地理信息科學(xué)核心課實驗設(shè)計問題探討

昝梅 楊雪峰

摘 ?要：實驗教學(xué)環(huán)節(jié)對高等教育人才培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用，文章主要對我院地理信息科學(xué)本科專業(yè)核心課程實驗大綱進行分析，并結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗，通過問卷調(diào)查的方法對現(xiàn)有實驗內(nèi)容和設(shè)計進行客觀評價。找出現(xiàn)有實驗大綱設(shè)計存在的主要不合理問題：核心課程之間實驗設(shè)置有重復(fù)，缺乏綜合性和學(xué)科交叉性的現(xiàn)象等，學(xué)生的問卷調(diào)查結(jié)果也反映了同樣的問題。這些問題在很大程度上制約了我院地理信息科學(xué)專業(yè)本科教育質(zhì)量的提高。最后以問題為出發(fā)點，提出建立核心課綜合性實踐的建議，從而來提高該專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新、綜合應(yīng)用和實踐等方面的能力。

關(guān)鍵詞：地理信息科學(xué);實驗設(shè)計;實驗大綱;綜合性實驗

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）13-0088-04

Abstract： Experimental teaching plays a crucial role in the cultivation of talents in higher education. This paper mainly analyzes the experimental program of the core curriculum of the undergraduate major of geographic information science in our college， and objectively evaluates the existing experimental content and design by means of questionnaire survey combined with years of teaching experience. We find out the main unreasonable problems existing in the design of the existing experimental outline： the repeated experimental settings between core courses， the lack of comprehensiveness and interdisciplinary phenomenon， etc.， and the students' questionnaire survey results also reflect the same problem. To a large extent， these problems restrict the improvement of the quality of undergraduate education in geographic information science. Finally， starting from the problems， this paper puts forward some suggestions to establish the comprehensive practice of core courses， so as to improve the abilities of students in innovation， comprehensive application and practice.

Keywords： geographic information science; experimental design; the experiment outline; comprehensive experiment

前言

地理信息科學(xué)專業(yè)是集計算機科學(xué)、計算機地圖制圖學(xué)、地理學(xué)、測繪工程、遙感學(xué)、地理信息系統(tǒng)、空間科學(xué)和管理科學(xué)為一體的綜合性交叉性專業(yè)，具有很強的技術(shù)性和實踐性，隨著相關(guān)行業(yè)現(xiàn)代化水平的提高，人才市場對地理信息科學(xué)專業(yè)畢業(yè)生需求量不斷增大，我國地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)也具有了一定規(guī)模[1，2]。地理信息科學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)在整個教學(xué)過程中占有重要的地位，是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，在高校人才培養(yǎng)過程中具有不可替代的作用[3-5]。

我校地理科學(xué)與旅游學(xué)院的地理信息科學(xué)本科專業(yè)首次開設(shè)于2000年，近十九年來隨著我院師資力量的不斷增強，已經(jīng)擁有了地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)碩士點。該專業(yè)的本科教育已經(jīng)非常成熟，但是如何按照人才市場的需求，培養(yǎng)出具有解決綜合問題和創(chuàng)新型的地理信息科學(xué)專業(yè)的人才，也是我校地理信息科學(xué)專業(yè)亟待解決的問題。那么我們只能找到現(xiàn)有實驗方案的問題，針對問題進行改革和修訂，找到解決辦法，來提高該專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新和實踐能力。

一、存在的問題

雖然我院地理信息科學(xué)專業(yè)課的培養(yǎng)計劃主要是根據(jù)實際用人單位的需求和畢業(yè)生的反饋信息，并借鑒國內(nèi)外一流高校的培養(yǎng)模式，同時也在不斷修訂和完善中。至今為止培養(yǎng)計劃和教學(xué)大綱存在五個版本。目前學(xué)院該專業(yè)本科生主要采用的是2016版教學(xué)大綱。地理信息科學(xué)專業(yè)主干課程名稱和實驗設(shè)計及課時分配情況如表1所示，可以看出6門主干課程，共設(shè)計了56個實驗，總計為179個課時，相對前幾個版本實驗課的比重明顯增加，在一定程度上實驗設(shè)計體現(xiàn)了地理信息科學(xué)的特征，突出注重培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力和解決實際問題能力的目的。但憑借多年教學(xué)研究經(jīng)驗并仔細分析表1，可以看出2016版地理信息科學(xué)專業(yè)主干課程實驗大綱和實驗內(nèi)容還存在以下問題。

