應用型本科院校GIS專業(yè)實踐教學改革研究

韓麗君

[摘 要] 應用型本科院校就是以“應用”為主，比較強調本科畢業(yè)生的服務社會的功能，不像研究型本科院校，以科學研究為主要職能。相應的教育理念、教學管理制度、教學內容、教學方法手段等都與研究型高校有本質不同。GIS（Geographic Information System）是一種特定的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，通過對地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理數據的采集、儲存、管理、運算、分析、顯示等為經濟和社會發(fā)展提供決策和支持。許多應用型本科院校都開設GIS專業(yè)，GIS是一門實踐性很強的學科，但大部分院校實踐教學效果不好，不利于培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。針對目前應用型本科院校GIS專業(yè)實踐教學的問題提出了改革措施：改革實踐教學內容、改革實踐教學方法、改革實踐教學考核方式。

[關 鍵 詞] 應用型本科院校；GIS；實踐教學

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）22-0068-02

地理信息在我國國民經濟和社會發(fā)展中處于基礎性、戰(zhàn)略性的重要地位，可以推動其他產業(yè)的發(fā)展，對于其他經濟領域起著輻射帶動作用。地理信息系統(tǒng)在解決資源環(huán)境、人口、災害等全球變化的問題中起著重大作用。國家、區(qū)域和局部規(guī)劃、監(jiān)測、管理和決策迫切需要地理信息系統(tǒng)。

我國的地理信息系統(tǒng)教育開始于20世紀80年代，發(fā)展迅速，到90年代已經有北京大學、清華大學、南京大學、蘭州大學、華東師范大學、北京師范大學等學校在地理學相繼開設地理信息系統(tǒng)課程。作為地方本科師范院校，我校于2002年成立地理信息系統(tǒng)專業(yè)，開設相關課程。

一、高校GIS專業(yè)實踐教學的現狀及存在的問題

思想決定高度，目前大多數學校對實踐教學的重要性認識明顯存在不足，主要體現在以下方面。

（一）對實踐教學重要性認識不足

在多數高校，實踐教學體現為上機實習，包括計算機基礎課程（比如計算機語言、數據庫等）和專業(yè)課程（如遙感）、地理信息系統(tǒng)等課程，這些課程都是理論教學和實驗教學各占一定比例，單獨開設實驗課程的很少。實驗教學普遍缺乏正式出版的教材，實驗教學大多附屬于理論教學，實驗內容只是為了強化學生對理論的理解和掌握，真正完整、系統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)實驗幾乎沒有，考核也只是流于形式，大多只是平衡本門課程成績的一種手段。

（二）實踐教學模式仍是應試教育模式

教師在講臺上演示，學生跟著在下面做，至于為什么這樣做，下一步該怎么做，學生心中完全沒數，一節(jié)課結束后，學生才知道是干什么。而不是針對一個具體問題，學生利用所學知識主動設計實驗步驟。這樣做，主要是教師傳授一些專業(yè)軟件的具體操作步驟，而不是充分發(fā)揮學生的積極性，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

（三）實踐教學缺乏明確的考核方式和評分標準

針對以上的實驗課教學模式，實驗課的考核也是流于形式，只要學生每一步都跟著教師做下來，就會自然而然生成實驗結果。教師會根據實驗結果評定實驗成績。這樣的考核，不能衡量學生的主觀能動性，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力起不到促進作用。

二、GIS專業(yè)實踐教學改革措施

（一）改革實踐教學內容

考慮到地理信息系統(tǒng)專業(yè)的實驗教學的內容難易程度不同，采取了由淺入深、循序漸進的教學內容設計。GIS專業(yè)實踐教學在實驗內容的選取上應包括以下幾個方面：基礎實驗、綜合性實驗、設計性實驗及生產實踐，其最終目的在于訓練學生利用GIS知識和工具解決實際應用問題的能力。

1.基礎性實驗

基礎性實驗也可稱之為訓練性實驗，主要是訓練學生對GIS常用軟件工具如ArcView、ArcGIS、MapInfo、MapGIS等的功能的掌握，并就GIS主要的空間分析功能訓練學生能夠熟練地操作，應用這些軟件。實驗項目內容主要包括熟悉GIS軟件界面、數據采集、電子地圖制作、簡單空間查詢、緩沖區(qū)分析、疊置分析、網絡分析、DEM的構建等。通過這些基本功能的訓練實驗，也能加深學生對GIS課程基礎理論知識部分的掌握，這也是任何學GIS者必須掌握的基本功能。

2.綜合性實驗

綜合性實驗是訓練學生結合GIS空間分析功能以及相關應用領域的專業(yè)知識，來設計解決實際應用領域中遇到的與空間信息相關的問題，如：如何利用GIS的疊置分析和緩沖區(qū)分析功能來解決商業(yè)選址的問題。這部分的實驗以驗證性和設計性相結合的實驗為主，主要通過設計好的解決實際空間問題的分析模型，運用GIS軟件提供的空間分析擴展模塊進行分析。另外，綜合性實驗還包括訓練學生的二次開發(fā)能力，可以讓學生分組、自選或者教師規(guī)定題目進行一個小型GIS應用軟件的開發(fā)，以培養(yǎng)學生的團隊精神、組織協調能力、項目設計能力等。綜合性實驗內容可選擇城市規(guī)劃中的商場的選址，物流配送中最短路徑選擇，精準農業(yè)中農藥的噴灑，農業(yè)面源污染防治問題，道路規(guī)劃中的取土挖方問題，礦產資源的合理開采問題等。這些綜合性實驗課程既可以讓學生設計采用現有GIS軟件具備的功能實現分析，也可以讓學生進行二次開發(fā)，實現一個自己的小型應用系統(tǒng)，注重訓練學生解決實際問題的能力。

