GIS專業(yè)多位一體實(shí)踐教學(xué)模式改革探討

靖娟利 王永鋒

摘 要 實(shí)踐教學(xué)在GIS專業(yè)人才培養(yǎng)中占有重要地位，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)具有不可替代的作用。以桂林理工大學(xué)GIS專業(yè)為例，在分析傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)模式存在問題的基礎(chǔ)上，從實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)考評(píng)體系等方面進(jìn)行改革探討，構(gòu)建全方位、立體化、多形式的“多位一體”實(shí)踐教學(xué)模式，以期為GIS人才培養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞 GIS；實(shí)踐教學(xué)模式；教學(xué)考評(píng)體系

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2018）06-0126-03

Discussion on Multi-ways Integration Practice Teaching Model of GIS Specialty//JING Juanli， WANG Yongfeng

Abstract Practice teaching plays an important position in GIS pro-

fessional personnel training， which has an irreplaceable role in culti-

vating the comprehensive abilities of students. The author takes Gui-

lin university of technology as an example， on the basis of analyzing problems of the traditional practice teaching mode， the reform mea-

sures from the practice of teaching content， teaching method， tea-ching mode and means of examination are discussed. And the multi-ways integration practice teaching mode was put forward. So as to provide reference for GIS talents cultivation.

Key words GIS； practice teaching model； teaching appraisal system

1 前言

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）

是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理科學(xué)、測(cè)繪學(xué)、遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)、城市科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的新興邊緣學(xué)科[1]，

具有很強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性，實(shí)踐教學(xué)在GIS專業(yè)人才培養(yǎng)中占有重要地位。實(shí)踐教學(xué)是鞏固和應(yīng)用理論知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的根本途徑[2]。隨著GIS的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)GIS人才需求呈現(xiàn)出多元化、層次化和規(guī)模化的發(fā)展格局。GIS專業(yè)培養(yǎng)的人才，不僅應(yīng)該具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)要具備過硬的實(shí)踐技能，能夠滿足社會(huì)不同層次的需求。因此，有效的實(shí)踐教學(xué)模式是保障實(shí)踐環(huán)節(jié)高效進(jìn)行的重要保證。筆者結(jié)合桂林理工大學(xué)GIS專業(yè)實(shí)際情況，根據(jù)多年從事GIS專業(yè)教學(xué)與科研的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，分析GIS專業(yè)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀，提出GIS專業(yè)多位一體實(shí)踐教學(xué)模式。

2 實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前，GIS技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于資源管理、區(qū)域規(guī)劃、國(guó)土監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。為了滿足社會(huì)對(duì)多層次人才的需求，桂林理工大學(xué)GIS專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)由課程實(shí)驗(yàn)、集中實(shí)習(xí)、綜合實(shí)訓(xùn)三個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，要求GIS專業(yè)學(xué)生掌握數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析和輸出等基本技能，同時(shí)具備數(shù)據(jù)建庫、空間分析、二次開發(fā)等能力。

課程實(shí)驗(yàn)是課程知識(shí)點(diǎn)的單項(xiàng)實(shí)踐，具有獨(dú)立性。開設(shè)實(shí)驗(yàn)的課程有地圖制圖學(xué)、地理信息系統(tǒng)原理、遙感技術(shù)與應(yīng)用、攝影測(cè)量學(xué)、空間數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用、空間分析理論與方法、GIS二次開發(fā)等，這些課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)與理論學(xué)時(shí)的比例大約為1：1.2。

集中實(shí)習(xí)具有一定的綜合性。開設(shè)的實(shí)習(xí)有基礎(chǔ)地理信息獲取實(shí)習(xí)、攝影測(cè)量與遙感實(shí)習(xí)、空間分析實(shí)習(xí)、空間數(shù)據(jù)庫實(shí)習(xí)、GIS應(yīng)用實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)等，共計(jì)17周。

綜合實(shí)訓(xùn)是在前兩個(gè)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上完成的，是對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的進(jìn)一步綜合、系統(tǒng)運(yùn)用。這個(gè)環(huán)節(jié)主要通過畢業(yè)設(shè)計(jì)完成，共計(jì)16周。

這種實(shí)踐教學(xué)體系能夠由淺入深、由簡(jiǎn)單到綜合，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力；但是依然存在部分實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不合理、教學(xué)方法和方式比較單一、教學(xué)考評(píng)體系不完善等問題。為了解決實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題，本文探討多位一體實(shí)踐教學(xué)模式的實(shí)施思路。

