地球科學(xué)類專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)中學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)

李曉燕

摘要：根據(jù)GIS目前的應(yīng)用范圍和發(fā)展趨勢(shì)，闡述GIS在學(xué)生地學(xué)觀、地學(xué)實(shí)踐能力、綜合分析能力、創(chuàng)新性學(xué)習(xí)能力等方面培養(yǎng)中的作用。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)模式等方面探討了該課程教學(xué)中應(yīng)該注意的一些問(wèn)題，為GIS教學(xué)質(zhì)量的改善提供借鑒。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；課程教學(xué)；綜合素質(zhì)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）07-0172-02

進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，人類社會(huì)正從工業(yè)經(jīng)濟(jì)邁向知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，一場(chǎng)以信息技術(shù)為核心的革命正在深刻改變著人類生活與社會(huì)的面貌，作為全球信息化浪潮重要組成部分的地理信息系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱GIS）的建設(shè)與應(yīng)用日益引起科技界、企業(yè)界和政府部門(mén)的廣泛關(guān)注。從數(shù)字北京到數(shù)字奧運(yùn)，從數(shù)字地球到智慧城市，從大數(shù)據(jù)到云計(jì)算，無(wú)不需要GIS技術(shù)的支持。GIS是現(xiàn)代社會(huì)持續(xù)發(fā)展、資源合理規(guī)劃利用、城鄉(xiāng)規(guī)劃與管理、自然災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與防治等的重要技術(shù)手段，已成為地學(xué)研究走向定量化的最主要的科學(xué)方法之一。地理信息系統(tǒng)課程（GIS）是地理信息系統(tǒng)專業(yè)本科生的核心基礎(chǔ)課程，也是地理、地質(zhì)、測(cè)繪、資源、環(huán)境等相關(guān)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)有140多個(gè)學(xué)校開(kāi)設(shè)地理信息系統(tǒng)專業(yè)，更多的相關(guān)專業(yè)開(kāi)設(shè)了地理信息系統(tǒng)必修或選修課程。地理信息系統(tǒng)課程在地球科學(xué)及相關(guān)專業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，課程地位也越來(lái)越重要，其先進(jìn)的高新技術(shù)和廣泛的適用性激發(fā)了學(xué)生對(duì)該課程的濃厚興趣。如何提高教學(xué)質(zhì)量，提升教學(xué)效果，在GIS教學(xué)中滲透綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，是一個(gè)重點(diǎn)需要考慮的問(wèn)題。本文結(jié)合GIS技術(shù)性學(xué)科的特點(diǎn)，突出技術(shù)性學(xué)科課程中專業(yè)特點(diǎn)的滲透，探討該課程的教學(xué)認(rèn)識(shí)和體會(huì)。

一、GIS的學(xué)科特點(diǎn)

GIS是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一門(mén)融計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)繪科學(xué)、遙感、應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息科學(xué)、地球科學(xué)于一身的綜合和集成的信息技術(shù)。伴隨著GIS應(yīng)用的廣泛性和各專業(yè)對(duì)GIS知識(shí)需求量的增大，GIS的課程設(shè)置及教學(xué)模式受到高度重視。深入理解GIS的學(xué)科性質(zhì)是GIS教學(xué)改革及教學(xué)質(zhì)量提高的前提。GIS具有學(xué)科交叉性，與地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)等傳統(tǒng)科學(xué)關(guān)系密切。它既要吸取相關(guān)學(xué)科的精華，逐步形成獨(dú)立的邊緣學(xué)科，又將被相關(guān)學(xué)科所運(yùn)用，推動(dòng)它們的發(fā)展。GIS是一門(mén)技術(shù)引導(dǎo)的多技術(shù)交叉的信息空間科學(xué)，GIS不斷地用新的技術(shù)和方法裝備發(fā)展自己。由于GIS在形式上表現(xiàn)為軟件，GIS學(xué)科的發(fā)展依賴于一定的軟件技術(shù)基礎(chǔ)。隨著人們對(duì)空間信息需求量的增大，對(duì)GIS功能的要求也越來(lái)越高，集成化、智能化是必然的趨勢(shì)，主要體現(xiàn)在GIS與遙感、GPS的集成（“3S”集成），GIS與專家系統(tǒng)的結(jié)合、GIS與GPS、CCD技術(shù)的集成等方面。同時(shí)，GIS來(lái)源于實(shí)踐，應(yīng)用于實(shí)踐，是一門(mén)應(yīng)用性非常強(qiáng)的以應(yīng)用為目的的學(xué)科，實(shí)踐教學(xué)的重要性在地理信息系統(tǒng)課程中已凸顯并受到廣泛重視。即GIS除了具有基礎(chǔ)性和公益性特點(diǎn)，服務(wù)于科學(xué)研究和造福人類外，還具有實(shí)際應(yīng)用并創(chuàng)造價(jià)值的廣闊市場(chǎng)。

二、地球科學(xué)類專業(yè)GIS教學(xué)中學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)

1.地學(xué)觀的培養(yǎng)。地理信息系統(tǒng)是關(guān)于空間信息的理論和方法的科學(xué)，雖然該課程重在地理信息理論和方法的研究，但由于地理信息系統(tǒng)是一種技術(shù)性學(xué)科，表現(xiàn)為軟件的形式，具有一定的工具性，因而許多情況下被認(rèn)為是一種單純的軟件或計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)。以GIS概念為例，許多學(xué)生、甚至長(zhǎng)期從事地理信息系統(tǒng)教學(xué)的教師都認(rèn)為地理信息系統(tǒng)就是一種繪圖工具，把矢量化、數(shù)字化看成了GIS的全部功能，事實(shí)上，地學(xué)空間分析方法才是GIS的核心與精華。在實(shí)際教學(xué)中，要從課程內(nèi)容中結(jié)合實(shí)例不斷地滲透地學(xué)方法及其區(qū)域性、綜合性的特點(diǎn)，使學(xué)生建立正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的地學(xué)觀。

