高等教育院校《地理信息系统》课程教学改革路径

陈凌伟

（唐山师范学院，河北 唐山 063000）

客观角度来看，《地理信息系统》作为高校中的一门重要的交叉性学科，不但和地理学、测绘科学、地图学、计算机科学以及数学教学之间密切相关，而且也涉及到了资源学、城乡规划以及环境科学等多个专业与学科知识。所以，做好本课程教学工作意义重大。然而，结合现实情况来看，《地理信息系统》教学当中存在诸多问题，这也使得学生常常难以把握课程知识要点并且实践学习效果不佳，严重阻碍了本课程育人效能的发挥。面对此情况，我们有必要正视《地理信息系统》教学的不足之处，在此基础上，对教学设计、教学模式等加以针对性的革新，从而在保证教学有效性的同时，为各个相关专业和相关课程教学的良好推进铺路搭桥。

一、《地理信息系统》课程教学的现状问题

《地理信息系统》（Geographic Information System）作为GIS 技术与学科教学的融合体，是一门理实并重、交叉性强、实践性高以及发展速度快的学科，故而对于教与学的方法有着很高的要求，这也使得课程教学存在诸多问题。

（一）课程学习难度较大

本课程涉及面较广，包含了地理学、计算机科学、数学以及遥感科学等多方面的内容，这给学生的课程学习带来一定挑战。结合现实情况来看，随着高等教育“宽口径、厚基础”以及“大类招生”等方面改革的推进，选修《地理信息系统》的学生越来越多。这其中不但包括了地质类、地理类以及环境类专业学生，而且也包括了社会学、历史学、医学以及物理学等专业学生。由于不同专业学生在学科基础方面的差异性较大，造成其在专业知识基础以及认知能力方面各有不同，给本课程教学的良好推进带来巨大影响。

（二）操作训练推进不佳

其次，《地理信息系统》作为一门理实兼备的课程，理论性、实践性以及科学性较高，所以，在教学实践中，必须要做到理实并重，只有这样才能保证课程育人效果的良好发挥。然而，受到课时等因素的影响，教师往往难以对相关知识点进行有效讲解和辅导。尤其是在实践练习环节，如何给学生提供良好的实践指导和练习辅导，是摆在课程教师面前的一道难题。

（三）教学方法有待优化

在科技飞速发展的背景下，GIS 技术应用范围不断扩大，升级和换代速度也在不断加快。在此背景下，《地理信息系统》课程内容也在不断扩展和翻新。随之而来的是，学习难度的加大，内容深度的加强。而结合教学实情来看，以往言语直输的教学方式并不能有效保证教学的质量和容量，所以如何落实教学设计以及模式方面的革新，也是本课程教学改革亟须处理的问题。

（四）课程考评需要完善

在高等教育中，考评作为重要一环，对于课程教学实效有着直接性的影响，《地理信息系统》也不例外。然而，在本课程中考评通常都是以笔试考评为中心，在此基础上，兼顾课堂表现以及操作训练等方面的考评，这也使得很多学生产生“唯分论”的思想，严重阻碍了考评教育促进效能的发挥。与此同时，主体单一以及模式固化等问题的存在，也严重影响了学生GIS 学习的热情，使得教学效果不尽人意。

二、《地理信息系统》课程教学的改革路径

（一）甄选内容，搭建认知结构

在《地理信息系统》教学实践中，我们的教法模式切不可围绕孤立知识点内涵的强调来展开，而是要注重学生整体认知结构的搭建，以此来进一步保证教学实效，为学生课程认知的加深、课程技能的掌握奠基。而若想实现这一目标的话，我们有必要做好教学内容方面的甄选工作，明确各个知识点以及具体操作在整体知识框架当中的具体位置与地位，使学生能够逐步了解其中的互动联系，在新知以及旧知之间逐步架构起一条坚固的桥梁。具体来说，教师要秉承“从零教起”的理念，结合课程知识点，进行逐一化的详细讲解与介绍。同时，要在减少知识讲授时间的同时，把重点放在那些GIS 关键概念以及关键原理的讲解当中。在此基础上，要多增加一些趣味性的互动探讨环节，以此来激起学生的学习热情，点燃他们在思维与意识方面的火花。例如，在讲授“数据的采集与处理”时，我们可从4D 产品方向着手，依据信息手段之便展示一些4D 产品的制备技术方面的图片或音频，在此基础上，指引学生结合视听资源进行有效探讨，然后引出数字视图、遥感影像以及DEM 数据等方面的知识点。通过此举来搭建一个节奏紧凑、互动有效以及视听一体化的GIS 课堂，让学生能够在自己熟悉且喜爱的信息手段推动下以及互相探讨分析的带领下，去更加便捷和深刻地把握章节知识点的内涵精髓。

