高校地理师范类专业GIS课程教学研究

摘 要： 文章针对《地理信息系统概论》课程特点和高师地科专业教学现状，提出存在的一些问题，在此基础上对课程内容进行教革设计和实施方法探讨。

关键词： GIS课程 教学改革 高校地理师范类专业

1.拟解决的关键问题

随着“数字地球”、“智慧城市”等项目的深入开展，地理信息系统（Geographic Information System，缩写GIS）理论和技术方法已经渗透到社会的各个领域[1]。可以说，GIS技术已成为现代地理学成熟的一个重要标志[2]。因此，《地理信息概论》课程被写入地理类各专业的人才培养方案，成为专业必修课。对于高校非GIS专业学生说，地理信息系统研究和学习的地理对象具有时空特性、差异性和综合性，对学习者的抽象认知能力和时空分析能力要求较高，加之GIS是一门注重实践和应用性较强的课程，所以，在大部分高校地理师范类学生眼中，GIS这门专业必修课程比较难以掌握。通过多年教学实践发现，在高校非GIS专业中主要存在以下几个GIS课程学习问题。

（1）认知方面。以高师地理科学专业学生为例，一部分学生认为师范类的学生学不学GIS，对以后当老师影响不大，学好自然和人文，能上台讲课才是关键；另一部分同学则认为GIS课程学习难度较大，并且需要花费大量时间实践，拿到的学分或成绩一般，感觉付出与收获不平衡。由于不能正确认识GIS课程，导致学生学习GIS兴趣不高，学习氛围不浓。

（2）GIS硬件方面。GIS硬件用以存储、处理、传输和显示地理或空间数据，是进行实验、实践活动的物理载体。GIS硬件系统种类较多，设备更新换代较快，硬件不足问题较普遍。

（3）数据获取困难。数据是GIS的“血液”，对发挥GIS功能至关重要。数据的采集与获取所需周期较长，不稳定因素多。

（4）学生动手能力欠缺。大部分学生“课上心动，课下不动”，不愿动手尝试。认为动手做，费时费力，宁可多做几道理论作业，也不愿做简单的上机实验。既使一些GIS专业软件，没有安装、不会安装的情况也较普遍。

2.教学改革项目

对于非GIS专业的课程设置来说，《地理信息系统概论》一般学时设置在48学时至64学时之间，理论学时与实践学习比例在3：1左右。教学目标以培养具有初步地理信息系统理论研究与技术应用能力为主，在此教学目标的基础上，抓住GIS课程特点，进行理论和实践教学设计。

（1）优化课程章节，整合教学内容。GIS课程的学习需要有计算机基础知识、测量学基础知识等学前相关课程铺垫，而非GIS专业学生一般比较缺少这些基础知识的学习，对于高师地理科学专业的学生来说，直接进入抽象的理论学习和实践操作有一定难度，这就需要任课教师针对学情，调整重点和难点，并对教材进行取舍；在授课过程中，抓住重点，并围绕重点，梳理各章节编排思路，构建知识体系框架，引导学生开展由点到线、由线到面的教学设计。对于高师地科学生来说，大部分学生希望自己毕业后当一名地理老师，而地图是中学地理知识的主要载体，抓住学生对地图制图的需求，任课教师可以设计以“地图”为中心，进行地图制图要素、数据结构、地图投影、空间数据库的理论和实验学习。

（2）改革教学方法。以学生为主体，以“把握基础教育，突出前沿技术，注重实践环节”为原则，进行基础理论与实践教学。基于GIS课程自身综合性和实践性的特点，进行“由点到线，由线到面”的立体式教学。在教师教学过程中，注重实践与理论的结合，重视学生动手能力的培养。通过案例教学法、问题化解法、比较法等多种教法的灵活运用，学生在愉悦而紧张的学习与实践中掌握终生有用的地理信息技术。

（3）加大实践教学。锻炼学生的实践能力，提高学生的自主创新能力。从一些相对简单、与学生的生活联系比较紧密的社会问题开始，设计实践教学活动，激发学生的学习兴趣。学生通过观察这些社会问题，运用GIS技术进行处理、分析和解决，锻炼学生分析问题、解决问题的能力，更重要的是提高学生的学习兴趣。

（4）重视实践活动成果。对于学生取得的成果，应该以公开的方式，让更多人了解，必要时可取证于社会相关部门，得到社会的认可，并加以推广，以此激发学生学习GIS的热情，使更多学生关注GIS。同时，提高学生活动成果的利用程度，教师在GIS课堂教学中可引用学生成果进行教学；并引导学生利用GIS技术和成果进行说课、试讲、教育实习等。

（5）注重GIS人才培养。GIS课程学习存在一定的难度，被许多学生看做深不可测、难度很大。教师短时间内无法做到让每一位学生都对GIS有浓厚兴趣及极大的学习热情。在教学过程中，教师组织创建“GIS兴趣学习小组”，制定“GIS拔尖人才培养方案”，设计有挑战性的实验项目进行专门培训，选拔小组成员进行各项GIS技能比赛，组织“比赛经验交流会”等活动，对GIS学习和比赛成果进行宣传。“3S兴趣小组”在发现和培养GIS人才的同时，起到模范带头作用，带动更多学生走出GIS学习误区，端正学习态度，积极投入GIS学习。

