資環(huán)專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)改革研究*

常 勝

湖北民族學(xué)院 湖北恩施 445000

資環(huán)專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)改革研究*

常 勝

湖北民族學(xué)院 湖北恩施 445000

地理信息系統(tǒng)是資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)的核心課程。本文在分析資環(huán)專業(yè)對(duì)GIS課程教學(xué)需求的基礎(chǔ)上，提出適合于該專業(yè)的GIS教學(xué)內(nèi)容體系，并探討教學(xué)方法改革措施。

地理信息系統(tǒng)；教學(xué)研究；資環(huán)專業(yè)

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡(jiǎn)稱GIS），是在計(jì)算機(jī)軟件和硬件支持下，綜合運(yùn)用地理學(xué)、系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，具有獲取、存儲(chǔ)、管理、傳輸、分析和輸出地理空間數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)和信息系統(tǒng)技術(shù)在地理科學(xué)中運(yùn)用并發(fā)展的產(chǎn)物。地理信息系統(tǒng)自20世紀(jì)60年代問世以來，飛速發(fā)展，已經(jīng)從最初僅僅在某些專業(yè)部門和研究人員（如地理、地質(zhì)、土地資源管理、人口調(diào)查）使用的系統(tǒng)，擴(kuò)展到政府公共管理、城市規(guī)劃、科學(xué)研究、資源開發(fā)利用、測(cè)繪、軍事、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面，可以說，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)深入社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為很多領(lǐng)域中新的工作手段和方法。因此很多高校的很多專業(yè)都開設(shè)了地理信息系統(tǒng)課程，甚至很多中學(xué)也開設(shè)了地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)課。我院林學(xué)專業(yè)、資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)、城市規(guī)劃專業(yè)都開設(shè)地理信息系統(tǒng)課程，但是從我院目前的情況來看，對(duì)這一課程的建設(shè)還處于起步階段，進(jìn)行課程建設(shè)，開展該課程的教學(xué)研究已成為該課程任課教師的燃眉之急。

一、資環(huán)專業(yè)對(duì)GIS課程教學(xué)的要求

資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理（以下簡(jiǎn)稱資環(huán)）培養(yǎng)具有國土資源管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、環(huán)境資源保護(hù)開發(fā)等方面的專門人才，這些領(lǐng)域均涉及空間地理信息。資環(huán)專業(yè)作為非地理信息系統(tǒng)專業(yè)開設(shè)地理信息系統(tǒng)課程的目的是為了讓學(xué)生能夠在已經(jīng)掌握的專業(yè)課程基礎(chǔ)上，利用GIS工具，主要是一些GIS軟件，解決與本專業(yè)相關(guān)的自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化等與空間信息相關(guān)的問題。但是要深入學(xué)好地理信息系統(tǒng)課程需要掌握相當(dāng)程度的計(jì)算機(jī)知識(shí)、數(shù)學(xué)知識(shí)、地圖學(xué)知識(shí)、自然地理知識(shí)以及一定程度的數(shù)據(jù)庫和算法知識(shí)。資環(huán)專業(yè)的課程設(shè)置并沒有涉及太多的計(jì)算機(jī)知識(shí)、測(cè)繪知識(shí)以及空間科學(xué)、信息科學(xué)等方面的課程，這就給地理信息系統(tǒng)課程的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來相當(dāng)大的困難。單純按部就班地按照當(dāng)前的GIS教材進(jìn)行教學(xué)，會(huì)給學(xué)生帶來學(xué)習(xí)上的困難，使他們難以接受。而且，對(duì)該專業(yè)學(xué)生而言，更重要的應(yīng)該是把GIS作為一門技術(shù)，一個(gè)解決資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃相關(guān)問題的工具。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更顯重要，在教學(xué)中，要特別重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

二、資環(huán)專業(yè)GIS課程教學(xué)內(nèi)容

1.補(bǔ)充相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，便于課程教學(xué)開展

學(xué)好地理信息系統(tǒng)課程需要掌握相當(dāng)程度的計(jì)算機(jī)知識(shí)、數(shù)學(xué)知識(shí)、地圖學(xué)知識(shí)、自然地理知識(shí)以及一定程度的數(shù)據(jù)庫和算法知識(shí)。從我院資環(huán)專業(yè)的課程設(shè)置上來看，學(xué)生具備一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和測(cè)繪知識(shí)。因此，在進(jìn)行GIS理論教學(xué)前，要補(bǔ)充數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)和加強(qiáng)地圖學(xué)方面的教學(xué)內(nèi)容。

