基于項目課題模式的“GIS原理”實驗課程設(shè)計

鄧美容　鄭文武　劉曉燕

摘要：該文對我國GIS實驗教學(xué)現(xiàn)狀進行分析，并以我系“GIS原理”課程教學(xué)改革為例，探討了基于項目課題模式的GIS實驗課程設(shè)計，以“鄉(xiāng)鎮(zhèn)級土地利用數(shù)據(jù)庫建立及成果分析”為例，提出了我系“GIS原理”的實驗課程方案。該方案的實施對培養(yǎng)學(xué)生動手能力和獨立解決問題的能力有較好的提升作用。

關(guān)鍵詞：項目課題模式；GIS原理；課程設(shè)計

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）08-1828-03

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）是一門集計算機科學(xué)、人工智能、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、地理學(xué)、測繪學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的新興邊緣交叉學(xué)科，它的涉及面廣、技術(shù)性強、應(yīng)用領(lǐng)域多。目前，全國有500多所高校開設(shè)了與GIS相關(guān)的專業(yè)和課程[1]。但各個高校所依托的學(xué)科部門不同，在GIS教學(xué)課程設(shè)計上也各有側(cè)重。但“GIS原理”作為該專業(yè)的一門重要的、核心基礎(chǔ)課程，在很多學(xué)科專業(yè)都有學(xué)習(xí)。以我系為例，我系現(xiàn)有地理科學(xué)、旅游管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃和GIS四個專業(yè)，除旅游管理外，其他三個專業(yè)都開設(shè)了該課程，旅游管理也有一門專門的“旅游GIS”作為選修課。而該門課程理論性和實踐性都很強，只學(xué)理論或者只學(xué)實踐都是不合理的。因此，我系該課程的安排都是理論和實踐并重，在教學(xué)方法上不斷探索和改進，探索先進有效的教學(xué)理念和方法已經(jīng)成為GIS教學(xué)的教改熱點。

基于項目課題的教學(xué)模式，也稱為項目驅(qū)動的教學(xué)模式，是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的新方法，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境下，借助他人的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)方式獲得的探究式教學(xué)模式。與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，“項目驅(qū)動”教學(xué)法能更大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，從而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題的能力和協(xié)作、創(chuàng)新、探索的精神[2]。該文主要探討基于項目課題模式的“GIS原理”課程設(shè)計方案。

1 地理信息系統(tǒng)實驗課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀教學(xué)現(xiàn)狀

國外教學(xué)靈活多樣，學(xué)生采用小課堂，教師不再是課堂的主體，學(xué)生也不是被動的接受和聽課，而是通過自己發(fā)掘的問題，采用小組討論的方式進行探討。我國在“GIS原理”教學(xué)中，大多還采用傳統(tǒng)的授課式，實驗安排也是按照理論-實踐-理論-實踐的大體思路[3-4]。該方法具有一定有優(yōu)點，學(xué)生在理論知識學(xué)過后馬上進行相應(yīng)的實驗，便于對所學(xué)的理論知識盡快的消化和理解，這有利于后續(xù)理論知識的學(xué)習(xí)；但該方法對實驗課程采取分散學(xué)習(xí)的方法，學(xué)生僅僅熟悉部分的軟件操作，自身很少進行技能的總結(jié)和聯(lián)通，容易造成學(xué)過就忘、考過就忘的現(xiàn)象。通過對很多同學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，70%的同學(xué)都認為，該方法不利于實驗課學(xué)習(xí)。

1.2 我?！癎IS原理”教學(xué)現(xiàn)狀

根據(jù)教育部教學(xué)改革精神，我校對GIS專業(yè)實驗教學(xué)進行討論，加重應(yīng)用型學(xué)科的實驗教學(xué)部分，增強學(xué)生動手能力和綜合分析問題的能力。在專業(yè)課開設(shè)上，實驗課比重上升，一種方式是將原理論部分和實驗部分課時量均比較大的課程，分為兩門課程，實驗課作為技術(shù)學(xué)習(xí)單獨列為一門課程，以GIS二次開發(fā)為例，原來的一門課程54個學(xué)時，現(xiàn)在修改為兩門課，一門課以理論為主，另一門為專門實踐課，兩門課程的學(xué)時總計84學(xué)時，大幅度提升了實驗時間。第二種方式是在原理論課程基礎(chǔ)上，增加了為期一周的專業(yè)課程設(shè)計。通過一周的專項實驗來全面提升學(xué)生的動手能力和獨立解決問題的能力。如“GIS原理”、“計算機地圖制圖”、“遙感技術(shù)與應(yīng)用”等。

2 課程設(shè)計要求

2.1 注重實驗項目的綜合性、連貫性

實驗內(nèi)容設(shè)計不能僅僅依靠參考書一個小項目一個小項目的完成，實驗數(shù)據(jù)要求學(xué)生自己獲取，項目盡可能跟老師的科研課題或參與的橫向課題一致，這樣既保證了項目的意義，又能充分利用教師的科研成果。實驗不再是枯燥的簡單操作，而有了一定的研究價值。

