孫建平，李恕宏，韓　雪（池州學(xué)院　資源環(huán)境與旅游系，安徽　池州　247000）

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非GIS專業(yè)《地理信息系統(tǒng)概論》課程教學(xué)思考

孫建平，李恕宏，韓雪
（池州學(xué)院資源環(huán)境與旅游系，安徽池州247000）

摘要：地理信息系統(tǒng)概論是一門以實踐為基礎(chǔ)的專業(yè)能力課，對于非GIS專業(yè)學(xué)生，該課程的教學(xué)質(zhì)量對學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位能否利用GIS解決工作中的問題具有重要意義，文章以池州學(xué)院為例，在分析課程特點、學(xué)生學(xué)習(xí)特點的基礎(chǔ)上，多方位、多層次地對地理信息系統(tǒng)概論課程教學(xué)進行思考和探索，提出一些有益的建議，并得出一些切實可行的經(jīng)驗.

關(guān)鍵詞:非GIS專業(yè)；地理信息系統(tǒng)概論；教學(xué)

1　引言

地理信息科學(xué)，簡稱GIS，是20世紀六十年代發(fā)展起來的一門交叉學(xué)科，前沿學(xué)科和高技術(shù)學(xué)科，同時也是當前計算機應(yīng)用領(lǐng)域和信息產(chǎn)業(yè)中最具活力，最有發(fā)展前景的學(xué)科[1].GIS發(fā)展最初是為了解決信息資源爆炸式擴張所帶來的一系列資源、環(huán)境、人口等方面的問題，目前已經(jīng)滲透到了各個學(xué)科、各個領(lǐng)域，因此本科教學(xué)中，除了地理信息科學(xué)專業(yè)外，很多相關(guān)專業(yè)，如資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、測繪工程、城市規(guī)劃等也都開設(shè)GIS相關(guān)課程，且數(shù)量在逐漸增多[2-4].要求學(xué)生通過對GIS課程的學(xué)習(xí)掌握GIS相關(guān)知識，能夠利用GIS技術(shù)解決本專業(yè)問題，這對學(xué)生就業(yè)或者繼續(xù)深造有著非常重要的意義.但是非GIS專業(yè)開設(shè)的GIS相關(guān)課程較少，絕大部分院校只開設(shè)地理信息系統(tǒng)概論一門課程，而GIS又具有很強的技術(shù)性和實踐性，知識點較多，學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大，有必要對針對教學(xué)中存在的問題進行思考，不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力強的應(yīng)用型人才，滿足用人單位的需求[5-7].

2　地理信息系統(tǒng)概論課程特點分析

該課程具有很強的交叉性和實踐性.因為GIS本身是一門交叉學(xué)科，因此在地理信息系統(tǒng)概論課程的學(xué)習(xí)中，不僅要了解和掌握本學(xué)科的知識，同時經(jīng)常需要用到其他學(xué)科的知識，如數(shù)學(xué)、計算機、地理學(xué)的相關(guān)知識；同時GIS作為一個技術(shù)學(xué)科，具有很強的實踐性.要求學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中形成一個理念，即學(xué)習(xí)GIS課程，要用于解決實際問題，培養(yǎng)一種思維，即空間思維，對于一個地理實體，不僅要考慮它的屬性信息，也要考慮它的空間信息，如地理坐標，與其它地理實體的空間關(guān)系等；掌握一種學(xué)習(xí)的途徑，即實踐，只有通過大量的實踐操作才能很好的掌握這門技術(shù)，服務(wù)所從事的行業(yè)，服務(wù)社會.

3　學(xué)生學(xué)習(xí)特點分析

3.1學(xué)生重實踐、輕理論

因為GIS是一門實踐性很強的學(xué)科，不少學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中簡單的認為只要掌握好軟件操作就可以了，對理論知識不夠重視，甚至認為GIS等同于ArcGIS或SuperMap.事實上，再熟練的軟件操作也必須要有理論的支撐，因為GIS軟件本身并不能去辨別用戶在用其解決什么問題，每個軟件都設(shè)計了很多功能，每個功能可以解決很多問題，只要有滿足格式的數(shù)據(jù)就可以進行操作，并輸出結(jié)果，不管結(jié)果是否正確.例如要對降水量數(shù)據(jù)作插值分析，軟件提供的插值工具有很多，每一種都能得到一種插值結(jié)果，但并不是每一種都適合對降水量數(shù)據(jù)進行插值，有的可能誤差非常大.在教學(xué)的過程中，經(jīng)常會遇到有的同學(xué)用高斯克呂格投影后的數(shù)據(jù)去測算土地面積，可能模型做的看似很完善，用阿爾伯斯投影的數(shù)據(jù)去做交通圖，圖做的很精美，但這毫無意義，因為空間坐標框架就是錯的，因此GIS使用者要有很強大的理論支撐，理論學(xué)習(xí)是非常關(guān)鍵的.

