地理信息系統(tǒng)空間分析課程教學(xué)改革的探索與研究

那曉東　段美惠

摘要：為了提升《地理信息系統(tǒng)空間分析》課程的教學(xué)水平，提高學(xué)生采用空間分析方法研究地球表層系統(tǒng)科學(xué)問(wèn)題的能力，本文針對(duì)課程內(nèi)容及課程體系、課程教學(xué)方法、課程考核模式三方面提出改革措施：教學(xué)內(nèi)容改革將學(xué)術(shù)研究與理論培訓(xùn)有機(jī)地融合在一起，提高課堂研討式教學(xué)的地位，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。教學(xué)方法改革引入“科研—教學(xué)—傳播”相結(jié)合的復(fù)合型人才培養(yǎng)模式，營(yíng)造“以學(xué)生為中心”的課堂氛圍。課程考核模式改革改變了單一的考核方法，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)階段和目標(biāo)分階段評(píng)價(jià)及時(shí)反饋，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。

關(guān)鍵詞：空間分析；教學(xué)改革；教學(xué)方法；教學(xué)內(nèi)容

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）52-0099-02

GIS空間分析課程是地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)必修課程，是學(xué)生進(jìn)行地學(xué)問(wèn)題分析與建模及GIS應(yīng)用實(shí)踐的理論基礎(chǔ)。本課程的目的和任務(wù)是在學(xué)生掌握地理信息系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，深入了解GIS中常用的空間分析方法的理論，并能夠熟練應(yīng)用專(zhuān)業(yè)軟件進(jìn)行實(shí)踐操作，屬于整個(gè)課程體系中的高階課程[1]。雖然本課程包含的空間分析的原理和知識(shí)對(duì)培養(yǎng)高質(zhì)量的地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)人才有很大作用，但是使學(xué)生充分理解空間分析的原理和方法卻面臨很多困難。對(duì)此，近幾年我們對(duì)本課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核模式等做了一系列的探索和改革，取得了顯著的效果。

一、教學(xué)內(nèi)容改革

1.引入應(yīng)用實(shí)例分析，促進(jìn)理論知識(shí)的理解。GIS空間分析的教學(xué)中，不應(yīng)該一味地進(jìn)行“灌輸式”的教學(xué)，不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性的思維，扼殺學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在課堂教學(xué)中積極引進(jìn)GIS空間分析在地學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例，通過(guò)大量的研究實(shí)例讓學(xué)生體會(huì)到空間分析在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮的重要作用，深刻認(rèn)識(shí)到本專(zhuān)業(yè)的發(fā)展前景和重要性[2]。例如在學(xué)習(xí)地形因子分析時(shí)，列舉數(shù)字地形模型在分布式水文模型的構(gòu)建、生境適宜性分析和評(píng)價(jià)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法的遙感圖像自動(dòng)分類(lèi)、視域分析和視覺(jué)頻數(shù)分析等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，針對(duì)這些應(yīng)用實(shí)例，在課堂上和同學(xué)們一起討論GIS地形分析能夠提取哪些地形因子？這些地形因子的數(shù)據(jù)源和獲取方法是什么？這些地形因子可以解決哪些地學(xué)問(wèn)題？不僅可以使學(xué)生了解知識(shí)的體系和結(jié)構(gòu)，還能夠了解相關(guān)知識(shí)在實(shí)際場(chǎng)景中的應(yīng)用。

2.適當(dāng)拓展教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建完善的知識(shí)體系。理論知識(shí)的學(xué)習(xí)是為了將來(lái)在實(shí)踐中應(yīng)用，地理信息專(zhuān)業(yè)的從業(yè)者僅僅掌握空間分析一門(mén)課程是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，若不能對(duì)前期基礎(chǔ)課程有充分地了解也不可能透徹地理解空間分析的原理及應(yīng)用案例。因此為了使學(xué)生更加容易理解GIS空間分析的原理和方法，有必要對(duì)某些擴(kuò)展知識(shí)進(jìn)一步地講解。遙感導(dǎo)論和地圖學(xué)是GIS空間分析的先修課程，在對(duì)遙感數(shù)據(jù)源及處理技術(shù)與地圖投影的相關(guān)知識(shí)講解清楚的基礎(chǔ)上，做好與本課程的銜接，在高階課程上凸顯多課程交叉的重要性，引導(dǎo)學(xué)生重視知識(shí)體系的構(gòu)建，同時(shí)也為學(xué)生以后在相應(yīng)領(lǐng)工作或研究奠定良好的理論基礎(chǔ)[3]。

3.落實(shí)研究性教學(xué)理念，培養(yǎng)應(yīng)用復(fù)合型人才。研究性教學(xué)模式可以為培養(yǎng)復(fù)合型人才提供良好的教育、學(xué)習(xí)及科研環(huán)境，近年來(lái)問(wèn)題導(dǎo)向和項(xiàng)目導(dǎo)向的培養(yǎng)方式已經(jīng)獲得了廣泛地認(rèn)可[4]。在課堂教學(xué)上改變了傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生充分參與到地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、調(diào)研、執(zhí)行、總結(jié)等各個(gè)環(huán)節(jié)中，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和解決問(wèn)題的能力。例如可以圍繞流域水環(huán)境管理信息系統(tǒng)這一主題，將項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和執(zhí)行過(guò)程納入到教學(xué)內(nèi)容中，教師和學(xué)生共同開(kāi)展流域水環(huán)境公共政策的研究與交流，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)水環(huán)境管理信息系統(tǒng)，尋求保護(hù)流域生態(tài)環(huán)境公眾參與和行動(dòng)的有效途徑和方案。在教學(xué)內(nèi)容改革中落實(shí)研究型教學(xué)的理念，提高學(xué)生的實(shí)踐能力、學(xué)術(shù)水平，培養(yǎng)符合社會(huì)需求的應(yīng)用復(fù)合型人才。

