關(guān)于高職院校GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探析

柴新宇

摘 要：隨著當(dāng)今社會(huì)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，對于地理信息技術(shù)的發(fā)展更加迅猛，從早期的GIS（地理信息系統(tǒng)）發(fā)展到現(xiàn)在的智能化，一體化，可以說，當(dāng)前我們生活在地理信息的時(shí)代。GIS所依托的三門科學(xué)：地理科學(xué)，測繪科學(xué)，計(jì)算機(jī)信息科學(xué)都有很大程度的發(fā)展，使得GIS技術(shù)更新就顯得順理成章。那么，對于GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)也顯得尤為重要。本文針對目前高職GIS學(xué)科教學(xué)的情況，列舉出幾點(diǎn)GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾點(diǎn)說明，希望讀者有所啟發(fā)和收獲。

關(guān)鍵詞：GIS；GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)；GIS實(shí)驗(yàn)設(shè)備

目前，高職實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比重越來越大，大多數(shù)高職院校都有獨(dú)立的實(shí)訓(xùn)中心，那么，GIS的實(shí)踐教學(xué)也取得相應(yīng)的發(fā)展，而不是單單過去的簡單的數(shù)據(jù)處理，相關(guān)科學(xué)的進(jìn)步發(fā)展（測繪科學(xué)），從傳統(tǒng)測繪向現(xiàn)代測繪發(fā)展，各種各樣的現(xiàn)代智能化測繪設(shè)備的出現(xiàn)使得數(shù)據(jù)來源變得更加方便，大大的推動(dòng)了GIS的發(fā)展，使得GIS教學(xué)內(nèi)容更加豐富，所以，探究GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式方法就更加重要，好的模式方式方法會(huì)使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加有效[1]。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

對于高職GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前主要模式為：相關(guān)專業(yè)軟件操作，以練帶學(xué)的模式，注重學(xué)生的動(dòng)手操作能力，控制理論教學(xué)的比例，過多的理論教學(xué)會(huì)使教學(xué)效果受到影響，也會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但理論教學(xué)又不可不教，簡單的理論可以加深學(xué)生的印象，再進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)就會(huì)使學(xué)生更加深刻的理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，達(dá)到很好的教學(xué)效果，而不是一味的理論教學(xué)，使得學(xué)科教學(xué)僵化，讓學(xué)生多接觸一些目前主流的前沿技術(shù)，擴(kuò)寬眼界。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中不是簡單的分發(fā)數(shù)據(jù)給大家完成就可以，而是對學(xué)生采用分組教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，這樣不僅培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，也可以使學(xué)生在研究過程中互相學(xué)習(xí)提高。對分組學(xué)生所完成的作品進(jìn)行展示講解，哪里不足，哪里值得表揚(yáng)，一一及時(shí)進(jìn)行分析說明，這樣不僅可以鼓勵(lì)學(xué)生更加積極進(jìn)步，也可以及時(shí)更正學(xué)習(xí)過程中的陋習(xí)，摒棄傳統(tǒng)簡單布置任務(wù)的環(huán)節(jié)，如果只是布置任務(wù)，那么就會(huì)使學(xué)生麻木，甚至?xí)a(chǎn)生抄襲作業(yè)應(yīng)付了事的現(xiàn)象，這樣進(jìn)行分組剖析就不會(huì)產(chǎn)生這種后果，也是對學(xué)生的一種無須的約束。當(dāng)然，并不是所有傳統(tǒng)的方法都不可取，其中對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)考核，現(xiàn)在我認(rèn)為考核一直是很好的加深學(xué)習(xí)效果的最直接的方法之一，能使學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的理解更加深印深刻。

在其他方面鼓勵(lì)學(xué)生參加全國GIS大學(xué)生技能比賽，用比賽來帶動(dòng)學(xué)科發(fā)展，提高學(xué)科發(fā)展的知名度，為學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室，使教學(xué)資源利用率達(dá)到最大。另外在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，做到細(xì)化學(xué)科知識(shí)，整合知識(shí)案例分析。比如：在進(jìn)行GIS空間分析實(shí)驗(yàn)時(shí)，不僅僅單純的進(jìn)行如緩沖區(qū)分析的操作，要深挖數(shù)據(jù)來源，從數(shù)據(jù)來源入手，要求學(xué)生利用測量儀器（全站儀，RTK等）自己動(dòng)手測量野外一手?jǐn)?shù)據(jù)，并進(jìn)行如數(shù)字化測圖內(nèi)業(yè)處理，通過專業(yè)繪圖軟件繪制地形圖，在導(dǎo)入到GIS空間數(shù)據(jù)庫中處理、保存、管理。最后通過GIS專業(yè)軟件（如：ArcGIS）進(jìn)行編輯處理，最后才是空間分析操作，出圖。這樣不僅使學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)的全程，還可以讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)的重要性，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加立體化。鼓勵(lì)學(xué)生用Web地圖，用功能，用模板，做開發(fā)，大家一起分享，提升地理應(yīng)用能力，達(dá)到解決一些實(shí)際問題的目的。

