間數據誤差校正;空間數據投影變換;空間數據圖形裁剪;矢量數據空間分析?？傮w來講，該課程主要培養學生應用課本上的知識，結合地理信息系統手段，為有效解決資源勘查和地質勘探中的圖件繪制、資源評價和地質災害防治及預測等問題提供科學幫助和重要參考依據，并為從事地質類相關專業工作或繼續攻讀工學碩士學位奠定堅實的專業基礎。

二、地理信息系統教學中的問題

（一） 學生地理信息系統基礎和測繪學知識相對薄弱

地理信息系統是在計算機技術的支持下，對空間中相互關聯的地理對象進行信息的采集、存儲、描述和分析的技術系統[6]。本課程要求學生在理論知識學習的基礎上，能熟練運用計算機解決地質與資源勘查中的實際科學問題，以此來增加學生的動手與動腦能力，培養并深化學生地質方面的知識。此前，地質類專業學生未系統接受過諸如此類課程的學習，動手能力尚有一定的欠缺。因而，關于地理信息系統方面的基礎知識相對薄弱，理論和實踐教學進展不如預期，學生上課熱情很難被調動起來。

（二） 課程教學課時分配不盡合理

地理信息系統課程在地質類專業培養方案中共設置36課時，其中理論課26課時，上機實驗課僅10學時。該課程理論部分共9章，需要詳細講解的內容共6章28節，涵蓋的知識點較多，需要足夠的課時量才能保證理論課的教學質量。因此，每一課時理論課至少要保證1節新內容的講解，老師們沒有更多時間對地質和資源方面知識進行拓展。理論課講解速度快，再加上學生基礎薄弱，教學過程中教師的教與學生的學都難免會出現“走馬觀花”式現象。學生的專業基本理論知識在認識上就會出現偏差，進而造成學生無從下手的現象，從而對該課程失去興趣。地理信息系統課程是一門比較重視理論與實踐相結合的課程，一定數量的上機實驗操作課是學生理論課知識點吃透的關鍵。10學時的上機實驗課不能夠滿足本課程教學的要求，尤其是MapGIS軟件界面認識與文件管理、地圖的矢量化、矢量數據的誤差校正與投影變換以及矢量與柵格數據的空間分析等實驗操作，需要大量課時作為教學支撐。理論和上機實驗教學課時的缺少以及分配的不盡合理，對學生學習必然會造成一定的障礙。這就需要教師及地質專業教研室在制定授課計劃時重新審視該課程重要知識點，并對課程的知識詳略調配及課時量分配進行深入思考。

（三） 應用實踐教育理念在實際教學中尤為欠缺

地理信息系統是一門注重理論與實踐相結合的課程，有較多的內容需要教師和學生共同探索。例如，在矢量化礦產資源圖時，學生在對圖像進行分層并建立點、線、區文件后，運用矢量化工具對圖像中的信息進行繪制。相反，圖件中表達的更深層次信息的提取，對于初學者是較為欠缺的，這就需要教師進行深入指導并循序漸進地講解。地理信息系統軟件中礦產資源圖的繪制，能夠讓學生系統將構造、資源類型以及資源空間分布特征信息進行快速整合，有利于了解礦產資源的具體分布位置。在繪制時，不僅要讓學生學會運用軟件中的圖像繪制模塊功能，同時也要引導學生將應用型理念與實際相結合，以期保證圖像信息的科學與準確性，從而使教學質量得到提升[7]。

三、地理信息系統教學思考與探索

（一） 增設地理信息系統及測繪學基礎課程，提升學生學科基礎

基于地質類專業學生在地理信息系統和測繪學方面的知2019版地質類專業的培養方案中，相應地在第二學期增設了計算機應用技術、測量學及測量學實踐三門課程。學生可通過上述課程的學習，熟練操作計算機，掌握測量學中地質資源或地理對象數據的采集與處理方法，了解較為簡單的數據編碼存儲方式。特別是新增的32學時的測量學理論教學以及一周的測量學實踐課集中實訓，能夠拓寬學生的專業認知視野，提升學生的動手和思考能力，為地理信息系統課程順利進行奠定了較好的專業基礎。

（二） 調整理論與實踐環節的課時分配，優化應用實踐教學內容

之前，地質類專業的地理信息系統理論課時與上機實驗課時之比為2.6∶1，在最新的培養方案中調整為1∶1，在一定程度上彌補了實驗課程教學課時量的不足。特別強調的是，計算機地圖制圖是地理信息系統課程的一個重要組成部分，也是加強學生動手與思考能力的重要環節。地質類專業最新培養方案中，在第四學期地質類相關專業均開設了計算機地圖制圖課程，這對于學生理解地理信息系統地圖制圖的核心精神有很大的幫助。上述舉措也有利于提升學生的實踐操作技能，拓寬學生視野。

地理信息系統課程的應用實踐教學來源于課本，但是又不僅僅局限于課本知識點。如在矢量數據空間分析章節，增加了云南省1∶50萬矢量地圖的裁剪實驗。上機實驗時，教師在MapGIS軟件中演示了一種最為原始最為繁瑣的圖形裁剪方法?；诶碚撜n程中講述的空間數據各圖層中不同地理對象的空間拓撲關系這一原理，鼓勵學生深入思考并探討其他幾種簡單的裁剪方法，如在Section 軟件中裁剪空間對象，以此來簡化MapGIS軟件中繁瑣的操作流程。更重要的是，教師根據實際教學中的問題，選擇性地增加了在地理信息系統軟件中建立圖層并對相關地圖中數據的屬性字段和屬性值輸入及修改的環節，讓學生了解地理信息系統中圖形數據與屬性數據相互連接以及相互轉化的基本原理。

（三） 推進科研項目進入課堂，創造應用實踐教學環境

教育教學實踐是提高本科生教學質量、發掘學生自身潛力不可或缺的環節。宿州學院多年來貫徹落實本科生導師制，本科生可通過學習專業課程參與到教師的科研項目中。不僅可以提升學生在地理信息系統軟件操作方面的繪圖技能，還能深化學生在分析數據和利用數據上的應用實踐能力。

值得注意的是，任課教師科研項目和學生創新創業訓練項目中的研究內容和方法與本課程知識點有顯著的相關性，科研項目中所使用的方法在地理信息系統課程教學中均有較為明顯的體現。在實際教學過程中，任課教師應基于地理信息系統課程中的重要知識點，將項目研究方法及成果引申到理論和實踐教學環節中去。學生對地理信息系統所能夠解決的問題表現出了濃厚的興趣，無形之中創造了應用實踐的教學環境。

展望

地方應用型本科高校地理信息系統課程探索，通過增加地理信息系統和測繪學方面的知識，拓寬了學生的專業知識的認知視野;理論與教學課程的調整，深化了學生的應用實踐技能;應用實踐教學內容的優化，提升了學生利用和分析數據的能力;積極推進任課教師科研項目進入課堂教學，為學生創造了良好的應用實踐環境，提高了學生對于地理信息系統知識的認識以及利用專業知識解決問題的本領。目前為止，雖然應用實踐教育在地理信息系統教學中取得了一定的成效，但思考和探索還需要很長的時間。