（6）考核形式和评分方式多元化。高师地科专业常用到的《地理信息概论》课程考核总成绩由三部分构成，分别为期末卷面成绩占60%，期末机试成绩占20%，平时表现成绩占20%。通过对历届学生的调查，大家对于这样的考核方案比较满意，但存在个别学生平时电脑实验操作很好，到了期末上机实操考试时，心理紧张表现反常情况；一些GIS特长生无法伸展技能情况。因此，接下来的课程考核方式可采取以下几种形式：在规定时间内提交课程论文、学生小组创新课题成果报告、GIS系统开发应用软件产品设计。在实施多种考核方式前，首先要制定公平、公正、公开的评分方案，只有建立完整的、适宜的考核评分方案，才能确保多样化考核方式顺利进行。

3.课程教革实施途径

（1）通过补充GIS信息量提高学生学习兴趣。GIS技术已渗透到自然科学和社会科学的各个领域，现今社会已掀起一场GIS技术的革命。比如：潮州市政府的“数字潮州”工程，汕头市的“三维汕头”、广州市的“智慧城市“等项目，借助这些发生在学生周边的、和他们息息相关的GIS项目，进行GIS认知教育、素质教育和技术学习；还可借助社会上的一些热点问题，如马航M370失联事件，引导学生认识卫星影像，了解雷达工作原理；借助学生关心的2013年汕头潮阳涝灾，引导学生运用GIS空间分析功能进行洪水淹没区分析等学习。告诉学生对于GIS来说“没有做不到的，只有想不到的”，大家只有经常浏览专业网站、论坛，才能把握GIS的脉搏。通过对GIS信息量的补充，改变学生对GIS的认识，提高学生的学习兴趣。

（2）优化案例教学。从高师地科学生角度进行理论教学和实验教学。紧紧围绕“以学生为本”，展开教学活动，值得每一位老师探索和践行。教师要勇于推陈出新，如在GIS理论课程第六章应用模型讲解时，一般都会选择“GIS在商业网点选址中的应用”、“GIS在城市规划中的应用”等经典案例，这些经典案例虽说具有很强的代表性，涵盖大部分重点和难点，但是在教学过程中，学生的表现并不活跃。究其原因，一方面是这些案例涉及很多专业领域的知识，学生缺乏相关背景知识，加上社会经验不足，使得这些案例对学生来说，比较抽象，难以引起学生的学习兴趣。另一方面是教师在这些复杂的GIS实验里面，更多的是向学生介绍、演示案例内容和解题思路，留给学生自己动手的机会少，或者学生依赖于教师的演示和说教，学习积极性不高，创新性能力欠缺。因此，教师在选择案例时，应选择学生感兴趣的主题展开GIS教学，一些相对简单，或者与学生生活联系紧密的案例，通过引导学生“提出猜想――验证猜想――展示成果”这样的教学思路，进行教学实践。选择学生感兴趣的主题，便于学生获得直观认识和第一手资料，培养学生分析问题、解决问题的能力。在此基础上，通过教学积累与反思，创建理论案例数据库、实操案例库、元数据库、操作文档数据库等各类数据库，编制理论与实践教学参考，设计教学案例框架。

（3）加强校校合作、校企合作。教学过程中，由于GIS软件、硬件更新速度快、种类多等原因，难免会出现软件欠缺、硬件不足的情况，增进校校合作、校企合作在很大程度上可以帮助GIS教师解决这些问题。对于硬件资源来说，如在教学过程中要用到手扶跟踪数字化仪，数字化仪是进行纸质地图矢量化时的一个工具，利用该工具进行数字化的过程中，可以帮助学生理解坐标系、两种数据结构（栅格和矢量）的相互转换过程、地图变形与几何纠正等知识点的学习和理解。地科专业没有这样的设备，对于这些知识点的学多通过理论讲解、图片展示进行，学生理解和认知有限，影响教学效果。在这种情况下，教学单位可以通过与地方测绘部门、勘探公司建立友好合作关系，以共建校外学生实习基地的形式，进行产―学―研一体化办学，让学生参观及实地操作数字化仪，参与地图测绘、转绘、出图过程。校企合作模式一方面为学生提供使用各类仪器设备、学习新技术的机会，巩固理论与实践的知行统一。另一方面学校为企业提供GIS人才和科研力量，实现校企双赢。校校合作的提出，主要源于地理专业的区域特点，地方高校地理专业的老师可以说是各个区域的“地理百科全书”，特别是进行地理野外见习时，很有必要借助当地地理老师的力量进行综合地理实践，让师生感受和获取“地道的”地理知识。总之，校校合作、校企合作模式，为建设硬件和软件共享平台，形成优势互补，提供资源。

4.结语

课程教学改革是一个长期的过程，如何从学生视角构建《地理信息系统概论》教学，立足地方资源，培养知行统一、学思统一的地理人才，值得我们不断探索。

参考文献：

[1]黄杏元，马劲松.地理信息系统概论[M].高等教育出版社（第三版），2008.

[2]段玉山.信息技术辅助地理教学[M].高等教育出版社，2003.