基于应用型人才培养模式的地理科学专业GIS实践教学体系研究——以湖北文理学院为例

李权国



基于应用型人才培养模式的地理科学专业GIS实践教学体系研究——以湖北文理学院为例

李权国

(湖北文理学院 管理学院，湖北 襄阳 441053)

为贯彻落实湖北文理学院提出的应用型人才培养模式，分析了地理科学专业开设GIS实践教学的必要性. 结合人才培养计划以及学校具有的软硬件资源，以人才培养方案设计为核心，设计了地理科学专业GIS实践教学体系，提出了学校与企事业单位联合的新机制，对改革现有GIS实践教学体系、教学内容以及教学方法具有重要意义.

人才培养；地理科学；GIS；实践教学

1 引言

应用型人才培养主要是培养学生的实践应用能力，在社会工业化乃至信息化的过程中，社会对这种人才的需求占有较大比重，应该是大众化高等教育必须重视的人才培养模式. 湖北文理学院按照培养具有创新精神和实践能力的应用型高级专门人才要求，办学目标以能力为本位、以服务为宗旨、以就业为导向，面向市场，面向社会，强调与一线生产实践的结合，更加重视实践性教学环节如实验教学、生产实习等，将此作为学生贯通有关专业知识和技能的重要教学活动[1]. 地理科学专业的最基本职责是培养面向基础教育的地理学人才，但随着地理信息科学的发展，基础教育中也迫切需要具有GIS知识的高素质人才. 地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)指在计算机软硬件的支持下，对地球表层以及内部的空间数据进行采集、存储、管理、处理、分析以及输出显示的决策支持系统，集地理科学、测绘学、计算机科学于一体的综合性交叉学科，具有电子地图、空间数据库、决策支持和大众服务等特点，已经成功应用于商业、国防、电信、教育、工程、环境、政府、卫生、资源、交通等众多领域. 由于课程的多学科交叉与多技术手段集成等特点，课程的信息量大、内容多、涉及学科领域广泛，同时作为一门理论性与技术性较强的学科，传统的教学手段难以使学生理解抽象的概念和概述方法. 所以，地理信息系统课程的课堂讲授必不可少，实验教学更为重要，只有把理论和实际操作结合起来，才能真正让学生掌握GIS软件操作与应用技能，顺应地理学发展的基本方向，强化现代地理信息技术方法在地理学实践教学多方面的应用，在实践教学层面，亦积极推进实验方法的变革与实验水平的提高. 因此开展教学改革，特别是革新实践教学，以加深学生对抽象概念的理解，并提高学生的应用能力具有重要意义[2-3].

2 地理科学专业开设“地理信息系统”实践教学的必要性

2.1 适应中学新的地理教学课程标准

中学地理课程改革中，对基础教育课程目标在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面重新进行了规范. 高等师范院校也应从二个方面确立培养目标：一是知识与理解目标，二是技能与方法目标. 国家新颁布的《地理课程标准》正是以长远和发展的眼光看到了GIS在中学地理教育的重要性，提出了对GIS的教学要求. 高等师范院校地理科学专业主要培养从事基础地理教育的人才，所以在其教学计划中纳入GIS实践教学是相当重要的.

2.2 符合现代教育要求，培养学生创新与应用能力

GIS教育过程是一种逻辑性、实践性、应用性都较强的认知过程，与解决地理实际问题结合起来，能引导学生进行理性思维，培养学生思考问题和解决问题的能力. 高校教师基本采用单一的传授式教学方式，整节课教师在不停地讲，学生在不断地记笔记，多媒体教学亦是如此[4]. GIS课程除了基础理论知识外，还要进行GIS操作实践和具体应用，学生的学习不能只停留在理论层面，必须进行实际操作，分析相关问题，才能做出自己的作品，解决具体的问题，客观上培养了学生实践能力、创新能力，符合现代教育要求，能够最大限度地发挥学生处理信息、应用信息的能力，架构国民素质教育的基础平台.

