地理信息科學(xué)專業(yè)WebGIS類課程教學(xué)研究

摘要：從WebGIS概念的內(nèi)涵著手，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐和部分高校培養(yǎng)方案，分析目前GIS本科人才培養(yǎng)中WebGIS課程教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，針對(duì)該課程教學(xué)存在的課程定位不一，知識(shí)體系多，技術(shù)更新快，目前教材及師資力量都相對(duì)較少等特點(diǎn)提出一些建議，為該課程的教學(xué)進(jìn)行有益的探索。

關(guān)鍵詞：WebGIS；網(wǎng)絡(luò)GIS；教學(xué)研究；實(shí)例教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）12-0108-02

地理信息科學(xué)（GIS）專業(yè)作為一個(gè)新興的專業(yè)，近年來(lái)在我國(guó)得到了快速的發(fā)展，每年都有幾千名本專科學(xué)生畢業(yè)，[1]為我國(guó)的高科技事業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。目前社會(huì)對(duì)GIS人才素質(zhì)的需求，主要包括：地學(xué)研究、GIS理論的研究工作、GIS軟件的開發(fā)、GIS應(yīng)用和項(xiàng)目組織管理。[2]除少數(shù)人可能進(jìn)行GIS相關(guān)的理論研究之外，大部分人都要從事GIS相關(guān)的軟件應(yīng)用、開發(fā)工作。[3]GIS是與計(jì)算機(jī)技術(shù)密切相關(guān)的專業(yè)，GIS教育具有明顯的技術(shù)推動(dòng)性特點(diǎn)，WebGIS課程即是WebGIS技術(shù)發(fā)展對(duì)GIS教育影響的結(jié)果。WebGIS是目前隨著分布式計(jì)算技術(shù)、面向?qū)ο蟮慕M件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，以及Internet在社會(huì)生活中的日益普及而形成的GIS的重要發(fā)展方向，[4]目前發(fā)展非常迅速。WebGIS的出現(xiàn)使得GIS服務(wù)社會(huì)的作用得到了極大的體現(xiàn)，也催生了社會(huì)對(duì)WebGIS開發(fā)技術(shù)人才的需求，如何培養(yǎng)出滿足企事業(yè)單位用人要求的WebGIS開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)人才是培養(yǎng)應(yīng)用型人才本科院校迫切需要思考的問(wèn)題。本文從WebGIS概念的內(nèi)涵著手，結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐分析目前GIS本科人才培養(yǎng)中WebGIS課程教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，提出自己的一些建議，以期能夠提高這門課程的教學(xué)效果。

一、WebGIS概念及其內(nèi)涵

WebGIS作為一個(gè)GIS熱門發(fā)展方向，融合了許多計(jì)算機(jī)技術(shù)，包括軟件工程、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)。對(duì)WebGIS內(nèi)涵的理解常與對(duì)網(wǎng)絡(luò)的理解有關(guān)。根據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)范圍和形式的理解的不同，目前出現(xiàn)的相關(guān)詞匯有網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)GIS）、Internet GIS（或互聯(lián)網(wǎng)GIS、因特網(wǎng)GIS）以及WebGIS（或www-GIS，萬(wàn)維網(wǎng)GIS），曾經(jīng)較長(zhǎng)一段時(shí)間WebGIS和網(wǎng)絡(luò)GIS、Internet GIS被歸為一類，但是它們實(shí)質(zhì)上是不同的，特別是隨著技術(shù)的發(fā)展，它們的不同被越來(lái)越多的學(xué)者所發(fā)現(xiàn)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與分布式計(jì)算技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)GIS的重要標(biāo)識(shí)。從語(yǔ)義上來(lái)說(shuō)網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)含義最廣，可以涵蓋一切基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行的GIS，包括基于C/S的網(wǎng)絡(luò)GIS、基于B/S的網(wǎng)絡(luò)GIS、基于Web服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)GIS、基于移動(dòng)與嵌入式的網(wǎng)絡(luò)GIS、基于網(wǎng)格的網(wǎng)絡(luò)GIS，同時(shí)它也代表了這些不同類型網(wǎng)絡(luò)GIS結(jié)合時(shí)的產(chǎn)物。[5]因此可以認(rèn)為Internet GIS是基于B/S的一種網(wǎng)絡(luò)GIS，它是以因特網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以TCP/IP作為信息傳輸協(xié)議，客戶端表現(xiàn)為專門開發(fā)的GIS軟件用戶界面，文件協(xié)議有多種的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)。而WebGIS是在Internet平臺(tái)上采用www協(xié)議，并嵌入HTTP和TCP＼IP標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用體系一種Internet GIS，從范圍上看三者之間是網(wǎng)絡(luò)GIS>Internet GIS>WebGIS的一種關(guān)系。