二、GIS實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇

當(dāng)前，信息技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也不斷更新，與GIS相關(guān)技術(shù)也向著智能化發(fā)展，所以對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)據(jù)選擇也尤為重要。數(shù)據(jù)的選擇不能太簡單，也不能太復(fù)雜，又不能太陳舊，要與時(shí)俱進(jìn)，多找一些目前社會(huì)的主流數(shù)據(jù)。比如：百度地圖，谷歌地圖，三維街景圖，高德地圖以及智能手機(jī)APP相關(guān)數(shù)據(jù)。這樣可以更好的使學(xué)生產(chǎn)生興趣點(diǎn)，學(xué)生對于每天用的智能手機(jī)知道一些APP程序是怎么開發(fā)出來的。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要切合實(shí)際，如讓學(xué)生親自動(dòng)手測繪本學(xué)院的地形圖，或者無人機(jī)航拍圖等，如圖2-1，2-2（本學(xué)院的無人機(jī)航拍圖）。這樣就會(huì)大大的加深知識(shí)的理解，因?yàn)榫褪俏覀兩磉叺膶?shí)際數(shù)據(jù)，學(xué)生掌握起來也會(huì)更加有概念，更直觀。另外注重學(xué)生與其他學(xué)科聯(lián)系的培養(yǎng)，如基于DEM數(shù)據(jù)和三維數(shù)字城市模型采用坡度、高程、緩沖區(qū)分析等，GIS分析進(jìn)行綜合防災(zāi)規(guī)劃，包括抗震減災(zāi)規(guī)劃、地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)規(guī)劃、森林火災(zāi)防護(hù)規(guī)劃、洪水排澇規(guī)劃、避難場所規(guī)劃等。如日照陰影分析：計(jì)算出樓宇的剪影區(qū)、影子體積和影響范圍、用于樓宇設(shè)計(jì)、綠化規(guī)劃。實(shí)例教學(xué)是GIS實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇的關(guān)鍵。

三、實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

對于大部分傳統(tǒng)GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，往往是沒有一個(gè)特定的實(shí)驗(yàn)場所，大都是與計(jì)算機(jī)測繪等學(xué)科共用實(shí)訓(xùn)室，這是非常不利于學(xué)科發(fā)展和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的，不僅會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生沒有專業(yè)感，也會(huì)使實(shí)驗(yàn)教學(xué)大大折扣。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)大體分為以下三個(gè)方面：

1.基礎(chǔ)設(shè)備：實(shí)驗(yàn)基地的建立要求專業(yè)軟硬件齊備，比如軟件部分：需要擁有主流的GIS軟件ArcGIS，SupMap，以及各種相關(guān)地理數(shù)據(jù)處理模塊等，軟件使用要結(jié)合社會(huì)的實(shí)際需要，不能使用實(shí)際工作中幾乎使用不到的軟件，致使學(xué)用脫節(jié)。在進(jìn)行相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)之前，做好企業(yè)調(diào)研工作，為我們選取合適的軟件提供科學(xué)依據(jù)，使我們畢業(yè)的學(xué)生很快的就能融入公司的實(shí)際工作中。硬件部分：需要裝有獨(dú)立顯卡的計(jì)算機(jī)設(shè)備，并且要配備相關(guān)的立體成像眼鏡等設(shè)備，方便我們進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理，分析等實(shí)驗(yàn)，這樣有助于學(xué)生課余時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析等試驗(yàn)[2]。

2.相關(guān)設(shè)備：GIS是地理科學(xué)，測繪科學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)的綜合學(xué)科，因此，要發(fā)展好GIS學(xué)科，必須要對相關(guān)的一級(jí)學(xué)科進(jìn)行發(fā)展，擁有相關(guān)的測繪設(shè)備，如高精度全站儀、電子水準(zhǔn)儀、RTK、手持機(jī)、無人機(jī)攝影測量等設(shè)備，高效能的計(jì)算機(jī)設(shè)備，使得學(xué)科之間密切聯(lián)系起來。如無人機(jī)攝影測量為GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供前提數(shù)據(jù)，全站儀數(shù)字化測圖提供原始數(shù)據(jù)等，不能孤立GIS學(xué)科，要掌握學(xué)科之間的密切聯(lián)系，孤立的學(xué)習(xí)會(huì)影響學(xué)科發(fā)展。

