地理教育專業(yè)《地理信息系統(tǒng)》課程教學改革探討

地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS）是20世紀60年代發(fā)展起來的一門融計算機、測繪、遙感、應用數(shù)學、信息科學、地球科學于一身的綜合性信息技術。21世紀隨著互聯(lián)網(wǎng)、3G、數(shù)字電視等技術的應用和發(fā)展，GIS 的涉及面更廣、滲透性更強、內(nèi)容日趨豐富、適用性擴大。目前我國已有500 多所高校開設了與GIS 相關的專業(yè)和課程，200 多所高校建立了GIS實驗室。本文主要就三年制地理教育專業(yè)開設《地理信息系統(tǒng)》課程必要性、GIS教學存在問題以及教學改革等進行探討。

一、《地理信息系統(tǒng)》課程開設的必要性

1. 地學研究的重要手段

《地理信息系統(tǒng)》課程是許多地理學科的主干課程，GIS對整個地學界的研究手段與方法帶來革命性的變化。GIS是綜合處理和分析空間數(shù)據(jù)的一種計算機技術系統(tǒng)，它將地理空間數(shù)據(jù)與計算機技術相結合，采用模型分析、綜合分析等方法，對資源環(huán)境、區(qū)域規(guī)劃、管理與決策、災害防治等方面的規(guī)劃、管理、決策及研究提供決策支持。它發(fā)展之快、應用之廣、影響之深刻是其它地理學科無可比擬的。目前，高等學校的地學類學科大都開設了GIS方面的課程，環(huán)境、地質、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國土、規(guī)劃等部門，對GIS也給予越來越多的重視。因此進行地理教學與研究有必要了解或掌握GIS技術。

2.21世紀人才培養(yǎng)的需要

21世紀最寶貴的是人才，培養(yǎng)掌握和應用GIS方面的人才是當前地理教學改革的一個重要方面，作為高等師范院校地理教育專業(yè)，我們培養(yǎng)的人才主要是面向21世紀的中學地理教師，而他們的使命又是培養(yǎng)21世紀的建設者，所以開設的課程必須具有代表性和說服力。

二、《地理信息系統(tǒng)》課程教學存在的問題

1.課程設置不盡合理

GIS是一門綜合性學科，要求學生具有計算機、數(shù)學以及地學的相關知識，尤其是要開設《計算機基礎》、《程序設計》、《高等數(shù)學》、《概率統(tǒng)計》等課程，但很多高校地理教育專業(yè)無法滿足相應教師需求或無法安排足夠課時，致使學生對《地理信息系統(tǒng)》課程部分教學內(nèi)容很難接受。

2.軟硬件設施不足

GIS是一門實踐性很強的學科，實習時數(shù)在總課時中所占比例很大，因此在開設課程的同時，需要相應的GIS實驗室。實驗室所需設備不多，40～50臺計算機組成的局域網(wǎng)、一臺數(shù)字化儀、繪圖儀及掃描儀完全可以滿足教學和部分科研的硬件要求，軟件方面目前用的較多的有中國地質大學的MAPGIS和美國的ARC/INFO系列軟件。但在很多高校地理教育專業(yè)開設的《地理信息系統(tǒng)》課程都無法保證實踐教學的軟硬件設施，主要以理論知識傳授為主，使得學生學習時枯燥乏味，缺乏激情和動力。

3.教學模式有待改進

在我國應試教育影響下，學生養(yǎng)成了被動的學習習慣，缺乏自主學習的能力和意志，從而造成專業(yè)學習的高分低能現(xiàn)象，高校地理教育專業(yè)教學也存在“灌輸式”教育現(xiàn)象。為了21世紀人才培養(yǎng)的需要，應鼓勵學生個性發(fā)展、自主學習，相應地，依據(jù)學科背景和專業(yè)特色，研究和實踐新的考核模式勢在必行。

4.學生層次不一

學生素質參差不齊，對計算機掌握程度不同，加上文理科學生思維方式以及學習興趣等差異，致使統(tǒng)一的《地理信息系統(tǒng)》課程教學無法充分發(fā)揮學生主動性，教學效果不佳。

