非GIS專業(yè)《地理信息系統(tǒng)概論》課程教學思考

孫建平，李恕宏，韓　雪（池州學院　資源環(huán)境與旅游系，安徽　池州　247000）

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非GIS專業(yè)《地理信息系統(tǒng)概論》課程教學思考

孫建平，李恕宏，韓雪
（池州學院資源環(huán)境與旅游系，安徽池州247000）

摘要：地理信息系統(tǒng)概論是一門以實踐為基礎的專業(yè)能力課，對于非GIS專業(yè)學生，該課程的教學質量對學生畢業(yè)后走上工作崗位能否利用GIS解決工作中的問題具有重要意義，文章以池州學院為例，在分析課程特點、學生學習特點的基礎上，多方位、多層次地對地理信息系統(tǒng)概論課程教學進行思考和探索，提出一些有益的建議，并得出一些切實可行的經驗.

關鍵詞:非GIS專業(yè)；地理信息系統(tǒng)概論；教學

1　引言

地理信息科學，簡稱GIS，是20世紀六十年代發(fā)展起來的一門交叉學科，前沿學科和高技術學科，同時也是當前計算機應用領域和信息產業(yè)中最具活力，最有發(fā)展前景的學科[1].GIS發(fā)展最初是為了解決信息資源爆炸式擴張所帶來的一系列資源、環(huán)境、人口等方面的問題，目前已經滲透到了各個學科、各個領域，因此本科教學中，除了地理信息科學專業(yè)外，很多相關專業(yè)，如資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、測繪工程、城市規(guī)劃等也都開設GIS相關課程，且數(shù)量在逐漸增多[2-4].要求學生通過對GIS課程的學習掌握GIS相關知識，能夠利用GIS技術解決本專業(yè)問題，這對學生就業(yè)或者繼續(xù)深造有著非常重要的意義.但是非GIS專業(yè)開設的GIS相關課程較少，絕大部分院校只開設地理信息系統(tǒng)概論一門課程，而GIS又具有很強的技術性和實踐性，知識點較多，學生學習難度較大，有必要對針對教學中存在的問題進行思考，不斷總結教學經驗，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力強的應用型人才，滿足用人單位的需求[5-7].

2　地理信息系統(tǒng)概論課程特點分析

該課程具有很強的交叉性和實踐性.因為GIS本身是一門交叉學科，因此在地理信息系統(tǒng)概論課程的學習中，不僅要了解和掌握本學科的知識，同時經常需要用到其他學科的知識，如數(shù)學、計算機、地理學的相關知識；同時GIS作為一個技術學科，具有很強的實踐性.要求學生在學習的過程中形成一個理念，即學習GIS課程，要用于解決實際問題，培養(yǎng)一種思維，即空間思維，對于一個地理實體，不僅要考慮它的屬性信息，也要考慮它的空間信息，如地理坐標，與其它地理實體的空間關系等；掌握一種學習的途徑，即實踐，只有通過大量的實踐操作才能很好的掌握這門技術，服務所從事的行業(yè)，服務社會.

3　學生學習特點分析

3.1學生重實踐、輕理論

因為GIS是一門實踐性很強的學科，不少學生在學習的過程中簡單的認為只要掌握好軟件操作就可以了，對理論知識不夠重視，甚至認為GIS等同于ArcGIS或SuperMap.事實上，再熟練的軟件操作也必須要有理論的支撐，因為GIS軟件本身并不能去辨別用戶在用其解決什么問題，每個軟件都設計了很多功能，每個功能可以解決很多問題，只要有滿足格式的數(shù)據(jù)就可以進行操作，并輸出結果，不管結果是否正確.例如要對降水量數(shù)據(jù)作插值分析，軟件提供的插值工具有很多，每一種都能得到一種插值結果，但并不是每一種都適合對降水量數(shù)據(jù)進行插值，有的可能誤差非常大.在教學的過程中，經常會遇到有的同學用高斯克呂格投影后的數(shù)據(jù)去測算土地面積，可能模型做的看似很完善，用阿爾伯斯投影的數(shù)據(jù)去做交通圖，圖做的很精美，但這毫無意義，因為空間坐標框架就是錯的，因此GIS使用者要有很強大的理論支撐，理論學習是非常關鍵的.

