地理信息科學專業WebGIS類課程教學研究

摘要：從WebGIS概念的內涵著手，結合教學實踐和部分高校培養方案，分析目前GIS本科人才培養中WebGIS課程教學的現狀及存在的問題，針對該課程教學存在的課程定位不一，知識體系多，技術更新快，目前教材及師資力量都相對較少等特點提出一些建議，為該課程的教學進行有益的探索。

關鍵詞：WebGIS；網絡GIS；教學研究；實例教學

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）12-0108-02

地理信息科學（GIS）專業作為一個新興的專業，近年來在我國得到了快速的發展，每年都有幾千名本專科學生畢業，[1]為我國的高科技事業發展做出了重要貢獻。目前社會對GIS人才素質的需求，主要包括：地學研究、GIS理論的研究工作、GIS軟件的開發、GIS應用和項目組織管理。[2]除少數人可能進行GIS相關的理論研究之外，大部分人都要從事GIS相關的軟件應用、開發工作。[3]GIS是與計算機技術密切相關的專業，GIS教育具有明顯的技術推動性特點，WebGIS課程即是WebGIS技術發展對GIS教育影響的結果。WebGIS是目前隨著分布式計算技術、面向對象的組件技術、網絡技術的迅速發展，以及Internet在社會生活中的日益普及而形成的GIS的重要發展方向，[4]目前發展非常迅速。WebGIS的出現使得GIS服務社會的作用得到了極大的體現，也催生了社會對WebGIS開發技術人才的需求，如何培養出滿足企事業單位用人要求的WebGIS開發和應用技術人才是培養應用型人才本科院校迫切需要思考的問題。本文從WebGIS概念的內涵著手，結合自己的教學實踐分析目前GIS本科人才培養中WebGIS課程教學的現狀及存在的問題，提出自己的一些建議，以期能夠提高這門課程的教學效果。

一、WebGIS概念及其內涵

WebGIS作為一個GIS熱門發展方向，融合了許多計算機技術，包括軟件工程、數據庫技術、網絡技術等，特別是計算機網絡相關技術。對WebGIS內涵的理解常與對網絡的理解有關。根據對網絡范圍和形式的理解的不同，目前出現的相關詞匯有網絡地理信息系統（網絡GIS）、Internet GIS（或互聯網GIS、因特網GIS）以及WebGIS（或www-GIS，萬維網GIS），曾經較長一段時間WebGIS和網絡GIS、Internet GIS被歸為一類，但是它們實質上是不同的，特別是隨著技術的發展，它們的不同被越來越多的學者所發現。

計算機網絡體系結構與分布式計算技術是網絡GIS的重要標識。從語義上來說網絡地理信息系統含義最廣，可以涵蓋一切基于網絡環境下運行的GIS，包括基于C/S的網絡GIS、基于B/S的網絡GIS、基于Web服務的網絡GIS、基于移動與嵌入式的網絡GIS、基于網格的網絡GIS，同時它也代表了這些不同類型網絡GIS結合時的產物。[5]因此可以認為Internet GIS是基于B/S的一種網絡GIS，它是以因特網作為網絡環境，以TCP/IP作為信息傳輸協議，客戶端表現為專門開發的GIS軟件用戶界面，文件協議有多種的網絡地理信息系統。而WebGIS是在Internet平臺上采用www協議，并嵌入HTTP和TCP＼IP標準的應用體系一種Internet GIS，從范圍上看三者之間是網絡GIS>Internet GIS>WebGIS的一種關系。

各高校自身對于網絡GIS的理解以及對社會WebGIS人才能力素養需求的認識，對WebGIS課程以及人才培養方式起著指導作用，直接影響了WebGIS課程的教學。

二、WebGIS類課程教學現狀及存在的問題

1.課程設置不同，大多數高校將WebGIS課程設置為選修課，不能適應WebGIS人才培養需求

目前各高校根據自己的培養目標和教學條件，對WebGIS類課程的設置各不相同，從課程名上看，課程設置上大致分為兩類，一類是網絡地理信息系統課程，一類是WebGIS。此外課程設置的不同還體現在課程性質、學分、學時以及學期的安排上，如表1是通過在網絡搜索工具獲取到部分高校GIS本科專業培養方案后的統計結果。

