人文地理与城乡规划专业地理信息系统原理与应用课程教学设计

蒋良群

（西华师范大学 国土资源学院，四川 南充 637002）



人文地理与城乡规划专业地理信息系统原理与应用课程教学设计

蒋良群

（西华师范大学 国土资源学院，四川 南充 637002）

摘要：在介绍地理信息系统原理与应用课程概况的基础上，对该课程的教学内容进行详细设计，并对其教学方法进行探讨与分析.以期为相关专业的地理信息系统教学提供借鉴与参考.

关键词：地理信息系统；教学设计；人文地理与城乡规划专业

地理信息系统（GIS）作为一门技术性科学，与地理学、地图学、测绘科学、遥感科学与技术、计算机科学以及数学密切相关，涉及土地科学、资源学、环境科学和城乡规划等学科知识，是一门典型的交叉型学科，同时也是一门应用性很强的学科［1］.GIS在地球系统科学、资源与环境科学、农业、林业、地质、气象、水文、城市与区域开发、海洋及测绘等学科和国民经济的重大领域发挥着越来越重要的作用.

人文地理与城乡规划专业是以人口、资源、环境与区域可持续发展研究、应用及管理为内容的基础性与应用性相结合的专业［2］，是在原地理科学类下的资源环境和城乡规划管理专业调整的两个专业之一［3］.目标是培养具备人文地理与城乡规划管理的基本理论、知识和技能，具有创新精神和实践能力，接受严格科学思维的训练和良好的专业技能训练，立足于宏观、中观区域规划和土地管理，从事城乡建设与区域经济发展规划的研究、教学、开发或应用的高素质复合型专业人才［4］.它涉及地理科学、人文科学、城乡建设规划和地理信息系统管理等多个领域的内容.该学科内容具有复杂性、综合性和动态性的特点，同时其应用性非常强，与人们的日常生活及国家社会经济发展等密切相关.城市、区域尺度合理配置，有效利用空间资源是城市规划的核心业务，GIS独特的功能使得它和城市规划有着天然的联系，既为城市规划提供分析手段，同时也促进了城市规划业务的信息化［5］39，为本专业的社会经济发展、城市建设规划、人口动态变化等提供强大高效的分析工具，其分析结果能够为相关的决策人员提供有力参考.因此，GIS原理与应用课程教学对该专业来说尤其显得重要，让学生掌握GIS的基础理论知识和方法并能在本专业熟练应用具有十分重要的意义.针对课程教学目的，结合西华师范大学国土资源学院人文地理与城乡规划专业的实际情况，对GIS原理与应用课程教学进行设计.

1　GIS原理与应用课程概况

GIS原理与应用是人文地理与城乡规划专业的一门专业基础必修课，在大二上期开设，共 64学时，其中48学时理论课，16学时上机实验课，上机主要以ARCGIS作为软件操作平台.该课程以空间数据为基础，介绍运用系统科学和信息科学的理论与方法，进行空间数据采集、处理、管理、分析与综合研究，以及地理信息系统的初步建立和应用［5］39.教学任务是使学生了解和掌握地理信息系统科学的基本理论与方法，培养学生初步应用GIS工具分析和解决本专业实际问题的能力.通过GIS原理与应用的理论教学和实验教学，学生应达到以下基本要求：（1）掌握地理信息系统的基本理论、方法、技术及其应用实例；（2）掌握地理信息如何被存贮在计算机中，并可以进行更新、查询检索、分析处理和综合应用；（3）理解GIS基本原理及方法；（4）理解计算机技术在地理信息系统中的重要作用.可见，GIS原理与应用课程是理论与实践相结合，实验教学是GIS教学的重要环节.

2　教材选择及教学基本内容设计

目前，国内GIS教材普遍以理论为主，极少有理论与实践相结合.综合考虑各教材的侧重点及人文地理与城乡规划专业的特点，GIS原理与应用课程拟选择以西南大学田永中［6］等编写的《地理信息系统基础与实验教程》为主要参考教材.该教材从有利于教师教学和学生学习为基本出发点，将GIS的基本理论与实践有机结合起来，符合教师教学以及学生学习的需要.同时结合《地理信息系统导论》［7］、《地理信息系统概论》［8］、《地理信息系统教程》［9］和《地理信息系统实习教程（Arc GIS 10 for Desktop）》［10］等进行知识点的补充与拓展.

课程以空间数据处理为主线，围绕空间数据处理设计其主要教学内容.理论内容包括：GIS的基本概念与知识、空间数据的基础知识、数据的输入与处理、空间数据的组织与管理、空间查询与分析、制图输出及应用与发展等七大内容.根据这七大核心内容及专业特点，考虑学生的兴趣及学科背景，具体设计每一小节的知识结构及实验内容（见表1）.

表1 地理信息系统原理与应用教学内容及实验设计

3　教学方法

3.1 理论教学方法

3.1.1 多媒体教学与板书相结合 课程的理论教学主要采用多媒体形式，包括地理现象的基本图片展示与数据表达、环境变化等的动画模拟和数据处理等的PPT课件演示等.同时辅以教学微视频的方式进行重点、难点的突破，如在讲解四叉树编码时可以提前录制小视频，让学生先预习，课堂上着重对难懂的知识点进行讲解.重要的知识点和课程内容的基本框架则用传统的板书方式写出来，方便学生的理解和记忆.