（一）不同課程的實驗內(nèi)容有重復(fù)設(shè)計的現(xiàn)象

其中“專題地圖制作”的實驗分別在《測量與地圖學(xué)》、《地理信息系統(tǒng)概論》、《數(shù)字專題地圖》和《空間分析原理與方法》課程中都有設(shè)計，總合計7個課時，也是所有重復(fù)設(shè)計分配課時最多的實驗內(nèi)容;“ArcGIS軟件操作”分別在《地理信息系統(tǒng)概論》、《數(shù)字專題地圖》和《空間分析原理與方法》都有設(shè)計，重復(fù)分配的課時共計10個;“空間數(shù)據(jù)處理”的實驗內(nèi)容分別在《地理信息系統(tǒng)概論》、《遙感概論》和《數(shù)字專題地圖》3門課中重復(fù)設(shè)計共計12個課時;“空間分析”在《地理信息系統(tǒng)概論》和《空間分析原理與方法》2門專業(yè)課中共設(shè)計10個課時;“數(shù)據(jù)庫建立”的實驗內(nèi)容在《地理信息系統(tǒng)概論》和《數(shù)據(jù)庫概論》2門專業(yè)課中設(shè)計6個課時。這7門主干課程重復(fù)設(shè)計的實驗內(nèi)容共計57個課時。查看實驗大綱的具體內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)以上重復(fù)設(shè)計的實驗內(nèi)容和實驗形式幾乎都是一樣的，有的甚至使用的實驗數(shù)據(jù)都是一樣的。這樣簡單的重復(fù)設(shè)計實驗內(nèi)容的現(xiàn)象，表明課程實驗之間缺乏溝通和整體設(shè)計思路，課程實驗之間的聯(lián)系和交叉性在設(shè)計實驗時沒有充分考慮。重復(fù)設(shè)計不僅浪費課時，也不能提高學(xué)生的實踐能力。今后培養(yǎng)方案不僅要對課程設(shè)置進行合理安排，也要對實驗內(nèi)容進行宏觀的設(shè)計和把控。此外，也能看出部分實驗設(shè)計僅限在本課程中的授課內(nèi)容，面窄也不涉及學(xué)科交叉和實用性，鍛煉學(xué)生能力的層次性也分明（圖1）。

（二）沒有從整個專業(yè)角度出發(fā)設(shè)計實驗，缺乏層次性

核心課的實驗設(shè)計僅從自身課程需要掌握的知識點出發(fā)，進行實驗內(nèi)容的設(shè)計。但對于一個學(xué)科體系而言，沒有完整的、系統(tǒng)性和綜合性的實驗內(nèi)容，學(xué)生無法體會到每門課在整個專業(yè)中的地位和作用，也不能從整體上掌握地理信息科學(xué)技術(shù)的綜合應(yīng)用能力。大部分實驗僅僅停留在簡單的操作訓(xùn)練，而高級的鍛煉解決問題和創(chuàng)新能力的實驗嚴(yán)重缺乏。

二、學(xué)生對實驗課和實習(xí)能力的反饋

（一）學(xué)生對實驗課評價的調(diào)查

在學(xué)院任意選擇了地理信息科學(xué)專業(yè)畢業(yè)學(xué)生共59名，他們所有的專業(yè)理論課和實驗課都已經(jīng)修完，并且經(jīng)過了4-5個月在實際崗位的專業(yè)實習(xí)。通過問卷形式調(diào)查他們對7門專業(yè)課實驗內(nèi)容的評價，其中收回59份有效問卷，問卷選擇了6個調(diào)查指標(biāo)，如圖2所示，可以看出85%的同學(xué)認(rèn)為實驗內(nèi)容設(shè)計合理;59%的同學(xué)認(rèn)為實驗設(shè)計難度合適;80%的同學(xué)認(rèn)為確實有部分實驗存在重復(fù)的情況;69%的同學(xué)認(rèn)為實驗設(shè)計綜合性不強;66%的同學(xué)認(rèn)為不同學(xué)科之間實驗內(nèi)容沒有交叉性;而46%的同學(xué)認(rèn)為實驗設(shè)計不實用。由此可見大部分同學(xué)認(rèn)為主干課程實驗設(shè)計內(nèi)容和難度設(shè)計較合理，認(rèn)為實驗內(nèi)容實用與不實用的同學(xué)幾乎持平，但大部分學(xué)生都認(rèn)為實驗的綜合性和實用性不夠，沒有體現(xiàn)不同課程之間的交叉性。針對學(xué)生的調(diào)查結(jié)果也正好說明了上面我們分析的實驗設(shè)計存在的問題，結(jié)果幾乎是一致的。雖然學(xué)生的反映并不能完全具有代表性，但在一定程度上也能反映一些的問題。說明我們在實驗設(shè)計時存在的有重復(fù)、綜合性不強、學(xué)科間沒有交叉，實用性有待于提高的這些問題確實需要改進。

