GIS專業學生地理素養的培養模式亢

孟軍，翁　敏，萬　幼

(武漢大學 資源與環境科學學院，湖北 武漢 430079)

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GIS專業學生地理素養的培養模式亢

孟軍，翁敏，萬幼

(武漢大學 資源與環境科學學院，湖北 武漢 430079)

摘要：地理素養是地理學及相關學科培養學生素質的最本質的要素。在分析培養GIS專業學生地理素養必要性的基礎上，探討通過優化地理學基礎課程、探索多樣的教學方式和手段，不斷強化學生地理素養和地理思維訓練的培養模式，從而培養具有扎實的地理學基礎和過硬的地理應用能力，真正能夠適應社會需求和科研需要的GIS專業人才。

關鍵詞：地理素養；地理科學素養；地理人文素養；地理空間素養

素養教育已成為21世紀國際教育發展的重大課題和緊迫任務，國民素養是一個國家乃至全民族興旺發達的關鍵，地理素養又是國民素養的重要組成部分。隨著社會經濟的快速發展，人們越來越關注人地關系中的環境惡化、資源分配公平性、人與自然環境等問題，建立資源節約、環境友好和經濟可持續發展的和諧社會是大家共同的目標。在此背景下，地理素養的育人價值也愈受重視，因此如何在教學實踐過程中培養地理信息系統專業學生的地理素養和地理思維能力就非常關鍵。地理素養是指一個人能夠用地理學的觀點來觀察事物且運用地理學的技能來解決問題的內在涵養[1-2]。《地理教育國際憲章》[3]指出未來的各行各業的專家，都必須具備基本的地理素養和地理思維，因為所有學科都受到區域和環境的影響。有的專業必須接受深入的地理學研究，因為這些專業和地理環境密切相關。地理信息系統專業作為地理學衍生出來的一門學科，是在地理學基礎上發展起來的現代技術手段。所以，GIS專業在培養學生的教學過程和實踐中，應該從基本地理理論出發，結合GIS的最新技術和方法，培養學生的地理素養，使學生能自如應用地理思維分析和解決與社會環境、人文經濟相關的各類地理現象和地理問題。

1提升GIS專業學生地理素養的必要性

地理學是一門研究地球表層上作為整體及各個事物空間分布規律的科學。現代地理學一般劃分為理論地理學、實驗地理學和技術地理學三個分支[4]，地理信息系統屬于技術地理學范疇。地理信息系統與地理學有著密切的關系。首先，地理學是地理信息系統的重要理論依托，地理信息系統的很多理論和方法都在地學問題的研究中產生和發展。其次，地理信息系統是以一種新的思想和技術手段來解決地理問題[5]。為了充分利用二者各自的優勢，地理信息系統專業應該重視對學生經典地理學素養和地理思維的培養。在構建地理信息系統專業人才本科培養體系中，既要強調GIS的新技術和新方法，也要重視地理學的基本知識和理論，只有把理論融入實踐，在實踐中強化理論，才能培養專業知識扎實、實踐動手能力強的創新人才。

GIS專業具有理工并舉的專業特點，本專業本科教學體系的目標是：用數學培養學生的思維、用計算機科學與技術培養學生的實踐技能、用地理學培養專業理論基礎、用地理信息系統培養學生的專業知識及技能。專業目標是培養全方位的人才，但在GIS的實際教學體系存在各種問題，如人才培養千篇一律缺乏特色、不注重實習實踐教學和學生動手能力的培養[6-7]，或者是過分偏重對軟件操作技能與編程技能的培養，培養GIS技能工人。所以，部分GIS專業學生對GIS的認知就是“編程”，認為GIS專業的核心課程就是各種計算機編程課程，編程的好壞決定成績的好壞和所學專業知識的多少。不可否認，計算機是GIS的主要技術依托，計算機技術的發展促進了GIS技術的快速更新和發展，GIS的發展又為地理學的發展帶了新的機遇。但在解決實際地理問題時，技術和方法只是輔助手段，解決問題的關鍵在于是否采用了地理學理論和觀點來分析地理現象和解決地理問題。所以，在對GIS專業本科生培養的過程中，一方面要讓學生受到良好的專業技能訓練，具有較強的實踐動手能力，能更好地適應市場需要。另一方面要重視教會學生如何學習和鉆研科學問題，對學生進行科學思維的訓練和創新意識的培養，從而培育具有學術氣質的優秀地理信息系統專業人才。

