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高师院校GIS课程教学与实践改革的探索

2011-09-27侯立春许正昊

地理空间信息 2011年1期
关键词:高师院校理论与实践教学改革

侯立春,徐 磊,许正昊

(上饶师范学院历史地理与旅游学院,江西上饶 334001)

高师院校GIS课程教学与实践改革的探索

侯立春,徐 磊,许正昊

(上饶师范学院历史地理与旅游学院,江西上饶 334001)

通过分析目前国内高师院校GIS课程的特点、教学现状及存在的主要问题,以及多年从事GIS教学实践;从GIS理论与实践的教学角度,研究探讨了高师院校GIS课程理论与实践教学改革的思路,以期交流和对GIS教育有所促进作用。关键词:GIS课程;理论与实践;教学改革;高师院校

地理信息系统(GIS)是集地理科学、计算机科学、测绘学、遥感学、信息科学和管理科学等学科为一体的边缘学科。它广泛应用于资源环境与管理、区域规划、国土监测与辅助决策等诸多方面[1]。GIS作为一门较为综合的学科,对于GIS的应用与设计需要理解地理学、地图学、空间分析以及数据库等相关领域的知识。其理论深奥难懂、实践操作性强,要求学生有较好的综合能力和素质。地理学界老前辈们都充分阐明了地理信息系统在地理学中的重要作用以及对地理学发展的重大意义。在21世纪,许多高等师范院校开设有GIS的相关课程,高师院校如何把GIS这门课程开设好,让学生真正掌握GIS的理论与方法、技术与实践,本文正是通过分析GIS课程本身的特点,以及理论与实践教学过程中存在的若干问题,来对高师院校GIS课程(理论与实践)教学改革的思路与应对措施等方面进行分析和探索的。

1 地理信息系统课程的特点

1.1 空间分析与空间抽象

GIS的操作对象是空间数据,即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体;空间分析是其强大的功能,这也是GIS区别于其他类型信息系统的根本标志。但其空间实体的表达比较抽象,难以理解。因此在教学中要用一些实物实例向学生讲解演示,借助现代技术教育手段如多媒体教学,把一些抽象的、难以理解的知识直观化、形象化,便于学生理解[2]。

1.2 理论性和应用性并重

GIS既是一门基础理论科学,又是一门应用性较强的技术性科学,因此GIS在教学中必须理论与实践并重[3],既教授学生理论知识,又培养学生的实际动手能力,即应用技术。这就要求在上好理论课的同时,安排学生上机实习,在实践中理解和体会课堂教学中的一些抽象知识和难点。

1.3 多学科集成、渗透性强

GIS是多学科多技术交叉的空间信息科学,它依赖于地理学、测绘学、统计学等基础性学科,又取决于计算机硬件与软件技术、遥感技术和人工智能与专家系统技术的进步与成就,这就要求教师和学生的知识面要相当广泛,要有扎实的基础知识[3]。课程安排在师范生大三阶段为最佳时期;同时根据教育对象对教学内容作适当调整。

1.4 发展和更新速度快

尽管GIS的历史只有50年,但GIS技术的发展十分迅速,从GIS应用工具上升为地理信息科学再到数字地球;从开放式地理信息系统 (OpenGIS)到网络地理信息系统、移动GIS;即现在的社会化用户阶段。这对教学方法和手段也提出了更高的要求。

2 高师院校GIS课程教学存在的主要问题

2.1 教学局限于课本知识;理论抽象、难以理解

我国GIS起步较晚,在GIS教学与研究方面的积累显得不足,相关教材相对较少且比较抽象,有些高校缺乏实际项目经验等[4]。最终使一些高师院校 GIS课程教学只是走过场,没有讲得透彻明白,以至于难以理解,枯燥无味,学习兴趣不高,再加上现行的高中地理教材涉及GIS内容并不多,学生思想意识重视不够,最终没有真正起到再发展的作用。

2.2 理论和实践的失衡

GIS是一门实践性强的学科,但理论和实践技术是不矛盾的,不能因为GIS的强技术性而轻视其基础理论,如果没有扎实的理论基础,就谈不上深层次的应用[5]。另外,教师在教学过程中也往往会避重就轻,缩减实践课程的课时,致使学生在学习GIS中未能真正学有所用,出现实习、实践环节薄弱等问题。

3 高师院校GIS课程理论与实践教学改革思路探索

目前各高师院校开设GIS课程的深度和重点各不相同,但GIS课程的构建应全面反映“概念-原理-方法-操作-应用”五位一体的特征,内容由理论教学和实验教学两部分组成。针对上述我国高等师范院校GIS课程的特点和发展现状及存在的问题,根据笔者近几年来GIS教学实践的尝试,提出以下GIS教学与实践改革思路:

3.1 建立一支高素质教师队伍”

这是教学改革的根本。根据高师院校GIS课程培养的目标及要求,制定合理的GIS课程教学计划体系,在理论与实践的教学工作上多下工夫,做到理论与实践并重,提高学生的理论素养的同时培养学生的实际操作能力;强化竞争意识,提高教师的GIS课程教学水平,通过派送教师进行GIS专业再深造和选GIS专业人才的方法,提高高校教师队伍的素质,促进 GIS课程教学质量显著提高。

3.2 突破传统教法模式,构建新型教学模式

在教学内容的组织上,教学实例的选取应多立足乡土教材,从身边的地域着手,使学生在一种既轻松又很熟悉的氛围下学习,更加有利于新知识的学习和巩固。在教学方式上,打破传统的灌输式和过分偏重讲授的教学方法,采取讲解、演示、课堂讨论等多种形式相结合的方式;实施互助式学习,启发式教学等新型教学模式来启发学生思维;注重逻辑联系的思维和学习方法;培养学生创新、创造能力的教学方法,以期达到最佳的教学效果。