2.3 培养学生学习专业知识的兴趣，端正对地理学的认识

地理信息与其他信息的根本区别就在于其强烈的空间特性，现代地理学将空间分布与时间过程相结合，探求地理实体的空间分布格局及其成因和发展规律[5]. 这一系统思想在本科地理教学内容中应更多地体现，特别是在人文地理、经济地理的某些章节之中. 如有关工业、农业、人口和城市等内容，学生在分析这些地理事物的空间分布特征、时间变化规律时，可以适当接受现代地理信息系统知识中的有关内容，认识到地理信息、地理数据的特殊性，以及人们对这些信息、数据进行各种综合处理、仿真模拟的意义，这些都可以利用GIS软件加以辅助，效果更好，且在很大程度上培养了学生学习地理知识的兴趣.

2.4 “地理信息系统”课程本身的需要

“地理信息系统”是一门理论性和实践性和应用性都很强的学科，要求学生在掌握基本理论与方法的同时，必须加强实践与应用能力培养，以使学生能够掌握常见的GIS应用系统的使用和操作，并提高学生的实际动手解决问题的能力. 又因为课程中的技能型内容在课堂授课中很少涉及，这部分内容主要通过实践课完成，既可以检验学生掌握知识的程度，检验教学效果，还能够及时发现教学中存在的问题[5]. 实践课程也是深化对基本概念理解的重要环节，可以使学生对一些难理解的概念做到真正掌握并能够应用.

3 地理科学专业“地理信息系统”实践教学体系设计

湖北文理学院地理科学专业是教育部批准建设的特色专业、湖北省立项建设的品牌专业，其“地理信息系统”实践教学内容有实验、课程设计、实习三个大项，分布在“地理信息系统”、“GIS设计与实现”和“GIS课程设计”三个教学课程中. “地理信息系统”与“GIS设计与实现”的实践教学只涉及“实验”，所需学时分别为24(1.5学分)、18(1学分)，“GIS课程设计”的实践教学涉及“课程设计”与“实习”，时间安排分别为7天(2学分)、3天(0.5学分). 湖北文理学院目前使用的是北京超图软件股份有限公司开发的SuperMap GIS软件平台，目前包括组件式GIS开发平台、服务式GIS开发平台、嵌入式GIS开发平台、桌面GIS平台、导航应用开发平台以及相关的空间数据生产、加工和管理工具. 我校地理科学专业GIS实践教学是基于SuperMap桌面GIS平台和SuperMap组件式GIS平台进行的，根据地理信息系统课程的教学内容，结合SuperMap GIS的功能，设计以下实践教学体系.

3.1 “地理信息系统”实验教学设计

“地理信息系统”是学科专业基础教育模块的必修课程，安排在第4学期，共60学时，包括24个实验学时. 其实验课程一般安排在理论课教学结束后，全部在计算机实验室利用SuperMap桌面GIS软件平台完成，成果要求是实验报告(包括图纸)，必需严格按照所设计的实验项目结合企事业单位实际应用或教师科研项目完成. 其实验项目设计如表1. 但每个实验项目也不是完全独立，例如表1中序号为3、4、5的实验项目相关性很大，实验过程不能完全分开，可以在连续的3个实验项目结束以后完成实验报告.

表1 “地理信息系统”课程实验项目

续表1

3.2 “GIS设计与实现”课程实验教学设计

“GIS设计与实现”是地理科学专业方向教育模块的选修课程，安排在第5学期，共48学时，包括18个实验学时，其实验课程一般安排在理论课教学结束后，全部在计算机实验室完成，基于COM组件的SuperMap Objects结合Visual Basic 6.0、Visual C++ 6.0、Delphi、Visual Basic .NET、Visual C# .NET等语言实现GIS 基本功能的开发，成果要求是实验报告和所实现的软件系统以及系统设计说明书，其中实验报告要求按照所设实验项目进行完成，系统设计说明书要包括系统分析、系统设计、系统实施以及软件测试与维护等相关内容. 其实验项目设计如表2所示. 也可以参加商业化GIS软件公司(如ESRI、SuperMAP等)组织的GIS开发大赛自行设计实验项目，提交大赛组委会.

