面向GIS專業的地理綜合實習教學改革初探

王杰 晏實江 陸胤昊 劉輝 鄭碩

摘要：地理綜合實習是地理信息科學（GIS）專業本科生一門重要的實踐課程。傳統的地理實習教學主要采用“講授式”室外教學方式，教學效果受野外環境的限制，不利于學生專業實踐技能的培養。針對以上問題，文章在立足GIS專業培養目標的基礎上，嘗試將空間信息技術引入地理實習教學中，豐富實習教學內容，改進實習教學方法。近三年來安徽大學GIS專業地理綜合實習教學效果表明，空間信息技術以其宏觀、快速的優勢，能夠彌補傳統的野外調查在地理實習教學中的不足，對學生有效掌握3S技術實踐技能、提高實習教學效率以及增強實習教學效果等方面發揮了重要作用。

關鍵詞：地理信息科學;地理實習;空間信息技術;教學效果

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）15-0037-03

引言

對地理類專業的學生來說，野外實習是一種有效直觀的學習方式，是通過實地考察實踐、整合地理學中相關概念與理論的重要途徑[1，2]。地理信息科學（GIS）專業隸屬于地理學一級學科，開展地理綜合實習是該專業培養方案中實踐教育的必修環節。作為連接課堂教學與非課堂教學的橋梁，地理綜合實習對于GIS專業的專業理論與實踐技能同樣具有重要的推進作用[3]。

在傳統的地理實習中，教師根據實習目的確定實習地點和路線，通過地形圖、羅盤、皮卷尺等輔助工具進行導航與定位，到達指定教學點進行學習講解。然而，這些傳統工具存在著一些不足，例如：高精度地形圖不易獲得，羅盤操作精度不高。在地理實習過程中，尤其在地形復雜的地區，空間定位、方位識別的準確性和快速性，是決定野外實習效率的重要因素[4]。因此，改進傳統的地理實習教學模式，不但能夠調動學生學習積極性、增強實習教學效果，更可以鍛煉學生的自主學習能力，進一步加強其專業實踐技能[5]。

隨著空間信息技術的飛速發展，現代地理學調查從常規的地面觀測向“天·空·地”立體化動態監測方向發展。以3S技術應用為特色的地理學實踐教學，為傳統的地理實習提供新的教學思路和實習模式[1]。空間信息技術以其宏觀、快速和準確的優勢，彌補了傳統觀測工具在野外實習時的不足，對GIS專業學生綜合掌握3S技術的實踐技能以及提高地理實習效果都發揮了重要的作用[6]。

鑒于GIS專業人才培養對空間信息技術的實踐技能有所側重的特點，本文力圖通過空間信息技術引入到地理綜合實習課程的教學中，豐富實習教學內容，改進實習教學方法，旨在提高該課程實習教學質量與效果，增強學生對空間信息技術的實踐應用能力。

一、實習教學改革目的

本文通過對地理綜合實習課程的教學改革，引入空間信息技術輔助地理實習教學，以培養GIS專業學生對3S技術的實踐應用技能，提高學生的獨立思考與實際動手能力。此外，利用地理信息系統軟件對多源實習數據進行融合與綜合分析，加強實習教學資源的集成與管理，進一步提高實習效率。

二、實習教學內容改革

在實習教學內容上，本文根據GIS專業人才培養的需求，引入空間信息技術的優勢，豐富地理實習課程的教學內容。按照空間數據處理與加工的邏輯關系，分為以下四個部分：GNSS接收機定位與導航、遙感影像目視解譯、地形圖判讀與素描圖繪制以及地理實習輔助教學系統設計。各部分之間的邏輯關系如圖1所示。

1.GNSS定位與導航。指導學生利用GNSS接收機進行目標地物定位，將實習區域的重要地物以矢量文件進行記錄，導入GIS軟件中成圖;設置好目標地物，訓練學生使用GNSS接收機的導航功能。

2.遙感影像目視解譯。將高分辨率遙感影像與實地調查場景相結合，指導學生通過GNSS定位找到目標地物在遙感影像中的位置，建立典型地物類型的解譯標志，加強學生對遙感影像的目視解譯技能。

3.地形圖判讀與素描圖繪制。將紙質地形圖與實地觀測地形相結合，結合GNSS定點，指導學生判讀地形圖的山脊線、山谷線及山頂點等要素;通過實地測量理解地圖比例尺、坡度、坡向、走向等專業概念;在某些山頂點位置，指導學生現場繪制局部區域的地形素描圖。

4.地理實習輔助教學系統設計。利用空間數據庫與ArcGIS Engine技術設計地理實習教學輔助系統軟件。將實習區域的教學點、實習路線、地形圖、遙感影像、實測資料及師生信息導入地理實習數據庫，并通過前臺的地理實習教學輔助系統軟件對不同類型實習教學資源進行集成與管理，為提高實習教學效率提供決策服務（圖2）。

三、實習教學方法改革

在教學方法上，針對由任課教師在指定實習點開展“講授式”教學存在的弊端，本文嘗試采用了“實習基地引導式”“實習任務驅動式”的教學方法，以調動學生的學習積極性，增強實習教學效果。

1.實習基地引導式。該模式主要依托當地相關部門共建的實習教育基地，已有其他院校在實習教學中開展了有效嘗試[7，8]。目前，安徽大學與廬山氣象局簽署了校外實習實踐基地協議，為我校學生開展地理實習提供了固定場地。實習過程中，由廬山氣象局技術人員介紹實習區域的氣象與氣候相關的知識，并引領學生參觀氣象觀測場地，由學生自主學習氣象儀器的用途，獨立思考相關問題。

2.實習任務驅動式。“任務驅動教學”是建構主義理論中的一種教學模式，本文嘗試將該方法應用于GIS專業的地理綜合實習教學中（圖2）。在實習出發前，任課教師在介紹實習路線與內容的基礎上，提前實習任務下達給學生，并設置一些問題[9]。在實習過程中，教師帶隊，學生運用已有的專業知識，借助遙感影像、地形圖、GNSS接收機等儀器積極探索，獨立觀察，思考問題，最后以小組為單位完成實習任務。該教學方法調動了學生的學習積極性，并培養學生的團隊合作意識[10]。

四、結束語

地理綜合實習是GIS專業本科培養中重要的實踐環節，是對所學課程理論與專業實踐技能的綜合應用。通過該課程的實習，既鍛煉了學生的實際動手能力，也加深了學生對基礎知識的理解，同時拓展了學生的思維，加強了其對專業技能的應用能力[3]。

本文根據GIS專業本科生的人才培養目標與要求，對地理綜合實習這門課程的教學內容與方法重新進行定位。針對傳統實習教學中存在的不足，本文嘗試將空間信息技術引入地理綜合實習的教學中，并在實習教學模式、實習教學內容等方面開展了一系列改革，提高了地理綜合實習的教學質量和效果，并加深了GIS專業學生對專業知識的理解以及實踐技能的實際應用。

參考文獻：

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