资环专业地理信息系统课程教学改革研究*

常 胜

湖北民族学院 湖北恩施 445000

资环专业地理信息系统课程教学改革研究*

常 胜

湖北民族学院 湖北恩施 445000

地理信息系统是资源环境与城乡规划管理专业的核心课程。本文在分析资环专业对GIS课程教学需求的基础上，提出适合于该专业的GIS教学内容体系，并探讨教学方法改革措施。

地理信息系统；教学研究；资环专业

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS），是在计算机软件和硬件支持下，综合运用地理学、系统工程和信息科学的理论，具有获取、存储、管理、传输、分析和输出地理空间数据的信息系统，是计算机和信息系统技术在地理科学中运用并发展的产物。地理信息系统自20世纪60年代问世以来，飞速发展，已经从最初仅仅在某些专业部门和研究人员（如地理、地质、土地资源管理、人口调查）使用的系统，扩展到政府公共管理、城市规划、科学研究、资源开发利用、测绘、军事、环境保护等各个方面，可以说，地理信息系统已经深入社会生产和生活的各个领域，成为很多领域中新的工作手段和方法。因此很多高校的很多专业都开设了地理信息系统课程，甚至很多中学也开设了地理信息系统基础课。我院林学专业、资源环境与城乡规划专业、城市规划专业都开设地理信息系统课程，但是从我院目前的情况来看，对这一课程的建设还处于起步阶段，进行课程建设，开展该课程的教学研究已成为该课程任课教师的燃眉之急。

一、资环专业对GIS课程教学的要求

资源环境与城乡规划管理（以下简称资环）培养具有国土资源管理、城乡规划管理、环境资源保护开发等方面的专门人才，这些领域均涉及空间地理信息。资环专业作为非地理信息系统专业开设地理信息系统课程的目的是为了让学生能够在已经掌握的专业课程基础上，利用GIS工具，主要是一些GIS软件，解决与本专业相关的自然、社会经济、文化等与空间信息相关的问题。但是要深入学好地理信息系统课程需要掌握相当程度的计算机知识、数学知识、地图学知识、自然地理知识以及一定程度的数据库和算法知识。资环专业的课程设置并没有涉及太多的计算机知识、测绘知识以及空间科学、信息科学等方面的课程，这就给地理信息系统课程的教学和学生的学习带来相当大的困难。单纯按部就班地按照当前的GIS教材进行教学，会给学生带来学习上的困难，使他们难以接受。而且，对该专业学生而言，更重要的应该是把GIS作为一门技术，一个解决资源环境与城乡规划相关问题的工具。因此，实验教学更显重要，在教学中，要特别重视实验教学，加强学生实践能力的培养。

二、资环专业GIS课程教学内容

1.补充相关基础知识，便于课程教学开展

学好地理信息系统课程需要掌握相当程度的计算机知识、数学知识、地图学知识、自然地理知识以及一定程度的数据库和算法知识。从我院资环专业的课程设置上来看，学生具备一定的计算机基础和测绘知识。因此，在进行GIS理论教学前，要补充数据库基础和加强地图学方面的教学内容。

2.精简教材内容

由于GIS是一门新技术，一门新兴学科，其基本理论和实践技术都在日新月异地发展、更新，且受教学计划学时的限制，不可能对GIS的所有内容全面讲授。因此，需要对教材内容进行梳理、分类，采用课堂讲授与课后自学和讨论相结合的方式分别对重点内容和一般内容进行教学：对抽象、不易理解但必不可少的内容做重点讲解；将叙述性、易于理解的部分作为课后自学和讨论的内容；而对那些目前尚不成熟，但代表GIS研究和发展方向的内容，作为可选的自学内容，仅需了解，不要求掌握。

课堂讲授的内容包括：GIS的基本概念、组成、功能及其应用领域；空间数据结构（矢量数据结构和栅格数据结构）；空间数据库；空间数据采集；空间数据处理；空间数据查询与分析；GIS设计。

课后自学、分组讨论的内容包括：GIS发展史；空间数据质量；空间数据标准化与数据共享；典型GIS软件的功能与特点；栅格数据分析（遥感中详细讲解）；GIS具体应用实例。

为了使自学和讨论达到应有的效果，在布置自学和讨论之前，事先设置若干思考题，并以作业形式上交，并且教师参与到课后的讨论。

3.增补GIS在各专业领域运用相关知识

由于所采用教材是地理信息系统概论，主要介绍地理信息系统的基本原理，对于其在具体领域中如何运用，只是作了一些概略的介绍。因此，在教学中应根据不同专业的需求，增补与专业应用相关的知识。如林学专业的增补内容为：GIS在土地资源管理中的应用；GIS在环境监测和环境保护、环境评价中的应用；GIS在城市规划中的应用；GIS在新农村建设中的应用等。

