应用型本科院校GIS专业实践教学改革研究

韩丽君

[摘 要] 应用型本科院校就是以“应用”为主，比较强调本科毕业生的服务社会的功能，不像研究型本科院校，以科学研究为主要职能。相应的教育理念、教学管理制度、教学内容、教学方法手段等都与研究型高校有本质不同。GIS（Geographic Information System）是一种特定的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，通过对地球表层（包括大气层）空间中的有关地理数据的采集、储存、管理、运算、分析、显示等为经济和社会发展提供决策和支持。许多应用型本科院校都开设GIS专业，GIS是一门实践性很强的学科，但大部分院校实践教学效果不好，不利于培养学生的实践能力和创新能力。针对目前应用型本科院校GIS专业实践教学的问题提出了改革措施：改革实践教学内容、改革实践教学方法、改革实践教学考核方式。

[关 键 词] 应用型本科院校；GIS；实践教学

[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）22-0068-02

地理信息在我国国民经济和社会发展中处于基础性、战略性的重要地位，可以推动其他产业的发展，对于其他经济领域起着辐射带动作用。地理信息系统在解决资源环境、人口、灾害等全球变化的问题中起着重大作用。国家、区域和局部规划、监测、管理和决策迫切需要地理信息系统。

我国的地理信息系统教育开始于20世纪80年代，发展迅速，到90年代已经有北京大学、清华大学、南京大学、兰州大学、华东师范大学、北京师范大学等学校在地理学相继开设地理信息系统课程。作为地方本科师范院校，我校于2002年成立地理信息系统专业，开设相关课程。

一、高校GIS专业实践教学的现状及存在的问题

思想决定高度，目前大多数学校对实践教学的重要性认识明显存在不足，主要体现在以下方面。

（一）对实践教学重要性认识不足

在多数高校，实践教学体现为上机实习，包括计算机基础课程（比如计算机语言、数据库等）和专业课程（如遥感）、地理信息系统等课程，这些课程都是理论教学和实验教学各占一定比例，单独开设实验课程的很少。实验教学普遍缺乏正式出版的教材，实验教学大多附屬于理论教学，实验内容只是为了强化学生对理论的理解和掌握，真正完整、系统的地理信息系统实验几乎没有，考核也只是流于形式，大多只是平衡本门课程成绩的一种手段。

（二）实践教学模式仍是应试教育模式

教师在讲台上演示，学生跟着在下面做，至于为什么这样做，下一步该怎么做，学生心中完全没数，一节课结束后，学生才知道是干什么。而不是针对一个具体问题，学生利用所学知识主动设计实验步骤。这样做，主要是教师传授一些专业软件的具体操作步骤，而不是充分发挥学生的积极性，不利于培养学生的创新意识和创新能力。

（三）实践教学缺乏明确的考核方式和评分标准

针对以上的实验课教学模式，实验课的考核也是流于形式，只要学生每一步都跟着教师做下来，就会自然而然生成实验结果。教师会根据实验结果评定实验成绩。这样的考核，不能衡量学生的主观能动性，对培养学生的创新能力起不到促进作用。

二、GIS专业实践教学改革措施

（一）改革实践教学内容

考虑到地理信息系统专业的实验教学的内容难易程度不同，采取了由浅入深、循序渐进的教学内容设计。GIS专业实践教学在实验内容的选取上应包括以下几个方面：基础实验、综合性实验、设计性实验及生产实践，其最终目的在于训练学生利用GIS知识和工具解决实际应用问题的能力。

1.基础性实验

基础性实验也可称之为训练性实验，主要是训练学生对GIS常用软件工具如ArcView、ArcGIS、MapInfo、MapGIS等的功能的掌握，并就GIS主要的空间分析功能训练学生能够熟练地操作，应用这些软件。实验项目内容主要包括熟悉GIS软件界面、数据采集、电子地图制作、简单空间查询、缓冲区分析、叠置分析、网络分析、DEM的构建等。通过这些基本功能的训练实验，也能加深学生对GIS课程基础理论知识部分的掌握，这也是任何学GIS者必须掌握的基本功能。

2.综合性实验

综合性实验是训练学生结合GIS空间分析功能以及相关应用领域的专业知识，来设计解决实际应用领域中遇到的与空间信息相关的问题，如：如何利用GIS的叠置分析和缓冲区分析功能来解决商业选址的问题。这部分的实验以验证性和设计性相结合的实验为主，主要通过设计好的解决实际空间问题的分析模型，运用GIS软件提供的空间分析扩展模块进行分析。另外，综合性实验还包括训练学生的二次开发能力，可以让学生分组、自选或者教师规定题目进行一个小型GIS应用软件的开发，以培养学生的团队精神、组织协调能力、项目设计能力等。综合性实验内容可选择城市规划中的商场的选址，物流配送中最短路径选择，精准农业中农药的喷洒，农业面源污染防治问题，道路规划中的取土挖方问题，矿产资源的合理开采问题等。这些综合性实验课程既可以让学生设计采用现有GIS软件具备的功能实现分析，也可以让学生进行二次开发，实现一个自己的小型应用系统，注重训练学生解决实际问题的能力。