二、教學(xué)方法改革

1.引入分組討論的教學(xué)方法。傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)完全靠教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，無(wú)法做到以學(xué)生為中心，因此我們提倡采用分組討論式的教學(xué)方法，教師根據(jù)學(xué)生的知識(shí)水平和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分組，從GIS空間分析前沿和熱點(diǎn)問(wèn)題中篩選出數(shù)個(gè)不同的選題。各小組圍繞自己課題收集到的資料、研究背景、研究意義、研究方法、技術(shù)路線及可行性等進(jìn)行開(kāi)題匯報(bào)、中期考核和終期答辯，并有教師與同學(xué)進(jìn)行提問(wèn)。通過(guò)這樣一個(gè)“被動(dòng)轉(zhuǎn)主動(dòng)”的教學(xué)方法改革，給學(xué)生帶來(lái)的好處是非常明顯的，學(xué)生課堂發(fā)言更加活躍，學(xué)習(xí)的積極性明顯提高，提出值得思考的問(wèn)題更多，給教學(xué)過(guò)程帶來(lái)了方便、注入了活力。

2.引入現(xiàn)代化教學(xué)方法。在課堂上引入與課程相關(guān)的PPT、視頻、圖片、網(wǎng)站、軟件來(lái)輔助加深學(xué)生的理解。GIS空間分析課程特別強(qiáng)調(diào)分析數(shù)據(jù)、分析方法和分析結(jié)果的可視化表達(dá)，一個(gè)內(nèi)容充實(shí)、圖表豐富的PPT可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)氛圍，使抽象的GIS理論和思維過(guò)程具體形象地展現(xiàn)出來(lái)。現(xiàn)代化的教學(xué)方法為GIS空間分析的課程講授提供了新的平臺(tái)，越來(lái)越多的學(xué)生使用現(xiàn)代化的技術(shù)去體驗(yàn)豐富的空間數(shù)據(jù)分析手段和方法，分享和交流空間分析技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生在充分感受到現(xiàn)代化教學(xué)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，為自身知識(shí)體系的豐富和完善提供了新的途徑，從而能夠循序漸進(jìn)地學(xué)好本門(mén)課程，為將來(lái)從事相關(guān)工作打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、考核模式改革

《GIS空間分析》課程的考試改革提出采用“過(guò)程性考核+期末考核”成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式，其中過(guò)程性考核由“課堂考核+小組匯報(bào)+實(shí)驗(yàn)報(bào)告”三部分構(gòu)成[5]；期末考核指期末閉卷考試。各部分成績(jī)考核的內(nèi)容及所占的比例如下：過(guò)程性考核占總成績(jī)的50%，其中課堂考核占15%，包括課堂聽(tīng)講情況，到課率、課堂提問(wèn)、平時(shí)作業(yè)等；小組匯報(bào)占20%，考察小組研究性學(xué)習(xí)的匯報(bào)情況，針對(duì)小組對(duì)GIS應(yīng)用問(wèn)題的調(diào)研考察匯報(bào)和成果分析匯報(bào)評(píng)定研討小組成績(jī)；實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)占15%，重點(diǎn)考察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)于GIS軟件空間分析操作的掌握情況；期末閉卷考試約占總成績(jī)的50%。

四、結(jié)語(yǔ)

《地理信息系統(tǒng)空間分析》課程的教學(xué)改革本著以學(xué)生為中心、研究性、激勵(lì)性的原則，注重對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評(píng)價(jià)體系的改革，通過(guò)引入實(shí)例分析、拓展教學(xué)內(nèi)容、改變教學(xué)理念，將分組討論和現(xiàn)代化的教學(xué)方法相結(jié)合，建立健全完善的考核指標(biāo)體系，一方面調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，另一方面也鍛煉了學(xué)生在GIS專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的實(shí)踐能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在本課程的教學(xué)改革中還存在很多問(wèn)題，需要在教學(xué)中針對(duì)不同研究興趣的GIS專(zhuān)業(yè)的學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性地培養(yǎng)，有利于學(xué)生在不同的應(yīng)用領(lǐng)域掌握地理信息科學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李少英，陳健飛，林媚珍，王芳.“GIS空間分析原理與方法”課程教學(xué)改革探索.科教文匯，2016，（01）：60-64.

[2]王磊，何雪云.通訊原理課程教學(xué)改革的探索與研究[J].教育現(xiàn)代化，2018，（19）：100-101.

[3]林曉玲.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)視角下高?？鐚W(xué)科創(chuàng)新課程體系的構(gòu)建探析[J].大學(xué)教育，2017，（01）：1-5.

[4]宋義林，高樹(shù)枚，陳剛.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的研究性教學(xué)模式的探索與實(shí)踐[J].黑龍江高教研究，2014，（06）：142-144.

[5]盧曉東.考試如何激發(fā)創(chuàng)新[J].教育學(xué)術(shù)月刊，2017，（02）：3-18.