地理信息系统课程在土地资源管理专业教学中的改革探讨

张晓光　陈明利　韩玉杰　秦鹏

摘要：本文探讨了土地资源管理专业中地理信息系统教学的设置和改革措施。应设置好课程在土地资源管理专业整个学习体系中的架构，教学中以多媒体技术教学为主，综合运用多种教学方法和模式，注重实验教学和实践教学。

关键词：土地资源管理专业；地理信息系统课程；教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）37-0146-02

地理信息系统是由计算机硬件、软件以及不同方法组成的系统，用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示[1]。其英文表达多数称为Geographic Information System或Geo-Information System，实际工作中一般简称为GIS，是一门集计算机科学、地理科学、测绘科学、遥感等学科和技术于一体的新兴学科。自从20世纪60年代萌芽以来，至今已发展了四十多年的历程。地理信息系统已经从少数专业领域（地图学、地理科学）的应用，扩展到众多学科领域，在大部分专业中均有涉及，如环境科学、农业资源环境、生态学、遥感、森林经理等，目前在政府农业部门、林业部门、环境保护部门、渔业部门、水利部门、气象部门、国土部门，甚至公安部门和军事部门都有了很广泛的应用。可以说地理信息系统深入到社会各个领域[2]。

随着对GIS认识的不断增强，众多高校开设了地理信息系统课程，我校的土地资源管理专业、农业资源与环境专业、环境科学专业、生态学专业、环境生态工程专业、林学专业、农学专业、海洋资源与环境专业等都分别以必修课或选修课的形式开设了相关GIS课程。从实际情况来看，地理信息系统课程建设尚需要若干工作完成，在课程进行的过程中有些内容仍然亟需完善，是摆在我们面前的一个重要任务。因此，本文以“山东省特色名校工程”——应用型人才培养为契机，探讨土地资源管理专业中地理信息系统教学的设置和改革具有较好的实践价值。

一、GIS在土地资源管理专业中的地位和教学要求

土地资源管理专业学生主要学习土地资源调查、规划、管理等方面的内容。专业要求之一就是培养学生具备运用现代技术手段进行调查分析和实际操作的能力。地理信息系统作为一项新兴技术，是集计算机、地学理论等于一体的新兴交叉学科，同遥感和全球定位技术一样，都需要学生熟练的掌握运用。因而我校土地资源管理专业将地理信息系统课程设置为主干课程，是必修课程之一[3]。

地理信息系统课程要求土地资源管理专业学生能够熟练的运用常见的GIS软件解决土地资源的调查、建库、评价、分析、模拟等问题。学好这些需要学生既要有扎实的计算机文化基础知识，又要有地图学的基础，还要具备土地资源学及土地管理學方面的知识。因此，在理论教学的同时，开展实验和实习实践教学相统一[4-5]。

二、GIS课程在土地资源管理教学中的体系设置

考虑到地理信息系统是一门交叉学科，单纯的讲述相关内容，学生可能不容易掌握，又因为许多概念和原理比较难懂，十分抽象，因而需要合理的设置地理信息系统课程在专业课程设置中的位置。

我院根据教学实际，首先在土地资源管理专业大一课程设置《计算机文化基础知识》，了解计算机相关知识，掌握基本的计算机操作理念。在大二上学期开设《地图学》课程，让学生掌握地图计算机制图学的地理参考理论和方法。在大二下学期开设《地理信息系统》课程，同时开出《基础遥感》课程，这样学生在学习地理信息系统的同时，能够同时掌握遥感科学的技术和知识，起到互补的作用。因为地理信息系统是导论式的教学内容，针对专业特点，大三又开设《土地信息系统》课程，专门作为地理信息系统在土地行业的专题应用课程。大四开设《GPS技术》，让学生了解数据获取时地理坐标的表达和建立过程。

整个结构框架，很好的保证了地理信息系统课程的进行，更容易让学生掌握其知识、原理，熟悉地理信息系统在整个学习中的结构。

三、GIS教学中的具体措施

有了上述结构上的良好的保证，我们在教学过程中，从以下几个方面进一步进行课程的进行和改革。

（一）借助多媒体教学

多媒体技术在教学中的应用体现了众多的优势[6]。在地理信息系统教学过程中，由于涉及到的概念往往都很抽象，诸如“矢量数据结构、栅格数据结构”等，学生一般不太能够接受、理解这样的概念，所以对这方面知识的理解也就减弱。再如“数据采集内容中的图层”概念等，之前学生一般都没有接触过，头脑中无法形成对应的理解，所以更无从谈及对此内容的掌握。因此，在教学中，我们主要以多媒体教学为主，利用生动的图件、动画等，让学生感受到鲜活的知识，直观的体会相关知识，有助于理解抽象的原理等。

