李 玲，劉正綱,王崇倡

(遼寧工程技術(shù)大學 測繪與地理科學學院，遼寧 阜新 123000)

地理信息科學(Geographic Information Science，GIS)是2012年教育部高等學校本科專業(yè)目錄中新改的專業(yè)，屬于地理科學專業(yè)類，原名是地理信息系統(tǒng)[1]。計算機制圖實習是許多高校GIS專業(yè)的必修環(huán)節(jié)[2-4]，是在掌握地理信息系統(tǒng)原理、地圖學、計算機制圖、ArcGIS應(yīng)用及開發(fā)技術(shù)等相關(guān)課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上開設(shè)的一門集中實踐課程，旨在通過該課程使學生熟練掌握和使用GIS軟件進行建庫、數(shù)字化、后期數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢查、制圖表達等一系列流程。該課程更加重視培養(yǎng)學生的動手實踐能力[5-7]、知識綜合運用能力、分析和解決問題的能力，以更好地適應(yīng)我國經(jīng)濟建設(shè)和科學發(fā)展對GIS專業(yè)人才的迫切需求[8-9]。

1 存在問題

目前該課程存在的主要問題有：1)課程定位不準確：據(jù)不完全統(tǒng)計，截止到2013年，全國開設(shè)地理信息科學專業(yè)的高校超過170所，有將近30%的院校具有測繪學科和專業(yè)背景[10]，導致在GIS課程設(shè)置、內(nèi)容和就業(yè)方面都側(cè)重于測繪行業(yè)，而目前GIS的應(yīng)用已不局限于為測繪行業(yè)提供制圖服務(wù)，更主要的是為國土、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等多個行業(yè)提供空間數(shù)據(jù)管理、分析和輔助決策等服務(wù)；2)內(nèi)容設(shè)置不合理：在內(nèi)容上更重視制圖表達，無法實現(xiàn)后期GIS建庫與制圖表達的一體化[11]，無法滿足空間分析、系統(tǒng)開發(fā)和地圖服務(wù)對空間數(shù)據(jù)的要求；3)沒有達到實際工程項目要求：由于大部分高校GIS專業(yè)的教師沒有GIS企事業(yè)單位工作經(jīng)歷，缺乏實際工程項目經(jīng)驗，所以導致在任務(wù)設(shè)計上過于簡單，沒有參考相關(guān)行業(yè)標準和規(guī)范，與GIS行業(yè)應(yīng)用相脫節(jié)，使學生無法真正了解GIS行業(yè)需求；4)教學模式不恰當：GIS教學受傳統(tǒng)教學思維的影響，所以導致：①課程內(nèi)容主要是驗證性內(nèi)容，實習指導書中對具體的實現(xiàn)方法做了硬性規(guī)定，學生機械地上機操作，這就失去了培養(yǎng)學生分析問題、解決問題能力的機會；②實習數(shù)據(jù)和實習任務(wù)單一，無法避免學生抄襲現(xiàn)象的發(fā)生；③課程主要以最終實習報告來評定成績，忽略學生學習能力的培養(yǎng)過程。

2 改革和實施

2.1 教學改革措施

為了解決上述問題，本文從課程定位、實習內(nèi)容、實習項目、教學模式等方面進行系統(tǒng)的改革。

1)明確課程定位。借鑒國內(nèi)高校GIS專業(yè)的相關(guān)課程設(shè)置[4, 12]，并組織校內(nèi)專家和企業(yè)專家共同修訂課程大綱，制定制圖人才培養(yǎng)方案和實習指導書，不再過分強調(diào)測繪行業(yè)對制圖人才的需求。

2)增加GIS建庫與制圖一體化、綜合性實習內(nèi)容。傳統(tǒng)的計算機制圖主要是以地圖符號化、地圖整飾、制圖輸出為主要目的，而沒有考慮到后期的數(shù)據(jù)入庫管理、空間分析、地圖發(fā)布、系統(tǒng)開發(fā)對數(shù)據(jù)的需求，所以本實習重新制定了制圖的作業(yè)流程，加入了后期數(shù)據(jù)處理，使其可以同時滿足制圖與GIS數(shù)據(jù)建庫的要求。

3)凝練具有工程實踐背景的實習項目。實習項目是以數(shù)據(jù)采集到制圖輸出的完整生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程技術(shù)[13]。這類項目更重視培養(yǎng)學生的工程設(shè)計能力[14-15]，是GIS實踐教學體系的有益補充。

為了使學生更好地了解GIS行業(yè)對制圖人才的要求，使學生掌握行業(yè)規(guī)范和行業(yè)標準，提高綜合運用所學知識解決實際工程問題的能力，我院與南京國圖信息產(chǎn)業(yè)有限公司合作，用來自該公司的實際生產(chǎn)項目代替原有的實驗，結(jié)合已學習的基礎(chǔ)理論知識和國家相關(guān)制圖標準，設(shè)計開發(fā)出了從數(shù)據(jù)采集到制圖輸出完整流程的制圖內(nèi)容。

4)采用開放式教學模式。開放式教學模式是為有效培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為目標，以增強學生實踐動手能力和知識綜合運用能力為培養(yǎng)重點，充分調(diào)動和激發(fā)學生學習的主動性和積極性，注重學生差異化教育的一種新型教學模式[13]。

開放式的教學目標和教學內(nèi)容：該實習中僅提供制圖的作業(yè)流程和各步驟對成果的要求，而不對具體的操作步驟和實現(xiàn)方法做硬性規(guī)定，讓學生通過網(wǎng)絡(luò)搜索、查閱文獻和參考書、小組討論自行解決制圖過程中的問題，可以很好地培養(yǎng)學生解決問題的能力；同時實習也按照學生學習能力的不同，制定了分層次的實習任務(wù)，既有每個學生必須完成的基本任務(wù)，又給優(yōu)秀的學生提供自由發(fā)揮的空間。