2.地學(xué)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。GIS具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，與其他學(xué)科相比在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力方面有著更廣闊的天地，擔(dān)負(fù)著更重要的使命。和其他計(jì)算機(jī)類技術(shù)課程不同的是，GIS課程，不僅要學(xué)會(huì)理論、學(xué)會(huì)軟件操作，更重要的是要學(xué)會(huì)聯(lián)系實(shí)際，學(xué)會(huì)這些地學(xué)方法在具體解決問(wèn)題時(shí)如何使用。地學(xué)實(shí)踐能力是地球科學(xué)類專業(yè)學(xué)生綜合素質(zhì)能力的重要組成部分，沒(méi)有以地學(xué)實(shí)踐能力培養(yǎng)作為基礎(chǔ)的GIS教育是一種“低能教育”，培養(yǎng)具有GIS基礎(chǔ)理論、方法與應(yīng)用技術(shù)的高素質(zhì)綜合型人才成為高校GIS課程的最終目標(biāo)。

3.綜合分析能力的培養(yǎng)。GIS最大的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)多來(lái)源、多時(shí)態(tài)空間信息的集成與綜合分析，較傳統(tǒng)分析方法而言，具有宏觀性、動(dòng)態(tài)性、綜合性的特點(diǎn)。用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行分析問(wèn)題時(shí)，會(huì)涉及到諸多因素及學(xué)科，通過(guò)各要素之間關(guān)系的分析與情境模擬，可以對(duì)野外實(shí)踐和各學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)起到輔助作用，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力的作用。

4.創(chuàng)新性學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新性學(xué)習(xí)一直是我國(guó)教育教學(xué)的一種理念，包括清華大學(xué)、北京大學(xué)、吉林大學(xué)等在內(nèi)的一些綜合性大學(xué)都先后開(kāi)展了創(chuàng)新性學(xué)習(xí)在本科生教育中運(yùn)用的探索?！肮び破涫拢叵壤淦鳌保珿IS以其先進(jìn)的手段、高度的綜合性、廣泛的適用性，為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性學(xué)習(xí)與研究提供了基礎(chǔ)。GIS課程學(xué)習(xí)中，要重視培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，可以通過(guò)多種情境模擬，展示學(xué)生自己的思維，并將思維與創(chuàng)新意識(shí)結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力，為學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮提供了廣闊的空間。

三、教學(xué)實(shí)踐探討

鑒于GIS課程性質(zhì)及其學(xué)科特點(diǎn)，實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)該注意以下問(wèn)題。

1.注重GIS課程學(xué)習(xí)中應(yīng)用實(shí)例的分析。在實(shí)例分析時(shí)重點(diǎn)講解GIS技術(shù)的科學(xué)性、綜合性。實(shí)例分析以任課教師近年來(lái)主持或參加的科研項(xiàng)目為素材，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠更好地把研究中的細(xì)節(jié)問(wèn)題講清楚，而不是局限于照本宣科。實(shí)例講解時(shí)，不僅讓學(xué)生了解和掌握該學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)，還要注重收集礦產(chǎn)資源、生態(tài)環(huán)境和綜合應(yīng)用等不同層次、不同領(lǐng)域的研究成果。這有利于學(xué)生掌握GIS技術(shù)在專業(yè)中的應(yīng)用狀況，起到觸類旁通的作用。

2.處理好GIS理論與上機(jī)實(shí)踐的關(guān)系。在技術(shù)類課程中，學(xué)生通常比較重視上機(jī)的內(nèi)容，認(rèn)為理論的內(nèi)容無(wú)足輕重，只要會(huì)上機(jī)操作就可以了。但實(shí)踐需要理論的指導(dǎo)，如果不懂原理，就相當(dāng)于“無(wú)源之水、無(wú)根之木”，很難透徹地理解操作過(guò)程，達(dá)不到舉一反三的效果。如果只死記硬背原理和方法，不進(jìn)行實(shí)際上機(jī)操作，就失去了地理信息系統(tǒng)技術(shù)性、實(shí)踐性、應(yīng)用性的特點(diǎn)，失去了課程設(shè)置的意義。

3.鼓勵(lì)學(xué)生多途徑解決問(wèn)題。GIS是一種空間分析的技術(shù)方法，對(duì)任何問(wèn)題的解決，其方案都不是唯一的。如我們?cè)谶M(jìn)行緩沖區(qū)與疊加分析綜合練習(xí)時(shí)，學(xué)生們自己提出的方案就有四種，通過(guò)一個(gè)問(wèn)題多種方案的訓(xùn)練，能夠培養(yǎng)學(xué)生善于思考、勤于動(dòng)手的習(xí)慣。

綜上所述，GIS技術(shù)的綜合性不斷提高，趨向于集成化發(fā)展，其綜合應(yīng)用的領(lǐng)域不斷推廣，從而決定了GIS課程是一門(mén)動(dòng)態(tài)很強(qiáng)的課程。這對(duì)任課教師的知識(shí)更新能力提出了挑戰(zhàn)，同時(shí)，也為地學(xué)類學(xué)生提供了較好的發(fā)展機(jī)遇。

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