“雙創”背景下測繪工程專業GIS課程教學改革研究

宋萍 孫廣通 朱紅

(防災科技學院 河北三河 065201)

創新創業教育是大學專業教育與社會經濟發展到一定階段的產物，這種教育理念讓專業教育更有目標性，從而提高人才培養質量，同時還能保證社會經濟發展的原動力。近年來，我國高度重視創新創業教育，從而掀起了一股探索專業教育和行業需求融合發展道路的浪潮，通過激發學生的創新思維，從而鑄就學生未來的創業從業道路[1]。對于測繪工程專業而言，通過與創新創業教育的深度融合，力爭培養出既能滿足當前社會需求，又能緊跟高技術發展趨勢的創新復合型測繪人才[2]。測繪工程專業是國民經濟基礎建設中的基礎專業，隨著測繪技術手段的不斷發展，測繪工程專業從傳統測繪技術發展到今天的信息化測繪，是經歷了一次又一次的挑戰與改革，現在“雙創”教育理念的提出，同樣也是測繪工程專業面臨的一次機遇，作為測繪工程專業主干課之一的地理信息系統（Geographical Information System，GIS）課程如何在新的機遇下能更好地培養出符合行業需求的測繪人才是在教學過程中不斷思考的問題，該文從GIS 課程的教學內容和教學方法兩方面進行探討。

1 課程現狀分析

測繪工程專業是一門實踐教學非常重要的學科，在具體的教學工作中，實踐教學在培養高素質應用型人才方面起著重要的作用。在信息化測繪快速發展的今天，實踐教學的內容需要得到進一步擴充，不僅要重視傳統測繪技能的培養，同時對信息化測繪的各項技能也要加強重視[3]。作為信息化測繪重要組成部分的GIS課程在測繪工程專業學生的培養過程中占據重要地位，由于受到學時的限制，如何提高測繪工程專業學生對GIS 課程的掌握和基本技能的培養，是在實踐教學中遇到的實際問題。同時，在以往GIS 課程講授的過程中，由于缺少實例數據，在基礎理論和實踐操作中都以實驗數據為主，學生對所學內容缺乏實際應用環境的理解，難以建立基于實際應用的空間思維。因此，基于真實空間數據的空間分析應用是目前教學的短板，希望結合“雙創”教育理念，提高GIS課程教學過程中學生對基本概念、空間分析原理的理解，同時增強學生運用空間思維解決問題的能力。

2 “雙創”背景下GIS 課程教學內容和教學模式設計

根據測繪工程專業GIS課程的現狀和測繪專業的人才培養目標，結合“雙創”教育模式以及遙感、大數據快速發展的背景下，基于實踐教學經驗，對測繪工程專業GIS課程的教學內容和教學模式進行了系統研究。

2.1 教學內容設計

GIS 學科具有很強的工具特性，作為一種信息技術為人們提供了解決空間問題的工具和思路，對于測繪工程專業的學生來說，GIS 的工具性體現得更為明顯。GIS 側重于地理空間數據的獲取、處理、分析、建模和顯示，而測繪側重于用不同的手段進行數據的采集，因此對于測繪工程專業的學生來說，GIS課程的教學應該區別于GIS 專業，在教學內容及講授方式上應有所側重，且受教學計劃學時的限制，不可能對GIS的所有內容全面講授。因此，需要對教材內容進行梳理、分類，采用多種講授方式相結合的形式分別對重點內容和一般內容進行教學。將教學難點及教學重點內容，結合實際案例做重點講解；將容易理解的內容可通過課后論文自學完成；對GIS 學科的發展前沿內容作為擴展知識推薦給學生，讓學生了解GIS發展現狀。

自國務院機構改革后，新形勢下測繪地理信息行業為自然資源調查監測和管理提供技術支撐成為責無旁貸的職責和任務。深入挖掘航空航天遙感、衛星導航定位技術在自然資源調查監測中的應用潛力，注重自然資源要素調查監測、變化發現、時空統計、動態建模等關鍵技術的學習，加快構建自然資源監管技術體系[3]。因此，在GIS 課程內容中應增加與資源環境遙感、衛星導航技術的綜合運用，突出GIS 數據獲取、處理、分析、建模和顯示功能在自然資源調查監測與時空統計分析中的應用。

在“雙創”教育與專業教育結合發展的背景下，激發學生運用所學GIS理論和技術手段進行大尺度時空問題分析，充分利用現有的遙感數據和網絡大數據環境，拓展學生的專業應用視野，同時通過創新思維的方式鑄就學生未來的專業成長道路。

2.2 教學模式設計

“雙創”教學促使專業教學尋找新的模式，將兩者有機地融合在一起，在具體的教學實施過程中，為強化教學效果，針對測繪專業的GIS 教學采取模塊化教學的方式。理論教學模塊中，明確GIS 在自然資源管理工作中的地位，新時期所需的測繪地理信息人才不僅要精通傳統測繪技能，同時還要完成向信息化測繪人才的轉變。因此，在理論教學的過程中，增加對空間數據的理解和運用介紹，讓測繪專業的學生不僅掌握空間數據的獲取理論和方法，同時還能對數據的應用有所理解，從而完善整個數據從獲取到應用的全流程，增強對專業的理解，增加專業自信感；實踐教學模塊中，構建包括地理國情監測分析、內業數據采集、數據處理和入庫、地學統計與分析、專題圖制作等實踐教學體系[4]。不僅要鍛煉學生利用GIS 進行空間數據采集編輯的能力，還要培養學生的綜合空間分析和統計能力。