3 多位一體實(shí)踐教學(xué)模式

針對(duì)實(shí)踐教學(xué)過程中存在的問題，從實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段三個(gè)方面對(duì)實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行改革探討。

實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容調(diào)整 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置應(yīng)考慮社會(huì)對(duì)GIS專業(yè)人才需求的多層次特點(diǎn)，并盡可能保證不同實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容由相互獨(dú)立到相互貫通的轉(zhuǎn)變，通過課程實(shí)驗(yàn)、集中實(shí)習(xí)、綜合實(shí)訓(xùn)等環(huán)節(jié)，逐步培養(yǎng)學(xué)生具備GIS專業(yè)基本技能、綜合能力、創(chuàng)新能力。

1）專業(yè)基本技能培養(yǎng)。通過GIS專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)該具備的能力包括：使用全站儀、GPS進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)CASS室內(nèi)成圖；熟練運(yùn)用ERDAS或ENVI軟件對(duì)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、解譯，提取信息；熟練使用ArcGIS、MapGIS、SuperMap等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)采集、處理、存儲(chǔ)、分析、輸出等；基于ArcGIS、SuperMap等二次開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與二次開發(fā)。

根據(jù)社會(huì)對(duì)GIS人才需求的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)滿足不同層次人才的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)三大模塊。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是每個(gè)學(xué)生都應(yīng)該掌握的基本技能，綜合實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中所學(xué)內(nèi)容的綜合應(yīng)用，而創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是綜合實(shí)驗(yàn)的延伸，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新精神。

2）綜合能力的培養(yǎng)。該環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生的地理思維能力，綜合分析問題、解決問題的能力，以及團(tuán)隊(duì)合作精神。通過GIS專業(yè)集中實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生能夠掌握：基礎(chǔ)地理信息的獲取、處理、入庫、輸出；航片或衛(wèi)星影像的預(yù)處理、解譯、信息提取、分析；運(yùn)用GIS軟件進(jìn)行空間分析輔助決策；軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)。該環(huán)節(jié)在實(shí)施過程中以小組為單位，小組成員相互協(xié)作完成實(shí)習(xí)任務(wù)，并撰寫數(shù)據(jù)處理報(bào)告及實(shí)習(xí)報(bào)告。綜合實(shí)訓(xùn)（畢業(yè)設(shè)計(jì)）考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合性應(yīng)用能力。

3）科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)。科研創(chuàng)新能力是GIS專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中較高層次的要求。該環(huán)節(jié)有助于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)地、創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題，為學(xué)生后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成奠定基礎(chǔ)，有益于學(xué)生進(jìn)一步深造、就業(yè)。

實(shí)踐教學(xué)方法改革 轉(zhuǎn)變角色，提倡以學(xué)生為本的教學(xué)方法，開展基于討論式和研究性教學(xué)方法的探索與實(shí)踐。實(shí)現(xiàn)學(xué)生由被動(dòng)接受向主動(dòng)思考的轉(zhuǎn)變，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，培養(yǎng)獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。

緊密跟蹤國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀GIS平臺(tái)的研發(fā)相關(guān)信息，為學(xué)生提供ArcGIS、MapGIS、ENVI等軟件學(xué)習(xí)資料、研發(fā)案例。定期邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外GIS領(lǐng)域的專家做報(bào)告，及時(shí)獲取和了解學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)；與社會(huì)相關(guān)用人單位定期溝通，以把握經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)態(tài)，根據(jù)社會(huì)需求調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)，輸送合格人才。

實(shí)踐教學(xué)手段改革 GIS專業(yè)學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)依托課程實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，還不能達(dá)到熟練掌握專業(yè)軟件、獨(dú)立分析問題與解決問題的程度。在實(shí)踐教學(xué)過程中加強(qiáng)開放實(shí)驗(yàn)，積極組織學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽，鼓勵(lì)學(xué)生參與科研項(xiàng)目，加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，這些環(huán)節(jié)的實(shí)施可以有效提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、科技創(chuàng)新能力。

1）加強(qiáng)開放實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)由封閉型向開放型的轉(zhuǎn)變。開放實(shí)驗(yàn)是課堂實(shí)驗(yàn)的延續(xù)，是由學(xué)生主導(dǎo)完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以是教師科研課題、學(xué)科競(jìng)賽相關(guān)實(shí)驗(yàn)或大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等，能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力[3]。根據(jù)桂林理工大學(xué)GIS專業(yè)具體情況，開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目素材以學(xué)科競(jìng)賽命題為主，研發(fā)適宜于本科生的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。充分運(yùn)用學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)的資源，提供開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所需資料及能力拓展素材，方便學(xué)生在課余時(shí)間自學(xué)。開放實(shí)驗(yàn)的有效實(shí)施，能夠與課堂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相互補(bǔ)充，同時(shí)為學(xué)科競(jìng)賽培養(yǎng)人才。

