信息化测绘背景下的计算机类课程教学方法改革与探索

孙文彬，蒋金豹，袁德宝

(中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京 100083)

信息化测绘背景下的计算机类课程教学方法改革与探索

孙文彬，蒋金豹，袁德宝

(中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京 100083)

从信息化测绘对计算机技能的需求出发，阐明测绘专业计算机类课程的设置原则，指出课程教学中存在的主要问题，并提出相应的对策，以提高学生的计算机综合运用能力，满足信息测绘的需求。

信息化测绘；计算机类课程；教学方法；实践能力

一、引 言

随着空间数据获取技术、计算机技术和信息化技术的快速发展，测绘学科已经发生了质的变化，由传统的手工模式进入了信息化测绘时代[1-2]。信息化测绘是在数字化测绘的基础上，通过完全网络化的运行环境，以地理空间信息综合服务的测绘方式和功能形态，实时有效地向社会各类用户提供服务[3]。信息化测绘体系涵盖了地理信息获取、处理、管理、表达、更新、应用和服务的全过程，其主要特征为：测绘生产自动化、测绘成果多样化、测绘服务网络化、测绘产品社会化[1，4]。与传统模拟测绘和数字测绘相比，信息化测绘强调信息共享性，以及服务的网络化、智能化，而计算机技术是实现信息化测绘的重要基础。为了满足信息化测绘对测绘工作者计算机技能的要求，提高测绘专业计算机类课程的教学质量已成为迫在眉睫的任务。

尽管各高校已经充分认识到计算机类课程对测绘专业的重要性，并对课程的教学方法进行了较为深入的研究[5-8]，但大多数高校还没有意识到信息化测绘对计算机类课程的新要求，仍然按照模拟测绘和数字测绘的需求，制定测绘人才的培养方案，导致了人才培养与实际需求的脱节。为此，本文拟从信息化测绘对计算机技能的需求、计算机类课程教学存在的问题、相应的解决方法等多个角度，探讨研究新形势下计算机类课程的教学方法，以提高学生计算机技能，使其更好地适应信息化测绘的需要。

二、信息化测绘对计算机课程的要求

信息化测绘要求在原有测绘理论和方法的基础上，实现空间地理信息和数据处理的自动化、制图的自动化、信息共享分发的智能化。这不仅要求测绘工作中“绘”“算”实现计算机化，而且还需要利用数据库、计算机网络等技术实现数据管理、更新的自动化和智能化。因此，在测绘专业培养方案制定时，应充分考虑测绘对计算、绘图、数据管理、数据共享、服务等方面的需求，开设对应的计算机课程。具体来说，需要开设5类计算机课程，即计算机基础课程、程序设计与开发课程、计算机图形图像处理或绘图软件应用的课程、数据库及其应用的课程、计算机网络编程的课程。

开设基础课程的目的是让学生了解计算机的基本知识，包括计算机硬件的构成、计算机软件的分类、信息技术与计算机的关系等内容。基础课程是为后续计算机类课程的学习打基础。程序设计与开发课程主要是为了解决传统测绘计算程序设计与开发的问题。在测量学、测量平差、大地测量学基础、工程测量、GPS定位原理等课程中，存在着大量的计算问题，包括导线计算、测量精度评定、投影坐标系转换、测量数据到椭球面的转换等，若采用手工的方式计算处理这些问题，计算费时而且容易出错。因此，在测绘专业人才培养中，应设置1～2门程序设计开发的课程，如C语言程序设计等。图形图像处理课程主要是为了解决地图绘制和遥感图像处理问题，可将计算机制图、数字图像处理、空间信息可视化表达等课程作为此类课程的主干课。随着信息化时代的到来，以文件系统管理空间数据的模式难以满足数据共享的需求。因此，在测绘专业课程计划中，设置空间数据库等课程是必不可少的。而地理信息服务是以计算机网络技术为基础，以高性能的计算平台为依托，提供地理空间分析和计算服务。计算机网络技术是实现地理信息服务的主要手段之一。因此，开设计算机网络的相关课程也是必需的。总之，计算机类课程的设置应兼顾计算、绘图、数据管理、信息服务等功能需求，以适应信息化测绘对人才的需求。

