數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程GIS專業(yè)化的改革思路

王祖正，趙宇茹

（1.天津師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，天津 300387；2.天津財(cái)經(jīng)大學(xué) 商學(xué)院，天津 300222）

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程GIS專業(yè)化的改革思路

王祖正1，趙宇茹2

（1.天津師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，天津 300387；2.天津財(cái)經(jīng)大學(xué) 商學(xué)院，天津 300222）

為使地理信息系統(tǒng)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程更加專業(yè)化，文章在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的專業(yè)定位和理論側(cè)重方面提出了一些改革的思路和方法.指出應(yīng)該從地理信息系統(tǒng)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程理論知識(shí)與GIS知識(shí)的緊密耦合以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐課程內(nèi)容以GIS應(yīng)用和開發(fā)為培養(yǎng)目標(biāo)三個(gè)方面進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的GIS專業(yè)化改革.對(duì)GIS專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)改革，以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)與GIS開發(fā)知識(shí)更緊密的結(jié)合，和GIS課程體系的一體化都具有一定的參考和借鑒意義.

GIS；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)改革；課程專業(yè)化

要從根本上解決這些問(wèn)題就需要解決兩方面問(wèn)題，必須從以下兩個(gè)方面入手.一、課程體系的一體化.前期的基礎(chǔ)課程要和后期專業(yè)課程相配合，知識(shí)的運(yùn)用和開發(fā)用語(yǔ)言環(huán)境的使用也要前后一致.二、課程內(nèi)容的專業(yè)化.即每一門課程服務(wù)于總體培養(yǎng)目標(biāo)，每一這知識(shí)點(diǎn)都是整個(gè)體系中的重要組成部分.從知識(shí)點(diǎn)的專業(yè)化到整個(gè)課程的專業(yè)化.

2 GIS專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題及改革建議

表1 GIS專業(yè)與計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的差別對(duì)比

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是面向開發(fā)型GIS人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)性課程，它更需要融入到課程一體化中去，更需要融合越來(lái)越多的專業(yè)知識(shí)，只有這樣才能更好的發(fā)揮其基礎(chǔ)課程的作用.目前我們的授課內(nèi)容與GIS專業(yè)學(xué)生的成長(zhǎng)需求之間存在一定的差別.由于教材和理論內(nèi)容等主要是來(lái)自于計(jì)算機(jī)專業(yè)的原因，使目前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的授課內(nèi)容不能很好的滿足GIS專業(yè)的需求.如表1所示，從培養(yǎng)目標(biāo)、理論基礎(chǔ)、授課實(shí)例、學(xué)生背景四個(gè)方面，我們可以明顯的看出，計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程和GIS專業(yè)的課程，兩者之間存在很大的差別.顯然，GIS專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)，不能直接的照搬計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)的方式和內(nèi)容.對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程進(jìn)行GIS專業(yè)化的改革是必須的.要改革就要解決以下三個(gè)方面的問(wèn)題.

首先是課程定位的問(wèn)題.現(xiàn)有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教材都很成熟，但都是以計(jì)算機(jī)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)為綱要來(lái)設(shè)計(jì)編著的，所以課程目標(biāo)是要作為計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的基礎(chǔ).讓同學(xué)理解計(jì)算機(jī)中文件、數(shù)據(jù)等結(jié)構(gòu)規(guī)律，以便于以后從事更深層次的理論和應(yīng)用研究.而GIS專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是深入理解地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織方法的基礎(chǔ)[4].在這樣一個(gè)目標(biāo)的指引下，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容里沒(méi)有一點(diǎn)GIS的知識(shí)，容易造成GIS專業(yè)學(xué)生知識(shí)的前后脫節(jié)，知識(shí)的系統(tǒng)化程度差，這也就喪失了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)性作用.

其次是理論知識(shí)方面的問(wèn)題.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的理論知識(shí)應(yīng)與GIS專業(yè)的專業(yè)知識(shí)緊密的耦合，體現(xiàn)GIS專業(yè)的需求和理論思路，不應(yīng)該僅僅是繼承計(jì)算課程體系中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理論內(nèi)容.計(jì)算機(jī)專業(yè)和GIS專業(yè)所要面臨的問(wèn)題是不同的，尤其是在數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面.GIS專業(yè)的學(xué)生要處理的數(shù)據(jù)是地理的空間數(shù)據(jù).地理數(shù)據(jù)具有其他數(shù)據(jù)所不具有的特點(diǎn)，現(xiàn)行的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理論內(nèi)容幾乎涉及不到這個(gè)方面，這就使得地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必須單獨(dú)的在別的課程中去講解，而且講解的過(guò)程中又很少會(huì)用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識(shí).這就造成知識(shí)銜接上出現(xiàn)的斷層，而這個(gè)斷層只能有學(xué)生自己去彌補(bǔ)，阻礙了學(xué)生接受新知識(shí)的速度.

