GIS专业学生地理素养的培养模式亢

孟军，翁　敏，万　幼

(武汉大学 资源与环境科学学院，湖北 武汉 430079)



GIS专业学生地理素养的培养模式亢

孟军，翁敏，万幼

(武汉大学 资源与环境科学学院，湖北 武汉 430079)

摘要：地理素养是地理学及相关学科培养学生素质的最本质的要素。在分析培养GIS专业学生地理素养必要性的基础上，探讨通过优化地理学基础课程、探索多样的教学方式和手段，不断强化学生地理素养和地理思维训练的培养模式，从而培养具有扎实的地理学基础和过硬的地理应用能力，真正能够适应社会需求和科研需要的GIS专业人才。

关键词：地理素养；地理科学素养；地理人文素养；地理空间素养

素养教育已成为21世纪国际教育发展的重大课题和紧迫任务，国民素养是一个国家乃至全民族兴旺发达的关键，地理素养又是国民素养的重要组成部分。随着社会经济的快速发展，人们越来越关注人地关系中的环境恶化、资源分配公平性、人与自然环境等问题，建立资源节约、环境友好和经济可持续发展的和谐社会是大家共同的目标。在此背景下，地理素养的育人价值也愈受重视，因此如何在教学实践过程中培养地理信息系统专业学生的地理素养和地理思维能力就非常关键。地理素养是指一个人能够用地理学的观点来观察事物且运用地理学的技能来解决问题的内在涵养[1-2]。《地理教育国际宪章》[3]指出未来的各行各业的专家，都必须具备基本的地理素养和地理思维，因为所有学科都受到区域和环境的影响。有的专业必须接受深入的地理学研究，因为这些专业和地理环境密切相关。地理信息系统专业作为地理学衍生出来的一门学科，是在地理学基础上发展起来的现代技术手段。所以，GIS专业在培养学生的教学过程和实践中，应该从基本地理理论出发，结合GIS的最新技术和方法，培养学生的地理素养，使学生能自如应用地理思维分析和解决与社会环境、人文经济相关的各类地理现象和地理问题。

1提升GIS专业学生地理素养的必要性

地理学是一门研究地球表层上作为整体及各个事物空间分布规律的科学。现代地理学一般划分为理论地理学、实验地理学和技术地理学三个分支[4]，地理信息系统属于技术地理学范畴。地理信息系统与地理学有着密切的关系。首先，地理学是地理信息系统的重要理论依托，地理信息系统的很多理论和方法都在地学问题的研究中产生和发展。其次，地理信息系统是以一种新的思想和技术手段来解决地理问题[5]。为了充分利用二者各自的优势，地理信息系统专业应该重视对学生经典地理学素养和地理思维的培养。在构建地理信息系统专业人才本科培养体系中，既要强调GIS的新技术和新方法，也要重视地理学的基本知识和理论，只有把理论融入实践，在实践中强化理论，才能培养专业知识扎实、实践动手能力强的创新人才。

GIS专业具有理工并举的专业特点，本专业本科教学体系的目标是：用数学培养学生的思维、用计算机科学与技术培养学生的实践技能、用地理学培养专业理论基础、用地理信息系统培养学生的专业知识及技能。专业目标是培养全方位的人才，但在GIS的实际教学体系存在各种问题，如人才培养千篇一律缺乏特色、不注重实习实践教学和学生动手能力的培养[6-7]，或者是过分偏重对软件操作技能与编程技能的培养，培养GIS技能工人。所以，部分GIS专业学生对GIS的认知就是“编程”，认为GIS专业的核心课程就是各种计算机编程课程，编程的好坏决定成绩的好坏和所学专业知识的多少。不可否认，计算机是GIS的主要技术依托，计算机技术的发展促进了GIS技术的快速更新和发展，GIS的发展又为地理学的发展带了新的机遇。但在解决实际地理问题时，技术和方法只是辅助手段，解决问题的关键在于是否采用了地理学理论和观点来分析地理现象和解决地理问题。所以，在对GIS专业本科生培养的过程中，一方面要让学生受到良好的专业技能训练，具有较强的实践动手能力，能更好地适应市场需要。另一方面要重视教会学生如何学习和钻研科学问题，对学生进行科学思维的训练和创新意识的培养，从而培育具有学术气质的优秀地理信息系统专业人才。