各高校自身對(duì)于網(wǎng)絡(luò)GIS的理解以及對(duì)社會(huì)WebGIS人才能力素養(yǎng)需求的認(rèn)識(shí)，對(duì)WebGIS課程以及人才培養(yǎng)方式起著指導(dǎo)作用，直接影響了WebGIS課程的教學(xué)。

二、WebGIS類課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

1.課程設(shè)置不同，大多數(shù)高校將WebGIS課程設(shè)置為選修課，不能適應(yīng)WebGIS人才培養(yǎng)需求

目前各高校根據(jù)自己的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)條件，對(duì)WebGIS類課程的設(shè)置各不相同，從課程名上看，課程設(shè)置上大致分為兩類，一類是網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)課程，一類是WebGIS。此外課程設(shè)置的不同還體現(xiàn)在課程性質(zhì)、學(xué)分、學(xué)時(shí)以及學(xué)期的安排上，如表1是通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)搜索工具獲取到部分高校GIS本科專業(yè)培養(yǎng)方案后的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

通過(guò)對(duì)表1中所示8所高校的GIS本科專業(yè)培養(yǎng)方案的分析比較可以看出：

（1）6所高校將WebGIS或網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)課程性質(zhì)設(shè)置為選修課，專業(yè)限選課或分方向的選修課，如湖南師范大學(xué)、衡陽(yáng)師范學(xué)院分方向選修WebGIS課程。課程性質(zhì)決定了該課程在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)體系中的教學(xué)地位，WebGIS類課程的課程性質(zhì)也體現(xiàn)了目前高校對(duì)WebGIS人才培養(yǎng)目標(biāo)認(rèn)識(shí)上的不一致性，體現(xiàn)了辦學(xué)定位的不同。

（2）在學(xué)時(shí)安排上也體現(xiàn)了不同的培養(yǎng)目標(biāo)，如湖南師范大學(xué)、湖南城市學(xué)院、衡陽(yáng)師范學(xué)院安排了較多的實(shí)踐學(xué)時(shí)，河北聯(lián)合大學(xué)該課程理論和實(shí)踐課時(shí)均等，而其他幾所學(xué)校則安排了較多的理論課時(shí)，如西南科技大學(xué)、吉林師范大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)。

（3）課程名稱不一致，課程教學(xué)內(nèi)容也大不相同。網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)課程內(nèi)容比WebGIS課程內(nèi)容要大而廣，因此重點(diǎn)也不一致。

（4）少部分高校在課程設(shè)置上為WebGIS課程的修學(xué)設(shè)置了前導(dǎo)課程和實(shí)踐加強(qiáng)環(huán)節(jié)，而大部分學(xué)校的課程體系中未做此類安排。

總體來(lái)看大多數(shù)高校將WebGIS課程設(shè)置為選修課，且未能從整體課程體系對(duì)WebGIS人才素質(zhì)的培養(yǎng)做出相應(yīng)的調(diào)整，不能適應(yīng)目前WebGIS人才需求與人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

2.WebGIS類教材少，實(shí)例少且部分教材內(nèi)實(shí)例代碼不夠完整，不利于學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐

目前以WebGIS以及網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)命名的教材和參考書也分為兩類，一類以廣義的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)為主要內(nèi)容，內(nèi)容涵蓋了WebGIS、網(wǎng)格GIS、移動(dòng)GIS、分布式GIS、GIS服務(wù)等相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)GIS基本原理和理論，理論體系完整，側(cè)重基本理論基本思想的介紹，但對(duì)軟件平臺(tái)或應(yīng)用實(shí)例鮮有涉及，無(wú)法給學(xué)生直觀的映像，不利于學(xué)生對(duì)WebGIS實(shí)際工程的認(rèn)識(shí)，不能很好地指導(dǎo)實(shí)踐。另一類以WebGIS的基本概念理論為主，涉及WebGIS開發(fā)技術(shù)、軟件平臺(tái)及應(yīng)用實(shí)例的介紹，如《Web GIS技術(shù)原理與應(yīng)用開發(fā)》、《WebGIS原理及應(yīng)用》等，都在WebGIS基本理論的基礎(chǔ)上介紹了相關(guān)的WebGIS二次開發(fā)平臺(tái)的使用方法或應(yīng)用開發(fā)實(shí)例，但是部分此類教材中實(shí)例相關(guān)的代碼不夠完整。

3.WebGIS涉及內(nèi)容多，對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)素質(zhì)要求高，而學(xué)生前期的課程大都沒(méi)有能夠使其具備WebGIS開發(fā)的基礎(chǔ)

