基于项目驱动的土地信息系统实验教学设计探讨*

王枫

基于项目驱动的土地信息系统实验教学设计探讨*

王枫

华南农业大学公共管理学院 广州 510642

为了更好地培养学生的动手能力和实践能力，设计基于项目驱动的土地信息系统实验教学方案，以项目贯穿整个实验教学过程，将土地信息系统相关各技术要点有机联系和统一起来，并在实际应用中取得较好效果。

土地信息系统；项目驱动；实验教学设计

10.3969/j.issn.1671-489X.2012.27.134

*研究基金：华南农业大学2009年度教育教学改革与研究项目（JG09140）。

作者：王枫，博士生，讲师，研究方向为土地资源管理与GIS应用。

Author’s addressCollege of Public Administration, South China Agricultural University,Guangzhou, China 510642

土地信息系统是一门理论与实践关联性很强的课程。在教学中，怎样处理好理论教学与实践教学的关系，使学生既学到理论知识又培养实践能力是搞好这门课程教学的关键[1]。传统实验教学存在的问题：一是各个知识点不相关联、缺乏整体感，按层级递进地学习土地信息系统的知识点，无完整项目的依托，会令学生的学习不成体系，学后遗忘快；二是缺少实际项目的操练，不参与实际项目的操练，学生无法体验所学知识在实际工作中的重要作用，对学生实践能力的培养也就无从谈起，这将会影响学生的学习兴趣和学习效果。

为了更好地培养学生的动手能力和实践能力，对德国职业教育中较为成功的项目驱动教学法进行一定的研究，并将其引入土地信息系统课程实验教学中，取得较好的效果。

1 对项目驱动教学法的认识

项目驱动教学法是师生通过实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。 项目驱动教学法分三步实施：首先由教师对项目进行分解，并进行适当的示范，让学生 掌握 基础的知识，并架构起整个课程的知识体系；然后对学生进行分组和配备项目，让各组学生围绕各自的项目进行 讨论、协作学习；最后以共同完成项目的情况来评价学生的学习效果。与传统的教学方法相比，项目驱动教学法有助于学生以项目为中心来建立一个比较完整的知识结构，使学生的学习目标更为明确，更大地激发学生的学习兴趣，充分调动学生学习的主动性和积极性，从而更好地培养学生的实践动手能力。

2 土地信息系统课程实验教学目标与特点

2.1 教学目标

通过专业教师进行调研，对土地资源管理专业对应的“社会职业”进行分析，确定土地信息系统课程对应职业岗位及岗位能力分为两个层次[2]（表1）。一个层次是各类应用土地信息系统的开发。这一层次的岗位需要学生具备测绘专业知识，较高层次的计算机、数据结构等专业知识。显而易见，在这一层次的岗位，一般本科院校土地资源管理专业的学生较难胜任。另一层次是对专业GIS软件的应用，实现对空间数据数字化或数据格式转换以建立基础的土地利用数据库或实现不同土地信息系统数据的共享。对这一层次的岗位，计算机水平并不需要达到程序开发水平，是一般本科院校土地资源管理专业学生通过学习相关计算机基础课程和GIS相关软件就可以达到的。因此，一般本科院校土地资源管理专业土地信息系统课程面向岗位应为数据处理工程师。

表1 土地信息系统课程对应职业岗位分析

2.2 课程特点

从以往的教学情况来看，学生普遍对土地信息系统实验课程感到难学、枯燥、兴趣不大。究其原因，对于学生而言，一是土地信息系统课程实验教学内容具有严密的逻辑性，在数据处理与分析过程中涉及的技术因素非常多；二是土地信息系统部分知识（如空间数据库）还有高度的抽象性，学生难以理解，容易丧失学习的兴趣；三是 土地信息系统课程知识点之间的层次关系较复杂，如果没有实际项目引导，学生难以理清知识点之间的关系，形成一个完整的知识体系。

3 基于项目驱动的土地信息系统实验教学设计

通过以上分析，不难发现，土地信息系统课程实验教学比较适合采用项目驱动教学法。由于面向数据处理工程师的土地信息系统课程实验教学目标主要是对专业地理信息系统软件的使用，因此选取“土地利用现状数据库建设与制图”这一土地资源管理的基础工作来组织教学活动，即对一幅扫描的乡（镇）土地利用现状图通过空间数据采集、空间数据拓扑关系的建立及编辑修改、空间数据库管理及属性编辑、空间查询与空间分析、专题地图制作等步骤，最终成果是要得到一幅关于各个村农用地、建设用地和未利用地统计的乡（镇）土地利用现状类型饼状统计图[3]。这种由几个实验项目整合成的综合性实验可以大大丰富学生的直观体验和感性认识，并通过所获得的“成果”激发学 生的学习动机，提高学习的主动性、积极性。下面介绍具体的实验教学设计[4]。