2GIS专业学生地理素养的培养模式

地理素养教育主要包括地理科学素养、地理人文素养和地理空间素养教育三方面[8]。欲培养GIS专业学生的地理素养，前提是设置具备统一架构的专业课程体系，然后通过课堂理论和实践教学强调地理基础知识和地理学相关方法，即通过课程体系的构建、教学内容的更新、教学方法的改进等途径来丰富学生的地理知识、强化地理技能、完善地理情感与价值观。

2.1设计合理的课程体系培养科学素养

地理科学素养主要由地理科学知识、地理科学能力、地理科学方法、地理科学品质和地理科学意识五个部分组成[9]。人地关系是地理学的核心理论，要培养GIS专业学生的地理科学素养，需要设置具备统一架构的GIS专业课程体系。这个统一的架构体系既包括传授经典地理知识的基础课、培养学生实践动手能力的实习实验课程，还包括训练学生解决问题能力的相关方法论课程。首先，在设计地理信息专业的课程体系中，应建立以人地关系为核心的地理基础课程体系，包括与生态环境、社会生活、人口经济等密切相关的自然地理学、人文地理学和经济地理学等课程。同时，还要开设辅助理论教学的系列实践课程，如地形地貌实习、地学数据分析实习等，使学生结合实践去探索“人地关系”的基本规律和方法。其次，还需要开设能解决地理问题的各种方法论课程，比如开设计量地理学、地学数据分析、地统计学等课程。这些课程侧重将数学方法、统计学方法引入到地理学的研究中，从而使学生能够综合运用地理学各种方法解决实际问题，形成良好的地理科学意识。

2.2经典理论与社会现实案例相结合培养人文素养

地理人文素养主要包括人文地理知识和地理学科中的人文精神两个部分[8]。要培养学生的地理人文素养，教师应在地理教材和教案中不断补充与社会生活息息相关的新技术和新知识。同时，应在课堂教学和实践教学中补充反映社会现实的论题，如城市犯罪与社会经济特征的空间关联性、人口的地域分布与历史变迁、禽流感及其人类生存环境、传染性疾病的空间分布是否与污染分布有关，战争与生态破坏等。在基础地理学的教学过程中，应当联系实际，用地理学的基本原理和方法来解释这些地理现象，如区位论、文化景观论、行为论等。在GIS专业课程的教学中，应紧紧围绕这些现实问题展开，采用GIS先进的技术方法深入探讨这些现象的空间分布规律、空间联系及与社会环境之间的关系等，解决与资源与环境、社会经济生活密切相关的各种地理问题。所以，在传授经典地理学理论和先进GIS技术时，同时要让学生结合社会人文知识来理解这些理论，实施这些方法，实现地理信息系统专业不仅培养“IT技术工程师”，也培养出“地理分析师”。

2.3基于GIS技术训练空间素养

地理空间素养是学习者在学习和实践的基础上，能从地理空间的角度去看待、解释和分析地理现象并处理地理问题所表现出来的内在修养。它包括空间思维能力、空间实践能力和和空间综合关联能力。GIS技术具有强大的地图功能、三维可视化与虚拟现实技术功能和空间数据分析功能等，这些特点在培养学生地理空间素养方面具有很大的优势。地图包含丰富的地理信息，通过地图可认识地理对象的空间结构、时间过程变化、变化规律及与其他要素之间的相互联系。地图是人们认知世界的一种重要载体，作为培养学生地理空间素养最有效的手段，教师应在地理信息系统专业课程教学中引导学生利用地图增强空间思维、发展想象能力。其次，GIS可以提供多媒体、三维与虚拟现实等空间信息可视化方式，这些可视化形式通过视觉、听觉和触觉等向学生提供信息和知识，可以使学生达到不同类型的知觉经验，产生综合性感受，以全局、直观、身临其境的方式观察地理空间问题与现象。最后，GIS的空间分析功能帮助挖掘地理现象分布规律、调控在地理空间上发生的事件、帮助再现历史、将来的地理现象过程。这些GIS新技术和方法，在帮助学生理解专业知识的基础上，潜移默化地引导青年学生的空间思维与行为，最终建构学生观察、认识世界的思维方法。