WebGIS課程教學(xué)涉及的內(nèi)容多技術(shù)新，如筆者使用的教材《Web GIS技術(shù)原理與應(yīng)用開發(fā)》，在Web GIS 應(yīng)用技術(shù)章節(jié)介紹了SVG、GeoVRML、遙感數(shù)據(jù)發(fā)布技術(shù)、Web服務(wù)；在軟件平臺(tái)方面介紹了ArcIMS、ArcGIS server及開源軟件平臺(tái)GeoServer；這些理論、技術(shù)和軟件開發(fā)平臺(tái)的學(xué)習(xí)都要求學(xué)生具有一定的網(wǎng)絡(luò)及web基礎(chǔ)。同時(shí)WebGIS是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，從實(shí)踐方面來(lái)說(shuō)，若要上手進(jìn)行WebGIS的開發(fā)，首先得需要學(xué)生了解基本的HTML語(yǔ)言，能夠使用動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)結(jié)合腳本語(yǔ)言進(jìn)行客戶端網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)和功能的實(shí)現(xiàn)，能夠理解服務(wù)器的概念，理解網(wǎng)絡(luò)上空間數(shù)據(jù)和信息的組織和傳輸模式，熟悉至少一種服務(wù)器端開發(fā)方式。無(wú)論從理論學(xué)習(xí)還是實(shí)踐能力培養(yǎng)方面來(lái)看，WebGIS課程的學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生的計(jì)算機(jī)技術(shù)提出了很高的要求。而縱觀手頭上各高校的培養(yǎng)方案中課程體系的設(shè)置，大部分都沒(méi)有進(jìn)行該課程的基礎(chǔ)準(zhǔn)備，進(jìn)行調(diào)整的很少。

4.WebGIS技術(shù)更新快，WebGIS軟件較多，教學(xué)容易滯后于技術(shù)的更新

WebGIS作為與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合緊密的技術(shù)，其技術(shù)更新快，主流的商業(yè)軟件廠商都開發(fā)設(shè)計(jì)了自己的WebGIS二次開發(fā)平臺(tái)軟件，如MapInfo公司的MapInfo ProServer、Intergraph公司的GeoMedia Web Map、Autodesk公司的 MapGuide、超圖公司的SuperMap IS、中地公司的MapGIS K9、ESRI公司的ArcIMS及ArcGIS Server。不僅軟件平臺(tái)多，軟件更新?lián)Q代也快，如ESRI公司的服務(wù)器產(chǎn)品ArcGIS Server的版本目前已經(jīng)升級(jí)到10.2，因此WebGIS軟件的教學(xué)常易出現(xiàn)軟件平臺(tái)滯后的現(xiàn)象。

5.WebGIS課程教學(xué)對(duì)教師要求高，WebGIS師資力量不足

WebGIS課程的特點(diǎn)決定了它需要能夠快速接受新技術(shù)、具有相當(dāng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的教師來(lái)承擔(dān)，因此目前高校中承擔(dān)這些課程的往往是青年教師或具備開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的老師。但是各校辦學(xué)條件不一致，師資力量有限，很多青年老師是從高校直接走入高校的，缺乏實(shí)戰(zhàn)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，加上此類課程軟件技術(shù)更新快，承擔(dān)課程任務(wù)時(shí)可能對(duì)新的技術(shù)還沒(méi)有徹底消化，會(huì)使教學(xué)效果打上折扣。

三、改革探索

1.課程體系和課程設(shè)置上進(jìn)行調(diào)整

為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的需求，作為應(yīng)用性本科院校應(yīng)及時(shí)調(diào)整自己的課程體系，將人才的培養(yǎng)與社會(huì)需求對(duì)接，輸送合格的GIS專業(yè)技術(shù)人才。首先應(yīng)重視GIS程序設(shè)計(jì)與開發(fā)類課程，使學(xué)生知道GIS人才開發(fā)能力的培養(yǎng)是重要的；其次若高校定位于開設(shè)網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)課程的情況下，應(yīng)該增加WebGIS課程設(shè)計(jì)或移動(dòng)GIS課程設(shè)計(jì)之類的課程，讓學(xué)生不僅具備理論知識(shí)還具備實(shí)際開發(fā)和應(yīng)用能力，使學(xué)生能夠在以后的社會(huì)工作中理解WebGIS，應(yīng)用和管理WebGIS，并具備基本的WebGIS開發(fā)素質(zhì)。再次在部分將WebGIS定位于必修課程，要著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用開發(fā)能力的院校，可以考慮調(diào)整課程體系，設(shè)置Web程序設(shè)計(jì)、C#程序設(shè)計(jì)課程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與原理等課程，為學(xué)生學(xué)習(xí)WebGIS打下基礎(chǔ)。如目前湖南城市學(xué)院2012級(jí)GIS本科專業(yè)培養(yǎng)方案中增設(shè)了Web程序設(shè)計(jì)、C#程序設(shè)計(jì)課程，將WebGIS課程課時(shí)相對(duì)壓縮，這樣的分配以期為WebGIS課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)WebGIS信心，從而提高學(xué)習(xí)興趣。