3.2過分依賴老師和指導(dǎo)書，不能主動思考

在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，尤其是在每周的實驗課中，學(xué)生們喜歡做驗證性實驗，愿意按照實習(xí)指導(dǎo)書一步步操作軟件得到最后的實驗結(jié)果，但是大多不會主動思考原理和意義，而且每次課都會做實驗，實驗和實驗之間的關(guān)系并不清楚，如果給一個綜合性或設(shè)計性的題目，要用到哪些學(xué)過的內(nèi)容，先做什么，再做什么，很多學(xué)生就不清楚了，如果在實驗的過程中遇到了問題，與預(yù)期結(jié)果不一致的時候，更愿意請教老師，而不是主動的思考解決.對于培養(yǎng)應(yīng)用型人才，要求學(xué)生要有主動學(xué)習(xí)主動思考的意識，對于學(xué)習(xí)內(nèi)容要做到知其然還要知其所以然.

3.3學(xué)習(xí)興趣不大，有畏難心理，淺嘗輒止

因為GIS是一門交叉學(xué)科，涉及到的知識點多且抽象，與數(shù)學(xué)和計算機關(guān)系緊密，因此對于很多非GIS專業(yè)的學(xué)生，尤其是高中是文科的學(xué)生，對該門課程缺乏興趣，畏難心理也比較普遍，覺得GIS太過復(fù)雜，難以很好的掌握.往往學(xué)會了矢量化和一些簡單的空間分析方法后就踏步不前，淺嘗輒止.教學(xué)中需要有針對性地祛除學(xué)生的“畏難”心理.

4　教學(xué)方法思考

4.1理論和實踐并重，采用多種教學(xué)手段

理論課和實踐課同等重要，要同步進行，即每一章內(nèi)容都要有對應(yīng)的實踐練習(xí)，每一周都要做實驗，達到的目標是理論方法的鞏固提高，和GIS操作技能的培養(yǎng).從教學(xué)角度來講，理論講授和同步實踐是不可分割的教學(xué)環(huán)節(jié)，它解決的問題就是從抽象的理論到形象的方法的轉(zhuǎn)變，以達到對理論的深刻理解，并能做到舉一反三.在理論課教學(xué)中，避免枯燥的“滿堂灌”的教學(xué)模式，靈活采用多種教學(xué)手段和教學(xué)方法，將抽象的知識直觀通俗的傳授給學(xué)生，開辟網(wǎng)絡(luò)平臺進行教學(xué)資源分享和學(xué)習(xí)交流，以幫助學(xué)生更方便地進行深入學(xué)習(xí)和理解.

4.2科學(xué)設(shè)計實踐環(huán)節(jié)體系，靈活開放實驗室

通常為了學(xué)生容易理解理論知識，掌握軟件的操作，教師會針對理論課的教學(xué)內(nèi)容有針對性的設(shè)計多個驗證性實驗，每個實驗對應(yīng)一到兩個知識點，學(xué)生在實驗課上能夠很好地進行操作完成實踐任務(wù)，但缺乏對實驗原理、意義及邏輯關(guān)系的主動思考，學(xué)的內(nèi)容很快“還給老師”，因此要科學(xué)的設(shè)計實踐環(huán)節(jié)體系，在教學(xué)中，嘗試把14個實驗壓縮成6個大實驗完成，如表1所示，每個大實驗又分成幾個部分，環(huán)環(huán)相扣，前面做錯了，后面也會有問題，比如“矢量數(shù)據(jù)的輸入和編輯”實驗，學(xué)生必須知道怎樣進行圖像配準，投影轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫構(gòu)建，矢量化，屬性編輯等操作才能完成這個項目，這就要求學(xué)生必須要清楚整個實驗要做什么，先做什么，再做什么，要求學(xué)生主動的去思考，在經(jīng)過一系列驗證性實驗，保證學(xué)生掌握了基礎(chǔ)操作之后，增加設(shè)計性性實驗來提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力.

在實驗室管理模式方面，為了提高學(xué)生實踐的積極性，培養(yǎng)獨立的空間思維，激發(fā)創(chuàng)新能力，應(yīng)提供良好的實踐環(huán)境，因此GIS實驗室無論在時間場地還是設(shè)備等方面都進行全方位開放以激發(fā)學(xué)生實踐的熱情，鼓勵學(xué)生在課余時間利用實驗室的資源利補做課堂實驗，或者是自己設(shè)計項目、參與學(xué)科競賽等，提高學(xué)生的實踐能力的同時也使實驗資源得到充分利用.

表1　地理信息系統(tǒng)概論實驗項目

4.3編寫適合本專業(yè)使用的教材

目前可以選擇的理論教材和實驗教材很多，但是一般都是針對地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)生編寫的，內(nèi)容過多且無法體現(xiàn)專業(yè)上的針對性，不適合非GIS專業(yè)學(xué)生使用，因此在教材進行編寫時，應(yīng)當注重編寫特定專業(yè)與GIS教學(xué)融為一體的教材，教材的編寫與主專業(yè)有機結(jié)合，并編寫適合學(xué)生上機實驗的指導(dǎo)書.我校測繪工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項目重點是組織教研室相關(guān)教師編寫適合測繪工程專業(yè)使用的GIS教材，目前實驗教材已經(jīng)編寫完成，只有豐富了學(xué)生主專業(yè)的教材內(nèi)容，才能因材施教，提高相關(guān)專業(yè)GIS應(yīng)用人才的培養(yǎng)質(zhì)量.