三、重视实践教学环节，合理安排实验教学

实践教学在资环专业的地理信息系统教学中是非常重要的。根据教育部对该专业的设置要求，专业主要实验中就有遥感应用和地理信息系统实验一项。在GIS课程的实验教学上，教会学生熟练使用一种GIS软件来解决实际应用问题就显得尤为重要。从教学计划的安排来看，其理论学时与实验学时分别为30学时和26学时，比例近1:1，这也体现了实验在该课程教学中的重要地位。

在实验的安排上，应注意避免为了实验而实验，安排单个的、互不联系的实验。因为根据教材内容安排的单个实验，只能是对教材内容的验证或某些单项技能的训练，不能形成对GIS的总体认识。因此，在实验的安排上，各实验的实验内容要前后联系，并最终形成一个整体。如资源与城乡规划专业的GIS实验安排如下：

(1)桌面地理信息系统软件Mapinfo功能了解与菜单操作；

(2)基于某一地理区域的基础地理信息系统空间数据库的设计；

(3)空间数据的采集（屏幕跟踪数字化、属性数据的采集输入）；

(4)空间查询；

(5)基础空间分析（叠置分析、缓冲区分析等）；

(6)数字高程模型的生成与分析；

(7)专题地图制作；

(8)GIS的综合运用。

各实验紧密联系，后一次实验以前一次实验的成果为基础，既紧密联系教材内容，又相对独立于教材，成为一个独立的、完整的实验过程：包含了GIS中从空间数据库的设计、数据采集、查询、空间分析、制图输出及运用的全过程；在实验过程中，不仅需要GIS基础知识，同时还需要密切联系其专业背景知识，从而将GIS与其专业背景知识融合为一体，使同学们切身体会到GIS在资源环境与城乡规划中的作用，并掌握应用GIS来解决相关问题的方法。

四、利用现代化的教学手段，探索科学的教学方法

1.充分利用多媒体教学手段，积极应用远程网络教学资源

积极采用多媒体技术形象直观地进行教学。为此，首先要广泛的收集相关资料和素材，包括文本资料，图片资料，视频资料以及别的院校的GIS课程CAI软件等，在充分收集资料的基础上，根据教学实践自行编制地理信息系统CAI软件。

GIS技术的飞速发展要求专业人员必须不断地更新和拓宽自己的专业知识，才能保持专业上的技术优势，这种知识更新和拓宽不仅是在学校学习期间需要进行，而且应该是终身的。Internet上的GIS教育资源为学生在校期间以及毕业后的自我教育提供了一种重要的学习方式。目前，Internet上有关GIS教育的资源已有不少，如：http://www.kingston.ac.uk；http://www.ute- xas.edu；http://www.gisnet.com。另外，许多著名的GIS软件生产公司都有自己的网址，ESRI公司：http://www.ersi.com，INTERGRAPH公司：http://www.intergraph.com等，这些网址上包含了软件产品介绍、出版物、技术咨询、程序设计技巧、软件包、大型数据及软件免费下载等信息。

2.启发式教学方法，避免“满堂灌”式的教学

所谓“授人以鱼，不如授人以渔”。启发式教学法是对当前教师授课的基本要求，是素质教育的重要组成部分，它对于活跃课堂气氛，调动学生学习的主动性，培养学生“学习”的能力有着极其重要的意义。因此，在教学过程中，要适当地提出一些问题，引发学生的学习兴趣，激发学生的求知欲；在教学过程中给学生充分表现自己见解的机会，营造开放性课堂。

3.多样性作业设计，开放性教学评价

长期以来，做作业一直是学生不愿做、迫不得已做的事情，所以，教学过程中，针对不同的教学内容和教学对象，应设计灵活多样的作业形式，如：理论性作业、实践性作业、探讨式作业、总结式作业和论文式作业等；营造一个开放性的教学评价氛围，把做作业变成学生乐于接受的事情，让学生可以从多方面、多角度分析和回答问题。

五、结束语

要搞好该课程的教学，必须要树立以人为本的教学观念：课堂是完成教学任务的主阵地，学生的认知、情感和实践能力的培养大多是在课堂教学活动中实现的，教师要坚持以学生的认知水平为出发点，以学生的终身发展奠基为落脚点，实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值目标的大统一。要达到这一目标，除了要求教师具有丰富的知识，还需要教师采用科学的方法。

[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]张超.地理信息系统实习教程[M].北京：高等教育出版社，2001

[4]汤国安.ArcView原理和应用[M].北京：科学出版社，2000

[5]杜培军，盛业华.地理信息系统基础系列CAI课件研制[J].测绘通报，2002，7

Study on teaching reform of GIS course in the major of resource-environment and citycountryside plan-management

Chang Sheng
Hubei university for nationalities, Enshi, 445000, China

The geographical information system (GIS) is one of the core courses of the major of resourceenvironment and city-countryside plan-management. Based on the analysis of the course teaching demand, the teaching content system of the GIS course suited to the major was put forward and the reform of teaching methods were discussed.

geographical information system (GIS); teaching study; the major of resource-environment and city-countryside plan-management

2010-04-10

常胜，博士，讲师。

*本文系湖北省教育厅教学研究项目（2009266）。