鄧美容　鄭文武　劉曉燕

摘要：該文對我國GIS實驗教學現狀進行分析，并以我系“GIS原理”課程教學改革為例，探討了基于項目課題模式的GIS實驗課程設計，以“鄉(xiāng)鎮(zhèn)級土地利用數據庫建立及成果分析”為例，提出了我系“GIS原理”的實驗課程方案。該方案的實施對培養(yǎng)學生動手能力和獨立解決問題的能力有較好的提升作用。

關鍵詞：項目課題模式；GIS原理；課程設計

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）08-1828-03

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）是一門集計算機科學、人工智能、網絡通訊技術、地理學、測繪學、環(huán)境科學、城市科學、空間科學、信息科學和管理科學等為一體的新興邊緣交叉學科，它的涉及面廣、技術性強、應用領域多。目前，全國有500多所高校開設了與GIS相關的專業(yè)和課程[1]。但各個高校所依托的學科部門不同，在GIS教學課程設計上也各有側重。但“GIS原理”作為該專業(yè)的一門重要的、核心基礎課程，在很多學科專業(yè)都有學習。以我系為例，我系現有地理科學、旅游管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃和GIS四個專業(yè)，除旅游管理外，其他三個專業(yè)都開設了該課程，旅游管理也有一門專門的“旅游GIS”作為選修課。而該門課程理論性和實踐性都很強，只學理論或者只學實踐都是不合理的。因此，我系該課程的安排都是理論和實踐并重，在教學方法上不斷探索和改進，探索先進有效的教學理念和方法已經成為GIS教學的教改熱點。

基于項目課題的教學模式，也稱為項目驅動的教學模式，是一種建立在建構主義教學理論基礎上的新方法，建構主義學習理論認為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學習者在一定的情境下，借助他人的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構方式獲得的探究式教學模式。與傳統(tǒng)的教學方法相比，“項目驅動”教學法能更大地激發(fā)學生的學習興趣和求知欲望，充分調動學生的學習積極性和主動性，從而培養(yǎng)學生自主學習、分析問題、解決問題的能力和協(xié)作、創(chuàng)新、探索的精神[2]。該文主要探討基于項目課題模式的“GIS原理”課程設計方案。

1 地理信息系統(tǒng)實驗課程教學現狀分析

1.1 國內外現狀教學現狀

國外教學靈活多樣，學生采用小課堂，教師不再是課堂的主體，學生也不是被動的接受和聽課，而是通過自己發(fā)掘的問題，采用小組討論的方式進行探討。我國在“GIS原理”教學中，大多還采用傳統(tǒng)的授課式，實驗安排也是按照理論-實踐-理論-實踐的大體思路[3-4]。該方法具有一定有優(yōu)點，學生在理論知識學過后馬上進行相應的實驗，便于對所學的理論知識盡快的消化和理解，這有利于后續(xù)理論知識的學習；但該方法對實驗課程采取分散學習的方法，學生僅僅熟悉部分的軟件操作，自身很少進行技能的總結和聯(lián)通，容易造成學過就忘、考過就忘的現象。通過對很多同學調查發(fā)現，70%的同學都認為，該方法不利于實驗課學習。

1.2 我?！癎IS原理”教學現狀

根據教育部教學改革精神，我校對GIS專業(yè)實驗教學進行討論，加重應用型學科的實驗教學部分，增強學生動手能力和綜合分析問題的能力。在專業(yè)課開設上，實驗課比重上升，一種方式是將原理論部分和實驗部分課時量均比較大的課程，分為兩門課程，實驗課作為技術學習單獨列為一門課程，以GIS二次開發(fā)為例，原來的一門課程54個學時，現在修改為兩門課，一門課以理論為主，另一門為專門實踐課，兩門課程的學時總計84學時，大幅度提升了實驗時間。第二種方式是在原理論課程基礎上，增加了為期一周的專業(yè)課程設計。通過一周的專項實驗來全面提升學生的動手能力和獨立解決問題的能力。如“GIS原理”、“計算機地圖制圖”、“遙感技術與應用”等。

2 課程設計要求

2.1 注重實驗項目的綜合性、連貫性

實驗內容設計不能僅僅依靠參考書一個小項目一個小項目的完成，實驗數據要求學生自己獲取，項目盡可能跟老師的科研課題或參與的橫向課題一致，這樣既保證了項目的意義，又能充分利用教師的科研成果。實驗不再是枯燥的簡單操作，而有了一定的研究價值。

2.2 培養(yǎng)學生獨立解決問題的能力

實驗項目以小組為單位，小組成員可對實驗中遇到的問題進行討論，并查閱相關的資料進行解決。實驗具體方案也由小組成果共同制定，方案的正確與否在后一階段的實驗中會得以檢驗。通過學生獨立自主思考，而不是老師按步驟指導來完成項目。