2.重視教材的選取，教學(xué)內(nèi)容盡量結(jié)合實(shí)例

各教材都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，任課教師在廣泛閱讀各相關(guān)教材和參考書的基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)所用的平臺(tái)軟件，選擇適合自己院校實(shí)際情況的教材，教材的選取應(yīng)以有實(shí)際的例子為佳。如筆者近兩年教學(xué)過(guò)程中充分使用教材[4]提供的實(shí)例進(jìn)行講解，如對(duì)ArcGIS Server進(jìn)行最短路徑分析和緩沖區(qū)分析的例子進(jìn)行詳細(xì)講解，可以幫助學(xué)生理解WebGIS功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程。在講授的過(guò)程中首先幫助學(xué)生分析該使用什么類型的GIS數(shù)據(jù)，該使用什么樣的接口，在網(wǎng)站項(xiàng)目中需要引用到ArcGIS Server平臺(tái)的哪些程序集，最后分析功能具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。實(shí)例的成功實(shí)現(xiàn)可以大大增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。

3.教學(xué)上以熟悉平臺(tái)為具體目標(biāo)，重視WebGIS開發(fā)流程的理解

WebGIS技術(shù)更新快，相應(yīng)軟件升級(jí)快，在眾多平臺(tái)中，各平臺(tái)都能滿足部分特定的需求，因此教學(xué)上以著重使學(xué)生理解Web編程流程及方法為核心，以熟悉一門WebGIS相關(guān)軟件為具體目標(biāo)，結(jié)合相應(yīng)的編程環(huán)境，掌握WebGIS編程的方法。在結(jié)合平臺(tái)教學(xué)的情況下，應(yīng)淡化特定平臺(tái)特定軟件版本的作用，突出Web編程總體思路。

4.教師應(yīng)積極提升自己，學(xué)校應(yīng)加大師資投入

WebGIS課程的特點(diǎn)對(duì)老師的要求很高，對(duì)老師而言，應(yīng)該自身積極調(diào)整，主動(dòng)學(xué)習(xí)和接受新技術(shù)，可以積極報(bào)名參加和使用一些公司提供的在線公開課，如ESRI中國(guó)技術(shù)公開課，[12]加快學(xué)習(xí)新技術(shù)的腳步。學(xué)校應(yīng)該為技術(shù)更新快的專業(yè)提供多一些教師培訓(xùn)機(jī)會(huì)，加大經(jīng)費(fèi)投入；可以考慮引進(jìn)在公司開發(fā)技術(shù)部門工作過(guò)，開發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師作為教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室老師。

四、結(jié)束語(yǔ)

WebGIS是地理信息科學(xué)專業(yè)隨著技術(shù)發(fā)展和社會(huì)應(yīng)用需求發(fā)展而來(lái)的一門課程。在應(yīng)用型本科院校中它承擔(dān)著學(xué)生WebGIS開發(fā)應(yīng)用能力培養(yǎng)的重要任務(wù)。但是由于目前整個(gè)GIS大的教育體系下對(duì)該門課程的定位不一致，對(duì)該門課程的內(nèi)容體系沒(méi)有進(jìn)行限定，各個(gè)高校都是根據(jù)自身的理解來(lái)開展教學(xué)。且由于WebGIS課程本身具有知識(shí)體系多，技術(shù)更新快，目前教材及師資力量都相對(duì)較少的特點(diǎn)，在這種情況下，為了使培養(yǎng)的學(xué)生與社會(huì)需求對(duì)接，進(jìn)行課程體系設(shè)置時(shí)應(yīng)遵循打好基礎(chǔ)、提高能力的循序漸進(jìn)學(xué)習(xí)模式進(jìn)行課程體系的調(diào)整。在該模式下，教師應(yīng)重視教材的選取，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的展開，教學(xué)上重WebGIS開發(fā)流程，以熟悉平臺(tái)為具體目標(biāo)。同時(shí)學(xué)校應(yīng)重視專業(yè)師資建設(shè)，加大師資投入。教師自身應(yīng)積極提高自己的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)方法手段，使自己具有較深刻的理論知識(shí)、寬廣的知識(shí)面和豐富的GIS工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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（責(zé)任編輯：王意琴）