表2 “GIS设计与实现”课程实验项目

3.3“GIS课程设计”实践教学设计

“GIS课程设计”实践与创新教育模块的必修课程，安排在第5学期，共2周实践学时，一般都安排在学期最后两周，该课程由GIS相关企事业单位参观实习和学校课程设计两部分构成. 其中参观实习2~3天，校内课程设计7~8天，参观的企事业单位主要包括襄阳市城乡规划局、测绘局、国土资源局、气象局、襄阳市环境保护监测站以及一些省内外从事GIS应用和软件开发项目的企业和公司，例如北京超图、武汉中地以及ESRI中国(北京). 通过参观实习可以使学生对国内外GIS软件公司增加认识，了解最新的国内外GIS相关软件的发展详情，并且培养了学生的学习兴趣与创新思维. 在参观中还可以组织学生与参观单位人员进行交流，听取单位人员的工程报告，帮助学生提高直观认识，巩固所学的知识，并提高学生的实际动手能力. 通过了解单位的工程项目，增加学生的感性认识，建立起必要的工程设计概念，加深学生对地理信息系统在国民经济中的重要地位以及在现代化建设中的巨大作用理解，培养学生对地理信息系统工程开发事业的热爱. 通过听取工程报告，了解工程的概况，建立起工程开发研制等工作的初步印象，为以后的工作打下了良好的基础，参观实习的成果要求是实习报告.

校内GIS课程设计通过分组来进行，每个小组由6~7名学生组成，既可以结合教师科研项目进行实际的GIS应用与开发，也可以专门虚拟设计一些与GIS相关的综合性应用项目，范围可以涵盖资源、城市、环境、交通、气象、旅游等领域. 模拟工程应用项目的全过程，从数据获取、数据处理、数据库建立、统计查询、空间分析、专题图制作以及结果输出全过程进行实战模拟，不仅有机地将相关的理论知识和技能训练融入到实践中，更为重要的是它所选择的处理对象是一个完整的实际工程项目. 我校设立了三个综合性的、面向工程应用的课程设计教学项目，分别是城市道路拓宽房屋拆迁项目、城市大型超市选址项目和地质灾害区划与评价项目，每个学生实验小组形成一个项目小组，选择其中任意一个项目进行设计，成果要求是完整的项目设计报告，包括图纸和统计分析以及评价结果.

4 结语

应用型人才培养模式是我国高等教育大众化的必然选择[6]，本文构建的GIS实践教学体系提出了学校与企事业单位联合的新机制，是实现应用型人才培养目标的有效途径，对改革目前实验实践教学在实验室独立开展、远离生产一线的现状具有重要意义，为学校与企事业单位进一步共同构建实践教学体系、制定实践性课程教学方案、共同构建实践教学平台、协同开展实验实践教学打下了坚实基础，同时对于基于应用型人才培养目标的GIS教学内容和教学方法改革具有实际意义.

[1] 滕建河. 地方本科院校人才培养模式改革与创新[J]. 襄樊学院学报, 2012(4): 74-77.

[2] 钱乐祥, 秦奋. 地理信息系统专业教育的实践与思考[J]. 测绘科学, 2002(3): 15-17.

[3] 汤国安, 周卫. “地理信息系统”课程的设计与实践[J]. 地球信息科学, 2005, 6(2): 65-69.

[4] 李权国, 康玲. 论空间信息技术在地理教学改革中的作用[J]. 襄樊学院学报, 2009, 30(2): 82-85.

[5] 李权国, 康玲. 基于GIS的高等师范院校地理科学专业教学模式研究[J]. 云南地理环境研究, 2009, 21(1): 107-110.

[6] 李儒寿. 应用型本科人才培养模式改革探索——以湖北文理学院“211”人才培养模式为例[J]. 高等教育研究, 2012(8): 65-70.

(责任编辑：刘应竹)

GIS Practical Teaching System of Geography Science Based on Applied Talents Training Mode: Taking Hubei University of Arts and Science as an Example

LI Quanguo

(School of Management, Hubei University of Arts and Science, Xiangyang 441053, China)

To implement the applied talents training mode of Hubei University of Arts and Science, the necessity of GIS practical teaching in geography science was analyzed from four aspects, Combined with the talent training plan with the school's hardware and software resources, focusing on the design for personnel cultivating program, it puts forward a GIS practical teaching system for geography science and suggests a new mechanism, by which schools and enterprises & public institutions unite.

Talents training; Geographical science; GIS; Practical teaching

G642.44

A

2095-4476(2014)05-0083-04

2013-09-27;

2014-05-11

湖北文理学院教学研究项目(JY201244); 湖北省教育厅人文社会科学项目(2012Q205); 湖北文理学院管理学院教学研究项目(GYJY2011003)

李权国(1977— )，男，山西朔州人，湖北文理学院管理学院副教授, 成都理工大学博士生.