3.1.2 启发式教学及课堂讨论 涉及到对具体实际问题的解决则采用启发式的教学方式，如讲解数据处理基本内容的格式变换和数据裁剪时，可以先提问：假设现在有几种类型的数据，shape file格式、DWG格式和tiff格式，那么如何在ARCGIS平台导入使用；现在有四川省的人口密度分布图，只需要南充市辖范围内的人口密度分布图，需要进行什么样的数据处理，如何实现.通过这样的方式引发学生的思考，进而通过课件演示和讲解完成这部分内容的学习.对于一些综合性问题的处理（如城市道路与交通规划方面的问题），则可以采用课堂讨论的方式进行教学，学生可以针对目前某城市的道路交通情况，讨论存在的问题，借助GIS工具如何去解决，需要哪些方面的数据，如何获取，怎样进行数据处理，需要进行哪些方面的空间分析，后期如何进行合理规划等.

3.1.3 分阶段分配学习任务 在整个教学过程中，围绕1～2个专题内容（如城市道路交通规划、人口动态变化）对GIS的基本原理和方法进行讲解.同时对每一章节内容分小组进行分阶段任务的分配，由学生通过上网及文献阅读的方式了解其基本思路并对其解决方案进行设计，然后在课堂上进行交流讨论.通过与几届学生的交流与调查，学生普遍反映学完这门课程后基本没有多大印象，其中一个重要原因就是没有相应的学习任务需要完成，他们就觉得缺乏目标，不清楚GIS的作用以及怎么实现.如果每一部分理论知识都有相应的任务去完成，他们就会有极大的学习兴趣，同时完成后也会觉得有成就感，这样无形之中就培养了他们自主学习、相互讨论的好习惯.

3.2 实验教学方法

上机实践教学既是对理论知识的理解与巩固，又是对数据处理方法的具体实现，在GIS的教学中具有重要意义.采用先布置作业，再上机讲解，最后学生提交实践成果的方式.根据理论课上布置的任务对设计好的解决方案进行软件实现：从空间数据采集到数据的编辑与处理、数据分析和制图输出，紧跟理论教学的每一个进度，最后实现一个完整的任务流程.这样有利于学生从总体上把握数据处理的基本流程，每一个阶段的任务又相互联系、互不脱节.

由于实践课时较少，没有充足的时间在课堂上让学生进行全面的练习，所以在课堂上主要以问题答疑为主，个别不会的学生进行重点辅导.在这之前同样需要录制实验操作视频，让学生课前进行练习及课后自行完成基础实验内容.

4　结语

通过对GIS原理与应用的理论教学与实践教学，使学生掌握GIS的基础理论知识与原理，并能运用GIS技术解决本专业的实际问题.随着信息技术应用的广泛深入，GIS课程在人文地理与城乡规划专业中的作用日趋重要，对专业教师及学生将提出更高的要求.因此，教师在今后的教学实践中，要结合国内外科研和教学成果，及时更新知识，总结经验，不断完善课程内容以及教学方式，提高教学水平，使学生能够更好地掌握GIS基础知识并能熟练应用.

参考文献：

［1］ 沈婕，汤国安，杨红，等.我国地理信息系统专业教材建设应用与发展［J］.地球信息科学，2007，9（4）：94-99

［2］ 百度百科.人文地理与城乡规划专业［EB/OL］.（2016-02-27）［2016-03-18］.http：//baike.baidu.com/view/9696280.htm

［3］ 中华人民共和国教育部.教育部关于印发《普通高等学校本科专业目录（2012年）》《普通高等学校本科专业设置管理规定》等文件的通知［EB/OL］.（2012-09-14）［2016-03-18］.http：//www.moe.gov.cn/publicfiles/ business/ htmlfiles/ moe/ s3882/201210/xxgk_143152.html

［4］ 西华师范大学国土资源学院.人文地理与城乡规划专业本科培养方案［EB/OL］.（2010-08-30）［2016-03-18］.http：//lr.cwnu.edu.cn/article.php？id=288

［5］ 宋小冬，钮心毅.以实践为导向的地理信息系统“逆向”教学模式［J］.地理信息世界，2008，4（2）：38-41

［6］ 田永中，徐永进，黎明，等.地理信息系统基础与实验教程［M］.北京：科学出版社，2013

［7］ Kang-tsung Chang.地理信息系统导论［M］.陈健飞，译.北京：科学出版社，2003

［8］ 黄杏元，马劲松.地理信息系统概论［M］.3版.北京：高等教育出版社，2008

［9］ 汤国安，刘学军，闾国年，等.地理信息系统教程［M］.北京：高等教育出版社，2007

［10］ 宋小冬，钮心毅.地理信息系统实习教程（Arc GIS 10 for Desktop）［M］.北京：科学出版社，2013

Teaching design of course about principle and application of geographical information system in the professional of human geography and urban and rural planning

JIANG Liang-qun
（School of Land and Resource，China West Normal University，Nanchong 637002，China）

Abstract：Based on the introduction of the geographical information system course overview，designs in detail to the content of the course and discusses and analyzes the teaching methods.It will provide the reference for the teaching of geographical information system in the relevant professional.

Key words：geographical information system；design of teaching；professional of human geography and urban and rural planning

中图分类号：K909∶G642.0

文献标识码：A

doi：10.3969/j.issn.1007-9831.2016.05.030

文章编号：1007-9831（2016）05-0105-03

收稿日期：2016-03-20

基金项目：四川省教育厅自然科学重点项目（15ZA0150）；西华师范大学2015年校级精品课程项目（40）

作者简介：蒋良群（1978-），女，四川广安人，副教授，硕士，主要从事地理信息系统教学与应用方面的研究.E-mail：gis_jlq@126.com