GIS開發(fā)類課程教學(xué)中的因材施教法

羅慶洲，王培法，何永健

GIS開發(fā)類課程教學(xué)中的因材施教法

羅慶洲，王培法，何永健

（南京信息工程大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210044）

隨著地理科學(xué)大類招生的開展和GIS專業(yè)擴招，由于學(xué)生教育環(huán)境、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、思維能力、興趣等各不相同，學(xué)生個體間存在明顯的學(xué)習(xí)能力差異，這種差異在GIS開發(fā)類課程學(xué)習(xí)中尤為顯著．針對這種現(xiàn)象，從課程體系設(shè)置、師資力量培養(yǎng)、教學(xué)資源與教學(xué)手段使用等方面，在GIS開發(fā)類課程教學(xué)中提出因材施教策略的方法與建議．

地理信息科學(xué)；軟件開發(fā)；因材施教

地理信息科學(xué)（Geographic Information Science，GIS）是研究地理信息采集、分析、存儲、顯示、管理、傳播、應(yīng)用，以及地理信息流的產(chǎn)生、傳輸和轉(zhuǎn)化規(guī)律的一門科學(xué)[1-2]．GIS專業(yè)人才的培養(yǎng)與計算機開發(fā)技能緊密聯(lián)系，隨著導(dǎo)航地圖等各專題GIS產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，云計算、大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)興起，社會的發(fā)展需要GIS專業(yè)學(xué)生具有較強的軟件開發(fā)能力[3-5]．目前，國內(nèi)設(shè)置GIS專業(yè)的高校已經(jīng)超出150所，這些高校基本上都開設(shè)了GIS開發(fā)類課程群，如C++、C#、GIS二次開發(fā)、WebGIS開發(fā)、GIS設(shè)計等．對高校而言，GIS開發(fā)技能的培養(yǎng)也是拓寬GIS專業(yè)學(xué)生就業(yè)的重要渠道；對學(xué)生而言，較強的編程能力是受企事業(yè)歡迎的“通行證”，是開展科研數(shù)據(jù)處理的有力工具．

1　GIS開發(fā)類課程因材施教的必要性

普通高校GIS專業(yè)的開發(fā)類課程在教學(xué)中存在學(xué)生學(xué)習(xí)水平差異大，同一個班級開發(fā)技能兩極分化嚴重的現(xiàn)象．與理論性、應(yīng)用性課程相比，學(xué)生間學(xué)習(xí)能力差距問題在GIS開發(fā)類課程中尤其明顯．因此，GIS開發(fā)類課程迫切需要進行因材施教．隨著大類招生的開展，學(xué)生來自不同地方、不同學(xué)習(xí)背景，生源基礎(chǔ)差異越發(fā)明顯，也迫使GIS開發(fā)類課程教學(xué)需要進行因材施材的改革．根據(jù)各層次學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、邏輯思維能力、興趣、接受能力等設(shè)計可供選修的多樣化課程，教學(xué)過程中根據(jù)生源基礎(chǔ)進行有針對性的教育和輔導(dǎo)，做到有的放矢，相信不同層次的學(xué)生都會具有積極的學(xué)習(xí)興趣，從而有效提升學(xué)習(xí)效果，既促進學(xué)生個體的良好發(fā)展，也促使GIS專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的整體提升．

2　GIS開發(fā)類課程因材施教的實施方法

不同類型、不同能力水平學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)極為復(fù)雜，GIS開發(fā)類課程因材施教在具體的實施過程中提出以下方法與建議．