2.4改变现有教学方式，增强学习兴趣

单纯的“教师讲学生听”教学模式已不能使GIS专业课程的教学达到最佳效果。为了训练学生的地理素养，在GIS专业课程课堂教学中，教师应采用多种教学方式，比如在课堂教学中采用交互式、案例式、团队式等方法，通过这些方式更透彻地传授理论知识，增强学生的学习兴趣。在教学过程中，教师应根据学科的发展和实践经验积累，设计与社会生活紧密相关的各种问题，使学生能够很快地了解如何采用GIS技术和方法来解决地理学相关问题。如在笔者所教授的《空间分析与地统计学》这门课的课堂教学中，就采用了多种方式的结合应用，取得了较好的效果。教师规划多个与资源环境、社会经济生活密切相关的题目，要求学生能运用书本相关理论来分析这些问题。采用学生分组完成题目的方式，要求每组成员在课后分工搜集文献，阅读论文及相关资料，把分析后的内容以图文并茂、理论和案例结合的方式做成PPT，并在课堂上进行书面和口头展示。这种方式一是锻炼了学生独立思考和分析问题的能力，掌握了解决问题的方法和途径，增强了学生主动学习地理学知识的动力和兴趣。二是采用学生分组合作方式，既能充分发挥学生各自的特长，又能培养学生团队合作的精神。通过这种教学方式，使学生在文献搜集、阅读和分析、资料整理和案例展示中既掌握了相关专业知识，又在PPT制作和课堂展示中锻炼了动手、动口能力。

3结束语

在GIS本科教育过程中，把地理学经典理论融入到专业课的课堂教学和实践教学中，可以在训练学生实践动手能力的基础上，提升学生认知和解译地理问题的能力。使学生能够正确认识地理问题与资源环境、社会经济的关系，并促进GIS技术在各行各业的应用和发展。同时，利用GIS技术培养学生的地理素养和地理空间思维，培养本科生像使用计算器和word程序一样地使用GIS将不同学科知识加以综合，充分利用这一现代化工具为资源与环境评价作出贡献。各开设GIS专业的学校，应在注重自身特色的基础上,通过优化地理学基础课程、增强地理信息新技术和新方法与传统地理学的结合、探索多样的教学方式和手段，训练和强化学生的地理素养和思维。从而培养在知识结构和能力结构方面全面发展的、真正能够适应社会需求和科研需要的创新人才。

参考文献：

[1]袁孝亭,王向东.中学地理素养教育[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2]WinshipJM.Geographicliteracyandworldknowledgeamongundergraduatecollegestudents[D].VirginiaTech,2004.

[3]冯以浤.地理教育国际宪章[J].地理学报,1993(7):23.

[4]TomlinsonRF(ed).GeographicDataHandling.IGU,Ottawa(1972)/

[5]何建邦,钟耳顺.论地理信息系统及其在地理学中的地位[J].地理学报,1993,48(1)：84-90.

[6]韩芳.论地理学思维对普通高校GIS专业本科教育的重要性[J].西南农业大学学报(社会科学版),2013,10(12)：274-275.

[7]周英,张祖陆,张邦花，等.GIS专业的地理学基础强化探讨[J].山东师范大学学报(自然科学版),2008,23(2)：105-108.

[8]刘玉婷.浅谈地理教师的专业素养[J].金色年华：教学参考,2013 (5)：190-190.

[9]王向东,袁孝亭.地理素养的核心构成和主要特点[J].课程·教材·教法,2005 (12)：64-67.

[10] 张海瑞，吴学饶，兰小机.基于ArcGISforAndroid野外实习数据采集与导航系统的实现[J].测绘工程，2015,24(3)：36-39.

[责任编辑：路晓鸽]

The mode of fostering geographic literacy for GIS specialty

KANG Mengjun,WENG Min,WAN You

(SchoolofResourceandEnvironmentScience,WuhanUniversity,Wuhan430079,China)

Abstract：Fostering geographic literacy is the essence of geographical education.This paper presents the the necessity of fostering geographic literacy for GIS specialty,and discusses the mode of training students' geographic literacy and geographic thinking by optimizing the geography curriculum and exploring a variety of teaching methods and means.Its aim is to develop the GIS professionals with a solid foundation and excellent geographic application ability.

Key words：Geographic literacy;geography science literacy;human geography literacy;geospatial literacy

DOI:10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2016.07.016

中图分类号：P208;G640

文献标识码：A

文章编号：1006-7949(2016)07-0078-03

收稿日期：2015-08-07

作者简介：亢孟军(1983-)，男，讲师，博士.