三、存在的问题

1.教学广度和深度不够

目前，各高校计算机类课程的教学均存在着课程广度和深度不足的问题。现有的课程多集中在计算机基础、程序设计与开发、数据库3个方面，主要针对传统模拟测绘中的“绘”和“算”问题，而忽略了图形图像处理、计算机网络等课程在测绘中的应用。这样会导致学生计算机知识结构上的缺陷，影响学生对地理信息共享及服务的认识和理解。若不改变这种情况，将会导致学生对测绘专业的认识仍停留在传统的模拟层面，甚至会让学生认为测绘学科没有发展前途，进而产生厌学的思想，对测绘专业课的学习敷衍了事。此外，计算机课程教学的深度也不够。目前，随着空间数据获取手段的快速发展，许多高校都增加了课时，介绍测绘专业的发展前沿和新技术。而对计算机类课程的课时进行了压缩。以笔者所在院校为例，计算机类课程的总课时为328学时，学时数不足测绘专业总学时的1/6，其中课堂授课为248学时，上机实践为80学时。在如此有限的课时内，详细地讲授课程的各知识点几乎是不可能完成的任务。这样容易造成学生对课程内容的一知半解，无法真正掌握计算机应用技能，不能将课程所学应用到测绘实际工作中。

2.教学针对性不强

通常，计算机类课程的教学工作由计算机系的教师承担。他们会从计算机学科的角度来进行讲解分析。测绘专业设置计算机类课程的目的是让学生掌握计算机技能，更好地为测绘工作服务。但计算机专业的教师无法将计算机技能和测绘应用结合起来。这样的教学过程缺乏针对性，让学生在学习时不知所用。学生学习的目的不明确，必然会影响学习兴趣。据笔者调查，学生普遍反映测绘专业的计算机课程开设较多，甚至有学生认为测绘专业与计算机专业相近。这也从另外一个方面反映出计算机类课程的教学过程没有针对性。学生不清楚学习计算机课程的目的，更不知道如何将计算机技能应用到测绘工作中。

3.学生的动手能力差

计算机类课程是理论与实践并重的课程。理论是实践的基础，实践需要理论指导。实践能加深对理论的认识和理解，实践应用也是学习的最终目的。目前，测绘专业计算机课程的教学实践课时偏少。以笔者所在院校为例，全部的计算机类课程累计的教学实践学时仅为80学时，这样必然会出现学生眼高手低的现象。学生认为已经掌握了课程的知识点，但当遇到实际问题时，又不知从何下手。许多高校已经意识到学生动手能力差的问题，在教学中开始注意计算机技能的培养和锻炼，将大量的实践练习留在课后让学生自己去做。但由于学生的自觉性差，课后没有教师的监督指导，课后实践练习的效果并不佳。

4.重结果轻过程

计算机类课程应注重教学过程和实践动手能力的培养。目前，高校多采用考试的方式评定学生的课程成绩。这种考查方式会引导学生走向“重结果轻过程”的误区。考试方式能有效反映出学生对知识点的熟记程度，但不能真实反映学生的实际应用能力。每门课的知识点基本是固定的，答案也是较为标准的表达形式，学生通过短期突击很有可能取得较好的成绩。而高校对学生综合评价多是以成绩为主，以高分为导向。这会导致学生重视考试成绩，而忽略学习的过程，忽视实际应用技能的培养和锻炼。学生平时上课不注意听讲，不注意领悟课程知识点的内涵和外延，靠考前突击获取好成绩。这种情况对计算机类课程的教学更为有害，与计算机类课程教学的目的相悖。

四、相应的对策

1.强化学生对信息化测绘的认识

兴趣是学生学习的动力源泉。为了提高学生对计算机类课程的学习兴趣，应先让学生认识到计算机技术对信息化测绘的重要性。首先，在新生入学教育时，需要详细介绍信息化测绘的现状及发展趋势，说明信息化测绘所涉及的关键技术，强调计算机技术对信息化测绘的重要性；其次，在大学第1学期，可开设信息化测绘新技术等相关的选修课，让学生对信息化测绘有一个较为深入全面的认识和理解；再者，尽可能多地邀请测绘领域的专家为学生做信息化测绘相关的讲座，邀请公司展现信息化测绘的最新产品和工程范例。从各个角度强化学生对信息化测绘的认识，让学生认识到计算机技术和课程对测绘专业的重要性，才能让学生有更大的动力去学好计算机课程。