2.3 項目階段由易到難，總體難易程度適宜

實驗項目設計難易適當，既不打擊學生的學習興趣，又不過于簡單。各階段內容由易到難，循序漸進，一步步培養(yǎng)學生的興趣。盡可能結合老師自身的項目完成，項目具有更多的實踐價值。

3 基于項目課題模式的GIS專業(yè)實驗課程設計

項目驅動教學模式基于項目課題模式的實驗課程，擯棄傳統(tǒng)教學中教師和學生的教與學的主動被動關系，以課題模式設計實驗內容，避免傳統(tǒng)教學對實驗內容獨立演示，菜單操作，學生簡單重復模擬的弊病，注重對軟件應用的獨立性和自主性，提高自主分析問題和解決問題的能力。教師通過設定的課題，要求學生個人或者以小組模式進行問題分析和討論，并學會自主查詢相關資料以幫助對問題的解決，這種方式能最大的讓學生參與到問題的分析與解決中來，而不是老師提出解決思路，步驟，學生僅僅完成機械性操作。

以“GIS原理”為例，傳統(tǒng)教學強調知識點，如數據編輯與采集、數據格式轉換，空間數據庫建立，空間分析等等，每個實驗之間是相互獨立的，并且都由教師預先準備好實驗數據，教師提出任務和具體要求，學生只需按每個實驗分步完成就可以了。該方法讓學生在實驗中注重簡單的操作而忽略了對問題的分析和每步數據之間的銜接性，在以后參與實際項目時，學生稍微遇到點問題就不知從何入手。

在此基礎上，我們提出將所有實驗內容串聯(lián)起來，通過一個較為完整的系統(tǒng)性項目，讓學生從數據準備開始全部自己完成，如果前期數據完成不好，則會影響到后期的進一步數據處理，通過該種方法，鍛煉學生在完成項目時全面思考，注意前后數據間的銜接和分析。

3.2 基于項目課題模式的課程實驗設計

根據以上基本思路，我系“GIS原理”課程實驗設計采取項目課題模式，整個課程實驗為期1周，學生采用小組模式，5人左右為一個實驗小組，共同負責一個實驗項目。項目題庫由專業(yè)教研室老師共同討論擬定，一般10-15個供選擇，各實驗小組在題庫中自由選擇項目。一經選定，后續(xù)的所有實驗階段都以該項目為準，不能隨意變更。下面以實驗項目“鄉(xiāng)鎮(zhèn)級土地利用數據庫建立及成果分析”為例，介紹該課程的設計思路。

每一個階段都會進行成果匯報，各小組推選1～2人進行該組項目的成果報告，并進行成果展示，同時對遇到的問題及解決辦法進行交流，其他組同學可以提問并給出好的建議。全班所有同學對改組實驗結果進行成績評定，學生評價與教師評價各占50%，最為該組實驗成績。四個階段的平均成績作為該組最后的實驗課程成績。

4 結論

我系通過對該課程的綜合改革，實驗教學安排上，隨理論課堂的實驗課時由以前的28課時減少到14課時，但在課程結束后，專門開設為期1個星期的專業(yè)課程設計。這樣，既滿足了學生平時對軟件基本操作的學習，同時又滿足了對項目課題的綜合性實習；既結合理論進行了驗證性實驗，又有較大規(guī)模的綜合能力培養(yǎng)，學生獨立處理問題和分析問題的能力得到較大的提升?；陧椖空n題模式的課程實驗設計，能盡可能地帶動學生完成一個完整的項目或課題，且各階段相互銜接，也可以促進學生在每一個后續(xù)階段對前一階段的結果進行檢驗和改正。我系學生通過該方法的學習，反饋回來的意見總體較好，很多同學表示，通過為期一周的學習，對軟件應用不再迷茫和畏懼，綜合能力得到提升，團隊協(xié)作也進一步加強。

參考文獻：

[1] 劉國棟，王政霞.案例教學法在GIS原理教學中的應用與實踐[J]，礦山測量，2011，6（3）：90-92.

[2] 汪海濱，楊振宇.項目驅動教學模式在軟件技術專業(yè)教學中的研究與應用[J].電腦知識與技術，2009，4（5）：3173，3176.

[3] 湯國安，周衛(wèi).地理信息系統(tǒng)課程的設計與實踐[J].地球信息科學， 2005（6）.

[4] 劉丹丹，王延亮.地理信息系統(tǒng)專業(yè)實踐教學內容改革的研究[J].測繪工程，2008（8）：74-76.

[5] 田雨，林宗堅.地理信息系統(tǒng)GIS課程實驗教學體系改革[J].實驗室研究與探索，2006，25（11）.

[6] 李亦秋，董廷旭，鄧小菲.基于MAPGIS的地理信息系統(tǒng)課程實驗設計[J].綿陽師范學院學報，2008（2）：136-142.