高校地理師范類專業(yè)GIS課程教學(xué)研究

王航

摘 要： 文章針對《地理信息系統(tǒng)概論》課程特點和高師地科專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀，提出存在的一些問題，在此基礎(chǔ)上對課程內(nèi)容進行教革設(shè)計和實施方法探討。

關(guān)鍵詞： GIS課程 教學(xué)改革 高校地理師范類專業(yè)

1.擬解決的關(guān)鍵問題

隨著“數(shù)字地球”、“智慧城市”等項目的深入開展，地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，縮寫GIS）理論和技術(shù)方法已經(jīng)滲透到社會的各個領(lǐng)域[1]。可以說，GIS技術(shù)已成為現(xiàn)代地理學(xué)成熟的一個重要標志[2]。因此，《地理信息概論》課程被寫入地理類各專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，成為專業(yè)必修課。對于高校非GIS專業(yè)學(xué)生說，地理信息系統(tǒng)研究和學(xué)習(xí)的地理對象具有時空特性、差異性和綜合性，對學(xué)習(xí)者的抽象認知能力和時空分析能力要求較高，加之GIS是一門注重實踐和應(yīng)用性較強的課程，所以，在大部分高校地理師范類學(xué)生眼中，GIS這門專業(yè)必修課程比較難以掌握。通過多年教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，在高校非GIS專業(yè)中主要存在以下幾個GIS課程學(xué)習(xí)問題。

（1）認知方面。以高師地理科學(xué)專業(yè)學(xué)生為例，一部分學(xué)生認為師范類的學(xué)生學(xué)不學(xué)GIS，對以后當(dāng)老師影響不大，學(xué)好自然和人文，能上臺講課才是關(guān)鍵；另一部分同學(xué)則認為GIS課程學(xué)習(xí)難度較大，并且需要花費大量時間實踐，拿到的學(xué)分或成績一般，感覺付出與收獲不平衡。由于不能正確認識GIS課程，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)GIS興趣不高，學(xué)習(xí)氛圍不濃。

（2）GIS硬件方面。GIS硬件用以存儲、處理、傳輸和顯示地理或空間數(shù)據(jù)，是進行實驗、實踐活動的物理載體。GIS硬件系統(tǒng)種類較多，設(shè)備更新?lián)Q代較快，硬件不足問題較普遍。

（3）數(shù)據(jù)獲取困難。數(shù)據(jù)是GIS的“血液”，對發(fā)揮GIS功能至關(guān)重要。數(shù)據(jù)的采集與獲取所需周期較長，不穩(wěn)定因素多。

（4）學(xué)生動手能力欠缺。大部分學(xué)生“課上心動，課下不動”，不愿動手嘗試。認為動手做，費時費力，寧可多做幾道理論作業(yè)，也不愿做簡單的上機實驗。既使一些GIS專業(yè)軟件，沒有安裝、不會安裝的情況也較普遍。

2.教學(xué)改革項目

對于非GIS專業(yè)的課程設(shè)置來說，《地理信息系統(tǒng)概論》一般學(xué)時設(shè)置在48學(xué)時至64學(xué)時之間，理論學(xué)時與實踐學(xué)習(xí)比例在3：1左右。教學(xué)目標以培養(yǎng)具有初步地理信息系統(tǒng)理論研究與技術(shù)應(yīng)用能力為主，在此教學(xué)目標的基礎(chǔ)上，抓住GIS課程特點，進行理論和實踐教學(xué)設(shè)計。

（1）優(yōu)化課程章節(jié)，整合教學(xué)內(nèi)容。GIS課程的學(xué)習(xí)需要有計算機基礎(chǔ)知識、測量學(xué)基礎(chǔ)知識等學(xué)前相關(guān)課程鋪墊，而非GIS專業(yè)學(xué)生一般比較缺少這些基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，對于高師地理科學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說，直接進入抽象的理論學(xué)習(xí)和實踐操作有一定難度，這就需要任課教師針對學(xué)情，調(diào)整重點和難點，并對教材進行取舍；在授課過程中，抓住重點，并圍繞重點，梳理各章節(jié)編排思路，構(gòu)建知識體系框架，引導(dǎo)學(xué)生開展由點到線、由線到面的教學(xué)設(shè)計。對于高師地科學(xué)生來說，大部分學(xué)生希望自己畢業(yè)后當(dāng)一名地理老師，而地圖是中學(xué)地理知識的主要載體，抓住學(xué)生對地圖制圖的需求，任課教師可以設(shè)計以“地圖”為中心，進行地圖制圖要素、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、地圖投影、空間數(shù)據(jù)庫的理論和實驗學(xué)習(xí)。