2.2 培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力

實驗項目以小組為單位，小組成員可對實驗中遇到的問題進行討論，并查閱相關(guān)的資料進行解決。實驗具體方案也由小組成果共同制定，方案的正確與否在后一階段的實驗中會得以檢驗。通過學(xué)生獨立自主思考，而不是老師按步驟指導(dǎo)來完成項目。

2.3 項目階段由易到難，總體難易程度適宜

實驗項目設(shè)計難易適當，既不打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又不過于簡單。各階段內(nèi)容由易到難，循序漸進，一步步培養(yǎng)學(xué)生的興趣。盡可能結(jié)合老師自身的項目完成，項目具有更多的實踐價值。

3 基于項目課題模式的GIS專業(yè)實驗課程設(shè)計

項目驅(qū)動教學(xué)模式基于項目課題模式的實驗課程，擯棄傳統(tǒng)教學(xué)中教師和學(xué)生的教與學(xué)的主動被動關(guān)系，以課題模式設(shè)計實驗內(nèi)容，避免傳統(tǒng)教學(xué)對實驗內(nèi)容獨立演示，菜單操作，學(xué)生簡單重復(fù)模擬的弊病，注重對軟件應(yīng)用的獨立性和自主性，提高自主分析問題和解決問題的能力。教師通過設(shè)定的課題，要求學(xué)生個人或者以小組模式進行問題分析和討論，并學(xué)會自主查詢相關(guān)資料以幫助對問題的解決，這種方式能最大的讓學(xué)生參與到問題的分析與解決中來，而不是老師提出解決思路，步驟，學(xué)生僅僅完成機械性操作。

以“GIS原理”為例，傳統(tǒng)教學(xué)強調(diào)知識點，如數(shù)據(jù)編輯與采集、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，空間數(shù)據(jù)庫建立，空間分析等等，每個實驗之間是相互獨立的，并且都由教師預(yù)先準備好實驗數(shù)據(jù)，教師提出任務(wù)和具體要求，學(xué)生只需按每個實驗分步完成就可以了。該方法讓學(xué)生在實驗中注重簡單的操作而忽略了對問題的分析和每步數(shù)據(jù)之間的銜接性，在以后參與實際項目時，學(xué)生稍微遇到點問題就不知從何入手。

在此基礎(chǔ)上，我們提出將所有實驗內(nèi)容串聯(lián)起來，通過一個較為完整的系統(tǒng)性項目，讓學(xué)生從數(shù)據(jù)準備開始全部自己完成，如果前期數(shù)據(jù)完成不好，則會影響到后期的進一步數(shù)據(jù)處理，通過該種方法，鍛煉學(xué)生在完成項目時全面思考，注意前后數(shù)據(jù)間的銜接和分析。

3.2 基于項目課題模式的課程實驗設(shè)計

根據(jù)以上基本思路，我系“GIS原理”課程實驗設(shè)計采取項目課題模式，整個課程實驗為期1周，學(xué)生采用小組模式，5人左右為一個實驗小組，共同負責(zé)一個實驗項目。項目題庫由專業(yè)教研室老師共同討論擬定，一般10-15個供選擇，各實驗小組在題庫中自由選擇項目。一經(jīng)選定，后續(xù)的所有實驗階段都以該項目為準，不能隨意變更。下面以實驗項目“鄉(xiāng)鎮(zhèn)級土地利用數(shù)據(jù)庫建立及成果分析”為例，介紹該課程的設(shè)計思路。

每一個階段都會進行成果匯報，各小組推選1～2人進行該組項目的成果報告，并進行成果展示，同時對遇到的問題及解決辦法進行交流，其他組同學(xué)可以提問并給出好的建議。全班所有同學(xué)對改組實驗結(jié)果進行成績評定，學(xué)生評價與教師評價各占50%，最為該組實驗成績。四個階段的平均成績作為該組最后的實驗課程成績。

4 結(jié)論

我系通過對該課程的綜合改革，實驗教學(xué)安排上，隨理論課堂的實驗課時由以前的28課時減少到14課時，但在課程結(jié)束后，專門開設(shè)為期1個星期的專業(yè)課程設(shè)計。這樣，既滿足了學(xué)生平時對軟件基本操作的學(xué)習(xí)，同時又滿足了對項目課題的綜合性實習(xí)；既結(jié)合理論進行了驗證性實驗，又有較大規(guī)模的綜合能力培養(yǎng)，學(xué)生獨立處理問題和分析問題的能力得到較大的提升?；陧椖空n題模式的課程實驗設(shè)計，能盡可能地帶動學(xué)生完成一個完整的項目或課題，且各階段相互銜接，也可以促進學(xué)生在每一個后續(xù)階段對前一階段的結(jié)果進行檢驗和改正。我系學(xué)生通過該方法的學(xué)習(xí)，反饋回來的意見總體較好，很多同學(xué)表示，通過為期一周的學(xué)習(xí)，對軟件應(yīng)用不再迷茫和畏懼，綜合能力得到提升，團隊協(xié)作也進一步加強。

參考文獻：

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