地方應(yīng)用型大學(xué)GIS課程教學(xué)改革研究
——以邵陽(yáng)學(xué)院為例

趙莉莉，范勛承

(邵陽(yáng)學(xué)院 城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，湖南 邵陽(yáng) 422000)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，傳統(tǒng)教學(xué)培養(yǎng)出的畢業(yè)生很難與生產(chǎn)服務(wù)一線緊缺的應(yīng)用創(chuàng)新型人才相匹配，畢業(yè)生就業(yè)難的現(xiàn)象仍在持續(xù)，高等教育結(jié)構(gòu)性矛盾不斷凸顯[1-2].因此，積極推進(jìn)高校轉(zhuǎn)型發(fā)展，勢(shì)在必行.

現(xiàn)今，我國(guó)已經(jīng)建成了世界上最大規(guī)模的高等教育體系，其中，由地方行政部門劃撥經(jīng)費(fèi)的普通高等學(xué)校共有2500多所[3]，地方高校占全國(guó)本科高校的55.5%，顯然已成為我國(guó)高等教育體系的主體部分[4-5].因此，想積極推進(jìn)高校的轉(zhuǎn)型發(fā)展，地方高校應(yīng)是首當(dāng)其沖.

應(yīng)用型本科院校的職責(zé)和使命即為培養(yǎng)應(yīng)用型、技術(shù)型和復(fù)合型的專業(yè)人才[6-7].應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式，應(yīng)是產(chǎn)教融合、協(xié)同育人，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程的對(duì)接[8]，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)，著力促進(jìn)教學(xué)理念、內(nèi)容和方法的改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，以滿足快速發(fā)展的社會(huì)需求.因此，地方高校向應(yīng)用型院校轉(zhuǎn)型才是必由之路.

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)是由計(jì)算機(jī)軟、硬件和不同的方法組成的用來(lái)支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示的系統(tǒng)[9].GIS作為傳統(tǒng)地學(xué)學(xué)科和現(xiàn)代科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，正不斷滲入到各行各業(yè)，并徹底改變?nèi)藗兊墓ぷ鞣绞胶蜕瞽h(huán)境.GIS課程在高校教育不斷改革和優(yōu)化的過(guò)程中，必須與時(shí)俱進(jìn)做出適合時(shí)代的調(diào)整.如何在課程教學(xué)中，既讓學(xué)生牢固掌握GIS的基本原理，又能對(duì)當(dāng)前學(xué)科發(fā)展前沿的方向有準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)；既能夠在有限的課堂時(shí)間完備地講授預(yù)計(jì)的課程內(nèi)容，又能夠讓學(xué)生全程參與并融入學(xué)習(xí)，避免“填鴨式”的被動(dòng)，一直是GIS課程的核心問(wèn)題[10].

邵陽(yáng)學(xué)院是一所地方綜合性應(yīng)用型大學(xué)，GIS課程作為本科專業(yè)的必修課程在城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院下設(shè)的地理科學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、測(cè)繪工程3個(gè)本科專業(yè)開設(shè).通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)了學(xué)生適應(yīng)信息時(shí)代的能力，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)GIS的興趣，越來(lái)越多的學(xué)生畢業(yè)后從事地圖制圖、資源調(diào)查、規(guī)劃等與GIS相關(guān)的工作，拓寬了學(xué)生的就業(yè)寬度和就業(yè)質(zhì)量.本文以邵陽(yáng)學(xué)院為例，針對(duì)非GIS專業(yè)的GIS課程教學(xué)現(xiàn)狀、存在的主要問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)該課程的教學(xué)改革提出幾點(diǎn)建議，以期進(jìn)一步提高該類課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)結(jié)構(gòu)合理、創(chuàng)新實(shí)踐能力較強(qiáng)、潛心服務(wù)基層的高素質(zhì)應(yīng)用型人才.