3.3 丰富GIS课程教学的教材形式和内容

针对GIS课程本身的特点,精心设计制作高质量的GIS课件,开发成集图像、图形、动画和声音的“立体教材”,丰富GIS课程教学的教材形式和内容。现代教学的实施离不开多媒体技术,而且GIS与计算机科学紧密结合,通过多媒体技术进行教学,可以加强学生的计算机科学意识,建立强的空间性,从而培养他们利用计算机知识进行GIS系统开发应用的能力。在多媒体教学中增强图形、图像、声音和动画等方面的信息,来提高教学效果,形象直观地完成教学任务,注重多种教学手段的结合运用及师生间的互动。同时,随着科技的发展,GIS知识更新速度加快,运用CAI编制的电子教材可以把GIS发展的最新技术、新理论和新方法及时增加到教学内容中去,及时弥补文字教材知识更新慢的不足,较好地解决GIS教育中知识不断更新的矛盾。所以,制作出高质量的GIS课件也是很关键的。

3.4 强化实验课教学,增强学生实践能力

高校GIS教学中,在选择较为权威、优良的理论教材的同时,也要注重实践教材的选取。实验课教学,以课程中的有关内容为主线,时间安排也一般与课堂教学穿插进行,目的是使学生加深理解课堂教学中学到的有关GIS的基本理论、基本知识和基本技术方法,并熟悉流行 GIS工具软件的使用与操作等[6]。对 GIS实践操作部分采用现场教学,实行讲练结合,即边讲授边操作,这样既提高了学生的计算机实际操作能力,又节省了教学时间,同时起到事半功倍的效果。GIS操作主要是让学生形成对书本知识和课堂讲授内容的感性理解以及对其的运用,通过操作来进一步加深学生对GIS理论的理解。

3.5 以网络教学为辅助,加强师生交流沟通

随着Internet技术的发展与应用,在GIS学习中可以充分利用网络技术。一方面,教师通过博客、电子邮件、BBS站点等网络教学方式来加快教学进度,促使学生巩固相应的知识。网络教学可以促进学生与教师之间,学生与学生之间的同步式交流。学生可以向老师提出相应问题并获得及时的指导和帮助,充分合理地利用网络教学可以弥补课时限制的缺陷,特别是上机操作课时有限。也可以将讲义放到本校的校园网上,供学生复习巩固[7]。作业提交与反馈,师生交流讨论都可以利用上述方式。网络教学只是起到GIS教学的一个辅助作用。

3.6 考试方式的改革

考试是促进学生学习的重要动力机制,也是考察学生学习效果的一种手段。为反映教学的效果将学习过程的考查与最终考试挂钩,将理论和实践操作结合考察。学习过程的考查主要以出勤率、实验报告、课后作业为主;期末考试命题改变以往仅仅命理论部分的出题方式,在试卷中加大与实践相关的软件操作题以及相关应用题,GIS理论题与软件操作题可以按7:3分值比例。这样有利于积极引导学生脱离死记硬背,期末突击复习的坏习惯,提高学生学习积极性、主动性与创造性。

4 结 语

通过教学信息反馈,学生对本课程的教学形式、课件教材内容安排、教学效果等方面普遍反映较好,每年教学质量评比均居院前 40%。学生能在较短的时间内掌握ArcGIS软件的基本操作,也能深刻理解GIS的基本理论,并且在毕业论文的设计中加以应用。经过近几年来的 GIS教学实践改革探索,取得了一定的成效,对面向基础教育和GIS知识普及方面起到了促进作用;由于我校GIS课程起步较晚,教学中也存在自身的不足,希望通过与同行全方位的交流来促进高师院校GIS教学不断发展,从而培养更多更好的GIS人才。

[1] 黄杏元,汤勤.地理信息系统概论[M].北京:高等教育出版社,2001

[2] 谢鹏,谢光辉,李满春.21世纪高师地理信息系统教学刍议[J].湖南师范大学自然科学学报,2000,12(4):92-93

[3] 盛业华,郭达志,杜培军,等.“地理信息系统”课程教育的实践与思考[J].测绘通报,2000(6):40-42

[4] 张新长,赵元,张启春.GIS课程改革的思考[J].理工商教研究,2003,8(4):118-119

[5] 边馥苓.我国高等GIS教育:问题、创新与发展[J].地理信息世界,2007(2):7-11

[6] 陈正江,汤国安.关于“地理信息系统”课的实践教学[J].高等理科教育,2002(2):69-71

[7] 邓运员,刘沛林.GIS课程教育及其实践教学的思考[J].衡阳师范学院学报:自然科学版,2003,6(3):118-122

Practice Teaching of Principles and Methods of Digital Mapping

by Cheng Gang

Practice teaching is an important part of the course of Principles and Methods of Digital Mapping to broaden and deepen the theory teaching.Practice teaching is an effective way to consolidate and test the outcomes of theories learning,where students can further understand and grasp what they have learned,so as to develop independent analysis,innovative thinking and practical ability to solve practical problem s in topographic mapping.Aiming at practical teaching objective,this paper relied on the construction unit of experimental teaching demonstration centers Henan Province,arranged the teaching content o f practice scientifically and reasonably,flexibly used teaching methods and means,achieved a good effect of teaching,which played an important reference to the relevant institutions.

digital mapping principles and methods,practice teaching,method(Page:150)

P208

B

1672-4623(2011)01-0146-02

2009-06-02

项目来源:江西省高校省级教改基金资助项目(JXJG06-16-24);江西省高校人文社科规划基金资助项目(JC0921)。

侯立春,硕士,主要从事地理信息系统、计量地理和课件制作教学与研究。

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