3.2過分依賴老師和指導書，不能主動思考

在教學過程中發(fā)現(xiàn)，學生在學習的過程中，尤其是在每周的實驗課中，學生們喜歡做驗證性實驗，愿意按照實習指導書一步步操作軟件得到最后的實驗結果，但是大多不會主動思考原理和意義，而且每次課都會做實驗，實驗和實驗之間的關系并不清楚，如果給一個綜合性或設計性的題目，要用到哪些學過的內容，先做什么，再做什么，很多學生就不清楚了，如果在實驗的過程中遇到了問題，與預期結果不一致的時候，更愿意請教老師，而不是主動的思考解決.對于培養(yǎng)應用型人才，要求學生要有主動學習主動思考的意識，對于學習內容要做到知其然還要知其所以然.

3.3學習興趣不大，有畏難心理，淺嘗輒止

因為GIS是一門交叉學科，涉及到的知識點多且抽象，與數(shù)學和計算機關系緊密，因此對于很多非GIS專業(yè)的學生，尤其是高中是文科的學生，對該門課程缺乏興趣，畏難心理也比較普遍，覺得GIS太過復雜，難以很好的掌握.往往學會了矢量化和一些簡單的空間分析方法后就踏步不前，淺嘗輒止.教學中需要有針對性地祛除學生的“畏難”心理.

4　教學方法思考

4.1理論和實踐并重，采用多種教學手段

理論課和實踐課同等重要，要同步進行，即每一章內容都要有對應的實踐練習，每一周都要做實驗，達到的目標是理論方法的鞏固提高，和GIS操作技能的培養(yǎng).從教學角度來講，理論講授和同步實踐是不可分割的教學環(huán)節(jié)，它解決的問題就是從抽象的理論到形象的方法的轉變，以達到對理論的深刻理解，并能做到舉一反三.在理論課教學中，避免枯燥的“滿堂灌”的教學模式，靈活采用多種教學手段和教學方法，將抽象的知識直觀通俗的傳授給學生，開辟網絡平臺進行教學資源分享和學習交流，以幫助學生更方便地進行深入學習和理解.

4.2科學設計實踐環(huán)節(jié)體系，靈活開放實驗室

通常為了學生容易理解理論知識，掌握軟件的操作，教師會針對理論課的教學內容有針對性的設計多個驗證性實驗，每個實驗對應一到兩個知識點，學生在實驗課上能夠很好地進行操作完成實踐任務，但缺乏對實驗原理、意義及邏輯關系的主動思考，學的內容很快“還給老師”，因此要科學的設計實踐環(huán)節(jié)體系，在教學中，嘗試把14個實驗壓縮成6個大實驗完成，如表1所示，每個大實驗又分成幾個部分，環(huán)環(huán)相扣，前面做錯了，后面也會有問題，比如“矢量數(shù)據(jù)的輸入和編輯”實驗，學生必須知道怎樣進行圖像配準，投影轉換，數(shù)據(jù)庫構建，矢量化，屬性編輯等操作才能完成這個項目，這就要求學生必須要清楚整個實驗要做什么，先做什么，再做什么，要求學生主動的去思考，在經過一系列驗證性實驗，保證學生掌握了基礎操作之后，增加設計性性實驗來提高學生的創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力.

在實驗室管理模式方面，為了提高學生實踐的積極性，培養(yǎng)獨立的空間思維，激發(fā)創(chuàng)新能力，應提供良好的實踐環(huán)境，因此GIS實驗室無論在時間場地還是設備等方面都進行全方位開放以激發(fā)學生實踐的熱情，鼓勵學生在課余時間利用實驗室的資源利補做課堂實驗，或者是自己設計項目、參與學科競賽等，提高學生的實踐能力的同時也使實驗資源得到充分利用.

表1　地理信息系統(tǒng)概論實驗項目

4.3編寫適合本專業(yè)使用的教材

目前可以選擇的理論教材和實驗教材很多，但是一般都是針對地理信息科學專業(yè)的學生編寫的，內容過多且無法體現(xiàn)專業(yè)上的針對性，不適合非GIS專業(yè)學生使用，因此在教材進行編寫時，應當注重編寫特定專業(yè)與GIS教學融為一體的教材，教材的編寫與主專業(yè)有機結合，并編寫適合學生上機實驗的指導書.我校測繪工程專業(yè)教學質量與教學改革工程項目重點是組織教研室相關教師編寫適合測繪工程專業(yè)使用的GIS教材，目前實驗教材已經編寫完成，只有豐富了學生主專業(yè)的教材內容，才能因材施教，提高相關專業(yè)GIS應用人才的培養(yǎng)質量.