通過對表1中所示8所高校的GIS本科專業培養方案的分析比較可以看出：

（1）6所高校將WebGIS或網絡地理信息系統課程性質設置為選修課，專業限選課或分方向的選修課，如湖南師范大學、衡陽師范學院分方向選修WebGIS課程。課程性質決定了該課程在專業培養目標體系中的教學地位，WebGIS類課程的課程性質也體現了目前高校對WebGIS人才培養目標認識上的不一致性，體現了辦學定位的不同。

（2）在學時安排上也體現了不同的培養目標，如湖南師范大學、湖南城市學院、衡陽師范學院安排了較多的實踐學時，河北聯合大學該課程理論和實踐課時均等，而其他幾所學校則安排了較多的理論課時，如西南科技大學、吉林師范大學、中國地質大學。

（3）課程名稱不一致，課程教學內容也大不相同。網絡地理信息系統課程內容比WebGIS課程內容要大而廣，因此重點也不一致。

（4）少部分高校在課程設置上為WebGIS課程的修學設置了前導課程和實踐加強環節，而大部分學校的課程體系中未做此類安排。

總體來看大多數高校將WebGIS課程設置為選修課，且未能從整體課程體系對WebGIS人才素質的培養做出相應的調整，不能適應目前WebGIS人才需求與人才培養目標的要求。

2.WebGIS類教材少，實例少且部分教材內實例代碼不夠完整，不利于學生動手實踐

目前以WebGIS以及網絡地理信息系統命名的教材和參考書也分為兩類，一類以廣義的網絡地理信息系統為主要內容，內容涵蓋了WebGIS、網格GIS、移動GIS、分布式GIS、GIS服務等相關的網絡GIS基本原理和理論，理論體系完整，側重基本理論基本思想的介紹，但對軟件平臺或應用實例鮮有涉及，無法給學生直觀的映像，不利于學生對WebGIS實際工程的認識，不能很好地指導實踐。另一類以WebGIS的基本概念理論為主，涉及WebGIS開發技術、軟件平臺及應用實例的介紹，如《Web GIS技術原理與應用開發》、《WebGIS原理及應用》等，都在WebGIS基本理論的基礎上介紹了相關的WebGIS二次開發平臺的使用方法或應用開發實例，但是部分此類教材中實例相關的代碼不夠完整。

3.WebGIS涉及內容多，對學生計算機素質要求高，而學生前期的課程大都沒有能夠使其具備WebGIS開發的基礎

WebGIS課程教學涉及的內容多技術新，如筆者使用的教材《Web GIS技術原理與應用開發》，在Web GIS 應用技術章節介紹了SVG、GeoVRML、遙感數據發布技術、Web服務；在軟件平臺方面介紹了ArcIMS、ArcGIS server及開源軟件平臺GeoServer；這些理論、技術和軟件開發平臺的學習都要求學生具有一定的網絡及web基礎。同時WebGIS是一門實踐性很強的課程，從實踐方面來說，若要上手進行WebGIS的開發，首先得需要學生了解基本的HTML語言，能夠使用動態網頁技術結合腳本語言進行客戶端網頁設計和功能的實現，能夠理解服務器的概念，理解網絡上空間數據和信息的組織和傳輸模式，熟悉至少一種服務器端開發方式。無論從理論學習還是實踐能力培養方面來看，WebGIS課程的學習對學生的計算機技術提出了很高的要求。而縱觀手頭上各高校的培養方案中課程體系的設置，大部分都沒有進行該課程的基礎準備，進行調整的很少。

4.WebGIS技術更新快，WebGIS軟件較多，教學容易滯后于技術的更新

WebGIS作為與計算機網絡技術結合緊密的技術，其技術更新快，主流的商業軟件廠商都開發設計了自己的WebGIS二次開發平臺軟件，如MapInfo公司的MapInfo ProServer、Intergraph公司的GeoMedia Web Map、Autodesk公司的 MapGuide、超圖公司的SuperMap IS、中地公司的MapGIS K9、ESRI公司的ArcIMS及ArcGIS Server。不僅軟件平臺多，軟件更新換代也快，如ESRI公司的服務器產品ArcGIS Server的版本目前已經升級到10.2，因此WebGIS軟件的教學常易出現軟件平臺滯后的現象。