2.精簡(jiǎn)教材內(nèi)容

由于GIS是一門新技術(shù)，一門新興學(xué)科，其基本理論和實(shí)踐技術(shù)都在日新月異地發(fā)展、更新，且受教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)的限制，不可能對(duì)GIS的所有內(nèi)容全面講授。因此，需要對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行梳理、分類，采用課堂講授與課后自學(xué)和討論相結(jié)合的方式分別對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容和一般內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)：對(duì)抽象、不易理解但必不可少的內(nèi)容做重點(diǎn)講解；將敘述性、易于理解的部分作為課后自學(xué)和討論的內(nèi)容；而對(duì)那些目前尚不成熟，但代表GIS研究和發(fā)展方向的內(nèi)容，作為可選的自學(xué)內(nèi)容，僅需了解，不要求掌握。

課堂講授的內(nèi)容包括：GIS的基本概念、組成、功能及其應(yīng)用領(lǐng)域；空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）；空間數(shù)據(jù)庫；空間數(shù)據(jù)采集；空間數(shù)據(jù)處理；空間數(shù)據(jù)查詢與分析；GIS設(shè)計(jì)。

課后自學(xué)、分組討論的內(nèi)容包括：GIS發(fā)展史；空間數(shù)據(jù)質(zhì)量；空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)據(jù)共享；典型GIS軟件的功能與特點(diǎn)；柵格數(shù)據(jù)分析（遙感中詳細(xì)講解）；GIS具體應(yīng)用實(shí)例。

為了使自學(xué)和討論達(dá)到應(yīng)有的效果，在布置自學(xué)和討論之前，事先設(shè)置若干思考題，并以作業(yè)形式上交，并且教師參與到課后的討論。

3.增補(bǔ)GIS在各專業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用相關(guān)知識(shí)

由于所采用教材是地理信息系統(tǒng)概論，主要介紹地理信息系統(tǒng)的基本原理，對(duì)于其在具體領(lǐng)域中如何運(yùn)用，只是作了一些概略的介紹。因此，在教學(xué)中應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)的需求，增補(bǔ)與專業(yè)應(yīng)用相關(guān)的知識(shí)。如林學(xué)專業(yè)的增補(bǔ)內(nèi)容為：GIS在土地資源管理中的應(yīng)用；GIS在環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境保護(hù)、環(huán)境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用；GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用；GIS在新農(nóng)村建設(shè)中的應(yīng)用等。

三、重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)在資環(huán)專業(yè)的地理信息系統(tǒng)教學(xué)中是非常重要的。根據(jù)教育部對(duì)該專業(yè)的設(shè)置要求，專業(yè)主要實(shí)驗(yàn)中就有遙感應(yīng)用和地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一項(xiàng)。在GIS課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，教會(huì)學(xué)生熟練使用一種GIS軟件來解決實(shí)際應(yīng)用問題就顯得尤為重要。從教學(xué)計(jì)劃的安排來看，其理論學(xué)時(shí)與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)分別為30學(xué)時(shí)和26學(xué)時(shí)，比例近1:1，這也體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)在該課程教學(xué)中的重要地位。

在實(shí)驗(yàn)的安排上，應(yīng)注意避免為了實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，安排單個(gè)的、互不聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)。因?yàn)楦鶕?jù)教材內(nèi)容安排的單個(gè)實(shí)驗(yàn)，只能是對(duì)教材內(nèi)容的驗(yàn)證或某些單項(xiàng)技能的訓(xùn)練，不能形成對(duì)GIS的總體認(rèn)識(shí)。因此，在實(shí)驗(yàn)的安排上，各實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要前后聯(lián)系，并最終形成一個(gè)整體。如資源與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的GIS實(shí)驗(yàn)安排如下：

(1)桌面地理信息系統(tǒng)軟件Mapinfo功能了解與菜單操作；

(2)基于某一地理區(qū)域的基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)；

(3)空間數(shù)據(jù)的采集（屏幕跟蹤數(shù)字化、屬性數(shù)據(jù)的采集輸入）；

(4)空間查詢；

(5)基礎(chǔ)空間分析（疊置分析、緩沖區(qū)分析等）；

(6)數(shù)字高程模型的生成與分析；

(7)專題地圖制作；

(8)GIS的綜合運(yùn)用。

各實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系，后一次實(shí)驗(yàn)以前一次實(shí)驗(yàn)的成果為基礎(chǔ)，既緊密聯(lián)系教材內(nèi)容，又相對(duì)獨(dú)立于教材，成為一個(gè)獨(dú)立的、完整的實(shí)驗(yàn)過程：包含了GIS中從空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、查詢、空間分析、制圖輸出及運(yùn)用的全過程；在實(shí)驗(yàn)過程中，不僅需要GIS基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)還需要密切聯(lián)系其專業(yè)背景知識(shí)，從而將GIS與其專業(yè)背景知識(shí)融合為一體，使同學(xué)們切身體會(huì)到GIS在資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃中的作用，并掌握應(yīng)用GIS來解決相關(guān)問題的方法。

