魏強(qiáng) 馮松寶

關(guān)鍵詞：地方應(yīng)用型高校;地理信息系統(tǒng)課程;教學(xué)探索

引言

地方應(yīng)用型本科高校以培養(yǎng)高層次應(yīng)用型實(shí)踐技能專業(yè)人才為根本目的，一定程度上有效促進(jìn)了我國(guó)高等教育大眾化發(fā)展的進(jìn)程[1]。由于國(guó)家對(duì)地方應(yīng)用型本科高校認(rèn)可度的提升及專業(yè)指導(dǎo)上的加強(qiáng)，為該類高校帶來了強(qiáng)勁的發(fā)展動(dòng)力[2]。同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)高層次應(yīng)用人才的需求，給此類院校也增加了一定的壓力[3-5]。地方應(yīng)用型本科院校應(yīng)加大力度，探索課程教學(xué)改革，高質(zhì)量完成時(shí)代任務(wù)。地理信息系統(tǒng)作為地質(zhì)類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，關(guān)于其教學(xué)的思考與探索，對(duì)培養(yǎng)符合社會(huì)需求的地質(zhì)類專業(yè)學(xué)生來講意義重大。

一、地理信息系統(tǒng)課程主要教學(xué)內(nèi)容

地理信息系統(tǒng)課程為地質(zhì)類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，安排在大學(xué)二年級(jí)上學(xué)期進(jìn)行授課。其教育教學(xué)方式主要分為兩個(gè)重要部分：第一部分為理論教學(xué)，主要使學(xué)生掌握地理信息系統(tǒng)的基本概念及其基本知識(shí)點(diǎn);第二部分為上機(jī)實(shí)驗(yàn)操作，目的是讓學(xué)生至少熟練掌握地理信息系統(tǒng)軟件的操作。前者主要包括：空間信息基礎(chǔ);空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);空間數(shù)據(jù)庫(kù);空間數(shù)據(jù)采集與處理;空間分析原理與方法;可視化及產(chǎn)品輸出。后者主要包括：MapGIS軟件界面認(rèn)識(shí);空間數(shù)據(jù)輸入與編輯;空間數(shù)據(jù)誤差校正;空間數(shù)據(jù)投影變換;空間數(shù)據(jù)圖形裁剪;矢量數(shù)據(jù)空間分析?？傮w來講，該課程主要培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用課本上的知識(shí)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)手段，為有效解決資源勘查和地質(zhì)勘探中的圖件繪制、資源評(píng)價(jià)和地質(zhì)災(zāi)害防治及預(yù)測(cè)等問題提供科學(xué)幫助和重要參考依據(jù)，并為從事地質(zhì)類相關(guān)專業(yè)工作或繼續(xù)攻讀工學(xué)碩士學(xué)位奠定堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。

二、地理信息系統(tǒng)教學(xué)中的問題

（一） 學(xué)生地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)和測(cè)繪學(xué)知識(shí)相對(duì)薄弱

地理信息系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，對(duì)空間中相互關(guān)聯(lián)的地理對(duì)象進(jìn)行信息的采集、存儲(chǔ)、描述和分析的技術(shù)系統(tǒng)[6]。本課程要求學(xué)生在理論知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，能熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決地質(zhì)與資源勘查中的實(shí)際科學(xué)問題，以此來增加學(xué)生的動(dòng)手與動(dòng)腦能力，培養(yǎng)并深化學(xué)生地質(zhì)方面的知識(shí)。此前，地質(zhì)類專業(yè)學(xué)生未系統(tǒng)接受過諸如此類課程的學(xué)習(xí)，動(dòng)手能力尚有一定的欠缺。因而，關(guān)于地理信息系統(tǒng)方面的基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱，理論和實(shí)踐教學(xué)進(jìn)展不如預(yù)期，學(xué)生上課熱情很難被調(diào)動(dòng)起來。