（二）优化案例，强化应用分析

在以往的教学中，很多GIS 教师不但希望强化学生在本课程方面的基础能力，而且也希望能够实现他们学科连通能力的提升目标，从而为他们专业学习以及专业发展铺路搭桥。但是，他们往往都将课时花费在了某一个知识点的讲解之上，并没有结合有效的案例进行知识点的剖析讲解与应用实践。与此同时，在案例运用方面，也往往存在过于复杂或者过于陈旧等问题，学生很难从中获得良好的学习参照。因此，如何保证案例的引入数量与应用质量，使我们有必要思考的问题。具体来说，我们有必要结合课程教学特点，引入一些实践性、实用性和生活性较强的GIS 案例。在此基础上，我们可将项目驱动等教学方法引入到课堂当中，指引学生围绕具体案例，进行层次化的研究和分析。如我们可引入“本地教育资源均衡性规划”的案例，指引学生结合所学内容，从相关背景、动态问题、数据来源、研究方法、结果分析等多个层面展开分析和探讨，在此基础上，让学生做好案例研究微型报告的撰写工作。通过此举，来为学生搭建一个良好的新知运用、技能输出平台，进一步强化学生对于知识点的理解，强化他们利用GIS 分析以及处理实际问题的能力，从而让教学效果得到有序化提升。

（三）信息改革，提升教育实效

如今，在高等教育改革深入推进的形势下，教育信息化已经成为《地理信息系统》教学的重要改革趋势。对此，我们有必要围绕多媒体、微课以及网络等手段来对本课程教学设计和教学模式加以革新，从而以开拓创新的举措来进一步保证教学实效。

1.依托媒体手段，强化课程认知

在信息化时代，多媒体作为一种最为常见的教辅手段，有着趣味性强、直观简洁等特点，能够以图表、音频以及影响等方式来将GIS 知识加以形象展现，为学生提供丰富有趣的GIS 学习参照，进而使他们能够更加便捷和更加深刻地体悟到相关知识点的内涵要义，实现深化其课程认知和提高教学有效性的目标。对此，在教学实践中，我们也要落实该手段的引入工作，让GIS 课堂变得既精彩又高效。例如，在讲授GPS、RS 以及GIS 集成的知识点时，我们可依托媒体手段之便，一方面展示诸如北斗、GPS、格洛纳斯以及伽利略等卫星导航系统的介绍视频，与学生一同对其定位精度、在轨数量等进行对比，以此来激起学生的学习热情，引出GPS 集成等内容；另一方面也可展示3S 移动测量车、RTM 测量车以及车载导航等方面的图片，通过此举来搭建一个生活与GIS 集成化之间的桥梁，结合相关实物来带领学生更好地认知三种技术的集成特点，让学生能够在自己熟悉且喜爱的多媒体手段下寓学于乐并且获得深刻认知。

2.借助微课手段，混合翻转教学

《地理信息系统》当中有很多实践性强的内容，这也凸显了强化操作训练的重要性。然而，由于操作部分的课时占比通常较低，很难获得好的教学收益。对此，我们不妨将视角放在微课之上，依托其操作简便、针对性强以及内容精炼等特点，来对GIS 操作练习环节的教育进行混合式的革新，让教学实效得到进一步提升。具体来说，在教学实践中，我们要本着混合式的教育思路，一方面可针对理论模块做好言语讲授工作，在此基础上，结合网络视听资源，设计相应的章节微课，然后借助其暂停、回放以及循环播放等功能来将关键的操作模块加以呈现。接着，我们一方面可指引学生结合微课来展开GIS 操作练习；另一方面也可指引学结合微课来进行课后的GIS知识复习或实验练习，通过此举来让他们能够更好地利用碎片化时间以及实现有针对性的复习与练习，从真正意义上借鉴操作环节教学中课时不够用、练习效率不高等问题。

除此之外，我们也可依托微课之便来打造一个翻转式的GIS 课堂，让学生能够走向教学主位，依托自己活着同伴间的力量来进行GIS 知识点的探究、分析和实践，从而使他们能够感受到知识点的生成过程，推动其专业能力的有序化提升。例如，在讲授时空数据存储与分析的知识点时，我们可首先结合学生在兴趣爱好、课程基础等方面的实情，本质异组同质原则，在班内划出多个4-6 人的GIS 小组并保证各组内部优差生比例趋于均衡，通过此举来构建一个整体带动和提升的课堂。在此基础上，我们可展示一个“案例+任务分析”形式的微课。其中，案例可以是“共享电车的GPS 路线时空数据”，任务则可以设成“分析共享电车骑行路线时空数据，分析其管理与调度方法”。然后，我们可指引各组结合所学认知，积极搜集资料并一同分析思考和探究结论。最后，我们可指引各组依次阐述结论并在其相互补充看法的基础上，结合其中的闪光点和不足点进行总结性点评。通过此举不但能够保证GIS 教学的趣味性和有效性，而且还能为学生协作、创新、实践以及处理问题等能力的发展奠基，可谓是一举多得。

（四）完善考评，巩固教育成果

在《地理信息系统》的考评环节，我们有必要对其标准以及形式展开针对性的改革。首先，在标准方面，要积极构建起一个集期末考试、实验练习、随堂测试以及师生互动等标准于一体的考评框架，以此来保证考评的有效性和全面性。其次，在方式方面，要在师评的基础上，积极将自评、组评以及企评等多种方式引入课堂，以此来为学生提供更为多样的评价建议，拓展其专业思路并且明确其发展方向。除此之外，也要积极引入课程竞赛等考评活动，让学生能够在获得良好知识运用和思维创新契机的同时，让教育成果得到有效巩固。

总之，高校《地理信息系统》的教学改革并非朝夕之事。我们还需立足时代教育发展形势，结合课程特点，在有效把握其中既有问题的基础上，依托新的教育思路和方法去打造《地理信息系统》教学新常态，从而在提高教学有效性的同时，让学生不但能够学得更多，收获更多，而且能够走得更远，飞得更高！