GIS 專業(yè)地理基礎(chǔ)類課程教學(xué)內(nèi)容的改革

安聰榮

(中國石油大學(xué) (華東)地球資源與信息學(xué)院,山東青島 266555)

GIS 專業(yè)地理基礎(chǔ)類課程教學(xué)內(nèi)容的改革

安聰榮

(中國石油大學(xué) (華東)地球資源與信息學(xué)院,山東青島 266555)

地理基礎(chǔ)類課程為地理信息系統(tǒng) (GIS)提供了有關(guān)空間分析的基本觀點與方法,是GIS專業(yè)基礎(chǔ)課程。根據(jù)地理基礎(chǔ)類課程的特點,研究符合課程發(fā)展規(guī)律及適應(yīng)GIS技術(shù)應(yīng)用需求的新型教學(xué)模式,將大大促進(jìn)地理信息技術(shù)的推廣與普及。

GIS;地理基礎(chǔ)類課程;教學(xué)改革

地理信息系統(tǒng) (Geographic Information System)專業(yè)雖自上個世紀(jì)九十年代末才誕生,但卻在這十余年間得到了迅猛的發(fā)展,目前已有眾多高校經(jīng)過教育部批準(zhǔn),依托原有的地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、建筑規(guī)劃、礦山冶金、環(huán)境學(xué)、農(nóng)林、計算機科學(xué)、測繪工程或其它學(xué)科建立了此專業(yè)。由此可見,GIS是集地理學(xué)、計算機科學(xué)、測繪學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的邊緣學(xué)科,它的發(fā)展和應(yīng)用具有多學(xué)科交叉的顯著特征,其中地理學(xué)中的空間分析正是GIS的核心,它為GIS空間數(shù)據(jù)建模和引導(dǎo)空間分析提供了理論、方法和思路,因而成為GIS的核心學(xué)科[1]。

從目前我國高校GIS教育的現(xiàn)狀來看,雖然已有了一定的基礎(chǔ),但是對地理基礎(chǔ)類課程的講授仍大多簡單承襲地理學(xué)專業(yè)中該類課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式,并且還普遍存在課程教材缺乏、實踐教學(xué)滯后等問題。這種教學(xué)特點極大地加重了學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),同時又無法有效地體現(xiàn)與GIS專業(yè)的聯(lián)系。因此,現(xiàn)行的該類課程的教學(xué)模式已不適合高等院校GIS專業(yè)的教學(xué)要求,設(shè)法提高我國高校GIS專業(yè)地理基礎(chǔ)類課程的教學(xué)質(zhì)量已是亟待解決的問題。

本文在介紹地理基礎(chǔ)類課程對于 GIS專業(yè)人才培養(yǎng)重要性內(nèi)容的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國 GIS專業(yè)教育的現(xiàn)狀,提出部分觀點和建議,以期促進(jìn)我國GIS專業(yè)建設(shè)的發(fā)展與人才的培養(yǎng)。

1 GIS專業(yè)中地理基礎(chǔ)類課程及其地位

1.1 地理學(xué)與GIS

GIS具有典型的多學(xué)科交叉特性,包括地理基礎(chǔ)類、測繪遙感與地圖類、計算機與信息技術(shù)類、地理信息類、應(yīng)用領(lǐng)域知識類。鄔倫等在《GIS原理、方法與應(yīng)用》一書中對GIS與地理學(xué)的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)的論述,認(rèn)為“自然界與人類存在著深刻的信息聯(lián)系,地理學(xué)家所面對的是一個形體的,即自然的地理世界,而感受到的卻是一個地理信息世界。地理研究實際上是基于這個與真實世界并存而且在信息意義上等價的信息世界,GIS以地理信息世界表達(dá)地理現(xiàn)實世界,可以真實、快速地模擬各種自然的過程和思維的過程,對地理研究和預(yù)測具有十分重要的作用”[2]。換言之,地理學(xué)為 GIS提供了有關(guān)空間分析的基本觀點與方法,是GIS的基礎(chǔ)理論依托,而GIS的發(fā)展也為地理學(xué)問題的解決提供了全新的技術(shù)手段,并使地理學(xué)研究進(jìn)入了更深、更廣闊的領(lǐng)域。由此可見,地理基礎(chǔ)課程在GIS本科人才培養(yǎng)課程體系中處于基礎(chǔ)核心的位置,目前我國很多高校如武漢大學(xué)、中國石油大學(xué)(華東)GIS專業(yè)主干及核心課程中都包括地理基礎(chǔ)類課程。