4.4鼓勵學生參加學科競賽，以賽促學

參加學科競賽，能夠激發(fā)在校學生學習、應用和交流行業(yè)技術的熱情，增強學生的創(chuàng)造力和動手能力，且有助于推進素質教育及指導教師素質[9].在課堂外，鼓勵學生積極參加各種學科競賽和創(chuàng)新項目，如“大學生創(chuàng)新計劃項目”、“安徽省GIS大賽”、“大學生挑戰(zhàn)杯科技作品競賽”等，輔導學生課外學習與創(chuàng)新，形成課內教學與課外實踐結合的良好學習機制，推動課外專業(yè)實踐與應用的同時也提升了課內教學效果，做到以賽促學.近5年來，在安徽省GIS大賽中，我校資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)學生獲獎10余項，其中三等獎及以上6項.對于非GIS專業(yè)學生來說，是一個不錯的成績.參加比賽的過程中，培養(yǎng)了學生的協(xié)作精神和團隊意識，激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識，提高了工程實踐能力，有利于提高GIS專業(yè)實踐教學的質量.

4.5教師積極參加培訓深造，教研與科研結合

GIS是信息行業(yè)，知識更新非常快，可能課本上還在講的知識，實際應用中已經淘汰了，為了培養(yǎng)出符合用人單位要求的應用型人才，教師要積極參加培訓和深造，時刻關注行業(yè)的發(fā)展，吸取新的知識，在授課的過程中進行適當引導，并且要積極參與科研項目，提高自身的學術科研水平，將科研與教學緊密結合起來，以達到學術研究與教學工作的協(xié)調發(fā)展與良性互動.堅持科研反哺教學的理念，根據(jù)地理信息系統(tǒng)概論課程的內容及特點，以科研為先導，將科研成果、經驗和工程案例引入課堂教學，讓教學內容更加充實生動，提高學生學習的積極性.倡導學生參與到老師的科研項目中來，實現(xiàn)理論知識和科研項目的結合，幫助學生理解GIS技術的實際價值和意義，提高學生的創(chuàng)新能力和綜合素質，為學生就業(yè)和繼續(xù)深造打下良好的基礎.

4.6加強實例教學，消除畏難心理，提高興趣

學生在學習這門課程前可能對GIS了解不多，開始學習后，接觸GIS眾多概念和知識點時，常會感到復雜又枯燥，在授課時不能上來就講概念和算法，而是由一些實例切入，根據(jù)學生的專業(yè)講一些實際的案例，比如城市規(guī)劃專業(yè)的學生可以講一下利用GIS進行智慧城市，數(shù)字國土的建設，對于環(huán)境工程專業(yè)的學生可以講一下如何利用GIS進行石油污染事故分析、如何進行PM2.5的時空變化分析等，先提起學生的學習興趣，讓學生意識到學習這門課程不僅僅是為了完成學分，而是充滿趣味又有實際意義的，對于非專業(yè)學生，知識點講解也是從應用的角度出發(fā)，盡量與實際相結合，將抽象的理論通俗化，不過分拘泥于課本，與專業(yè)相關緊密的內容可以多講一些，過于復雜的算法也可以適當刪減.

5　結束語

作為一門專業(yè)能力課，地理信息系統(tǒng)概論課程具有很強的應用性和實踐性.文章結合該課程特點和學生特點，對教學方法進行了思考和探索，提出了以下建議：理論和實踐并重，采用多種教學手段；科學設計實踐環(huán)節(jié)體系，靈活開放實驗室；編寫適合本專業(yè)使用的教材；鼓勵學生參加學科競賽，以賽促學和教師積極參加培訓深造，教研與科研結合.為了滿足社會對應用型人才的需求，增強學生就業(yè)競爭力，還需要不斷進行教學思考和改革，切實提高學生專業(yè)水平.

參考文獻：

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〔8〕楊敏,汪云甲.大學生GIS開發(fā)大賽對GIS專業(yè)實踐教學的啟示[J].測繪工程，2009，18（5）：77-80.

基金項目：2013年度池州學院質量工程項目（2013XZLBZ17）；2013年度池州學院教學質量與教學改革工程項目（2013XZYZG04）

收稿日期：2015年10月18日

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

文章編號：1673-260X（2016）01-0252-03