[摘 要]地理信息系統(tǒng)融合了地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科知識(shí)，是一門交叉學(xué)科，具有強(qiáng)大的生命力。通過強(qiáng)化GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程群設(shè)計(jì)，采取項(xiàng)目示范型、團(tuán)隊(duì)協(xié)作型、開發(fā)競(jìng)賽型、校企合作型、軟件測(cè)試型、就業(yè)引導(dǎo)型等多種教學(xué)模式，可以增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力，提升教學(xué)團(tuán)隊(duì)，優(yōu)化教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]地理信息系統(tǒng) 設(shè)計(jì)與開發(fā) 地方院校 教學(xué)質(zhì)量

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）16-0042-03

地理信息系統(tǒng)（Geographical information system，簡(jiǎn)稱GIS）融合了地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科知識(shí)，是一門交叉學(xué)科，具有強(qiáng)大的生命力。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的高速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)展現(xiàn)了超凡的學(xué)科融合能力，應(yīng)用的深度和廣度迅速提升。到目前為止，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在國(guó)土、測(cè)繪、氣象、地震、林業(yè)、軍事、水利、環(huán)境、交通、環(huán)保等領(lǐng)域，全社會(huì)對(duì)GIS專業(yè)人才的需求迅速增長(zhǎng)。[1]據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)共有350多所高等學(xué)校近800個(gè)專業(yè)開設(shè)地理信息系統(tǒng)課程。[2]矢量化與建庫(kù)、空間數(shù)據(jù)處理與分析、GIS軟件開發(fā)與系統(tǒng)管理分別是GIS工作人員應(yīng)具備的三個(gè)層次技能。GIS軟件開發(fā)是GIS專業(yè)畢業(yè)生的主要就業(yè)途徑，占GIS從業(yè)人員的32.01%。[3]各高校GIS專業(yè)越來越重視學(xué)生GIS開發(fā)能力培養(yǎng)。[4]地方院校GIS專業(yè)畢業(yè)生主要服務(wù)于地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)以行業(yè)結(jié)合應(yīng)用型為主。故地方院校地理信息系統(tǒng)專業(yè)的GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程以培養(yǎng)學(xué)生從事GIS應(yīng)用項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開發(fā)能力為目標(biāo)，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。地方院校受生源、基礎(chǔ)設(shè)施以及師資條件等影響，GIS設(shè)計(jì)與應(yīng)用教學(xué)效果普遍不盡如人意。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)需要教師具有豐富的行業(yè)設(shè)計(jì)與開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)需要豐富多彩的實(shí)例演示，這就對(duì)教師提出了很高的要求。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)需要學(xué)生具有很強(qiáng)的邏輯思維能力，并具備一定的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)功底。地方院校特別是地方師范類院校地理信息系統(tǒng)專業(yè)女性比例較高，其計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)功底相對(duì)薄弱。鑒于此，筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)內(nèi)容與手段等方面進(jìn)行探討，以期為提高GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)質(zhì)量提供借鑒。

一、GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程教學(xué)特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)開發(fā)目前以組件式開發(fā)為主流。[5]通過專業(yè)地理信息系統(tǒng)平臺(tái)提供的可視化開發(fā)組件，可以快速便捷地搭建自己的GIS應(yīng)用程序，嵌入常見地理信息系統(tǒng)功能，為進(jìn)一步與應(yīng)用行業(yè)融合提供接口。目前，各高校GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)大都采用組件開發(fā)，且一般選用ArcGis，SuperMap，Mapgis，Mapinfo的二次開發(fā)平臺(tái)。

GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程教學(xué)具有如下特征：1.實(shí)踐性強(qiáng)。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)以應(yīng)用開發(fā)為主，需要依靠大量項(xiàng)目實(shí)踐來培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。2.學(xué)科交叉性強(qiáng)。本課程融合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)學(xué)科和具體應(yīng)用行業(yè)學(xué)科知識(shí)，學(xué)科交叉性強(qiáng)，需要學(xué)生具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力、軟件開發(fā)能力和邏輯思維能力，這樣才能很好地將地理信息系統(tǒng)技術(shù)融入行業(yè)應(yīng)用當(dāng)中。3.教學(xué)方式靈活。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)是一門動(dòng)手能力很強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)的以理論講授為主的教學(xué)方式難以滿足課程教學(xué)需要。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)常采用項(xiàng)目教學(xué)法[6]、分組教學(xué)法等，以增強(qiáng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體性、趣味性、能動(dòng)性。因此，GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)的重點(diǎn)不在于理論知識(shí)，而在于實(shí)踐教學(xué)。[7]以實(shí)踐操作深化理論知識(shí)，使得學(xué)生在不斷掌握軟件開發(fā)技能的同時(shí)，完成理論知識(shí)的頓悟。