三、《地理信息系統(tǒng)》課程教學改革探索

1.善用多媒體技術

利用多媒體技術進行計算機輔助教學是現(xiàn)代高校教育普遍采用的形式。GIS的理論性和技術性要求學生不僅要掌握其理論知識，還要有豐富的實踐經(jīng)驗，因此在教學中滲透實踐課程非常必要。合理設置實踐課程，與課堂教學穿插進行，使學生深入理解課堂教學中學到的有關GIS的基本理論、基本知識和基本技術方法，并熟悉流行GIS工具軟件的使用、掌握軟件開發(fā)與數(shù)據(jù)處理等技能。

2.實行多層次教學

根據(jù)學生素質差異和愛好，可以把學生分為基本理論、軟件開發(fā)和軟件應用三個層次，這種層次教學模式可以使不同能力的學生各盡所能，各有所獲。學生自由分組，在共同完成基本理論課程學習后，以課題小組的形式各自完成任務?；纠碚摻M以掌握GIS的基本理論、基本知識和基本技術方法等為主，主要是為了滿足中學地理教學需求，考核方式為閉卷考核或提交學習筆記和GIS相關論文；軟件開發(fā)組對學生計算機能力要求較高，包括GIS工具軟件和GIS應用系統(tǒng)的開發(fā)，需增加上機實踐的課時，考核方式為提交軟件成果；軟件應用組要充分掌握一至兩種GIS專業(yè)軟件的使用，并能用GIS專業(yè)軟件解決和分析地理學中的一些問題，可以制作基本的圖件，需增加上機實踐的課時，考核方式為制作指定地理專題圖。

3.提倡文理分科

地理學在高等教育中屬于理科，授予理學或管理學學位。因此在地理學專業(yè)招生中，一般只招收理科生，但由于在高中階段地理屬于文科，為適應地理學科綜合性和實用性發(fā)展的需要，2000年后，我國許多高校地理專業(yè)招生紛紛實行文理兼收，這有利于所培養(yǎng)的人才滿足就業(yè)市場需要。但文理科學生在學習背景、學習方式、學習效果上的差異，使得傳統(tǒng)模式的GIS教學無法滿足全體學生需求。文科生在接受GIS相關知識上存在難度，但他們的地理基礎好于理科生，為平衡這種差異，文理分科教學是最好的選擇。

4.強化案例教學

哈佛大學在20 世紀初創(chuàng)造了案例教學法，即圍繞一定的培訓目的，把現(xiàn)實生活中真實的情景加以典型化處理，形成供思考分析和決斷的案例，通過獨立分析研究和相互討論的方式，來提高分析問題和解決問題能力。采用案例教學法，可以提高學生對GIS的興趣以及應用 GIS 進行綜合分析和解決實際問題的能力。實施地理信息系統(tǒng)案例教學，要通過若干個案例設計，把GIS基本概念和基本操作融合，形成一個有序的、多樣的案例群，構建一個完整的教學過程，并突出案例的針對性、趣味性、完整性和實用性。

5.促進教學研結合

GIS是地學研究的重要手段和方法，讓學生參與科研是培養(yǎng)學生能力、進行地學研究和思維的有效手段。學生對GIS的基本理論、基本知識和基本技術方法學習后，通過相關GIS項目的研究，讓學生認識到GIS的重要性，激發(fā)其學習興趣。在教與學中進行研究，在研究中進行教學。

高校地理教育專業(yè)以培養(yǎng)中學地理教師為主要目標，學制三年，《地理信息系統(tǒng)》課程作為專業(yè)選修課學時有限，在有限時間內(nèi)充分調動學生學習主動性、積極性是進行GIS課程教學改革的主要目的。本研究所做的嘗試和探索今后將在本校地理教育（專科）、地理科學（本科）以及開設《地理信息系統(tǒng)》課程的其它地學專業(yè)逐步實施并不斷改進，期待培養(yǎng)更多更好的對GIS感興趣的地理工作者。

基金項目：貴州省科學技術基金項目（黔科合J字[2011]2052號）；貴州省教育廳高校人文社會科學研究規(guī)劃項目（12GH027）。