2.1　設(shè)計合理的課程體系

設(shè)置不同難度、不同應(yīng)用面的多樣化課程，構(gòu)造合理的課程體系，引導(dǎo)不同層次的學(xué)生選擇適合自己的課程．根據(jù)學(xué)生的興趣、知識水平、發(fā)展方向，可以將學(xué)生分為技術(shù)開發(fā)型、學(xué)術(shù)研究型、軟件應(yīng)用型等．學(xué)生除了學(xué)習(xí)C++、C#等基礎(chǔ)編程技術(shù)外，還可以引導(dǎo)他們選擇適合自身方向的開發(fā)類課程．對于編程能力較強的技術(shù)開發(fā)型學(xué)生，可以引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)組件式GIS開發(fā)、WebGIS開發(fā)、三維GIS開發(fā)、云計算模式GIS開發(fā)等課程；對于學(xué)術(shù)研究型學(xué)生，可以引導(dǎo)他們選擇R語言、Matlab、IDL、Python等課程，讓其掌握這些科學(xué)計算語言的編程及其空間處理方法實現(xiàn)，為今后學(xué)術(shù)研究中數(shù)據(jù)編程處理打下基礎(chǔ)；對于開發(fā)知識薄弱的軟件應(yīng)用型學(xué)生，在學(xué)完GIS平臺軟件操作之后，可以引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)平臺軟件的宿主開發(fā)，如ArcGIS VBA編程開發(fā)、MapInfo Mapbasic編程開發(fā)等．設(shè)計合理的課程體系，開設(shè)了多樣化的GIS開發(fā)課程，提供給學(xué)生更多可選擇的空間，“因材施課程”將促進不同層次學(xué)生的GIS開發(fā)能力發(fā)展．

2.2　提高師資力量，與時俱進掌握新技術(shù)

對學(xué)生因材施教，開設(shè)多樣化的選修開發(fā)課程，教授不同難度的知識內(nèi)容，這要求高校必須具有雄厚的師資力量，要求教師個體具有淵博的開發(fā)知識．針對不同知識基礎(chǔ)的學(xué)生授予相對應(yīng)的知識內(nèi)容，要求教師既掌握GIS宿主開發(fā)、組件式GIS開發(fā)等較成熟的開發(fā)技術(shù)，也要掌握云計算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)．在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代，掌握云GIS、時空大數(shù)據(jù)等新技術(shù)是社會要求GIS專業(yè)人才培養(yǎng)的方向之一，尤其是對程序開發(fā)型的學(xué)生，這也是今后從事GIS開發(fā)的核心競爭力之一．目前，GIS開發(fā)教學(xué)內(nèi)容往往落后于社會新技術(shù)，其原因為：高校教師面臨繁重的科研與教學(xué)任務(wù)，時間、精力有限，對新技術(shù)關(guān)注不夠；隨著教齡的增長，習(xí)慣講授成熟的知識；專業(yè)培養(yǎng)方案滯后于GIS新技術(shù)變革．引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)GIS開發(fā)的新技術(shù)，教師自身知識必須與時俱進，要跟蹤、掌握前沿開發(fā)技術(shù)．高校也可以引進具有GIS產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗豐富、開發(fā)技術(shù)過硬的“產(chǎn)業(yè)技術(shù)型”教師從事GIS開發(fā)教學(xué)，充實師資力量．

2.3　教學(xué)資源、教學(xué)手段的合理運用

要讓學(xué)生掌握開發(fā)類課程內(nèi)容，不能死記硬背書本上的代碼，需要大量的上機練習(xí)，鞏固課堂知識，靈活應(yīng)用開發(fā)技能解決專業(yè)問題．在實踐鍛煉中，設(shè)計豐富練習(xí)庫，對教師來講是一項巨大的工作挑戰(zhàn)，但為了因材施教，必須設(shè)計不同難度的練習(xí)庫以適應(yīng)不同層次學(xué)生，可分難、中、易三種梯度，甚至更細的劃分．合理構(gòu)建不同層次練習(xí)案例對學(xué)生掌握GIS開發(fā)知識非常有益，得到了GIS開發(fā)專業(yè)教師的廣泛認同，李小龍[6]等將練習(xí)案例按任務(wù)類型劃分為模仿型、擴展型和開放型，王志恒[7]等從概念理解、技術(shù)、方法應(yīng)用3個層次設(shè)計練習(xí)案例．