（二） 課程教學(xué)課時(shí)分配不盡合理

地理信息系統(tǒng)課程在地質(zhì)類專業(yè)培養(yǎng)方案中共設(shè)置36課時(shí)，其中理論課26課時(shí)，上機(jī)實(shí)驗(yàn)課僅10學(xué)時(shí)。該課程理論部分共9章，需要詳細(xì)講解的內(nèi)容共6章28節(jié)，涵蓋的知識(shí)點(diǎn)較多，需要足夠的課時(shí)量才能保證理論課的教學(xué)質(zhì)量。因此，每一課時(shí)理論課至少要保證1節(jié)新內(nèi)容的講解，老師們沒有更多時(shí)間對(duì)地質(zhì)和資源方面知識(shí)進(jìn)行拓展。理論課講解速度快，再加上學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，教學(xué)過程中教師的教與學(xué)生的學(xué)都難免會(huì)出現(xiàn)“走馬觀花”式現(xiàn)象。學(xué)生的專業(yè)基本理論知識(shí)在認(rèn)識(shí)上就會(huì)出現(xiàn)偏差，進(jìn)而造成學(xué)生無從下手的現(xiàn)象，從而對(duì)該課程失去興趣。地理信息系統(tǒng)課程是一門比較重視理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，一定數(shù)量的上機(jī)實(shí)驗(yàn)操作課是學(xué)生理論課知識(shí)點(diǎn)吃透的關(guān)鍵。10學(xué)時(shí)的上機(jī)實(shí)驗(yàn)課不能夠滿足本課程教學(xué)的要求，尤其是MapGIS軟件界面認(rèn)識(shí)與文件管理、地圖的矢量化、矢量數(shù)據(jù)的誤差校正與投影變換以及矢量與柵格數(shù)據(jù)的空間分析等實(shí)驗(yàn)操作，需要大量課時(shí)作為教學(xué)支撐。理論和上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)的缺少以及分配的不盡合理，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)必然會(huì)造成一定的障礙。這就需要教師及地質(zhì)專業(yè)教研室在制定授課計(jì)劃時(shí)重新審視該課程重要知識(shí)點(diǎn)，并對(duì)課程的知識(shí)詳略調(diào)配及課時(shí)量分配進(jìn)行深入思考。

（三） 應(yīng)用實(shí)踐教育理念在實(shí)際教學(xué)中尤為欠缺

地理信息系統(tǒng)是一門注重理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，有較多的內(nèi)容需要教師和學(xué)生共同探索。例如，在矢量化礦產(chǎn)資源圖時(shí)，學(xué)生在對(duì)圖像進(jìn)行分層并建立點(diǎn)、線、區(qū)文件后，運(yùn)用矢量化工具對(duì)圖像中的信息進(jìn)行繪制。相反，圖件中表達(dá)的更深層次信息的提取，對(duì)于初學(xué)者是較為欠缺的，這就需要教師進(jìn)行深入指導(dǎo)并循序漸進(jìn)地講解。地理信息系統(tǒng)軟件中礦產(chǎn)資源圖的繪制，能夠讓學(xué)生系統(tǒng)將構(gòu)造、資源類型以及資源空間分布特征信息進(jìn)行快速整合，有利于了解礦產(chǎn)資源的具體分布位置。在繪制時(shí)，不僅要讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用軟件中的圖像繪制模塊功能，同時(shí)也要引導(dǎo)學(xué)生將應(yīng)用型理念與實(shí)際相結(jié)合，以期保證圖像信息的科學(xué)與準(zhǔn)確性，從而使教學(xué)質(zhì)量得到提升[7]。

三、地理信息系統(tǒng)教學(xué)思考與探索

（一） 增設(shè)地理信息系統(tǒng)及測(cè)繪學(xué)基礎(chǔ)課程，提升學(xué)生學(xué)科基礎(chǔ)

基于地質(zhì)類專業(yè)學(xué)生在地理信息系統(tǒng)和測(cè)繪學(xué)方面的知2019版地質(zhì)類專業(yè)的培養(yǎng)方案中，相應(yīng)地在第二學(xué)期增設(shè)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、測(cè)量學(xué)及測(cè)量學(xué)實(shí)踐三門課程。學(xué)生可通過上述課程的學(xué)習(xí)，熟練操作計(jì)算機(jī)，掌握測(cè)量學(xué)中地質(zhì)資源或地理對(duì)象數(shù)據(jù)的采集與處理方法，了解較為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)編碼存儲(chǔ)方式。特別是新增的32學(xué)時(shí)的測(cè)量學(xué)理論教學(xué)以及一周的測(cè)量學(xué)實(shí)踐課集中實(shí)訓(xùn)，能夠拓寬學(xué)生的專業(yè)認(rèn)知視野，提升學(xué)生的動(dòng)手和思考能力，為地理信息系統(tǒng)課程順利進(jìn)行奠定了較好的專業(yè)基礎(chǔ)。

（二） 調(diào)整理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)的課時(shí)分配，優(yōu)化應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