1.2 地理基礎(chǔ)類課程

地理基礎(chǔ)類主要包括的課程為自然地理學(xué)、經(jīng)濟地理學(xué)和人文地理學(xué)。但不同高校因其發(fā)展GIS教育的依托學(xué)科、專業(yè)定位、師資力量與教學(xué)設(shè)施條件等方面的差別,在具體的課程設(shè)置方面可能存在明顯的差異。如武漢大學(xué)、中國石油大學(xué)(華東)GIS專業(yè)主干及核心課程中地理基礎(chǔ)類課程包括自然地理學(xué)、人文地理學(xué)、經(jīng)濟地理學(xué)和自然地理實習(xí)(表1)。

表1 中國石油大學(xué)(華東)GIS專業(yè)地理基礎(chǔ)類課程(2005版培養(yǎng)計劃)

2 地理基礎(chǔ)類在GIS專業(yè)教學(xué)中存在的問題

GIS是一門以計算機技術(shù)為支持的新型學(xué)科,其技術(shù)更新與前沿拓展很快,在地理基礎(chǔ)類的教學(xué)中存在的問題也日漸突顯,主要體現(xiàn)在下面幾點。

2.1 課程定位不準(zhǔn)確

對于地理基礎(chǔ)類課程的定位目前存在兩種極端狀態(tài):一種是直接沿襲該類課程在地理學(xué)專業(yè)的定位,這種定位簡單追求“厚基礎(chǔ)”,忽略了專業(yè)背景,它不但極大地加重了學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),并且還無法有效地體現(xiàn)與專業(yè)的結(jié)合;另一種狀態(tài)就是輕視地理基礎(chǔ)類課程的教學(xué),具體表現(xiàn)是縮減地理基礎(chǔ)類課程并壓縮課程學(xué)時。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因在于只是單純從技術(shù)、軟件角度去認(rèn)識GIS,忽略了地理基礎(chǔ)類課程是GIS的基礎(chǔ)理論依托這一事實,在GIS專業(yè)培養(yǎng)計劃制定中過于強調(diào)軟件應(yīng)用與系統(tǒng)開發(fā)培養(yǎng)。這兩種定位模式由于都未能準(zhǔn)確體現(xiàn)地理學(xué)與GIS的關(guān)系,直接影響地理基礎(chǔ)類課程的教學(xué)效果和質(zhì)量。

2.2 教學(xué)內(nèi)容、方式無規(guī)可循

對地理基礎(chǔ)類課程的教學(xué)更多只是簡單套用地理學(xué)專業(yè)的教學(xué)體系和方式。從教學(xué)內(nèi)容上看,要求學(xué)生掌握的地理類基礎(chǔ)知識和地理學(xué)專業(yè)相差無幾,這對學(xué)生的學(xué)習(xí)精力形成了挑戰(zhàn),而另一方面,又缺乏與3S技術(shù)的聯(lián)系,使得學(xué)生只具備基本的理論知識,缺乏與自己專業(yè)的結(jié)合,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性差。

2.3 缺乏合適的教材

目前教學(xué)中地理基礎(chǔ)類課程普遍采用地理學(xué)等專業(yè)使用的教材,盡管這些教材在基本原理與基本方法等知識點銜接方面非常適用,但一個重要的問題在于教材內(nèi)容體系、知識點銜接與GIS的需求缺乏有機關(guān)聯(lián),某一特定教材在GIS專業(yè)教育中的目標(biāo)、地位不具體。