2）積極組織學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽，逐步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。學(xué)科競(jìng)賽是在緊密結(jié)合課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，以競(jìng)賽的方式培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，通過完成競(jìng)賽任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生解決問題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和興趣，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)新精神[4]。

近年來，桂林理工大學(xué)測(cè)繪地理信息學(xué)院積極組織學(xué)生參與“國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目”“全國(guó)高校GIS技能大賽”“挑戰(zhàn)杯”“創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽”“全國(guó)大學(xué)生GIS應(yīng)用技能大賽”等各類學(xué)科競(jìng)賽。學(xué)院為參賽師生提供專門費(fèi)用，鼓勵(lì)師生積極投入競(jìng)賽，逐步改變以傳授知識(shí)為主的灌輸式教學(xué)模式中的師生關(guān)系，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與和教師的組織引導(dǎo)[5]。通過GIS專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽，能有效發(fā)揮“以競(jìng)促教、以競(jìng)促訓(xùn)、以競(jìng)促用、以競(jìng)促新”的作用，極大地增強(qiáng)學(xué)生綜合分析問題、解決問題的能力，全面提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和軟件應(yīng)用水平，調(diào)動(dòng)學(xué)生課外學(xué)習(xí)的積極性，也增加了未來進(jìn)入社會(huì)的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，指導(dǎo)教師的專業(yè)素質(zhì)也得到提高。

3）鼓勵(lì)學(xué)生參與科研項(xiàng)目，培養(yǎng)科技創(chuàng)新能力。科研創(chuàng)新能力是GIS專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中較高層次的要求。激勵(lì)學(xué)生參與教師的科研課題，選擇子課題進(jìn)行科研訓(xùn)練。該環(huán)節(jié)有助于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)地、創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題，為學(xué)生后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成奠定基礎(chǔ)，有益于學(xué)生進(jìn)一步深造、就業(yè)。

4）加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，增進(jìn)學(xué)校與用人單位的聯(lián)系。實(shí)習(xí)基地是高校與用人單位溝通聯(lián)系的橋梁和紐帶，是高校人才培養(yǎng)與企業(yè)用人需求的重要渠道。充分利用實(shí)習(xí)基地的資源，推薦優(yōu)秀學(xué)生參與具體實(shí)踐項(xiàng)目，不僅能鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，而且可以了解企業(yè)對(duì)專業(yè)人才需求的最新動(dòng)向，還可以有效地提高學(xué)生的就業(yè)率。

建立合理的實(shí)踐教學(xué)考評(píng)體系 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考核，應(yīng)該重視課程實(shí)驗(yàn)、集中實(shí)習(xí)的成績(jī)考核。課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核指標(biāo)重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析說明方面，集中實(shí)習(xí)報(bào)告考核內(nèi)容不僅包括數(shù)據(jù)處理、分析、模塊設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，文字撰寫能力及排版的美觀程度也是重點(diǎn)考核環(huán)節(jié)。此外，開放實(shí)驗(yàn)成績(jī)、學(xué)生參加科技競(jìng)賽獲獎(jiǎng)、參與科研項(xiàng)目發(fā)表科技論文等成果，也列入實(shí)踐教學(xué)考核環(huán)節(jié)。

4 結(jié)語

實(shí)踐證明，通過以上措施能有效提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手操作能力、綜合分析問題與解決問題能力。同時(shí)，指導(dǎo)教師的專業(yè)素質(zhì)也得到明顯提高。近年來，桂林理工大學(xué)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生GIS應(yīng)用技能大賽獲得三等獎(jiǎng)一項(xiàng)；參加全國(guó)高校GIS技能大賽，分別在地理分析組、遙感組、制圖組等獲一等獎(jiǎng)一項(xiàng)、二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)、三等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，近20名學(xué)生獲得MapGIS制圖工程師資格證；參加兩屆“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽，獲得廣西賽區(qū)銀獎(jiǎng)一項(xiàng)、銅獎(jiǎng)三項(xiàng)。學(xué)生在區(qū)內(nèi)外就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力明顯增強(qiáng)，近三年就業(yè)率一直位于95%以上。

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