5.WebGIS課程教學對教師要求高，WebGIS師資力量不足

WebGIS課程的特點決定了它需要能夠快速接受新技術、具有相當開發經驗的教師來承擔，因此目前高校中承擔這些課程的往往是青年教師或具備開發經驗的老師。但是各校辦學條件不一致，師資力量有限，很多青年老師是從高校直接走入高校的，缺乏實戰開發經驗，加上此類課程軟件技術更新快，承擔課程任務時可能對新的技術還沒有徹底消化，會使教學效果打上折扣。

三、改革探索

1.課程體系和課程設置上進行調整

為了適應社會對人才的需求，作為應用性本科院校應及時調整自己的課程體系，將人才的培養與社會需求對接，輸送合格的GIS專業技術人才。首先應重視GIS程序設計與開發類課程，使學生知道GIS人才開發能力的培養是重要的；其次若高校定位于開設網絡地理信息系統課程的情況下，應該增加WebGIS課程設計或移動GIS課程設計之類的課程，讓學生不僅具備理論知識還具備實際開發和應用能力，使學生能夠在以后的社會工作中理解WebGIS，應用和管理WebGIS，并具備基本的WebGIS開發素質。再次在部分將WebGIS定位于必修課程，要著重培養學生應用開發能力的院校，可以考慮調整課程體系，設置Web程序設計、C#程序設計課程、網絡技術與原理等課程，為學生學習WebGIS打下基礎。如目前湖南城市學院2012級GIS本科專業培養方案中增設了Web程序設計、C#程序設計課程，將WebGIS課程課時相對壓縮，這樣的分配以期為WebGIS課程的學習打下基礎，以增強學生學習WebGIS信心，從而提高學習興趣。

2.重視教材的選取，教學內容盡量結合實例

各教材都有自身的優缺點，任課教師在廣泛閱讀各相關教材和參考書的基礎上，結合教學所用的平臺軟件，選擇適合自己院校實際情況的教材，教材的選取應以有實際的例子為佳。如筆者近兩年教學過程中充分使用教材[4]提供的實例進行講解，如對ArcGIS Server進行最短路徑分析和緩沖區分析的例子進行詳細講解，可以幫助學生理解WebGIS功能實現過程。在講授的過程中首先幫助學生分析該使用什么類型的GIS數據，該使用什么樣的接口，在網站項目中需要引用到ArcGIS Server平臺的哪些程序集，最后分析功能具體的實現過程。實例的成功實現可以大大增強學生學習的信心。

3.教學上以熟悉平臺為具體目標，重視WebGIS開發流程的理解

WebGIS技術更新快，相應軟件升級快，在眾多平臺中，各平臺都能滿足部分特定的需求，因此教學上以著重使學生理解Web編程流程及方法為核心，以熟悉一門WebGIS相關軟件為具體目標，結合相應的編程環境，掌握WebGIS編程的方法。在結合平臺教學的情況下，應淡化特定平臺特定軟件版本的作用，突出Web編程總體思路。

4.教師應積極提升自己，學校應加大師資投入

WebGIS課程的特點對老師的要求很高，對老師而言，應該自身積極調整，主動學習和接受新技術，可以積極報名參加和使用一些公司提供的在線公開課，如ESRI中國技術公開課，[12]加快學習新技術的腳步。學校應該為技術更新快的專業提供多一些教師培訓機會，加大經費投入；可以考慮引進在公司開發技術部門工作過，開發經驗豐富的工程師作為教學和實驗室老師。

四、結束語

WebGIS是地理信息科學專業隨著技術發展和社會應用需求發展而來的一門課程。在應用型本科院校中它承擔著學生WebGIS開發應用能力培養的重要任務。但是由于目前整個GIS大的教育體系下對該門課程的定位不一致，對該門課程的內容體系沒有進行限定，各個高校都是根據自身的理解來開展教學。且由于WebGIS課程本身具有知識體系多，技術更新快，目前教材及師資力量都相對較少的特點，在這種情況下，為了使培養的學生與社會需求對接，進行課程體系設置時應遵循打好基礎、提高能力的循序漸進學習模式進行課程體系的調整。在該模式下，教師應重視教材的選取，結合實例進行教學內容的展開，教學上重WebGIS開發流程，以熟悉平臺為具體目標。同時學校應重視專業師資建設，加大師資投入。教師自身應積極提高自己的專業素養和教學方法手段，使自己具有較深刻的理論知識、寬廣的知識面和豐富的GIS工程實踐經驗。

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（責任編輯：王意琴）