地理信息系统原理课程教学问题与思考

丁丽霞　陈永刚　王懿祥

摘要回顾总结多年的GIS原理课程教学中存在的不足与问题，文章针对GIS原理课程具有学科交叉性、发展速度快、实践性强、开设专业多等特点，提出相应改革措施与建议。

关键词地理信息系统教学问题思考

0引言

地理信息系统是在计算机硬件、软件系统支持下，对空间地理数据采集、储存、管理、处理、分析、建模和显示的计算机系统。①自1963年第一个地理信息系统（GIS）出现至今已有近50年的历史，随着GIS行业的发展和GIS专业人才需求的增加，GIS高等教育发展也十分迅速，从1998年教育部设立GIS本科专业至今，我国已有超过200多所高等院校开办了GIS专业，开设GIS原理课程的非GIS专业就更多了。②浙江农林大学于2001年陆续在资源环境与城乡规划、环境科学、测绘工程、生态学、林学等6个专业开设GIS原理课程，已有10多年的开课历史且于2005年起开办GIS专业。与此同时，教师在GIS原理课程教学方面积累了一些经验，学生的GIS理论水平和应用技能逐年提高。但在教学过程的各个环节上仍有许多不足之处，为提高教学质量，本文重点谈谈教学过程中出现的一些问题与教学改革的想法。

1教学中的问题与不足

回顾多年的教学实践，我校地理信息系统原理教学从一门课开始到开办一个专业，实验教学经历了实验室从无到有，软件平台从1个到3个、实验内容从仅有验证性实验发展到基础型、综合型、设计型实验全部开出。实验内容不断丰富，难度不断加大，教学的质量不断提高，为社会输送了许多优秀的GIS技术人才。但随着GIS技术的快速发展与人才市场需求的变化，GIS人才培养的过程中仍存在一些问题。

1.1学生学习被动，主动性差

在理论教学中，一些教师为了在有限时间里完成教学内容，教师讲授的教学内容很丰富；而学生以听讲为主，以致课堂上互动不足、气氛平淡，常出现学生打瞌睡、看课外书、玩手机等现象。在实验教学过程中，学生常常是参照教师的示范进行模拟实验，甚至教师一边操作、学生一边模仿。整个教学过程学生没有自主性，始终处在一种被动状态，创造性和分析能力不能得到训练。

1.2理论与实践教学学时搭配不合理

GIS理论教学与实验教学基本同步，每一章理论课相应安排至少一次实验，因而实验内容量大，需要合理安排理论教学与实验教学的学时比例。从多数高校GIS精品课程理论教学与实验教学学时比例来看，多数都在3∶2左右，有的甚至达到1∶2，③④而我校多年来这个比例一直是2∶1，且从学生的反馈与实际教学过程也反映了实验教学时数偏少的问题。实验教学时数偏少会造成教学节奏偏快，理论与实践教学不能很好地衔接，部分学生感觉理论课枯燥乏味，实验课不能完成实验目标，致使其有很强的挫败感。

1.3考核重理论，轻实践

GIS实验教学附属于理论课程，仅仅是理论课程的验证和延伸，考核的重点是知识点的记忆而不是实践应用。目前GIS原理课程的考核仍以期末试卷成绩为主，实验教学部分的考核成绩包含在平时成绩里，而平时成绩只占总评成绩的30%，除去平时成绩里的作业与考勤部分，实验部分的成绩所占比例更少了，致使部分学生对实验的重视程度降低。

1.4GIS实验教学内容与专业结合不紧密

目前多数实验教材设计的内容都是分章节、针对单一目标设计的，未考虑前后实验内容的连续性，缺乏一个把所有知识点串起来的综合案例，尤其缺乏针对专业设计的案例。文献中已有这方面的探索，但在教材编写上几乎是完全处于空白状态。④⑤

1.5国产GIS软件平台不足

目前流行的GIS软件有ARCGIS、MAPINFO、MAPGIS、SUPERMAP等。前两个是美国产软件，在国内应用广泛影响大而深远。后两个是国产软件，目前在土地规划管理、地质等许多行业占领了应用市场。ARCGIS、MAPINFO软件的实验教程较多，且多数教师熟悉这两款软件。我校GIS课程所使用的软件平台也以这两种软件为主，国产软件较少使用。为了适应GIS人才市场需求，扩大学生就业面，GIS实验教学应增强国产主流GIS软件的培训，为学生进入国产GIS软件设计开发领域做些必要的准备。