1 GIS課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題

1.1 教學(xué)現(xiàn)狀

邵陽(yáng)學(xué)院城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院開設(shè)的GIS課程教材選用《地理信息系統(tǒng)教程》(胡鵬，黃杏元，華一新編著)，教學(xué)模式采用理論+實(shí)踐相結(jié)合的方式(見表1).從學(xué)時(shí)上看，各專業(yè)的GIS課程均以理論授課為主，理論學(xué)時(shí)約占總學(xué)時(shí)的2/3.其中，理論教學(xué)以PPT教學(xué)為主，使學(xué)生了解GIS的基本概念、理解空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系，掌握空間數(shù)據(jù)的采集、編輯及空間信息處理方法，空間數(shù)據(jù)的分析功能.實(shí)踐教學(xué)上，采用課前預(yù)習(xí)并撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，課上教師先進(jìn)行操作演示而后學(xué)生自行操作并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)答疑，課后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)QQ或者微信對(duì)學(xué)生的其他問(wèn)題進(jìn)行解答.

1.2 存在的主要問(wèn)題

1.2.1 教學(xué)資源不足

城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院開設(shè)GIS課程的專業(yè)中，地理科學(xué)專業(yè)年均學(xué)生人數(shù)約為60人，城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)年均約為50人，測(cè)繪工程專業(yè)年均約為40人，且2019年，地理科學(xué)專業(yè)開始招收公費(fèi)定向師范生，2019級(jí)學(xué)生人數(shù)增至104人(定向74人，非定向30人)，分2個(gè)班進(jìn)行授課，每班52人.而師資方面，學(xué)院從事 GIS 教學(xué)的專任教師僅2名，需要給上述3個(gè)專業(yè)的學(xué)生上課，人員配備明顯不足.另外，2名專任教師教育背景均為地理學(xué)，缺乏對(duì)GIS的系統(tǒng)性學(xué)習(xí).軟件硬件方面，學(xué)院共有2個(gè)機(jī)房，但城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院6個(gè)專業(yè)(地理科學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、測(cè)繪工程、園林、風(fēng)景園林、土木工程)的部分理論課和實(shí)踐課也在機(jī)房上課，每到新學(xué)期開始，需要結(jié)合機(jī)房課表、各年級(jí)、班級(jí)課表和教師課表進(jìn)行排課，使得GIS課程實(shí)踐教學(xué)的上課時(shí)間無(wú)法合理安排，這就使得實(shí)踐教學(xué)開展受限制.

表1 各專業(yè)GIS課程設(shè)置

1.2.2 教學(xué)模式單一

GIS課程理論部分的教學(xué)方式以課堂講授為主.傳統(tǒng)的課堂講授法有其優(yōu)點(diǎn)，教師通過(guò)講授將教材上的重點(diǎn)知識(shí)傳授給學(xué)生，便于學(xué)生快速的理解和掌握.然而，受教師的專業(yè)化程度、教學(xué)內(nèi)容的性質(zhì)、講授法本身固有的局限性、教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)等諸多因素的限制，教學(xué)效果很難保證[11].特別是像GIS這類課程，理論性和技術(shù)性較強(qiáng)，理論抽象，技術(shù)復(fù)雜，僅靠課上講解學(xué)生很難理解，不便掌握.該課程的實(shí)踐部分以教師的演示操作為主，以學(xué)生自主練習(xí)為輔.學(xué)生多是看教師操作完，自己按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行按部就班的操作，缺乏主動(dòng)思考，鮮有學(xué)生在GIS的應(yīng)用上進(jìn)行更多的探索.另外，各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目間數(shù)據(jù)缺乏聯(lián)系，整體上實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性較差.

1.2.3 課程結(jié)構(gòu)不合理

本院GIS課程面向3個(gè)本科專業(yè)同時(shí)開設(shè)，這就要求授課教師根據(jù)各專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)來(lái)調(diào)整 GIS 課程的教學(xué)內(nèi)容.地理科學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是面向區(qū)域基礎(chǔ)教育改革與發(fā)展需要，培養(yǎng)出能在中學(xué)從事地理教學(xué)、地理教育研究和教學(xué)管理工作的高素質(zhì)教師.然而，測(cè)繪工程和城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)更加注重實(shí)踐能力的培養(yǎng).因此，在教學(xué)過(guò)程中，測(cè)繪工程和城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)應(yīng)適當(dāng)增加實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力.