（二）學(xué)生對專業(yè)實習(xí)能力自我評價的調(diào)查

還是對這59位同學(xué)再進行專業(yè)實習(xí)能力的自我評價，發(fā)放59份問卷，收回有效問卷59份。如圖3所示，我們選擇了從基本能力到高級能力的指標(biāo)，如適應(yīng)能力、簡單操作能力屬于基本能力，交流溝通能力、協(xié)作能力和分析問題能力屬于中級能力，綜合處理問題能力和創(chuàng)新能力屬于高級能力。對于基本能力，超過50%的學(xué)生自評感覺好，其中適應(yīng)能力51%的學(xué)生自我評價好，簡單操作自我評價好的占總?cè)藬?shù)的76%;中級能力評價好的占人數(shù)的29%-49%，其中交流溝通能力自我評價好的占49%;而高級能力自我評價好的同學(xué)占總?cè)藬?shù)的比率很低，其中綜合處理問題的能力評價好的為17%，創(chuàng)新能力評價好的僅為12%。由此可見我們實驗設(shè)計訓(xùn)練的結(jié)果使學(xué)生的應(yīng)對實際單位工作的基本能力夠了，但是中級能力不夠，而高級能力欠缺很多。實驗設(shè)計的問題必然會導(dǎo)致我們培養(yǎng)的學(xué)生在實習(xí)過程中分析和解決綜合問題的能力低，創(chuàng)新能力更不足的結(jié)果。

三、改進方法的建議

綜合性實驗（實踐）是在掌握一定的基本知識和基本技能的基礎(chǔ)上，運用一門或多門課程多個知識點的知識，對學(xué)生進行綜合訓(xùn)練的一種綜合型實驗[6]。而多學(xué)科綜合性實驗在一定程度上可以提高和培養(yǎng)學(xué)生中級和高級能力，我們的實驗設(shè)計中確實存在忽略綜合性實驗的現(xiàn)象，導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合處理問題的能力不夠。鑒于以上問題，我們應(yīng)該設(shè)計包括《測量與地圖學(xué)》、《遙感概論》、《地理信息系統(tǒng)概論》和軟件開發(fā)等主干課程的綜合性實驗。實驗的設(shè)計注重不同課程內(nèi)容之間的交叉，把解決實際問題貫穿始終，突出培養(yǎng)學(xué)生從整個學(xué)科出發(fā)思考問題和解決問題的能力。綜合性實驗課的開設(shè)可以充分利用重復(fù)實驗內(nèi)容的課時來開展，不會影響教學(xué)計劃。此外，學(xué)院應(yīng)該充分利用實驗設(shè)備建設(shè)綜合性實驗基地，校內(nèi)和校外在條件容許的情況下固定下來。隨著數(shù)據(jù)和經(jīng)驗的積累，綜合性實驗的設(shè)計還可以不斷改進。綜合性實驗課的開設(shè)也為我院聯(lián)系實習(xí)單位解決了途徑，尤其近幾年來學(xué)生反映合適的實習(xí)單位難聯(lián)系。這樣的綜合實驗的開設(shè)無疑是解決實習(xí)問題的一個有效途徑。以綜合實驗為依托，后續(xù)利用現(xiàn)有的實驗室和師資力量，建設(shè)一個完整和完善的綜合實驗平臺，為學(xué)生相互交流和學(xué)習(xí)提供很好的平臺。綜合實驗平臺也可以借助社會力量的投資，把工程或項目引進來在綜合性實驗基地完成，這樣既為學(xué)生創(chuàng)造了鍛煉機會，也為社會做了貢獻。

四、結(jié)論

通過對現(xiàn)有實驗教學(xué)大綱的分析，并通過對學(xué)生開展問卷調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有教學(xué)實驗大綱的設(shè)計確實存在的問題，主要表現(xiàn)在存在重復(fù)實驗內(nèi)容，實驗綜合性不強，學(xué)科交叉不夠，僅僅限制在授課內(nèi)容上，層次性不明顯。以上問題可以通過開設(shè)綜合性實驗來得到改善。在實驗教學(xué)改革中，結(jié)合專業(yè)教學(xué)及用人單位的要求，將綜合性實驗引入到專業(yè)實驗課中，不僅能夠提高學(xué)生動手實踐能力，而且能夠給學(xué)生提供綜合運用所學(xué)知識的實踐機會，使其能夠獲得參與綜合實踐的體驗，為其畢業(yè)后參與具體工作打下堅實的基礎(chǔ)。綜合性實驗的開設(shè)在一定程度上還可以解決本科生實習(xí)的問題。綜合性實驗開設(shè)后可以依托學(xué)院師資力量和社會力量建設(shè)綜合實驗基地，不僅為學(xué)院提供本科實驗平臺，也可以為本科生專業(yè)實習(xí)提供場所。相信通過以上實驗和實踐環(huán)節(jié)的強化訓(xùn)練，借助大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的積極引導(dǎo)，可以大大提升我校地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新、綜合應(yīng)用和實踐等方面的能力。

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