2教学改革建议与措施

2.1注重学生专业特点，培养学习兴趣

GIS原理是各专业本科生学习GIS知识的入门课程，有些专业的学生上这门课之前对GIS原理是不了解的，认为与所学本专业无关，产生了学习GIS原理没用的看法。这就需要针对不同专业特点设立不同的教学目标，从第一堂课就开始借助实例讲授GIS技术在学生所学专业当中的应用，并结合GIS课程在不同专业培养中的地位与作用，组织设计与学生专业相关的理论与实验教学内容。例如，城市规划本科生的培养目标是能够运用GIS解决规划数据管理、分析、制图的需要，就需要制图方面增加实践教学内容；而地理信息系统专业的学生则需要增加在GIS开发设计方面的教学内容。从而使学生逐渐认识到GIS原理与所学专业的相关性，并通过实验教学使学生理解GIS技术在所学专业中的应用，激发学生学习GIS原理的兴趣。

2.2加强互动教学，活跃课堂气氛

GIS原理的理论教学可充分利用提问式、启发式、案例式、实习式等各种教学方法，加强师生互动，让学生充分参与课堂教学，调动学生学习的主动性、提高学生学习的注意力和改善课堂教学的效果。

2.3注重各章节的联系，把握课程主线

由于学科的交叉性，GIS原理教学内容会涉及地理学、测绘、数据结构、数值算法、遥感等多学科内容。这些知识点分散于各个章节中，极易使学生感觉不同章节的跨度大、关联性差、内容庞杂且不易把握。教师需要有意识地引导学生从整体把握教学内容，帮助学生梳理前后章节内容的逻辑关系，使学生理解整个教学内容都是围绕对空间数据的采集、存储、编辑、分析、输出这一条主线。如地理空间数学基础、空间数据结构、空间数据模型、空间数据的组织与管理均是阐述空间数据是怎么存储的。学生掌握这一主线，再由主线发散到各章节的知识点，就不会感觉教学内容的分散了。

2.4合理安排理论与实践教学时间，提高学习效率

GIS技术是以计算机与GIS软件为基础来解决各应用领域的空间地理数据获取、管理、分析、制图等任务的重要工具。因而学生能够使用1～2种典型的GIS软件解决与专业相关的简单问题是GIS教学的重要任务。通过48～52个课时的学习，使学生既要理解GIS基础理论，又要掌握软件的使用，对于非地理信息系统专业的学生，学生学习起来有畏难情绪。为了帮助学生能够在有限的课堂时间内更快更好地消化吸收所教授的学习内容，需要充分发挥理论与实践教学的相互促进作用。一方面，安排足够的实践教学时间，另一方面合理安排理论教学与实践教学教学时间的前后顺序。比如，空间数据模型的理论课教授时，如果能先上实践课，学生对空间数据有了直观的认识，那么理论教学时，学生就不会感到因为课程内容太抽象而理解困难，既能提高学生学习效率，还能激发学生深入学习的欲望。

2.5加大实践教学力度，培养实践能力

当前，GIS应用已由专业化向社会化方向发展，GIS专业的人才需求与培养都倾向于实用化阶段。⑥因此在GIS实践教学过程中需注重培养学生GIS技术的应用能力，将实践教学的各环节与专业培养方向紧密结合，提高学生综合分析问题的能力。一方面增加与学生专业相关的综合型、设计型实践教学内容，设计一些工程类的任务布置给学生；另一方面，为学生开放实验室，给学生创造良好平台与更多的实践机会。比如给一幅遥感图像，要求学生提取专题信息并制作专题图这样一个大作业，由学生独立完成，在我校的城规专业GIS教学中取得了很好的效果。

2.6利用网络平台，促进信息化

充分利用网络课堂，运用多媒体技术将实践教学内容制作实验操作过程的演示课件与交互型实验教学多媒体课件，提供学生自学平台。供学生在课外时间复习提供一个方便的学习环境。此外，还可利用网络课堂与QQ等的聊天工具加强与学生交流，及时了解学生学习动态，针对学生掌握的情况调节课程进度与节奏。

2.7注重教师自身的学习，补充新的教学内容

GIS技术发展更新速度很快，为满足社会需求、提高学生就业竞争力，GIS实践教学需要不断吸纳GIS发展的新手段、新方法，充实到实验教学内容里，使学生不仅了解GIS发展的趋势，而且能够掌握与应用最新的GIS技术手段与方法。