目前，實(shí)踐教學(xué)分為驗(yàn)證性和綜合性 2個(gè)部分，如表2所示.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目總學(xué)時(shí)為24，根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容設(shè)置相對(duì)應(yīng)的10個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐項(xiàng)目，包括軟件入門基礎(chǔ)、空間數(shù)據(jù)處理和空間分析與應(yīng)用等.測(cè)繪工程專業(yè)的實(shí)踐學(xué)時(shí)為24，即表2中全部的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為1-4，共計(jì)4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目8個(gè)學(xué)時(shí)；地理科學(xué)專業(yè)為實(shí)驗(yàn)1-5和10共計(jì)6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目16個(gè)學(xué)時(shí).然而，實(shí)踐項(xiàng)目的主要內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡脑O(shè)置中，未考慮不同專業(yè)的實(shí)踐側(cè)重點(diǎn)，而是根據(jù)教學(xué)大綱中學(xué)時(shí)的多少來(lái)選擇不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.究其原因主要在于非GIS專業(yè)學(xué)生的軟件基礎(chǔ)背景較差，很難對(duì)專業(yè)針對(duì)性較強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理設(shè)置與安排.

表2 實(shí)踐教學(xué)情況統(tǒng)計(jì)表

2 GIS課程教學(xué)改革探索

2.1 優(yōu)化教學(xué)資源配置

邵陽(yáng)學(xué)院為構(gòu)建與應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)相適應(yīng)的學(xué)科專業(yè)體系，把學(xué)校建設(shè)成為特色鮮明的應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)，正積極實(shí)施“人才強(qiáng)校”的辦學(xué)方略，堅(jiān)定地推進(jìn)學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展.近3年學(xué)校提高了人才引進(jìn)待遇，吸引了眾多人才的加入.城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院近3年從中科院、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、中山大學(xué)等高校引進(jìn)生態(tài)學(xué)、地理學(xué)等專業(yè)博士8名，提高了教學(xué)團(tuán)隊(duì)的學(xué)術(shù)水平.預(yù)計(jì)2020-2021年，再次引進(jìn)計(jì)算機(jī)、GIS方向的博士生2人，提高教師的專業(yè)素養(yǎng).同時(shí)，為提高課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)的信息化水平，學(xué)院每學(xué)年會(huì)組織專任教師參加信息化培訓(xùn)及信息化教學(xué)競(jìng)賽等活動(dòng)，提高教師的專業(yè)技術(shù)水平.

關(guān)于軟硬件配備上，機(jī)房在安排課程時(shí)，以實(shí)踐教學(xué)為主，其他理論課如非必要不能占用機(jī)房資源，讓機(jī)房成為真正的實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)地，發(fā)揮最大作用.同時(shí)，學(xué)院正積極籌措資金，爭(zhēng)取在未來(lái)再建立1-2個(gè)機(jī)房，使得實(shí)踐教學(xué)資源更加豐富，為 GIS 等相關(guān)實(shí)踐教學(xué)改革探索提供了保證.

2.2 創(chuàng)新教學(xué)模式

提高教學(xué)水平必須在大學(xué)掀起“課堂革命”，教師應(yīng)該從舊“三中心”即“教材為中心、教師為中心、教室為中心”向新“三中心”即以“學(xué)生發(fā)展為中心、學(xué)生學(xué)習(xí)為中心、學(xué)習(xí)效果為中心”的教學(xué)范式轉(zhuǎn)變[12-13].例如，以學(xué)生發(fā)展和學(xué)習(xí)為中心應(yīng)該讓教師和學(xué)生成為“學(xué)習(xí)共同體”師生關(guān)系不能止于課堂，而是應(yīng)該課堂教學(xué)與課后輔導(dǎo)咨詢相結(jié)合，通過(guò)相互間緊密的聯(lián)系和頻繁互動(dòng)讓學(xué)生和教師共同進(jìn)步，共同成長(zhǎng).以學(xué)習(xí)效果為中心，可以采用成果導(dǎo)向教育(Outcome-based education,OBE)模式[14]，這就要求教師明確3個(gè)問(wèn)題：①我們想讓學(xué)生取得什么樣的學(xué)習(xí)成果？②如何有效地幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果？③怎么樣檢驗(yàn)學(xué)生是否已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果？通過(guò)以上問(wèn)題教師合理設(shè)置課程內(nèi)容和組織教學(xué)，不斷地通過(guò)成果反饋來(lái)改進(jìn)教學(xué).例如，實(shí)踐教學(xué)上，以綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目10——ArcGIS制圖(表2)為例，設(shè)置本實(shí)驗(yàn)的目的是想讓學(xué)生掌握ArcMap下各種渲染方式的使用方法，能夠自己繪制專題地圖.采用OBE的教育模式，可以通過(guò)教師演示操作，然后讓學(xué)生了解基本操作的基礎(chǔ)上，提供項(xiàng)目案例讓學(xué)生通過(guò)練習(xí)掌握ArcMap下各種渲染方式的使用及各按鈕的位置和功能，最后以小組的方式自擬區(qū)域制作專題地圖來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果.