3 GIS課程教學方法研究

在遙感技術、大數據和互聯網飛速發展的背景下，結合測繪工程專業的人才培養方案，思考測繪專業GIS 課程和的銜接點，結合創新創業教育對測繪工程專業GIS課程的教學過程中的方法進行研究。

3.1 理論教學大視角

在GIS授課過程中通過項目驅動教學的方式融合遙感、衛星導航定位技術，重點突出GIS強大的空間分析功能在自然資源調查監測與時空統計分析中的應用，同時將理論知識融入具體空間數據的獲取、處理、管理、分析、建模和顯示過程中，加深對基礎概念的理解。隨著全球空間數據信息量呈幾何指數長，大數據應運而生，將大數據、物聯網和人工智能等信息化技術融入GIS 課程教學過程中，促使測繪工程專業學生重視自然資源數據庫建設，掌握自然資源數據采集處理的相關技術方法，利用大數據挖掘自然資源特征規律[5]。總之，在原有課程內容基礎上，結合行業發展需求，促使學生理解掌握自然資源調查和數據處理，將地理信息技術融入自然資源管理工作的基礎，提高適應信息化測繪行業所需要的復合型人才培養質量。

GIS 課程側重于地理空間數據的傳輸、處理與應用，而測繪側重于數據的采集，因此，對測繪工程專業的學生來說，GIS 課程的教學應該區別于GIS 專業，在教學內容及講授方式上應有所側重，由于教學計劃學時的限制，不可能對GIS的所有內容全面講授。因此，需要對教材內容進行梳理、分類，采用多種教授方式相結合的方式分別對重點內容和一般內容進行教學，具體內容如表1所示。

表1 GIS課程內容與測繪工程專業聯系

除傳統的課堂授課內容改革外，還要充分利用網絡平臺和網絡資源，實現線下傳統課堂教學與線上教學相結合的教學模式，制定與在線開放課程學習相配套的考核方式，同時注意線上課程的教學單元要小且獨立，這樣更適合在線碎片式的學習方式。

3.2 教學模塊重實踐

GIS課程是一門動手實踐能力要求較高的一門課程，所以在課程設置上，理論學習和實踐操作要并重。在理論和實踐課程中，所有概念和基本操作的學習應聯系實際生產需求，將“地理國情監測”貫穿教學的始終[6]。為提高實踐教學內容的專業性和系統性，在實踐模塊中通過增加開放實驗、大學生創新創業項目來完善學生自然資源監測分析能力的培養，以小組形式完成項目，培養學生的團隊合作能力，同時也提高學生的實踐應用能力。此外，除課程實踐教學外，應該鼓勵學生積極參與專業老師科研項目或者通過參加GIS類大賽的形式激發學生科學研究興趣，培訓學生的實踐能力和綜合素質。

測繪工程專業的GIS課程從理論知識學習和實踐操作兩個方面著手，要打破傳統“重理論、輕實踐”的教學模式，為克服學時限制的問題，GIS課程增加的實踐操作可以和測繪專業的一些實習相銜接（如圖1 所示），不但加強了GIS 的實踐操作能力，而且將測繪本身的實習成果進行了深化，讓學生對實踐內容和流程化應用有更深刻的認識。依據GIS 課程內容將GIS 課程分為理論教學模塊和實踐教學模塊，在理論教學模塊的構建過程中，基礎知識教學應緊密連接測繪專業知識，同時通過案例方式引導學生思考。在理論教學模塊中引入教學案例的，通過案例項目教學法激發學生積極動腦尋找案例的解決方案。將理論教學內容的每個章節與案例里的實際內容對應，對概念的認識從應用開始，加深學生對概念的理解和掌握。在實踐教學模塊中，根據實踐內容的不同，可將實踐內容分為基礎性模塊、綜合性模塊和分析性模型3個小模塊，從這3個實驗模塊來建立多層次的實踐教學體系，根據GIS課程特點，基礎性實驗模塊主要是要求學生掌握軟件的基本操作，加深對基礎知識的掌握；綜合性實驗室訓練學生結合已經學過的GIS空間分析方法以及理論知識，設計解決專業領域中遇到的與空間信息相關的問題。分析性實驗是訓練學生就本專業知識與GIS理論知識相結合解決問題的能力，分析性實驗的目的是訓練學生的基本空間建模能力，讓學生能自主利用GIS工具來解決專業問題。部分案例解決方法并不唯一，學生可以充分發揮自己的思維能力制訂不同解決方案，并通過對不同方案的對比激發學生學習熱情。

圖1 GIS課程體系和測繪工程專業對接圖

4 結語

GIS課程在培養綜合型信息化測繪人的過程中占據著重要的地位，在“雙創”教育理念、測繪手段以及大數據快速發展的背景下，不斷探索測繪工程專業GIS課程教學內容和方法，是培養高質量測繪人才的保障。“雙創”背景下對測繪工程專業的GIS課程進行教學體系和教學方法的研究，其目的在于加強專業教育和行業需求之間的緊密關系。創新思維鑄就創業道路，讓學生在學校所學能學有所用，在學習的過程中激發專業創新思維，提高學生的專業學習興趣，在未來的工作中堅定學生走專業道路的信心。