GIS专业开放性实验改革研究

莫才健　武峰强　陈莉

【摘 要】本文从研究开放性实验与GIS专业人才培养关系的角度，提出开放性实验改革的几个关键问题，并针对如何在专业人才培养中设计开放性实验以及实验室的可持续发展进行了讨论。

【关键词】开放性实验 GIS专业 人才培养

一、前言

GIS（地理信息系统）不仅是一门新兴的交叉性学科，更是一门综合性技术。我校GIS专业的培养目标是：培养具有一定基本理论和技能，能在多个行业内从事与空间位置有关的地理数据采集、处理、分析、应用以及软件系统开发、维护等工作的高级工程技术人才。由于该专业具有很强的实践性，因此需要安排更多的实践教学。但总的学时是固定的，除去理论课的学时，留给实践课的时间远远不够；而实践课能更高效地锻炼学生的动手能力、创造力以及知识运用能力，故实行开放性实验迫在眉睫。

二、建立开放性实验的意义

（一）完善学生的知识结构

通过GIS实验课的训练，可以让学生从总体上对GIS有一个较为全面的认识，在初步掌握GIS应用方法的同时完善知识结构。

（二）增加学生就业机会

以GIS专业人才将来的就业岗位和发展领域为指导，将教师的科研、生产项目纳入到开放性实验项目的选题中，或以假定的工程项目为实验目标，培养和锻炼学生的实际工作能力，为将来顺利走上工作岗位打下坚实基础。

（三）培养创新性人才

实行开放性实验教学，从根本上解决了实验学时相对不足的问题，让学生有足够的时间完成实验。通过教师启发式引导，学生自己实践，由浅入深地发现问题、解决问题，能最大限度调动学生参与的积极性以及解决实际问题的能力。另外，此举还有利于师生之间教学信息的反馈，促进教学质量的提高。

（四）教学内容改革的需要

GIS具有广泛的应用前景，通过对传统专业课程的改造，把最新的应用技术课程引进课堂，可促进学科的发展。GIS实验室的建立也是对传统的地理实验手段的改造，将传统的各自孤立的基础实验变为综合性实验，更贴近实际生产应用。

三、GIS实验开放的含义

（一）内容开放

在常规的实验中，由于学生在理性知识和感性知识上存在一定的差异，造成他们对实验内容的需求不尽相同。这就要求我们在设计开放性实验时要对实验内容进行开放，在坚持学生的主体性和教师的指导性的原则下，根据学生的实际情况，鼓励学生自主地、有创意、有目的地选择实验内容。

（二）时间开放

对学生实验时间不限制，由学生自己联系实验室指导老师到实验室进行实验，或找实验室仪器管理员借还实验仪器自己实验。

（三）地点开放

由于GIS专业的实验主要以计算机软件上机为主，所以学生既可以在专业机房进行实验，也可以在宿舍或家里进行实验，教师定期指导即可。

（四）人员组合开放

在实际操作中，有意识培养学生与他人合作共事的团队精神，组成若干实验小组，这种小组根据实验的需要，可散可合，灵活机动，允许跨班级组合，可以让不同层次、特点的学生组合在一起，相互激励，取长补短。

四、进行开放性实验的主要课程内容

本校开设GIS原理、GIS开发、WebGIS等十几门GIS专业课程，而随着空间技术、网络信息等技术的发展，GIS与这些学科的交叉、边缘领域将成为发展的新兴产业。所以开放性实验可以围绕多途径空间数据的获取、新数据库技术在GIS数据库中的应用、地理信息的三维可视化以及地理信息的网络发布等方面的内容进行设计。

五、GIS开放性实验室的可持续发展

（一）打好基础，循序渐进

GIS所处理的是具有几何特征和属性特征的空间数据，图形数据一般采用专用格式进行表达和存储，而属性数据大多采用数据库进行管理，这就要求学生在学习这门课程之前，应预先学习基础理论，掌握多种数据的采集手段以及相关软件的操作。因此在安排教学计划时，应充分考虑这些要求，同时考虑到这些课程的难度，循序渐进，实现GIS的可持续发展。

（二）GIS实验安排应当实习与见习相结合

具有一定地学知识的学生可以在GIS支持下，根据模型模拟自然过程的演变或思维过程的结果，取得预测或“实验”的结果，选择优化方案，并且能够避免错误决策带来的损失，要经历一个“学习—实践—再学习—再实践”的过程，才能逐渐掌握其中的规律。这种穿插式学习符合学生的认知过程，有利于学生理论与实践相结合。

（三）资源共享

随着专业的发展，土木、经管、计算机等专业也应开设GIS课程，当然深度可以适当降低。这部分学生的实验与实习课和GIS专业学生的实验共同安排，统一规划。各专业穿插使用实验室，可以避免实验室的重复建设，达到资源共享，优化配置，提高实验室的使用率。

（四）应用远程教育

GIS技术的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，才能保持专业优势，这不仅是学生在学校学习期间需要进行的，而且应该是终身的。互联网上的GIS教育为学生在校期间，尤其是毕业后的自我教育提供了一种重要的学习方式，所以为学生提供网络服务，也是GIS实验室发展中的一个重要问题。

六、总结

开放性GIS实验室的建设是一个系统工程，只有在计算机软硬件的支持下，教师和技术人员不断更新自己的知识结构，提高自己的GIS技术应用水平，形成教师及技术人员的良好梯队，发挥团队精神，才能培养合格的有专业特长、综合素质高的人才。

【参考文献】

[1]汤国安，赵牡丹.GIS[M]. 北京：科学出版社，2000.

[2]盛业华.“GIS”课程教育的实践与思考[J].测绘通报，2000（06）：40-42.