（2）改革教學(xué)方法。以學(xué)生為主體，以“把握基礎(chǔ)教育，突出前沿技術(shù)，注重實踐環(huán)節(jié)”為原則，進行基礎(chǔ)理論與實踐教學(xué)。基于GIS課程自身綜合性和實踐性的特點，進行“由點到線，由線到面”的立體式教學(xué)。在教師教學(xué)過程中，注重實踐與理論的結(jié)合，重視學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。通過案例教學(xué)法、問題化解法、比較法等多種教法的靈活運用，學(xué)生在愉悅而緊張的學(xué)習(xí)與實踐中掌握終生有用的地理信息技術(shù)。

（3）加大實踐教學(xué)。鍛煉學(xué)生的實踐能力，提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。從一些相對簡單、與學(xué)生的生活聯(lián)系比較緊密的社會問題開始，設(shè)計實踐教學(xué)活動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過觀察這些社會問題，運用GIS技術(shù)進行處理、分析和解決，鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題的能力，更重要的是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（4）重視實踐活動成果。對于學(xué)生取得的成果，應(yīng)該以公開的方式，讓更多人了解，必要時可取證于社會相關(guān)部門，得到社會的認可，并加以推廣，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)GIS的熱情，使更多學(xué)生關(guān)注GIS。同時，提高學(xué)生活動成果的利用程度，教師在GIS課堂教學(xué)中可引用學(xué)生成果進行教學(xué)；并引導(dǎo)學(xué)生利用GIS技術(shù)和成果進行說課、試講、教育實習(xí)等。

（5）注重GIS人才培養(yǎng)。GIS課程學(xué)習(xí)存在一定的難度，被許多學(xué)生看做深不可測、難度很大。教師短時間內(nèi)無法做到讓每一位學(xué)生都對GIS有濃厚興趣及極大的學(xué)習(xí)熱情。在教學(xué)過程中，教師組織創(chuàng)建“GIS興趣學(xué)習(xí)小組”，制定“GIS拔尖人才培養(yǎng)方案”，設(shè)計有挑戰(zhàn)性的實驗項目進行專門培訓(xùn)，選拔小組成員進行各項GIS技能比賽，組織“比賽經(jīng)驗交流會”等活動，對GIS學(xué)習(xí)和比賽成果進行宣傳?！?S興趣小組”在發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)GIS人才的同時，起到模范帶頭作用，帶動更多學(xué)生走出GIS學(xué)習(xí)誤區(qū)，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，積極投入GIS學(xué)習(xí)。

（6）考核形式和評分方式多元化。高師地科專業(yè)常用到的《地理信息概論》課程考核總成績由三部分構(gòu)成，分別為期末卷面成績占60%，期末機試成績占20%，平時表現(xiàn)成績占20%。通過對歷屆學(xué)生的調(diào)查，大家對于這樣的考核方案比較滿意，但存在個別學(xué)生平時電腦實驗操作很好，到了期末上機實操考試時，心理緊張表現(xiàn)反常情況；一些GIS特長生無法伸展技能情況。因此，接下來的課程考核方式可采取以下幾種形式：在規(guī)定時間內(nèi)提交課程論文、學(xué)生小組創(chuàng)新課題成果報告、GIS系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用軟件產(chǎn)品設(shè)計。在實施多種考核方式前，首先要制定公平、公正、公開的評分方案，只有建立完整的、適宜的考核評分方案，才能確保多樣化考核方式順利進行。