二、GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程教學(xué)優(yōu)化模式探討

（一）強(qiáng)化GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程群設(shè)計(jì)

GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)是GIS專業(yè)的一門主干課程，需要配套一系列課程構(gòu)建GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程群來輔助教學(xué)。其設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：1.理論與實(shí)踐相結(jié)合，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)；2.因材施教，注重個(gè)性差異；3.堅(jiān)持知識(shí)、能力、素養(yǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展與綜合提高原則[8]；4.注重系統(tǒng)性和完整性；5.以需求為導(dǎo)向，堅(jiān)持課程可調(diào)整性原則。

基于當(dāng)前對(duì)GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)人才的需求以及地方院校課程設(shè)計(jì)情況，GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程群應(yīng)包括計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)庫(kù)概論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、GIS算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)、軟件工程、軟件設(shè)計(jì)模式、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、地理信息系統(tǒng)概論、地理信息系統(tǒng)工程、GIS軟件開發(fā)、WebGis開發(fā)等課程，囊括了GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中所需的大部分知識(shí)，全面反映了“概念—原理—方法—操作—應(yīng)用”五位一體的特征。

（二）多模式的培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

目前，大部分GIS課程理論教學(xué)以教師講授為主，且實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程多采用學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)模式，即由教師進(jìn)行程序演示與操作，再由學(xué)生進(jìn)行模仿或根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書編程重現(xiàn)。在此模仿過程中，學(xué)生往往更多的關(guān)注了代碼的書寫，而未能主動(dòng)思考，不能激起學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，大大降低了程序運(yùn)行成果所獲得實(shí)踐成功的成就感。因此，應(yīng)該采取多種教學(xué)模式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，多角度培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，具體如圖1所示。

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圖1 GIS軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)課程教學(xué)架構(gòu)示意圖

項(xiàng)目示范型。以教師科研成果作為典型案例，從項(xiàng)目的背景、需求、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試進(jìn)行分析、講解、示范以及實(shí)踐，將學(xué)生帶入學(xué)科前沿和具體工程實(shí)踐中，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，讓學(xué)生直觀地感受解決實(shí)際問題的快樂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，充分展現(xiàn)“讀、想、練、用”的教學(xué)要素。

團(tuán)隊(duì)協(xié)作型。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)設(shè)計(jì)項(xiàng)目過程復(fù)雜，涉及面廣，需要發(fā)揮團(tuán)隊(duì)精神，互補(bǔ)互助，達(dá)到最大工作效率。在實(shí)踐教學(xué)中可以將全班學(xué)生分為幾個(gè)小組，根據(jù)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)假設(shè)項(xiàng)目背景擬定題目，教師擔(dān)任指導(dǎo)，由學(xué)生分組自學(xué)、協(xié)作完成教學(xué)工作。小組中一人負(fù)責(zé)問題分析，擔(dān)任項(xiàng)目甲方，負(fù)責(zé)提出需求；一人負(fù)責(zé)與甲方溝通，建立規(guī)范化需求清單；兩人負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)原型快速構(gòu)建；一人負(fù)責(zé)項(xiàng)目測(cè)試；建立系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，全組分工協(xié)作完成系統(tǒng)開發(fā)工作。

開發(fā)競(jìng)賽型。GIS開發(fā)大賽注重學(xué)生的知識(shí)綜合運(yùn)用以及解決實(shí)際問題的能力培養(yǎng)，從選題、需求分析、設(shè)計(jì)、編碼到最后的測(cè)試，周期長(zhǎng)、任務(wù)多樣、難點(diǎn)多，能鍛增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)并磨煉學(xué)生意志，非常接近工作狀態(tài)，能使學(xué)生盡早接受社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)。目前，除ESRI和SuperMap每年均會(huì)舉辦一次全國(guó)性GIS大賽外，很多高校會(huì)舉辦一些校內(nèi)競(jìng)賽，其中GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)均是其重要的競(jìng)賽項(xiàng)目，這為GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)提供了很好的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。

校企合作型。通過與相關(guān)GIS軟件公司合作建立實(shí)習(xí)基地，讓學(xué)生參與具體的項(xiàng)目，為學(xué)生提供進(jìn)入社會(huì)和接觸實(shí)際項(xiàng)目鍛煉的機(jī)會(huì)，使學(xué)生在輔助完成項(xiàng)目的同時(shí)，熟悉項(xiàng)目流程、認(rèn)清重點(diǎn)和難點(diǎn)、提升開發(fā)技能等。同時(shí)加強(qiáng)校企技術(shù)交流，邀請(qǐng)企業(yè)技術(shù)總監(jiān)、項(xiàng)目經(jīng)理舉辦不同類型的專題講座，增強(qiáng)學(xué)生項(xiàng)目閱讀能力。