2.完善计算机类课程体系

针对课程教学广度和深度不足的问题，可根据各校的实际情况，适当调整测绘专业的计算机类课程的设置情况，兼顾计算、绘图、数据管理、地理信息服务等需求，增设WebGIS、计算机网络、数字图像处理等课程，完善测绘专业的计算机类课程体系。在教学过程中，应注意做到有的放矢，让学生清楚每门计算机课在测绘中的应用领域；此外，应发挥学生的主观能动性，鼓励学生以测绘学科的应用问题为需求，自学培养方案之外的相关计算机课程。

3.强化课程间的关联

计算机类课程和测绘专业课是相辅相成的，它们是一个整体，都是信息化测绘工作者所必须掌握的知识。计算机类课程主要是让学生掌握相应的计算机技能，为测绘工作服务。为此，在专业课程的教学中，应注意专业课与计算类课程的衔接，重点关注计算机如何应用在测绘专业中，并设计相关的课程作业，让学生应用计算机知识独立完成相应的任务。如地图投影变换是《大地测量学基础》中的一个基本问题，依据该问题可设计一个课程作业，让学生利用程序语言开发地图投影转换的应用工具。这样既能让学生掌握地图投影变换的方法，又锻炼了学生的计算机编程能力，更重要的是让学生明白了计算机技能要服务于测绘的实际问题。

4.注意实践能力的培养

计算机类课程重视实践能力的培养，在教学过程中，应遵循“以教师为引导，以学生为主，以实践为主线”的原则。教师负责基本理论知识的讲解，尽可能多地留出时间让学生进行上机实习；并根据信息化测绘的需求，设计相应的计算机实践题目，鼓励学生独立完成相关设计与编程实现，以提高学生的实际动手能力。

5.转变课程的考察方式

对现有课程成绩评定体系进行改革，强调学生的实践操作能力和计算机应用水平。计算机类课程可采用以上机测试为主、考试为辅的成绩评定方法。在规定时间内设置若干道实际操作题，将该成绩作为上机测试成绩。课程的最终成绩中上机测试占70%，考试占30%。这样不仅能比较详细全面地了解学生平时的学习情况，而且有利于扭转学生“重结果轻过程”的认识，从而提高学生的实际动手能力。此外，计算机课成绩也可依据学生的课程设计来进行评定。在确定课程设计时，要注意课程设计的全面性，既要能考查到课程的各知识点，又要能体现出学生对计算机运用能力的差异。如数据库原理课，可要求学生完成一个完整数据库设计和实现过程，包括概念设计、逻辑设计、物理设计及数据库的实现。数据库设计过程考察了数据库的基本理论，如E-R图、关系模型的优化等知识点；数据库的实现考察了学生对数据库的实际操作能力。这样才能让掌握了数据库理论并具有一定操作水平的学生获得好成绩，从而引导学生正确地对待计算机课程的学习，有效避免考前突击现象的出现。

6.依托创新环节提高学生计算机能力

高校日益重视学生创新能力的培养，设置了大学生创新实践环节。而信息化测绘是测绘发展的新趋势，仍存在着许多值得研究探索的问题。为了进一步提高学生的计算机应用水平，可依托大学生创新实践活动，围绕地理信息数据获取、处理、管理、更新、共享、地理服务等设计大学生创新项目。这些项目都是以测绘知识、计算机技术和信息技术为基础的。鼓励学生积极参加大学生创新项目，有利于提高学生的计算机应用能力。

五、结束语

本文明确了信息化测绘对计算机技能的要求，指出应根据计算、绘图、数据管理、共享等需求设置计算机课程；分析了测绘专业计算机类课程教学存在的问题，通过强化学生对信息化测绘的认识、完善课程体系、强化课程间的联系、注重动手能力培养、转变课程考查方式等措施来提高计算机类课程的教学质量，为信息化测绘培养合格的测绘工作者。

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Teaching Reform of Computer Courses on Information-enabled Geomatics

SUN Wenbin，JIANG Jinbao，YUAN Debao

G64

B

0494-0911(2014)07-0131-03

2013-06-27

中国矿业大学(北京)教学改革项目(J120201)；中国矿业大学(北京)课程建设(K120201；K130201；K130204)

孙文彬(1977—)，男，陕西宝鸡人，博士，副教授，主要从事测量学、GIS等相关教学科研工作。

孙文彬，蒋金豹，袁德宝.信息化测绘背景下的计算机类课程教学方法改革与探索[J].测绘通报，2014(7)：131-133.

10.13474/j. cnki.11-2246.2014.0245