3.设计性实验

设计性实验也可称之为分析性实验，是训练学生相关领域专业知识与GIS知识相结合的能力，可设置的训练项目如：土地价格与影响土地价格的各种因素（区位、社会经济、环境等）关系的分析；城市热岛与地形、水域、绿地等影响因素之间的关系；地区经济发展与地区人口、社会、自然、经济、文化等各要素关系分析等。分析性实验的目的是训练学生的空间建模能力，在专业知识背景的支持下，进行GIS知识和专业知识相结合的拓展训练，让学生学会自主利用GIS工具来解决相对较为复杂的专业问题。在一定程度上，这部分的实验带有一定的探究性学习的性质，有利于培养学生研究探索和创新的精神。

4.生产实践

生产实践的形式可以多种多样，生产实践的好处在于学生可以了解自己真的可以做什么，自己所从事的工作有多重要。可以极大地调动学生的积极性和责任心，另外，生产实践可以为学生未来的就业指明方向。学院积极联系GIS相关的企事业单位、公司和毕业生就业单位，建设校外实习基地，给学生创造良好的校外实习环境。我校已与苍穹数码技术股份有限公司、山西省煤炭地质勘察研究院、晋中规划设计院、阳泉国土资源局、山西迪奥普科技有限公司、山西省地质灾害防治设计研究院、山西省综合地理信息中心等多家单位建立合作关系，形成一批稳定的校外实习基地。

5.课外实践

应用型GIS人才的培养不能局限于课堂，应该让学生积极参加课外实践。应积极鼓励学生参加各类专业相关赛事，如全国大学生GIS技能大赛、SuperMap杯全国高校GIS大赛、Esri杯中国大学生GIS软件开发竞赛等，积极鼓励教师申请各类课题，承接社会服务项目和开办专业公司，让学生更早地参与到实际项目中。

（二）改革实践教学方法

实践教学的目的是让学生巩固所学知识，提高其动手能力。实践教学不能采用课堂的教学模式，也不能采用教师先演示学生再模仿的方式，应该采用“以学生为主体，教师引导”的教学模式进行，这样才能突出学生的主体地位。在实践教学中，可根据实践内容选择以下教学方法。

1.启发式教学法

实践教学中教师花较少时间把实验目的、实验内容和要求给学生讲解清楚，然后下面的时间都交给学生，让学生去自由思考，教师给予指导，对于基础性实验，可以让学生参考实验教学指导书自己完成操作；对于综合性和设计性实验，教师可以启发学生，由学生自己形成思路，顺着思路一步一步完成实验，最后达成教学目的。教师在指导过程中，应采用启发式的指导方法，這样学生能主动思考、主动学习，而不是被动接受知识。学生解决问题后，一方面能增强其思考问题和解决问题的能力；另一方面，学生学习的自信心和成就感也得到了增强。教学指导过程中对学生遇到的共性问题教师应加以说明，并引导学生思考解决问题。

2.项目教学法

可以把实践内容和具体的项目结合，以真实项目为教学载体，在教师引导下，学生完成具体项目要求。通过项目的实现过程，培养学生分析问题和解决问题的能力。由于教学内容是实际项目，具有实际应用价值，学生容易获知所学知识的用处，这不仅增强了学生的学习兴趣，而且还激发了学生积极思考和解决问题的热情。

3.问题讨论教学法

在实践教学中，有些问题可采用讨论教学法，让学生积极思考和辩论，教师给予点评。在实践教学中，学生也可通过相互交流解决编程问题。

（三）改革实践教学考核方式

实验课成绩评定在高校中普遍得不到重视，现今，GIS专业课程设置中的理论课授课学时数和实验课学时数均有明确规定，且实验课的比重也得到了重视和提高。但在最终评定课程的成绩时，一般较少考虑实验课成绩或将之变成平衡成绩的一种手段，实验课成绩的评定多由指导教师根据学生表现给出，主观随意性强，这也是学生对实验课不重视的原因之一。

实验课程的成绩应该独立评定，而不应该将实验课的成绩作为课程平时成绩的一部分，其评定方式和方法都要多元化，但是必须根据课程和具体实验的特点建立明确的成绩考核标准，而且应该让学生知道实验课成绩的考核标准。对于实验课比重较大的专业课程，应该加大实验成绩在课程考核总成绩中的比重，其比重的大小应该由具体的试验课时比重、专业课程特点和任课教师根据实际情况确定，并应该在课程教学大纲中加以明确规定。此外，还可以设立实验优秀奖和创新奖等，对那些在实验课方面表现优秀的学生给予奖励，这样既能大大提高学生对实验课的重视程度，又能大大增强学生参与实验进行学习的激情，有助于学生实验创新能力的培养。

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