四、利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，探索科學(xué)的教學(xué)方法

1.充分利用多媒體教學(xué)手段，積極應(yīng)用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源

積極采用多媒體技術(shù)形象直觀地進(jìn)行教學(xué)。為此，首先要廣泛的收集相關(guān)資料和素材，包括文本資料，圖片資料，視頻資料以及別的院校的GIS課程CAI軟件等，在充分收集資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)教學(xué)實(shí)踐自行編制地理信息系統(tǒng)CAI軟件。

GIS技術(shù)的飛速發(fā)展要求專業(yè)人員必須不斷地更新和拓寬自己的專業(yè)知識(shí)，才能保持專業(yè)上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這種知識(shí)更新和拓寬不僅是在學(xué)校學(xué)習(xí)期間需要進(jìn)行，而且應(yīng)該是終身的。Internet上的GIS教育資源為學(xué)生在校期間以及畢業(yè)后的自我教育提供了一種重要的學(xué)習(xí)方式。目前，Internet上有關(guān)GIS教育的資源已有不少，如：http://www.kingston.ac.uk；http://www.ute- xas.edu；http://www.gisnet.com。另外，許多著名的GIS軟件生產(chǎn)公司都有自己的網(wǎng)址，ESRI公司：http://www.ersi.com，INTERGRAPH公司：http://www.intergraph.com等，這些網(wǎng)址上包含了軟件產(chǎn)品介紹、出版物、技術(shù)咨詢、程序設(shè)計(jì)技巧、軟件包、大型數(shù)據(jù)及軟件免費(fèi)下載等信息。

2.啟發(fā)式教學(xué)方法，避免“滿堂灌”式的教學(xué)

所謂“授人以魚，不如授人以漁”。啟發(fā)式教學(xué)法是對(duì)當(dāng)前教師授課的基本要求，是素質(zhì)教育的重要組成部分，它對(duì)于活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生“學(xué)習(xí)”的能力有著極其重要的意義。因此，在教學(xué)過程中，要適當(dāng)?shù)靥岢鲆恍﹩栴}，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲；在教學(xué)過程中給學(xué)生充分表現(xiàn)自己見解的機(jī)會(huì)，營造開放性課堂。

3.多樣性作業(yè)設(shè)計(jì)，開放性教學(xué)評(píng)價(jià)

長期以來，做作業(yè)一直是學(xué)生不愿做、迫不得已做的事情，所以，教學(xué)過程中，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象，應(yīng)設(shè)計(jì)靈活多樣的作業(yè)形式，如：理論性作業(yè)、實(shí)踐性作業(yè)、探討式作業(yè)、總結(jié)式作業(yè)和論文式作業(yè)等；營造一個(gè)開放性的教學(xué)評(píng)價(jià)氛圍，把做作業(yè)變成學(xué)生樂于接受的事情，讓學(xué)生可以從多方面、多角度分析和回答問題。

五、結(jié)束語

要搞好該課程的教學(xué)，必須要樹立以人為本的教學(xué)觀念：課堂是完成教學(xué)任務(wù)的主陣地，學(xué)生的認(rèn)知、情感和實(shí)踐能力的培養(yǎng)大多是在課堂教學(xué)活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)的，教師要堅(jiān)持以學(xué)生的認(rèn)知水平為出發(fā)點(diǎn)，以學(xué)生的終身發(fā)展奠基為落腳點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值目標(biāo)的大統(tǒng)一。要達(dá)到這一目標(biāo)，除了要求教師具有豐富的知識(shí)，還需要教師采用科學(xué)的方法。

[1]黃杏元.地理信息系統(tǒng)概論[M].北京：高等教育出版社，2001

[2]鄔倫.地理信息系統(tǒng)—原理、方法和應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2001

[3]張超.地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程[M].北京：高等教育出版社，2001

[4]湯國安.ArcView原理和應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2000

[5]杜培軍，盛業(yè)華.地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)系列CAI課件研制[J].測(cè)繪通報(bào)，2002，7

Study on teaching reform of GIS course in the major of resource-environment and citycountryside plan-management

Chang Sheng
Hubei university for nationalities, Enshi, 445000, China

The geographical information system (GIS) is one of the core courses of the major of resourceenvironment and city-countryside plan-management. Based on the analysis of the course teaching demand, the teaching content system of the GIS course suited to the major was put forward and the reform of teaching methods were discussed.

geographical information system (GIS); teaching study; the major of resource-environment and city-countryside plan-management

2010-04-10

常勝，博士，講師。

*本文系湖北省教育廳教學(xué)研究項(xiàng)目（2009266）。