2GIS專業學生地理素養的培養模式

地理素養教育主要包括地理科學素養、地理人文素養和地理空間素養教育三方面[8]。欲培養GIS專業學生的地理素養，前提是設置具備統一架構的專業課程體系，然后通過課堂理論和實踐教學強調地理基礎知識和地理學相關方法，即通過課程體系的構建、教學內容的更新、教學方法的改進等途徑來豐富學生的地理知識、強化地理技能、完善地理情感與價值觀。

2.1設計合理的課程體系培養科學素養

地理科學素養主要由地理科學知識、地理科學能力、地理科學方法、地理科學品質和地理科學意識五個部分組成[9]。人地關系是地理學的核心理論，要培養GIS專業學生的地理科學素養，需要設置具備統一架構的GIS專業課程體系。這個統一的架構體系既包括傳授經典地理知識的基礎課、培養學生實踐動手能力的實習實驗課程，還包括訓練學生解決問題能力的相關方法論課程。首先，在設計地理信息專業的課程體系中，應建立以人地關系為核心的地理基礎課程體系，包括與生態環境、社會生活、人口經濟等密切相關的自然地理學、人文地理學和經濟地理學等課程。同時，還要開設輔助理論教學的系列實踐課程，如地形地貌實習、地學數據分析實習等，使學生結合實踐去探索“人地關系”的基本規律和方法。其次，還需要開設能解決地理問題的各種方法論課程，比如開設計量地理學、地學數據分析、地統計學等課程。這些課程側重將數學方法、統計學方法引入到地理學的研究中，從而使學生能夠綜合運用地理學各種方法解決實際問題，形成良好的地理科學意識。

2.2經典理論與社會現實案例相結合培養人文素養

地理人文素養主要包括人文地理知識和地理學科中的人文精神兩個部分[8]。要培養學生的地理人文素養，教師應在地理教材和教案中不斷補充與社會生活息息相關的新技術和新知識。同時，應在課堂教學和實踐教學中補充反映社會現實的論題，如城市犯罪與社會經濟特征的空間關聯性、人口的地域分布與歷史變遷、禽流感及其人類生存環境、傳染性疾病的空間分布是否與污染分布有關，戰爭與生態破壞等。在基礎地理學的教學過程中，應當聯系實際，用地理學的基本原理和方法來解釋這些地理現象，如區位論、文化景觀論、行為論等。在GIS專業課程的教學中，應緊緊圍繞這些現實問題展開，采用GIS先進的技術方法深入探討這些現象的空間分布規律、空間聯系及與社會環境之間的關系等，解決與資源與環境、社會經濟生活密切相關的各種地理問題。所以，在傳授經典地理學理論和先進GIS技術時，同時要讓學生結合社會人文知識來理解這些理論，實施這些方法，實現地理信息系統專業不僅培養“IT技術工程師”，也培養出“地理分析師”。

2.3基于GIS技術訓練空間素養

地理空間素養是學習者在學習和實踐的基礎上，能從地理空間的角度去看待、解釋和分析地理現象并處理地理問題所表現出來的內在修養。它包括空間思維能力、空間實踐能力和和空間綜合關聯能力。GIS技術具有強大的地圖功能、三維可視化與虛擬現實技術功能和空間數據分析功能等，這些特點在培養學生地理空間素養方面具有很大的優勢。地圖包含豐富的地理信息，通過地圖可認識地理對象的空間結構、時間過程變化、變化規律及與其他要素之間的相互聯系。地圖是人們認知世界的一種重要載體，作為培養學生地理空間素養最有效的手段，教師應在地理信息系統專業課程教學中引導學生利用地圖增強空間思維、發展想象能力。其次，GIS可以提供多媒體、三維與虛擬現實等空間信息可視化方式，這些可視化形式通過視覺、聽覺和觸覺等向學生提供信息和知識，可以使學生達到不同類型的知覺經驗，產生綜合性感受，以全局、直觀、身臨其境的方式觀察地理空間問題與現象。最后，GIS的空間分析功能幫助挖掘地理現象分布規律、調控在地理空間上發生的事件、幫助再現歷史、將來的地理現象過程。這些GIS新技術和方法，在幫助學生理解專業知識的基礎上，潛移默化地引導青年學生的空間思維與行為，最終建構學生觀察、認識世界的思維方法。