軟件測(cè)試型。通過對(duì)GIS系統(tǒng)進(jìn)行黑白盒測(cè)試，發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)中的關(guān)鍵點(diǎn)、難點(diǎn)以及常見Bug分布情況，可加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知并提升軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)能力，避免自己在設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中犯同類錯(cuò)誤。

就業(yè)引導(dǎo)型。按照學(xué)生興趣愛好以及就業(yè)意向進(jìn)行應(yīng)用行業(yè)分組，與相關(guān)行業(yè)企業(yè)、協(xié)會(huì)、就業(yè)指導(dǎo)中心建立聯(lián)系，舉辦企業(yè)專題、行業(yè)發(fā)展前沿、就業(yè)指導(dǎo)等講座以及到企業(yè)中參觀學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)流程、觀摩企業(yè)成果，擴(kuò)展學(xué)生學(xué)術(shù)視野與知識(shí)面，了解業(yè)界動(dòng)態(tài)，建立行業(yè)發(fā)展與GIS應(yīng)用交集，縮短學(xué)生與社會(huì)、企業(yè)之間的距離。

（三）圍繞課程群打造教學(xué)團(tuán)隊(duì)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)教學(xué)質(zhì)量起決定性作用，是學(xué)科建設(shè)與發(fā)展最重要的基礎(chǔ)性資源。GIS設(shè)計(jì)與應(yīng)用課程群學(xué)科交叉廣泛，知識(shí)增長(zhǎng)點(diǎn)眾多，發(fā)展迅速，這就需要教師不斷擴(kuò)展學(xué)科領(lǐng)域和提升知識(shí)結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化與提升整個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。地方院校多數(shù)將學(xué)校定位為“教學(xué)為主型”，教研僅限同門或相似課程教師間的交流，根本談不上團(tuán)隊(duì)建設(shè)。[9]眾多實(shí)踐表明，科學(xué)研究是團(tuán)隊(duì)建設(shè)的核心與抓手?？茖W(xué)研究可以以項(xiàng)目為紐帶團(tuán)結(jié)各層次、各學(xué)科人才，凸顯學(xué)科帶頭人與技術(shù)骨干的作用，能形成良好的傳幫帶氛圍，建立以點(diǎn)帶面形成合力的局面。在項(xiàng)目資助與帶動(dòng)下，才能實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉融合、知識(shí)結(jié)構(gòu)更新、人才交流，才能吸引高層次人才來校教學(xué)與研究，形成良性的“引進(jìn)、培養(yǎng)、鍛煉”長(zhǎng)效發(fā)展機(jī)制。因此，可以有針對(duì)性的凝練研究方向，覆蓋GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程群，在科學(xué)研究中建立教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

三、結(jié)語

GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)能力很大程度決定了GIS專業(yè)學(xué)生的就業(yè)前景，是GIS專業(yè)培養(yǎng)的主要目標(biāo)之一。GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，其能力的培養(yǎng)需要綜合性、系統(tǒng)性、多學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)體系支撐。從GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)課程群設(shè)計(jì)以及圍繞課程群打造教學(xué)團(tuán)隊(duì)、多模式實(shí)踐教學(xué)三個(gè)方面可豐富GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)體系，促進(jìn)學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)向主動(dòng)獲取轉(zhuǎn)變，優(yōu)化和提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)質(zhì)量?jī)?yōu)化提高是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，應(yīng)在教學(xué)工作中不斷摸索與總結(jié)，探索新的教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)理論，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)固提升。

[ 注 釋 ]

[1] 邊馥苓.我國(guó)高等GIS教育：?jiǎn)栴}、創(chuàng)新與發(fā)展[J].地理信息世界，2007（2）.

[2] 董雋.高等綜合院校地理信息系統(tǒng)教學(xué)問題探討[J].林區(qū)教學(xué)，2009（1）.

[3] 趙銀軍.高校地理信息系統(tǒng)人才培養(yǎng)探討[J].測(cè)繪與空間地理信息，2010（1）.

[4] 蔡菲，孫英君，單寶艷等.地理信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生GIS軟件開發(fā)能力的培養(yǎng)[J].測(cè)繪通報(bào)，2008（6）.

[5] 鐘廣銳.基于SuperMap Objects的“GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)”課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].地理空間信息，2007（2）.

[6] 黃猛，李攀.項(xiàng)目教學(xué)法在地里信息系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].時(shí)代教育，2012（5）.

[7] 趙冠偉.地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)課程教學(xué)質(zhì)量?jī)?yōu)化探討[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2011（4）.

[8] 劉華琳，龍雨萍.GIS課程體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與課程設(shè)置方案探討[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2007（6）.

[9] 劉益和，張凱.地方院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新研究與實(shí)踐——內(nèi)江師范學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索與創(chuàng)新[J].中國(guó)成人教育，2011（16）.

[責(zé)任編輯：陳 明]