3.1 教师示范阶段

1）确定项目任务：土地利用现状数据库建设与制图。在说明土地信息系统的基本功能后，通过下达任务的方式给学生提出具体的任务要求，同时向学生阐明土地信息系统课程的学习目标。然后讲解完成任务的主要步骤，并向学生展示任务完成后将得到的成果，以激发学生学习的主动性和积极性。这个环节很重要，它是项目驱动教学顺利实施的重要保证。不妨多使用一些成果图片，以更好地激发学生的兴趣。

2）根据课程涉及的知识点，结合土地利用现状数据库建设与制图的步骤，对项目进行分解[3]。

实验1：空间数据的采集。主要讲解利用ArcGIS软件对扫描得到的乡（镇）土地利用现状栅格图像进行地理配准和对配准后的图像进行屏幕跟踪数字化的步骤等知识点。

实验2：空间数据拓扑关系的建立及编辑修改。主要讲解用ArcGIS软件对矢量化得到的地类界线、线状地物和行政界线图层合并构建拓扑关系，检查错误，并修改错误。

实验3：空间数据库管理及属性编辑。主要讲解Geodatabase空间数据库模型，属性数据输入、属性数据与空间数据关联的方法，为采集、编辑和修改得到的线面要素如行政区划、行政界线、地类图斑和线状地物等图层添加属性数据。

实验4：空间查询与空间分析。主要讲解利用结构化查询语言SQL对图层进行查询，通过地类号查出哪些是农用地、哪些是建设用地、哪些是未利用地；用ArcGIS软件对乡(镇)的行政区划图和土地利用现状图进行叠加，统计分析出各个村的农用地、建设用地、未利用地，将统计好的农用地表、建设用地表、未利用地表连接到行政区划图层。

实验5：专题地图制作。主要讲解使用ArcMap进行专题制图制作和饼状统计图制作的方法，进行关于各个村农用地、建设用地和未利用地统计的乡(镇)土地利用现状类型饼状统计图的制作。

3）针对基础理论的学习，设计适当的小项目，进行操作方法的示范。针对基础理论的学习，设计“行政界线屏幕跟踪矢量化”“构建拓扑关系”“属性数据库建立”“地类面积统计”“行政区划图制作”等小项目。在自主讨论、协作学习之前，先由教师示范各个小项目的操作方法，学生在看完教师的演示后，自己再动手操作，加深对知识点的理解，并独自总结各个小项目的操作要点。

3.2 学生练习阶段

在示范学习的基础上，由学生自主完成“土地利用现状数据库建设与制图”的工作。练习期间，将学生3～5人分成一个小组，每组学生自行安排工作计划，拟定技术方案，共同完成空间数据采集、空间数据拓扑关系的建立及编辑修改、空间数据库管理及属性编辑、空间查询与空间分析、专题地图制作等过程，根据学生的最终成果“土地利用现状数据库及土地利用现状类型饼状统计图”对学生的学习效果进行评价。

4 实验教学效果

从笔者在土地信息系统课程实验教学中初步开展的一些实践来看，项目驱动教学法取得了良好的教学效果。学生学习的积极性和热情有了很大提高，大家主动去图书馆借阅或到书店购买相关书籍，并利用Google、百度等工具在互联网上查找资料以寻求技术支持，课后各类形式的提问也明显增多。大部分学生反映学习的目标更加明确，理论知识的理解和掌握更加容易，自学能力和动手能力也得到了提高。同时，在协作完成任务的过程中培养了团队精神和集体荣誉感，锻炼了彼此之间的沟通能力和合作意识。

[1]刘耀林,胡石元,等.土地信息系统课程实践教学改革探讨[J].地理空间信息,2008,6(1):7-10.

[2]郑佳荣.“工作过程导向”的高职工程测量专业地理信息系统课程设计[J].中国职业技术教育,2011(5):53-57.

[3]尚颖娟,刘秀华,等.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):144-146.

[4]郭朝霞.项目驱动教学法在《遥感基础与应用》教学中的尝试:以土地资源管理专业为例[J].武汉工程职业技术学院学报,2005,17(3):77-79.

Study on Land Information System Experimental Teaching Design based on Project-driven

Wang Feng

In order to culture students’ practical ability, land information system experimental teaching plans based on project-driven is designed to change the disadvantage of traditional teaching. Through the implementation of project, experimental teaching procedure is well organized; various knowledge points and land information system techniq ues are bound together to meet the requirements of project. The study in practical application achieved good res ults.

land information system; project-driven; experimental teaching design

G642.423

B

1671-489X(2012)27-0134-02