3.課程教革實施途徑

（1）通過補充GIS信息量提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。GIS技術(shù)已滲透到自然科學(xué)和社會科學(xué)的各個領(lǐng)域，現(xiàn)今社會已掀起一場GIS技術(shù)的革命。比如：潮州市政府的“數(shù)字潮州”工程，汕頭市的“三維汕頭”、廣州市的“智慧城市“等項目，借助這些發(fā)生在學(xué)生周邊的、和他們息息相關(guān)的GIS項目，進行GIS認知教育、素質(zhì)教育和技術(shù)學(xué)習(xí)；還可借助社會上的一些熱點問題，如馬航M370失聯(lián)事件，引導(dǎo)學(xué)生認識衛(wèi)星影像，了解雷達工作原理；借助學(xué)生關(guān)心的2013年汕頭潮陽澇災(zāi)，引導(dǎo)學(xué)生運用GIS空間分析功能進行洪水淹沒區(qū)分析等學(xué)習(xí)。告訴學(xué)生對于GIS來說“沒有做不到的，只有想不到的”，大家只有經(jīng)常瀏覽專業(yè)網(wǎng)站、論壇，才能把握GIS的脈搏。通過對GIS信息量的補充，改變學(xué)生對GIS的認識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）優(yōu)化案例教學(xué)。從高師地科學(xué)生角度進行理論教學(xué)和實驗教學(xué)。緊緊圍繞“以學(xué)生為本”，展開教學(xué)活動，值得每一位老師探索和踐行。教師要勇于推陳出新，如在GIS理論課程第六章應(yīng)用模型講解時，一般都會選擇“GIS在商業(yè)網(wǎng)點選址中的應(yīng)用”、“GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用”等經(jīng)典案例，這些經(jīng)典案例雖說具有很強的代表性，涵蓋大部分重點和難點，但是在教學(xué)過程中，學(xué)生的表現(xiàn)并不活躍。究其原因，一方面是這些案例涉及很多專業(yè)領(lǐng)域的知識，學(xué)生缺乏相關(guān)背景知識，加上社會經(jīng)驗不足，使得這些案例對學(xué)生來說，比較抽象，難以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另一方面是教師在這些復(fù)雜的GIS實驗里面，更多的是向?qū)W生介紹、演示案例內(nèi)容和解題思路，留給學(xué)生自己動手的機會少，或者學(xué)生依賴于教師的演示和說教，學(xué)習(xí)積極性不高，創(chuàng)新性能力欠缺。因此，教師在選擇案例時，應(yīng)選擇學(xué)生感興趣的主題展開GIS教學(xué)，一些相對簡單，或者與學(xué)生生活聯(lián)系緊密的案例，通過引導(dǎo)學(xué)生“提出猜想——驗證猜想——展示成果”這樣的教學(xué)思路，進行教學(xué)實踐。選擇學(xué)生感興趣的主題，便于學(xué)生獲得直觀認識和第一手資料，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。在此基礎(chǔ)上，通過教學(xué)積累與反思，創(chuàng)建理論案例數(shù)據(jù)庫、實操案例庫、元數(shù)據(jù)庫、操作文檔數(shù)據(jù)庫等各類數(shù)據(jù)庫，編制理論與實踐教學(xué)參考，設(shè)計教學(xué)案例框架。

（3）加強校校合作、校企合作。教學(xué)過程中，由于GIS軟件、硬件更新速度快、種類多等原因，難免會出現(xiàn)軟件欠缺、硬件不足的情況，增進校校合作、校企合作在很大程度上可以幫助GIS教師解決這些問題。對于硬件資源來說，如在教學(xué)過程中要用到手扶跟蹤數(shù)字化儀，數(shù)字化儀是進行紙質(zhì)地圖矢量化時的一個工具，利用該工具進行數(shù)字化的過程中，可以幫助學(xué)生理解坐標系、兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（柵格和矢量）的相互轉(zhuǎn)換過程、地圖變形與幾何糾正等知識點的學(xué)習(xí)和理解。地科專業(yè)沒有這樣的設(shè)備，對于這些知識點的學(xué)習(xí)大多通過理論講解、圖片展示進行，學(xué)生理解和認知有限，影響教學(xué)效果。在這種情況下，教學(xué)單位可以通過與地方測繪部門、勘探公司建立友好合作關(guān)系，以共建校外學(xué)生實習(xí)基地的形式，進行產(chǎn)—學(xué)—研一體化辦學(xué)，讓學(xué)生參觀及實地操作數(shù)字化儀，參與地圖測繪、轉(zhuǎn)繪、出圖過程。校企合作模式一方面為學(xué)生提供使用各類儀器設(shè)備、學(xué)習(xí)新技術(shù)的機會，鞏固理論與實踐的知行統(tǒng)一。另一方面學(xué)校為企業(yè)提供GIS人才和科研力量，實現(xiàn)校企雙贏。校校合作的提出，主要源于地理專業(yè)的區(qū)域特點，地方高校地理專業(yè)的老師可以說是各個區(qū)域的“地理百科全書”，特別是進行地理野外見習(xí)時，很有必要借助當(dāng)?shù)氐乩砝蠋煹牧α窟M行綜合地理實踐，讓師生感受和獲取“地道的”地理知識。總之，校校合作、校企合作模式，為建設(shè)硬件和軟件共享平臺，形成優(yōu)勢互補，提供資源。

4.結(jié)語

課程教學(xué)改革是一個長期的過程，如何從學(xué)生視角構(gòu)建《地理信息系統(tǒng)概論》教學(xué)，立足地方資源，培養(yǎng)知行統(tǒng)一、學(xué)思統(tǒng)一的地理人才，值得我們不斷探索。

參考文獻：

[1]黃杏元，馬勁松.地理信息系統(tǒng)概論[M].高等教育出版社（第三版），2008.

[2]段玉山.信息技術(shù)輔助地理教學(xué)[M].高等教育出版社，2003.