之前，地質(zhì)類專業(yè)的地理信息系統(tǒng)理論課時(shí)與上機(jī)實(shí)驗(yàn)課時(shí)之比為2.6∶1，在最新的培養(yǎng)方案中調(diào)整為1∶1，在一定程度上彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)課時(shí)量的不足。特別強(qiáng)調(diào)的是，計(jì)算機(jī)地圖制圖是地理信息系統(tǒng)課程的一個(gè)重要組成部分，也是加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手與思考能力的重要環(huán)節(jié)。地質(zhì)類專業(yè)最新培養(yǎng)方案中，在第四學(xué)期地質(zhì)類相關(guān)專業(yè)均開設(shè)了計(jì)算機(jī)地圖制圖課程，這對(duì)于學(xué)生理解地理信息系統(tǒng)地圖制圖的核心精神有很大的幫助。上述舉措也有利于提升學(xué)生的實(shí)踐操作技能，拓寬學(xué)生視野。

地理信息系統(tǒng)課程的應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)來源于課本，但是又不僅僅局限于課本知識(shí)點(diǎn)。如在矢量數(shù)據(jù)空間分析章節(jié)，增加了云南省1∶50萬矢量地圖的裁剪實(shí)驗(yàn)。上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師在MapGIS軟件中演示了一種最為原始最為繁瑣的圖形裁剪方法?；诶碚撜n程中講述的空間數(shù)據(jù)各圖層中不同地理對(duì)象的空間拓?fù)潢P(guān)系這一原理，鼓勵(lì)學(xué)生深入思考并探討其他幾種簡(jiǎn)單的裁剪方法，如在Section 軟件中裁剪空間對(duì)象，以此來簡(jiǎn)化MapGIS軟件中繁瑣的操作流程。更重要的是，教師根據(jù)實(shí)際教學(xué)中的問題，選擇性地增加了在地理信息系統(tǒng)軟件中建立圖層并對(duì)相關(guān)地圖中數(shù)據(jù)的屬性字段和屬性值輸入及修改的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生了解地理信息系統(tǒng)中圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)相互連接以及相互轉(zhuǎn)化的基本原理。

（三） 推進(jìn)科研項(xiàng)目進(jìn)入課堂，創(chuàng)造應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)環(huán)境

教育教學(xué)實(shí)踐是提高本科生教學(xué)質(zhì)量、發(fā)掘?qū)W生自身潛力不可或缺的環(huán)節(jié)。宿州學(xué)院多年來貫徹落實(shí)本科生導(dǎo)師制，本科生可通過學(xué)習(xí)專業(yè)課程參與到教師的科研項(xiàng)目中。不僅可以提升學(xué)生在地理信息系統(tǒng)軟件操作方面的繪圖技能，還能深化學(xué)生在分析數(shù)據(jù)和利用數(shù)據(jù)上的應(yīng)用實(shí)踐能力。

值得注意的是，任課教師科研項(xiàng)目和學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目中的研究?jī)?nèi)容和方法與本課程知識(shí)點(diǎn)有顯著的相關(guān)性，科研項(xiàng)目中所使用的方法在地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)中均有較為明顯的體現(xiàn)。在實(shí)際教學(xué)過程中，任課教師應(yīng)基于地理信息系統(tǒng)課程中的重要知識(shí)點(diǎn)，將項(xiàng)目研究方法及成果引申到理論和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中去。學(xué)生對(duì)地理信息系統(tǒng)所能夠解決的問題表現(xiàn)出了濃厚的興趣，無形之中創(chuàng)造了應(yīng)用實(shí)踐的教學(xué)環(huán)境。

展望

地方應(yīng)用型本科高校地理信息系統(tǒng)課程探索，通過增加地理信息系統(tǒng)和測(cè)繪學(xué)方面的知識(shí)，拓寬了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)的認(rèn)知視野;理論與教學(xué)課程的調(diào)整，深化了學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐技能;應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，提升了學(xué)生利用和分析數(shù)據(jù)的能力;積極推進(jìn)任課教師科研項(xiàng)目進(jìn)入課堂教學(xué)，為學(xué)生創(chuàng)造了良好的應(yīng)用實(shí)踐環(huán)境，提高了學(xué)生對(duì)于地理信息系統(tǒng)知識(shí)的認(rèn)識(shí)以及利用專業(yè)知識(shí)解決問題的本領(lǐng)。目前為止，雖然應(yīng)用實(shí)踐教育在地理信息系統(tǒng)教學(xué)中取得了一定的成效，但思考和探索還需要很長(zhǎng)的時(shí)間。