（二）利用模型进行演示教学

在多媒体教学的同时，教研室购买了一批教学模具，一些难以用语言、动画表达的概念，可以借助模具来展示。如在地图投影内容讲解过程中，我们可以用地球仪和屏幕的相对关系来表达地图投影的概念，通过两者之间的关系表达投影的类型等。讲授地理信息系统产品内容时，产品类型有数字地图和纸质地图两种类型，数字地图部分我们利用计算机屏幕显示一幅相关图件，而纸质地图部分我们可以给大家展示一幅某地区的土壤图或土地利用图，学生立刻就有了明确的对比。

（三）加强实验、实践教学

理论教学的同时开设同步的实验课程，地理信息系统实验课程的学时保证达到24学时。实验课程的内容主要涵盖了数据的采集、处理、数据库建设、空间分析、输出等地理信息系统主干内容，具体的实验例子以国土事例为主。实验教学过程主要是在机房，通过投影仪给学生演示基本的实验操作步骤，然后布置作业让学生自己完成。部分综合性比较强的实验，通过任务驱动式的方式进行[7]，既能够加强操作技能，又把所学的课程知识连贯起来。通过24个学时的实验课程，一方面学生掌握了各项实际的操作技能技巧，另一方面加深了对理论知识的理解。

GIS课程结合基础遥感课程联合开设了1周的课程实习，以GIS和RS所学基本知识为基础，布置实习任务，让学生分组完成相应的地学任务。通过教学实习，增强学生感性认识，促进学生对GIS技术的理解和应用。

（四）多种教学方法综合运用

越来越多的研究发现，教师在上课的同时并不是只应用一种教学方法或者方式，而是多种方法的综合应用。在地理信息系统的教学中，可以利用教师的科研项目作为案例进行教学，既可以增加学生的学习兴趣，又达到了与实际相结合的目的。另外在教学中，可以阶段性的提出几个问题，通过课堂讨论，对培养学生的创新思维。对于部分内容，让学生参与讲授，通过课下准备和课堂演讲，锻炼学生的课件制作能力和口头表达能力。

（五）充分发挥网络教学的作用

随着互联网的广泛应用，许多课程也开展了网络化的教学研究工作。越来越多的实践证明网络在教学资源共享方面起到了巨大的作用。与此同时，我校开发了网络教学平台，教师可以上传相关教学资料、发布课程练习题、批改作业，学生可以通过平台与教师进行咨询、上交作业等互动。我院地理信息系统课程制作了精美的课件，连同教案、练习题、教学大纲、参考文献等内容一同上传至网络教学平台，为学生提供课下自学和练习的素材。同时，土地资源管理专业的地理信息系统课程通过录播教室进行全程录像，制作了高清晰的课堂视频，学生可以利用视频在课下加深对相关内容的理解。

四、小结

《地理信息系统》课程在土地资源管理专业中是一门非常重要的主干课程，学生在专业学习的过程中需要掌握地理信息系统这门工具，通过掌握相关技术完成土地资源的调查与管理。在教学中，我们应该设置好地理信息系统课程在整个学科专业中的架构。以现代化多媒体技术教学为主，综合运用多种教学方法和模式。注重实验教学和实践教学，提高学生对地理信息系统操作技能的掌握能力。大力开发网络教学平台，促进课程的网络交流与互动，加大对地理信息系统学习的力度。多种途径、综合完成对土地资源管理专业学生在GIS课程中的培养。

参考文献：

[1]黄杏元.地理信息系统概论[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]邬伦.地理信息系统—原理、方法和应用[M].北京：科学出版社，2001.

[3]陈明利，刘佩茹.基于GIS的土地资源管理专业实验教学体系建设探[J].人才资源开发，2015，（11）.

[4]尚穎娟，刘秀华，谷达华.土地资源管理专业地理信息系统课程实验教学改革[J].西南农业大学学报（社会科学版），2011，9（5）.

[5]常胜.资环专业地理信息系统课程教学改革研究[J].中国现代教育装备，2010，（17）.

[6]闫志刚，杜培军.当前GIS专业多媒体教学的问题与建议[J].北京测绘，2006，（3）.

[7]窦长娥，刘付程.GIS专业任务驱动型实验教学体系的设计[J].地理空间信息，2011，9（4）.