最后是實(shí)踐方面的問(wèn)題.現(xiàn)行的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)可以很好的教會(huì)學(xué)生數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)的各種組織方式，但是這些數(shù)據(jù)的組織方式和訪問(wèn)方式，在GIS中有什么作用，幾乎都沒(méi)有提到過(guò).這就使得學(xué)生在學(xué)習(xí)更深層次的開發(fā)和應(yīng)用理論的時(shí)候，不能深入的理解到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)組織方法的層面，而是浮于問(wèn)題的表面，不能舉一反三.

要解決這些問(wèn)題，GIS專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)必須融入到GIS教學(xué)體系中來(lái)并且要充分結(jié)合GIS的專業(yè)知識(shí)[5].可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革：

2.1 課程定位必須將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為GIS專業(yè)的基礎(chǔ)課之一來(lái)設(shè)定.同時(shí)，作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)等課程必須也在相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)服務(wù)，為整個(gè)課程體系服務(wù).

2.2 GIS專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理論知識(shí)，必須為GIS專業(yè)服務(wù).如此，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的授課過(guò)程中，不但要講清楚數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念，如：表、樹、圖等，而且要將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的理論應(yīng)用結(jié)合在GIS專用的軟件中體現(xiàn)出來(lái)，給同學(xué)們以直觀的印象.如表2是幾個(gè)可以結(jié)合GIS專業(yè)知識(shí)的進(jìn)行講解的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論實(shí)例.

2.3 實(shí)踐方面，不但要讓同學(xué)們練習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中本身的程序內(nèi)容，而且要讓學(xué)生在實(shí)踐的過(guò)程中，通過(guò)結(jié)合GIS專用軟件的使用，體會(huì)高級(jí)應(yīng)用軟件的操作與底層開發(fā)的關(guān)系.強(qiáng)化理論授課的效果，鞏固并加深學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的理解.

表2 幾個(gè)可以結(jié)合GIS專業(yè)知識(shí)的進(jìn)行講解的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)

通過(guò)如上所述的改革數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的授課內(nèi)容發(fā)生了很大的改變，這樣才可以傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)真正的融入到GIS教學(xué)中來(lái)，并發(fā)揮其在開發(fā)型GIS人才培養(yǎng)過(guò)程中的基礎(chǔ)性作用.

3 改革所面臨的困難和潛在的機(jī)遇

通過(guò)改革傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)定位、內(nèi)容等，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教育與GIS開發(fā)型人才的培養(yǎng)培養(yǎng)方案緊密結(jié)合，并融入整個(gè)課程體系中去，這是個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，任重而道遠(yuǎn).要實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)過(guò)程，首先要解決的就是教材的問(wèn)題.目前我們國(guó)家的GIS教育所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材絕大多數(shù)都是由計(jì)算機(jī)系直接挪用過(guò)來(lái)的，與GIS專業(yè)存在嚴(yán)重的專業(yè)知識(shí)脫節(jié).另外就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識(shí)點(diǎn)與地信知識(shí)的結(jié)合，也就是如何將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識(shí)與實(shí)例與地信的專業(yè)知識(shí)很好的結(jié)合、相互滲透.這兩方面的困難都是需要通過(guò)在教學(xué)過(guò)程中不斷的改革和提高來(lái)解決的.課程的改革必將帶來(lái)專業(yè)的進(jìn)步和學(xué)科發(fā)展，當(dāng)然也會(huì)帶來(lái)前所未有的機(jī)遇[6].

4 總結(jié)

GIS專業(yè)的教學(xué)改革勢(shì)在必行，專業(yè)課程也必須更加的專業(yè)化.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為一門傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)課程，必須從課程定位、課程內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)三個(gè)方面全方位的進(jìn)行專業(yè)化的改革，才能達(dá)到該課程所應(yīng)具有的基礎(chǔ)性作用.

改革的過(guò)程當(dāng)中存在著教材不配套，理論實(shí)踐同專業(yè)結(jié)合不夠緊密等困難.這些困難的解決也必將使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程更加緊密的融入到GIS開發(fā)人才的培養(yǎng)中來(lái)更加的專業(yè)化.

〔1〕湯國(guó)安,龍毅,李云梅.地理信息系統(tǒng)專業(yè)建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2009(9):45-47.

〔2〕安聰榮.GIS專業(yè)地理基礎(chǔ)類課程教學(xué)內(nèi)容的改革[J].長(zhǎng)春師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,30(4):93-95.

〔3〕蔡菲,孫英君,單寶艷,史同廣.地理信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生GIS軟件開發(fā)能力的培養(yǎng) [J].測(cè)繪通報(bào),2008(9):74-77.

〔4〕張坤.地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)組織管理研究[J].科技資訊,2009(25):20.

〔5〕杜培軍,閆志剛.對(duì)高校地理信息系統(tǒng)專業(yè)計(jì)算機(jī)類課程設(shè)置的探討[J].測(cè)繪通報(bào),2005(1):63-66.