2.4改變現有教學方式，增強學習興趣

單純的“教師講學生聽”教學模式已不能使GIS專業課程的教學達到最佳效果。為了訓練學生的地理素養，在GIS專業課程課堂教學中，教師應采用多種教學方式，比如在課堂教學中采用交互式、案例式、團隊式等方法，通過這些方式更透徹地傳授理論知識，增強學生的學習興趣。在教學過程中，教師應根據學科的發展和實踐經驗積累，設計與社會生活緊密相關的各種問題，使學生能夠很快地了解如何采用GIS技術和方法來解決地理學相關問題。如在筆者所教授的《空間分析與地統計學》這門課的課堂教學中，就采用了多種方式的結合應用，取得了較好的效果。教師規劃多個與資源環境、社會經濟生活密切相關的題目，要求學生能運用書本相關理論來分析這些問題。采用學生分組完成題目的方式，要求每組成員在課后分工搜集文獻，閱讀論文及相關資料，把分析后的內容以圖文并茂、理論和案例結合的方式做成PPT，并在課堂上進行書面和口頭展示。這種方式一是鍛煉了學生獨立思考和分析問題的能力，掌握了解決問題的方法和途徑，增強了學生主動學習地理學知識的動力和興趣。二是采用學生分組合作方式，既能充分發揮學生各自的特長，又能培養學生團隊合作的精神。通過這種教學方式，使學生在文獻搜集、閱讀和分析、資料整理和案例展示中既掌握了相關專業知識，又在PPT制作和課堂展示中鍛煉了動手、動口能力。

3結束語

在GIS本科教育過程中，把地理學經典理論融入到專業課的課堂教學和實踐教學中，可以在訓練學生實踐動手能力的基礎上，提升學生認知和解譯地理問題的能力。使學生能夠正確認識地理問題與資源環境、社會經濟的關系，并促進GIS技術在各行各業的應用和發展。同時，利用GIS技術培養學生的地理素養和地理空間思維，培養本科生像使用計算器和word程序一樣地使用GIS將不同學科知識加以綜合，充分利用這一現代化工具為資源與環境評價作出貢獻。各開設GIS專業的學校，應在注重自身特色的基礎上,通過優化地理學基礎課程、增強地理信息新技術和新方法與傳統地理學的結合、探索多樣的教學方式和手段，訓練和強化學生的地理素養和思維。從而培養在知識結構和能力結構方面全面發展的、真正能夠適應社會需求和科研需要的創新人才。

參考文獻：

[1]袁孝亭,王向東.中學地理素養教育[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2]WinshipJM.Geographicliteracyandworldknowledgeamongundergraduatecollegestudents[D].VirginiaTech,2004.

[3]馮以浤.地理教育國際憲章[J].地理學報,1993(7):23.

[4]TomlinsonRF(ed).GeographicDataHandling.IGU,Ottawa(1972)/

[5]何建邦,鐘耳順.論地理信息系統及其在地理學中的地位[J].地理學報,1993,48(1)：84-90.

[6]韓芳.論地理學思維對普通高校GIS專業本科教育的重要性[J].西南農業大學學報(社會科學版),2013,10(12)：274-275.

[7]周英,張祖陸,張邦花，等.GIS專業的地理學基礎強化探討[J].山東師范大學學報(自然科學版),2008,23(2)：105-108.

[8]劉玉婷.淺談地理教師的專業素養[J].金色年華：教學參考,2013 (5)：190-190.

[9]王向東,袁孝亭.地理素養的核心構成和主要特點[J].課程·教材·教法,2005 (12)：64-67.

[10] 張海瑞，吳學饒，蘭小機.基于ArcGISforAndroid野外實習數據采集與導航系統的實現[J].測繪工程，2015,24(3)：36-39.

[責任編輯：路曉鴿]

The mode of fostering geographic literacy for GIS specialty

KANG Mengjun,WENG Min,WAN You

(SchoolofResourceandEnvironmentScience,WuhanUniversity,Wuhan430079,China)

Abstract：Fostering geographic literacy is the essence of geographical education.This paper presents the the necessity of fostering geographic literacy for GIS specialty,and discusses the mode of training students' geographic literacy and geographic thinking by optimizing the geography curriculum and exploring a variety of teaching methods and means.Its aim is to develop the GIS professionals with a solid foundation and excellent geographic application ability.

Key words：Geographic literacy;geography science literacy;human geography literacy;geospatial literacy

DOI:10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2016.07.016

中圖分類號：P208;G640

文獻標識碼：A

文章編號：1006-7949(2016)07-0078-03

收稿日期：2015-08-07

作者簡介：亢孟軍(1983-)，男，講師，博士.