指導(dǎo)學(xué)生不僅要完成代碼編寫，而且要研究編程思想和算法．學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的好奇心與畏懼心理是并存的，只是在學(xué)生個體上表現(xiàn)哪種心理為主有所差異．教師在傳道、授業(yè)、解惑的過程中，對不同知識層次、不同心理的學(xué)生，要把握教學(xué)與溝通的技巧．對于程序開發(fā)能力突出、好奇心強烈的學(xué)生，可以鼓勵他們挑戰(zhàn)難題，參加競賽，實現(xiàn)以賽促學(xué)，通過大創(chuàng)、畢業(yè)設(shè)計提升GIS開發(fā)能力；對于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，往往畏懼心理為主，要適當(dāng)降低教學(xué)與作業(yè)難度，降低入門要求，提高此類學(xué)生的編程興趣與技能，克服其畏懼心理．在實際教學(xué)過程中，只考慮到基礎(chǔ)好的學(xué)生而講得快，就會有部分學(xué)生無法跟上教學(xué)節(jié)奏，如果過分顧及基礎(chǔ)不是很好的學(xué)生而講得慢，就會影響教學(xué)進度，因此建議盡量多開展分組學(xué)習(xí)與練習(xí)，組內(nèi)學(xué)生分工合作，相互討論與幫助，共同進步，教師對學(xué)生做好分類引導(dǎo)，讓不同層次學(xué)生的知識和能力都得到培養(yǎng)和提升．

3　結(jié)語

2018版地理科學(xué)類國家教學(xué)質(zhì)量標準明確提出了人才多樣化培養(yǎng)的建議[8]，GIS開發(fā)類課程教學(xué)實施因材施教原則是人才多樣化培養(yǎng)的有效舉措之一．因材施教方法引入分層次差別機制，以學(xué)生為主，滿足基礎(chǔ)不同的學(xué)生對GIS開發(fā)知識不同的學(xué)習(xí)需要，以適應(yīng)社會多樣化人才培養(yǎng)的需要和滿足學(xué)生就業(yè)及繼續(xù)深造的需求．本文從課程體系設(shè)置、師資力量培養(yǎng)、教學(xué)資源與教學(xué)手段使用等方面，提出因材施教策略在GIS開發(fā)類課程教學(xué)中的方法與建議．“因材施教”策略在實施中不可避免地會給教學(xué)設(shè)計、教學(xué)實踐等帶來一定難度，但隨著教學(xué)經(jīng)驗的積累，因材施教的持續(xù)推進必然會全面提高GIS專業(yè)人才培養(yǎng)水平．

[1] 黃杏元．地理信息系統(tǒng)概論[M]．北京：高等教育出版社，2008

[2] 湯國安．地理信息系統(tǒng)[M]．2版．北京：科學(xué)出版社，2015

[3] 劉歡．智慧旅游背景下高職旅游專業(yè)GIS課程開發(fā)及策略[J]．現(xiàn)代教育管理，2018（5）：205-206

[4] 陳家贏，華麗，張海濤，等．農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)“GIS設(shè)計與開發(fā)”課程教學(xué)探討[J]．教育教學(xué)論壇，2013（36）：192-194

[5] 姜建武，李景文，陸妍玲，等．普通本科GIS專業(yè)技術(shù)開發(fā)類課程教學(xué)探討[J]．中國教育技術(shù)裝備，2019（6）：95-97

[6] 李小龍，滑珺，譚永濱．面向社會需求的GIS二次開發(fā)課程教學(xué)改革[J]．教育教學(xué)論壇，2018（49）：117-119

[7] 王志恒，胡卓瑋，國巧真．GIS設(shè)計與開發(fā)課程中的組件式開發(fā)案例實現(xiàn)[J]．測繪科學(xué)，2015，40（7）：164-168

[8] 教育部高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會．普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標準[M]．北京：高等教育出版社，2018

The methods of teaching students in accordance of their aptitude for GIS development courses

LUO Qingzhou，WANG Peifa，HE Yongjian

（School of Geographic Science，Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044，China）

With the development of geographical science enrollment and the expansion of GIS specialty，there are obvious differences in learning ability among students due to the different educational background，knowledge foundation，thinking ability and learning interest．The differences are more obvious in the learning of GIS development courses．In response to this phenomenon，GIS development courses include curriculum system，teacher training，teaching resources and teaching means，puts forward the methods and suggestions of teaching students in accordance with their aptitude in the teaching of GIS development courses．

geographic information science；software development；teach students in accordance with their aptitude

K90∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2020.09.025

1007-9831（2020）09-0096-03

2020-06-17

國家自然科學(xué)基金項目（41971298）；南京信息工程大學(xué)教改項目（2019043）；南京信息工程大學(xué)大創(chuàng)訓(xùn)練項目（2020250）

羅慶洲（1979-），男，浙江平陽人，副教授，博士，從事GIS開發(fā)與遙感應(yīng)用研究．E-mail：luofirst@126.com