2.4 缺乏高素質(zhì)的專業(yè)教師隊伍

要承擔(dān)該專業(yè)地理基礎(chǔ)類的課程,除了要求教師必須具備深厚扎實的地理學(xué)方面知識外,還需要非常熟練地掌握3S技術(shù)在地理學(xué)中的應(yīng)用,這對承擔(dān)該類課程的教師提出了很高的要求。當(dāng)前從事地理基礎(chǔ)類課程教學(xué)的教師多是青年教師,這些教師專業(yè)背景各異,很多對地理學(xué)的研究能力特別是GIS技術(shù)在地理學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用較為欠缺。

2.5 實驗設(shè)施不足

實驗設(shè)備不足及實驗室設(shè)備老化,使得實驗教學(xué)受限,特別是基于測繪科學(xué)建立的GIS專業(yè),造成學(xué)生動手能力不足,難以達(dá)到實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

3 GIS專業(yè)地理基礎(chǔ)類課程教學(xué)探討

3.1 教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的確定

2006年,美國大學(xué)地理信息科學(xué)聯(lián)盟 (University Consortium of Geographical Information Science)制訂了《地理信息科學(xué)與技術(shù)知識體系》(《Geographic Information Science and Technology Body of Knowledge》)一書,將地理信息科學(xué)與技術(shù)知識體系劃分為分析方法、概念基礎(chǔ)、地圖學(xué)與可視化、設(shè)計問題、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)操作、地理計算、地理空間數(shù)據(jù)、地理信息科學(xué)技術(shù)與社會、組織和制度視角十大模塊[3]。基于空間思維是地理信息科學(xué)的基石這一基本觀點,地理學(xué)基礎(chǔ) (Geographic foundations)被列為概念基礎(chǔ)模塊 (CF,Conceptual Foundations)的重要內(nèi)容,其目的是在本體和認(rèn)知論的層次上對地理環(huán)境中的空間和時空要素進(jìn)行認(rèn)知和鑒別,作為構(gòu)建地理數(shù)據(jù)分析環(huán)境的基礎(chǔ)[4]。以此為依據(jù),同時需要充分考慮GIS自身的特征,可將地理基礎(chǔ)類課程定位于為GIS提供了有關(guān)空間分析的基本觀點與方法,為GIS奠定理論基礎(chǔ),通過地理基礎(chǔ)類課程的學(xué)習(xí)使得學(xué)生能夠在本體和認(rèn)知論的層次上對地理環(huán)境中的空間和時空要素進(jìn)行認(rèn)識和鑒別,了解地理研究中對于GIS技術(shù)需求。

3.2 教學(xué)內(nèi)容改革與教材建設(shè)

教學(xué)內(nèi)容方面不能照搬地理學(xué)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容,概念部分應(yīng)適當(dāng)減少,深度適度降低,另外強調(diào)地理研究對于3S技術(shù)的需求,從需求分析的角度講解,增加3S技術(shù)在地學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用案例,并且增加定量研究技術(shù)。

與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng),教材方面應(yīng)加大改革。教材是教師教和學(xué)生學(xué)的信息載體。GIS教材的質(zhì)量直接影響GIS專業(yè)人才的素質(zhì),鑒于GIS專業(yè)地理基礎(chǔ)類教材的現(xiàn)狀,從專業(yè)知識體系結(jié)構(gòu)出發(fā)去組織和策劃地理基礎(chǔ)類教材內(nèi)容,即目前采用的是按照教材實施教學(xué)的模式,顯然有必要變其為按照教學(xué)目標(biāo)編寫教材的模式。作者從事GIS專業(yè)自然地理學(xué)課程教學(xué)時也曾采用地理專業(yè)學(xué)生使用的教材,教學(xué)過程中感覺教學(xué)內(nèi)容寬泛,但由于學(xué)時的限制而又無法深入,教學(xué)效果欠佳。根據(jù)各校GIS依托專業(yè)有針對性地去編寫教材,尤其是適當(dāng)增加自然地理學(xué)研究與GIS相結(jié)合的案例分析、與自然地理相關(guān)專題圖的閱讀與制作以及基礎(chǔ)的定量模型等方面的內(nèi)容,這不管是對教師的講授還是對人才的培養(yǎng)都會達(dá)到事半功倍的效果。