4.4鼓勵學(xué)生參加學(xué)科競賽，以賽促學(xué)

參加學(xué)科競賽，能夠激發(fā)在校學(xué)生學(xué)習(xí)、應(yīng)用和交流行業(yè)技術(shù)的熱情，增強學(xué)生的創(chuàng)造力和動手能力，且有助于推進素質(zhì)教育及指導(dǎo)教師素質(zhì)[9].在課堂外，鼓勵學(xué)生積極參加各種學(xué)科競賽和創(chuàng)新項目，如“大學(xué)生創(chuàng)新計劃項目”、“安徽省GIS大賽”、“大學(xué)生挑戰(zhàn)杯科技作品競賽”等，輔導(dǎo)學(xué)生課外學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，形成課內(nèi)教學(xué)與課外實踐結(jié)合的良好學(xué)習(xí)機制，推動課外專業(yè)實踐與應(yīng)用的同時也提升了課內(nèi)教學(xué)效果，做到以賽促學(xué).近5年來，在安徽省GIS大賽中，我校資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)學(xué)生獲獎10余項，其中三等獎及以上6項.對于非GIS專業(yè)學(xué)生來說，是一個不錯的成績.參加比賽的過程中，培養(yǎng)了學(xué)生的協(xié)作精神和團隊意識，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高了工程實踐能力，有利于提高GIS專業(yè)實踐教學(xué)的質(zhì)量.

4.5教師積極參加培訓(xùn)深造，教研與科研結(jié)合

GIS是信息行業(yè)，知識更新非?？?，可能課本上還在講的知識，實際應(yīng)用中已經(jīng)淘汰了，為了培養(yǎng)出符合用人單位要求的應(yīng)用型人才，教師要積極參加培訓(xùn)和深造，時刻關(guān)注行業(yè)的發(fā)展，吸取新的知識，在授課的過程中進行適當引導(dǎo)，并且要積極參與科研項目，提高自身的學(xué)術(shù)科研水平，將科研與教學(xué)緊密結(jié)合起來，以達到學(xué)術(shù)研究與教學(xué)工作的協(xié)調(diào)發(fā)展與良性互動.堅持科研反哺教學(xué)的理念，根據(jù)地理信息系統(tǒng)概論課程的內(nèi)容及特點，以科研為先導(dǎo)，將科研成果、經(jīng)驗和工程案例引入課堂教學(xué)，讓教學(xué)內(nèi)容更加充實生動，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.倡導(dǎo)學(xué)生參與到老師的科研項目中來，實現(xiàn)理論知識和科研項目的結(jié)合，幫助學(xué)生理解GIS技術(shù)的實際價值和意義，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，為學(xué)生就業(yè)和繼續(xù)深造打下良好的基礎(chǔ).

4.6加強實例教學(xué)，消除畏難心理，提高興趣

學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程前可能對GIS了解不多，開始學(xué)習(xí)后，接觸GIS眾多概念和知識點時，常會感到復(fù)雜又枯燥，在授課時不能上來就講概念和算法，而是由一些實例切入，根據(jù)學(xué)生的專業(yè)講一些實際的案例，比如城市規(guī)劃專業(yè)的學(xué)生可以講一下利用GIS進行智慧城市，數(shù)字國土的建設(shè)，對于環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生可以講一下如何利用GIS進行石油污染事故分析、如何進行PM2.5的時空變化分析等，先提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生意識到學(xué)習(xí)這門課程不僅僅是為了完成學(xué)分，而是充滿趣味又有實際意義的，對于非專業(yè)學(xué)生，知識點講解也是從應(yīng)用的角度出發(fā)，盡量與實際相結(jié)合，將抽象的理論通俗化，不過分拘泥于課本，與專業(yè)相關(guān)緊密的內(nèi)容可以多講一些，過于復(fù)雜的算法也可以適當刪減.

5　結(jié)束語

作為一門專業(yè)能力課，地理信息系統(tǒng)概論課程具有很強的應(yīng)用性和實踐性.文章結(jié)合該課程特點和學(xué)生特點，對教學(xué)方法進行了思考和探索，提出了以下建議：理論和實踐并重，采用多種教學(xué)手段；科學(xué)設(shè)計實踐環(huán)節(jié)體系，靈活開放實驗室；編寫適合本專業(yè)使用的教材；鼓勵學(xué)生參加學(xué)科競賽，以賽促學(xué)和教師積極參加培訓(xùn)深造，教研與科研結(jié)合.為了滿足社會對應(yīng)用型人才的需求，增強學(xué)生就業(yè)競爭力，還需要不斷進行教學(xué)思考和改革，切實提高學(xué)生專業(yè)水平.

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基金項目：2013年度池州學(xué)院質(zhì)量工程項目（2013XZLBZ17）；2013年度池州學(xué)院教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項目（2013XZYZG04）

收稿日期：2015年10月18日

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

文章編號：1673-260X（2016）01-0252-03