2.3 優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)

為培養(yǎng)應(yīng)用型人才，理論教學(xué)是基礎(chǔ)，實(shí)踐教學(xué)才是重中之重，根據(jù)不同的專業(yè)需求，在課程實(shí)踐教學(xué)建設(shè)中，就應(yīng)該分門別類，有所側(cè)重.其中，地理科學(xué)專業(yè)在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程應(yīng)在GIS技術(shù)與地理教育相結(jié)合的背景下進(jìn)行，讓學(xué)生充分了解GIS的基本概念及原理，利用GIS技術(shù)制作出與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖像.如利用ArcGIS-ArcToolbox-3D分析功能通過(guò)命令“轉(zhuǎn)換”指定相關(guān)參數(shù)，可以生成三維立體圖像，這樣制作出的圖像就達(dá)到了教材中無(wú)法呈現(xiàn)的效果，使得教學(xué)內(nèi)容更加形象生動(dòng)，挖掘?qū)W生的想象力和創(chuàng)造力.城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)在培養(yǎng)方案中，開設(shè)GIS課程對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求是能運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段和工具的能力，可見該專業(yè)應(yīng)更加注重實(shí)踐教學(xué).因此，在2019年新修訂的人才培養(yǎng)方案中，GIS課程從原本的30學(xué)時(shí)，其中理論22學(xué)時(shí)，實(shí)踐8學(xué)時(shí)(表1)，增加到56學(xué)時(shí)，其中理論32學(xué)時(shí)，實(shí)踐24學(xué)時(shí).在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置上，城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)更側(cè)重于城鄉(xiāng)資源與環(huán)境規(guī)劃分析等的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).在新的培養(yǎng)方案中，GIS課程在測(cè)繪工程專業(yè)上的教學(xué)目標(biāo)是能夠運(yùn)用GIS的基本理論與方法進(jìn)行信息系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)，并在此過(guò)程中綜合考慮各種相關(guān)因素，體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí).在24個(gè)實(shí)踐學(xué)時(shí)未變的情況下，這對(duì)實(shí)踐課程提出了更高的要求.在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置上，除了保留ArcGIS基本操作等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目外，另增設(shè)了綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如利用學(xué)生外業(yè)數(shù)據(jù)成果中的數(shù)字測(cè)圖數(shù)據(jù)及已有的校園電子地圖進(jìn)行校園GIS建設(shè)，達(dá)到測(cè)繪工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo).

3 結(jié)束語(yǔ)

我校在2019年著手制訂新的人才培養(yǎng)方案，并根據(jù)走訪座談和問(wèn)卷調(diào)查等方式收集了往屆畢業(yè)生和用人單位的反饋情況進(jìn)行不斷完善.新的人才培養(yǎng)方案已經(jīng)開始實(shí)施，從通識(shí)平臺(tái)課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)課等課程安排和內(nèi)容設(shè)置上進(jìn)行了全面優(yōu)化，更加切合我校創(chuàng)辦地方應(yīng)用型本科院校的辦學(xué)理念.其中，地方應(yīng)用型高校 GIS 課程體系的改革是一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)的過(guò)程，且更加注重應(yīng)用能力的培養(yǎng).準(zhǔn)確地把握各專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，合理設(shè)置課程體系，注重學(xué)生實(shí)踐技能培養(yǎng)，并不斷摸索創(chuàng)新的實(shí)踐教學(xué)方法和模式，可在一定程度上拓寬非GIS專業(yè)學(xué)生的就業(yè)寬度和就業(yè)質(zhì)量.