地理信息系統課程在土地資源管理專業教學中的改革探討

張曉光　陳明利　韓玉杰　秦鵬

摘要：本文探討了土地資源管理專業中地理信息系統教學的設置和改革措施。應設置好課程在土地資源管理專業整個學習體系中的架構，教學中以多媒體技術教學為主，綜合運用多種教學方法和模式，注重實驗教學和實踐教學。

關鍵詞：土地資源管理專業；地理信息系統課程；教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0146-02

地理信息系統是由計算機硬件、軟件以及不同方法組成的系統，用來支持空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示[1]。其英文表達多數稱為Geographic Information System或Geo-Information System，實際工作中一般簡稱為GIS，是一門集計算機科學、地理科學、測繪科學、遙感等學科和技術于一體的新興學科。自從20世紀60年代萌芽以來，至今已發展了四十多年的歷程。地理信息系統已經從少數專業領域（地圖學、地理科學）的應用，擴展到眾多學科領域，在大部分專業中均有涉及，如環境科學、農業資源環境、生態學、遙感、森林經理等，目前在政府農業部門、林業部門、環境保護部門、漁業部門、水利部門、氣象部門、國土部門，甚至公安部門和軍事部門都有了很廣泛的應用。可以說地理信息系統深入到社會各個領域[2]。

隨著對GIS認識的不斷增強，眾多高校開設了地理信息系統課程，我校的土地資源管理專業、農業資源與環境專業、環境科學專業、生態學專業、環境生態工程專業、林學專業、農學專業、海洋資源與環境專業等都分別以必修課或選修課的形式開設了相關GIS課程。從實際情況來看，地理信息系統課程建設尚需要若干工作完成，在課程進行的過程中有些內容仍然亟需完善，是擺在我們面前的一個重要任務。因此，本文以“山東省特色名校工程”——應用型人才培養為契機，探討土地資源管理專業中地理信息系統教學的設置和改革具有較好的實踐價值。

一、GIS在土地資源管理專業中的地位和教學要求

土地資源管理專業學生主要學習土地資源調查、規劃、管理等方面的內容。專業要求之一就是培養學生具備運用現代技術手段進行調查分析和實際操作的能力。地理信息系統作為一項新興技術，是集計算機、地學理論等于一體的新興交叉學科，同遙感和全球定位技術一樣，都需要學生熟練的掌握運用。因而我校土地資源管理專業將地理信息系統課程設置為主干課程，是必修課程之一[3]。

地理信息系統課程要求土地資源管理專業學生能夠熟練的運用常見的GIS軟件解決土地資源的調查、建庫、評價、分析、模擬等問題。學好這些需要學生既要有扎實的計算機文化基礎知識，又要有地圖學的基礎，還要具備土地資源學及土地管理學方面的知識。因此，在理論教學的同時，開展實驗和實習實踐教學相統一[4-5]。

二、GIS課程在土地資源管理教學中的體系設置

考慮到地理信息系統是一門交叉學科，單純的講述相關內容，學生可能不容易掌握，又因為許多概念和原理比較難懂，十分抽象，因而需要合理的設置地理信息系統課程在專業課程設置中的位置。

我院根據教學實際，首先在土地資源管理專業大一課程設置《計算機文化基礎知識》，了解計算機相關知識，掌握基本的計算機操作理念。在大二上學期開設《地圖學》課程，讓學生掌握地圖計算機制圖學的地理參考理論和方法。在大二下學期開設《地理信息系統》課程，同時開出《基礎遙感》課程，這樣學生在學習地理信息系統的同時，能夠同時掌握遙感科學的技術和知識，起到互補的作用。因為地理信息系統是導論式的教學內容，針對專業特點，大三又開設《土地信息系統》課程，專門作為地理信息系統在土地行業的專題應用課程。大四開設《GPS技術》，讓學生了解數據獲取時地理坐標的表達和建立過程。

整個結構框架，很好的保證了地理信息系統課程的進行，更容易讓學生掌握其知識、原理，熟悉地理信息系統在整個學習中的結構。

三、GIS教學中的具體措施

有了上述結構上的良好的保證，我們在教學過程中，從以下幾個方面進一步進行課程的進行和改革。

（一）借助多媒體教學

多媒體技術在教學中的應用體現了眾多的優勢[6]。在地理信息系統教學過程中，由于涉及到的概念往往都很抽象，諸如“矢量數據結構、柵格數據結構”等，學生一般不太能夠接受、理解這樣的概念，所以對這方面知識的理解也就減弱。再如“數據采集內容中的圖層”概念等，之前學生一般都沒有接觸過，頭腦中無法形成對應的理解，所以更無從談及對此內容的掌握。因此，在教學中，我們主要以多媒體教學為主，利用生動的圖件、動畫等，讓學生感受到鮮活的知識，直觀的體會相關知識，有助于理解抽象的原理等。