3.外延設(shè)施：建立相關(guān)的輔助設(shè)施，另外實(shí)訓(xùn)基地要注意產(chǎn)教結(jié)合的模式，要密切聯(lián)系相關(guān)測繪公司，如成立相關(guān)企業(yè)工作室，實(shí)訓(xùn)培訓(xùn)基地等，使學(xué)生擁有雙重身份，一邊是學(xué)生，一邊是員工，這樣能更好的為學(xué)生提供實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)場所，能更快更好的適應(yīng)企業(yè)文化，提前做好工作準(zhǔn)備，鍛煉學(xué)生的自我學(xué)習(xí)意識(shí)。盡早的接觸公司運(yùn)作方式方法，提升辦事能力，讓學(xué)生擁有競爭力。

四、GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題

對于目前GIS實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)所制約發(fā)展的問題，影響實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的因素，大致分為如下幾個(gè)方面。

1.GIS數(shù)據(jù)偏少：對于大多數(shù)接觸過GIS的人都知道，數(shù)據(jù)是GIS的項(xiàng)目的靈魂，一個(gè)GIS項(xiàng)目基本上70%以上的成本在于數(shù)據(jù)。那么，數(shù)據(jù)的獲取就顯得格外重要。目前GIS數(shù)據(jù)主要來源是：野外測繪、遙感攝影、地圖數(shù)據(jù)等。但就目前GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)據(jù)來源大都是野外測繪數(shù)據(jù)，野外測繪數(shù)據(jù)一個(gè)重要問題是：數(shù)據(jù)采集周期長，成本較高，影響了GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。另如GPS數(shù)據(jù)往往采集精度不是很高，作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也會(huì)影響操作效果。

2.GIS實(shí)訓(xùn)基地缺少：實(shí)訓(xùn)基地的好壞直接關(guān)系到一門學(xué)科的發(fā)展程度，對于目前高職GIS教學(xué)應(yīng)該偏重實(shí)踐教學(xué)，那么，就要求擁有完備的實(shí)訓(xùn)基地。如外業(yè)實(shí)訓(xùn)場地、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理中心、虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)基地等，為學(xué)生提供一套完善的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)場所尤為重要[3]。

3.GIS實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏：工科學(xué)科的教學(xué)發(fā)展是比較依賴實(shí)驗(yàn)設(shè)備的，擁有多種實(shí)驗(yàn)設(shè)備有助于學(xué)生更好的理解知識(shí)，完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)要充分利用儀器鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，如野外的三維激光掃描設(shè)備掃描點(diǎn)云成像，無人機(jī)攝影測量的飛控成圖，架設(shè)GORS基站為學(xué)生提供更加便捷獲取數(shù)據(jù)的來源。學(xué)生看過，用過就不會(huì)產(chǎn)生陌生感，有利于學(xué)生的全面發(fā)展，更好的適應(yīng)社會(huì)。

五、結(jié)束語

本文就GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，教學(xué)數(shù)據(jù)的來源選擇，以及教學(xué)設(shè)備的準(zhǔn)備，還有教學(xué)中存在的問題進(jìn)行了相關(guān)的闡述與分析，雖然解釋方面不是很全面，但恰恰是目前GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中所涉及的最主要的問題?？傊?，良好有序的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)科發(fā)展的重要前提，也是使學(xué)生快速掌握技能的重要手段。所以，要更好的發(fā)展好GIS學(xué)科，首先要對GIS實(shí)踐教學(xué)做好充分準(zhǔn)備、研究、實(shí)施，這樣才能達(dá)到理想的教學(xué)實(shí)驗(yàn)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭紅，李雁.開放性地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與發(fā)展[J].哈爾濱學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，26（8）：130-132.

[2]任金銅，張鵬飛，左太安.基于開放實(shí)驗(yàn)室的地理科學(xué)專業(yè)GIS應(yīng)用技能培養(yǎng)[J].測繪與空間地理信息，2015（8）：47-49.

[3]蘇丹丹，費(fèi)龍，程彬.地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)探析[J].長春師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，28（10）：75-77.

（作者單位：廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）