〔6〕田雨,盧秀山.地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容研究[J].海洋測(cè)繪,2002,22(3):54-57.

G642.3

A

1673-260X（2012）02-0210-03

1 背景及存在的問(wèn)題

地理信息系統(tǒng)（GIS）是20世紀(jì)后期發(fā)展起來(lái)的一門高新技術(shù)學(xué)科.作為地球系統(tǒng)科學(xué)的重要組成部分，它融合了地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)、遙感科學(xué)與技術(shù)、空間科學(xué)與技術(shù)以及管理科學(xué)等眾多學(xué)科的最新科學(xué)理論與技術(shù)成就，形成一門新興、前沿和交叉學(xué)科.GIS學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展給地學(xué)、測(cè)繪、資源、環(huán)境等傳統(tǒng)學(xué)科的理論與技術(shù)方法帶來(lái)革命性的變革，帶動(dòng)了地理信息新興產(chǎn)業(yè)群的形成，在國(guó)家信息化和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)各方面正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[1].我國(guó)高等院校的GIS教育是從二十世紀(jì)末開始的.在這十幾年間GIS高等教育越來(lái)越普及，開設(shè)該專業(yè)的大學(xué)、學(xué)院也越來(lái)越多.隨著GIS專業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，與地理相關(guān)的各個(gè)行業(yè)都在經(jīng)受地理信息系統(tǒng)的洗禮，這就對(duì)地理信息系統(tǒng)專業(yè)的建設(shè)提出了更多、更高、更具體的要求.各行各業(yè)開始要求GIS專業(yè)人才的培養(yǎng)更加系統(tǒng)化、專業(yè)化.這就對(duì)GIS高等教育的專業(yè)建設(shè)及GIS人才的培養(yǎng)模式提出了更高的要求.地理的基礎(chǔ)課程和開發(fā)的基礎(chǔ)課程都未能做到很好的GIS專業(yè)化，不能很好的體現(xiàn)其與GIS專業(yè)的聯(lián)系[2].這導(dǎo)致我們目前的高等教育培養(yǎng)出來(lái)的GIS學(xué)生在不能滿足社會(huì)的需求.出現(xiàn)畢業(yè)生數(shù)量很多，符合社會(huì)需求人才供應(yīng)卻嚴(yán)重不足的現(xiàn)象[3].人才供應(yīng)與社會(huì)需求脫節(jié)，人才供應(yīng)不能滿足社會(huì)需求，但是學(xué)生就業(yè)卻在逐年下滑很多用人單位寧可招聘計(jì)算機(jī)的學(xué)生在培訓(xùn)其地理知識(shí)或者招聘純地理專業(yè)的學(xué)生再培訓(xùn)一些GIS技能.

出現(xiàn)這些問(wèn)題的根源主要包括以下幾個(gè)方面：一、人才培養(yǎng)沒(méi)有針對(duì)性.很多院校的GIS專業(yè)人才的培養(yǎng)方案并不是針對(duì)于社會(huì)的需求以及學(xué)生踏上社會(huì)后的適應(yīng)能力和接受能力，而僅僅是局限在各個(gè)老師自己的知識(shí)面上；二、課程體系一體化、系統(tǒng)化程度差.多數(shù)院校GIS專業(yè)的課程體系沒(méi)有一體化專業(yè)課程設(shè)置，僅僅是將學(xué)習(xí)GIS專業(yè)內(nèi)容所需的背景知識(shí)、基礎(chǔ)知識(shí)等簡(jiǎn)單的拼湊到一起，沒(méi)有將知識(shí)體系進(jìn)行很好的整理和融合，知識(shí)融合的工作交給了并不是很懂GIS的學(xué)生們，這極大的阻礙了人才培養(yǎng)的進(jìn)度；三、專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容不夠?qū)I(yè).一方面GIS專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，例如自然地理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，沒(méi)有與GIS緊密結(jié)合，導(dǎo)致同學(xué)們學(xué)完基礎(chǔ)知識(shí)之后，再學(xué)專業(yè)課程的時(shí)候，學(xué)無(wú)所用，前后脫節(jié).另一方面，應(yīng)用知識(shí)的授課深度又不夠，往往局限于教授某一個(gè)或幾個(gè)軟件的使用方法，而忽視軟件應(yīng)用的基本原理，導(dǎo)致學(xué)生不能夠觸類旁通，專業(yè)知識(shí)的理解不夠深入.開發(fā)方面的教學(xué)也往往不是從低年級(jí)開始教起，到了大三、大四才開始接觸開發(fā)，開發(fā)工具的講授也往往不針對(duì)GIS專業(yè)，而是直接用計(jì)算機(jī)專業(yè)的教程，導(dǎo)致很多同學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)的知識(shí)不知道有什么用，最終學(xué)不到GIS開發(fā)的精髓.導(dǎo)致人才培養(yǎng)不到位.

天津師范大學(xué)青年基金項(xiàng)目（52LJ17）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41101352）