（二）利用模型進行演示教學

在多媒體教學的同時，教研室購買了一批教學模具，一些難以用語言、動畫表達的概念，可以借助模具來展示。如在地圖投影內容講解過程中，我們可以用地球儀和屏幕的相對關系來表達地圖投影的概念，通過兩者之間的關系表達投影的類型等。講授地理信息系統產品內容時，產品類型有數字地圖和紙質地圖兩種類型，數字地圖部分我們利用計算機屏幕顯示一幅相關圖件，而紙質地圖部分我們可以給大家展示一幅某地區的土壤圖或土地利用圖，學生立刻就有了明確的對比。

（三）加強實驗、實踐教學

理論教學的同時開設同步的實驗課程，地理信息系統實驗課程的學時保證達到24學時。實驗課程的內容主要涵蓋了數據的采集、處理、數據庫建設、空間分析、輸出等地理信息系統主干內容，具體的實驗例子以國土事例為主。實驗教學過程主要是在機房，通過投影儀給學生演示基本的實驗操作步驟，然后布置作業讓學生自己完成。部分綜合性比較強的實驗，通過任務驅動式的方式進行[7]，既能夠加強操作技能，又把所學的課程知識連貫起來。通過24個學時的實驗課程，一方面學生掌握了各項實際的操作技能技巧，另一方面加深了對理論知識的理解。

GIS課程結合基礎遙感課程聯合開設了1周的課程實習，以GIS和RS所學基本知識為基礎，布置實習任務，讓學生分組完成相應的地學任務。通過教學實習，增強學生感性認識，促進學生對GIS技術的理解和應用。

（四）多種教學方法綜合運用

越來越多的研究發現，教師在上課的同時并不是只應用一種教學方法或者方式，而是多種方法的綜合應用。在地理信息系統的教學中，可以利用教師的科研項目作為案例進行教學，既可以增加學生的學習興趣，又達到了與實際相結合的目的。另外在教學中，可以階段性的提出幾個問題，通過課堂討論，對培養學生的創新思維。對于部分內容，讓學生參與講授，通過課下準備和課堂演講，鍛煉學生的課件制作能力和口頭表達能力。

（五）充分發揮網絡教學的作用

隨著互聯網的廣泛應用，許多課程也開展了網絡化的教學研究工作。越來越多的實踐證明網絡在教學資源共享方面起到了巨大的作用。與此同時，我校開發了網絡教學平臺，教師可以上傳相關教學資料、發布課程練習題、批改作業，學生可以通過平臺與教師進行咨詢、上交作業等互動。我院地理信息系統課程制作了精美的課件，連同教案、練習題、教學大綱、參考文獻等內容一同上傳至網絡教學平臺，為學生提供課下自學和練習的素材。同時，土地資源管理專業的地理信息系統課程通過錄播教室進行全程錄像，制作了高清晰的課堂視頻，學生可以利用視頻在課下加深對相關內容的理解。

四、小結

《地理信息系統》課程在土地資源管理專業中是一門非常重要的主干課程，學生在專業學習的過程中需要掌握地理信息系統這門工具，通過掌握相關技術完成土地資源的調查與管理。在教學中，我們應該設置好地理信息系統課程在整個學科專業中的架構。以現代化多媒體技術教學為主，綜合運用多種教學方法和模式。注重實驗教學和實踐教學，提高學生對地理信息系統操作技能的掌握能力。大力開發網絡教學平臺，促進課程的網絡交流與互動，加大對地理信息系統學習的力度。多種途徑、綜合完成對土地資源管理專業學生在GIS課程中的培養。

參考文獻：

[1]黃杏元.地理信息系統概論[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]鄔倫.地理信息系統—原理、方法和應用[M].北京：科學出版社，2001.

[3]陳明利，劉佩茹.基于GIS的土地資源管理專業實驗教學體系建設探[J].人才資源開發，2015，（11）.

[4]尚穎娟，劉秀華，谷達華.土地資源管理專業地理信息系統課程實驗教學改革[J].西南農業大學學報（社會科學版），2011，9（5）.

[5]常勝.資環專業地理信息系統課程教學改革研究[J].中國現代教育裝備，2010，（17）.

[6]閆志剛，杜培軍.當前GIS專業多媒體教學的問題與建議[J].北京測繪，2006，（3）.

[7]竇長娥，劉付程.GIS專業任務驅動型實驗教學體系的設計[J].地理空間信息，2011，9（4）.