3.設計性實驗

設計性實驗也可稱之為分析性實驗，是訓練學生相關領域專業(yè)知識與GIS知識相結合的能力，可設置的訓練項目如：土地價格與影響土地價格的各種因素（區(qū)位、社會經濟、環(huán)境等）關系的分析；城市熱島與地形、水域、綠地等影響因素之間的關系；地區(qū)經濟發(fā)展與地區(qū)人口、社會、自然、經濟、文化等各要素關系分析等。分析性實驗的目的是訓練學生的空間建模能力，在專業(yè)知識背景的支持下，進行GIS知識和專業(yè)知識相結合的拓展訓練，讓學生學會自主利用GIS工具來解決相對較為復雜的專業(yè)問題。在一定程度上，這部分的實驗帶有一定的探究性學習的性質，有利于培養(yǎng)學生研究探索和創(chuàng)新的精神。

4.生產實踐

生產實踐的形式可以多種多樣，生產實踐的好處在于學生可以了解自己真的可以做什么，自己所從事的工作有多重要?？梢詷O大地調動學生的積極性和責任心，另外，生產實踐可以為學生未來的就業(yè)指明方向。學院積極聯系GIS相關的企事業(yè)單位、公司和畢業(yè)生就業(yè)單位，建設校外實習基地，給學生創(chuàng)造良好的校外實習環(huán)境。我校已與蒼穹數碼技術股份有限公司、山西省煤炭地質勘察研究院、晉中規(guī)劃設計院、陽泉國土資源局、山西迪奧普科技有限公司、山西省地質災害防治設計研究院、山西省綜合地理信息中心等多家單位建立合作關系，形成一批穩(wěn)定的校外實習基地。

5.課外實踐

應用型GIS人才的培養(yǎng)不能局限于課堂，應該讓學生積極參加課外實踐。應積極鼓勵學生參加各類專業(yè)相關賽事，如全國大學生GIS技能大賽、SuperMap杯全國高校GIS大賽、Esri杯中國大學生GIS軟件開發(fā)競賽等，積極鼓勵教師申請各類課題，承接社會服務項目和開辦專業(yè)公司，讓學生更早地參與到實際項目中。

（二）改革實踐教學方法

實踐教學的目的是讓學生鞏固所學知識，提高其動手能力。實踐教學不能采用課堂的教學模式，也不能采用教師先演示學生再模仿的方式，應該采用“以學生為主體，教師引導”的教學模式進行，這樣才能突出學生的主體地位。在實踐教學中，可根據實踐內容選擇以下教學方法。

1.啟發(fā)式教學法

實踐教學中教師花較少時間把實驗目的、實驗內容和要求給學生講解清楚，然后下面的時間都交給學生，讓學生去自由思考，教師給予指導，對于基礎性實驗，可以讓學生參考實驗教學指導書自己完成操作；對于綜合性和設計性實驗，教師可以啟發(fā)學生，由學生自己形成思路，順著思路一步一步完成實驗，最后達成教學目的。教師在指導過程中，應采用啟發(fā)式的指導方法，這樣學生能主動思考、主動學習，而不是被動接受知識。學生解決問題后，一方面能增強其思考問題和解決問題的能力；另一方面，學生學習的自信心和成就感也得到了增強。教學指導過程中對學生遇到的共性問題教師應加以說明，并引導學生思考解決問題。

2.項目教學法

可以把實踐內容和具體的項目結合，以真實項目為教學載體，在教師引導下，學生完成具體項目要求。通過項目的實現過程，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。由于教學內容是實際項目，具有實際應用價值，學生容易獲知所學知識的用處，這不僅增強了學生的學習興趣，而且還激發(fā)了學生積極思考和解決問題的熱情。

3.問題討論教學法

在實踐教學中，有些問題可采用討論教學法，讓學生積極思考和辯論，教師給予點評。在實踐教學中，學生也可通過相互交流解決編程問題。

（三）改革實踐教學考核方式

實驗課成績評定在高校中普遍得不到重視，現今，GIS專業(yè)課程設置中的理論課授課學時數和實驗課學時數均有明確規(guī)定，且實驗課的比重也得到了重視和提高。但在最終評定課程的成績時，一般較少考慮實驗課成績或將之變成平衡成績的一種手段，實驗課成績的評定多由指導教師根據學生表現給出，主觀隨意性強，這也是學生對實驗課不重視的原因之一。

實驗課程的成績應該獨立評定，而不應該將實驗課的成績作為課程平時成績的一部分，其評定方式和方法都要多元化，但是必須根據課程和具體實驗的特點建立明確的成績考核標準，而且應該讓學生知道實驗課成績的考核標準。對于實驗課比重較大的專業(yè)課程，應該加大實驗成績在課程考核總成績中的比重，其比重的大小應該由具體的試驗課時比重、專業(yè)課程特點和任課教師根據實際情況確定，并應該在課程教學大綱中加以明確規(guī)定。此外，還可以設立實驗優(yōu)秀獎和創(chuàng)新獎等，對那些在實驗課方面表現優(yōu)秀的學生給予獎勵，這樣既能大大提高學生對實驗課的重視程度，又能大大增強學生參與實驗進行學習的激情，有助于學生實驗創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

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