3.3 加強GIS教師的培養(yǎng)

高質(zhì)量的教學(xué)得益于高素質(zhì)的專業(yè)教師隊伍。在現(xiàn)階段GIS高速發(fā)展和高校不斷擴招的情況下,可以對地理基礎(chǔ)類知識較為欠缺的老師以委托培養(yǎng)的方式,派其到地理學(xué)專業(yè)進(jìn)修,或選送、鼓勵青年教師到綜合性大學(xué)和研究院進(jìn)行深造;也可邀請地理、地質(zhì)或者環(huán)境等相關(guān)方面的專家進(jìn)行互動式的教學(xué)活動。無論是對教師和學(xué)生都將進(jìn)一步擴大視野,提高對所學(xué)知識理解掌握的深度和廣度。

3.4 實驗設(shè)施的建立

從GIS專業(yè)培養(yǎng)人才的規(guī)格和目標(biāo)出發(fā),從教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)任務(wù)出發(fā),重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng),積極從軟、硬件兩個方面創(chuàng)造實驗條件,加強實驗設(shè)施方面的建設(shè)。但不能直接照搬地理學(xué)專業(yè)的相關(guān)實驗室,否則會造成較大的資金壓力,同時又不能充分發(fā)揮促進(jìn)GIS人才培養(yǎng)的作用。作者認(rèn)為GIS專業(yè)地理基礎(chǔ)類課程的實驗設(shè)施除了具備基本的硬件設(shè)施外,更重要的是軟件方面的建設(shè),應(yīng)具有相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)與資料,如植被分布圖、地形圖、地質(zhì)構(gòu)造圖等。

4 結(jié)束語

從1998年教育部高等學(xué)校本科專業(yè)目錄中增設(shè)GIS專業(yè)以來,我國設(shè)置GIS專業(yè)的高校數(shù)量逐年上升,但并不意味著質(zhì)量一定能隨之保證,有些課程的教學(xué)便表現(xiàn)出不能滿足社會對GIS人才的需求。本文在介紹地理基礎(chǔ)類課程對于GIS專業(yè)人才培養(yǎng)重要性內(nèi)容的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國GIS專業(yè)教育的現(xiàn)狀,分析了現(xiàn)行地理基礎(chǔ)類課程在GIS專業(yè)教學(xué)中存在的問題與弊端,對其教學(xué)改革進(jìn)行了探討,以適應(yīng)我國GIS專業(yè)發(fā)展與人才培養(yǎng)的需求。

[1]黃杏元,馬勁松.高校GIS專業(yè)人才培養(yǎng)若干問題的探討[J].國土資源遙感,2002(3):5-8.

[2]鄔倫,劉瑜.GIS原理、方法與應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2005.

[3]David Di Biase,Michael DeMers,Ann Johnson,et al.Geographic Information Science and Technology.Body of Knowledge.[EB/OL].[2006-01].http://www.aag.org/bok/.

[4]杜培軍,李京,等.從UCGIS地理信息科學(xué)技術(shù)知識體系談地理信息系統(tǒng)專業(yè)教育[J].地理信息世界,2007(4):54-80.

Discussion on the Teaching Contents Reform of Geographic Foundation Courses of Geographic Information System Speciality

AN Cong-rong
(College of Geo-resource and Information,China University of Petroleum(East),Qingdao 266555,China)

Geographical foundation courses are the basic courses of Geographic Information System(GIS)specialty,which can provide basic viewpoints and methods on the spatial analysis.Based on the features of Geographical foundation courses,researching new teaching model that accords with the lawof development of courses and ajusts to the application requirement of the technology of GIS,will greatly promote the spread and popularization of geographical information technology.

GIS;Geographical foundation courses;teaching reform

G640

A

1008-178X(2011)02-0093-03

2011-01-12

安聰榮 (1975-),男,甘肅定西人,中國石油大學(xué) (華東)地球資源與信息學(xué)院講師,在讀博士,從事三維地理信息系統(tǒng)和三維地質(zhì)建模關(guān)鍵技術(shù)研究。