開放式的教學環(huán)境和教學時間：不對實習地點和實習時間做硬性規(guī)定，GIS實驗室全天對學生開放，指導教師在實習期間全天在實驗室并且QQ全天在線，學生可以自主決定上機地點、上機時間、教師輔導時間和輔導方式。但明確規(guī)定階段性成果提交的時間，截止日期前提醒一次，過后提交的沒有成績。

考核方式：該實習取消以往只注重實習報告的考核方式，而以實習數(shù)據(jù)成果作為成績的主要評價指標，根據(jù)數(shù)據(jù)成果創(chuàng)新度的不同予以加分，實習報告也不再一味的重視操作步驟，而強調(diào)整個作業(yè)流程的設(shè)計，注重考查學生的獨立思考能力、分析問題能力、解決問題能力、項目管理能力、團隊合作能力和對制圖流程的整體把控能力。

2.2 具體實施

為了培養(yǎng)學生知識綜合運用和解決實際工程問題的能力，根據(jù)改革方案，特制定如下的實施辦法：

1)教學設(shè)計。采用開放式教學模式，并且在內(nèi)容組織和作業(yè)流程中考慮數(shù)據(jù)后期GIS建庫、空間分析、系統(tǒng)開發(fā)、地圖發(fā)布與制圖表達、地圖輸出的需求，一個項目貫穿制圖的整個過程，教學設(shè)計中更加注重知識點之間的關(guān)聯(lián)，這對于學生專業(yè)綜合能力和學習能力的培養(yǎng)起到重要的作用。教學設(shè)計的前后對比如表1所示。

2)教學組織。引入團隊合作和項目管理模式，結(jié)合實際的工程項目，4～5人一組，組內(nèi)成員自行協(xié)商，分工合作，分組完成不同城市的交通圖制作，下面以沈陽城區(qū)圖的項目組織為例，說明如表2所示。

3)考核方法。改革后，總成績=平時成績×10%+實習答辯×10%+實習報告×30%+實習成果×50%。

平時成績：占總成績的10%，每隔3天組織一次階段性驗收，學生需要按照指導書上的時間節(jié)點完成任務(wù)，可以很好地了解和督促學生的實習進展。

表2 沈陽城區(qū)圖的項目組織

實習答辯：占總成績的10%，實習結(jié)束時，組織一次實習答辯，由4名實習指導老師來擔任評委，針對每個學生所完成的任務(wù)提兩個問題，以便更好地檢驗學生對所做內(nèi)容的理解。

實習報告：占總成績的30%，實習結(jié)束每組需要根據(jù)小組的實習成果完成一份實習報告，實習報告要求：①文檔重點強調(diào)整個作業(yè)流程的設(shè)計和設(shè)置，而不是操作步驟；②文檔書寫規(guī)范：所有截圖需要電腦全屏截圖，圖片要清晰，圖片寬度應(yīng)是文檔寬度；打印要墨跡清晰；按照實習報告模板來組織實習報告，避免大家相互之間抄襲；③實習報告要邏輯清晰，層次清楚。

實習成果：占總成績的50%，實習結(jié)束后每組需要提交實習成果一份，實習成果要求：①加載所有成果數(shù)據(jù)的MXD地圖文檔，并配置成相對路徑；②所有的數(shù)據(jù)都存儲到地理空間數(shù)據(jù)庫中；③地物勾畫準確，與影像有很好的貼合度；④數(shù)據(jù)沒有拓撲錯誤和屬性錯誤；⑤地圖配置美觀、合理。

3 教學效果

經(jīng)過兩年的實踐，取得明顯的教學效果，學生解決實際工程問題的能力、團隊合作能力、學習能力等都有明顯的提高。經(jīng)過該實習的訓練，學習能力強的同學，在參加全國GIS技能大賽中獲得三等獎，參加過該實習的同學評價：“該實習在時間、地點、實習步驟上都沒有過多的限制，通過小組討論、網(wǎng)絡(luò)搜索、查閱規(guī)范等方式完成該實習，自己的學習能力、查找資料、分析問題和解決軟件問題的能力獲得明顯提升。”

4 應(yīng)用推廣建議

通過2年的教學探索，為了達到更好的教學效果，在教學過程中還應(yīng)該注意以下幾個問題：①工程實踐項目的選擇：項目選取要難度適中，過于簡單，無法培養(yǎng)學生獨立思考和解決問題的能力；過于難，學生無從下手，規(guī)定時間內(nèi)無法完成實習任務(wù)；②要提供所需的行業(yè)標準和規(guī)范，讓學生的每一步設(shè)置都有理有據(jù)；③注重階段性檢查，防止學生在開放的實習環(huán)境下，產(chǎn)生偷懶的心理，最后草草完成實習任務(wù)。

5 結(jié) 論

實踐證明，本文提出的面向地理信息科學專業(yè)的計算機制圖實習改革模式是行之有效的，不僅增強學生探索專業(yè)問題的興趣，還提高學生的自學能力，為學習能力較強的學生提供更加廣闊的空間，使學生更好地掌握計算機制圖的相關(guān)知識，熟悉和理解GIS行業(yè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)的流程，更加關(guān)注數(shù)據(jù)生產(chǎn)細節(jié)帶來的數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率的差別，提高了學生工程實踐的能力。該模式特別適用在綜合性強、集中實踐的課程中進一步推廣，如“三維建模實習”、“GIS開發(fā)實習”“地理空間數(shù)據(jù)庫實習”等，同時對其他專業(yè)的類似課程也會起到一定的借鑒作用。

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