高职院校“GIS设计与开发”课程教学改革探索

徐 艳，黄 瑞，马 玉 银，王 海 玫

高职院校“GIS设计与开发”课程教学改革探索

徐 艳，黄 瑞，马 玉 银，王 海 玫

“GIS设计与开发”是高职院校GIS专业课程体系中，基于GIS与计算机编程的一门实践性较强的综合性课程。结合高职院校教学环境和学生知识背景，论述该课程的教学目标与教学内容，分析了目前教学过程中存在的问题，探讨了教学进程安排、教学方式多样化、实践教学层次化和理实考核形式并重等改革方案。教学实践证明，基于平时教学经验基础上提出的教学改革方案，加深了学生对组件式开发的基本概念和基本原理的理解，强化了学生应用组件式技术开发GIS应用系统技能的掌握，从而提高了课程教学质量，达到了预期的教学目标。

高职；GIS设计与开发；教学改革；实践性

“GIS设计与开发”是高职院校GIS专业核心课程之一，是将软件工程等理论和GIS软件开发相结合的产物。[1]因此，先修课程涉及“地理信息系统”“地图制作”“计算机辅助技术”“VB程序设计语言”等GIS原理性课程和计算机专业技术课程。在课程教学过程中，如何帮助学生建立丰富的知识结构，培养正确的学习方法，激发学生的学习兴趣是课程教学的重点，值得思考与探索。

一、教学目标及教学内容

地理信息系统开发分为独立开发、单纯二次开发和集成二次开发三种。独立开发难度太大，单纯二次开发受GIS提供的编程语言的限制差强人意，因此，结合GIS工具软件与可视化开发语言的集成二次开发方式，成为GIS应用开发的主流方式。[2]开课前学生已掌握GIS的基本原理，并具备程序开发基础能力，可以开展本课程教学。

（一）教学目的

通过本课程的学习，使学生了解GIS设计的方法、过程和实现技术；[3]培养学生的基本操作技能、逻辑思维能力、文档编写能力和软件设计能力，使学生建立系统化的GIS软件开发思想，通过对实验模块的思考、理解、设计和创作，培养学生解决实际问题的能力。[4]为今后从事GIS设计与应用奠定基础。

（二）教学内容

结合高职院校GIS专业人才培养计划，“GIS设计与开发”采用集成二次开发方式，选用ESRI公司的组件式MapObjects与可视化开发工具VisualBasic2008集成开发平台，展开理论和实践内容教学（如表1）。理论教学围绕MO的组成、功能及主要对象等，并借助简单示例引导入门；实践教学通过示例演示，使学生对MO产生较全面深入的认识；最后，通过整合，展示如何通过MO构建一个完整的应用系统。

二、存在问题及原因分析

（一）学生因素

1.高职类学生普遍对计算机开发技术掌握程度不高，对软件开发和编程存在恐惧心理，很大程度上影响了学生学习的积极性。该课程知识点具有综合性和技术性，尤其是VB+MO面向对象程序设计课程的思维不好掌握。

2.在上机操作中不善于主动交流学习。部分学生本身VB编程语言基础较弱，再结合MO集成开发难度加大，遇到问题根据自己的理解找相似的模式套用，或可以按照教师的操作流程来做，但是，不理解背后原理及整个流程的意义，不会主动与教师和同学进行交流探讨，缺乏主动学习意识，久而久之，对课程学习失去信心及耐性。

表1实践课程教学内容

（二）教学因素

1.缺少对学生学习兴趣的激发。传统的教学模式“以教师为中心，学生被动接受”的填鸭式教学方法，忽略了对学生主动学习和探索精神的培养，降低了学生的学习兴趣。

2.不能针对学生基础参差不齐而做到因人施教。学生来自于不同地方、不同学校，在计算机知识的掌握程度上大不相同。如果在教学中，只考虑到基础好的学生而讲得偏快，就会有部分学生无法跟上教师的节奏，影响其学习积极性；如果只考虑基础不是很好的学生而讲得偏慢，就会在整体上影响教学进度，同时，也会降低部分学生的学习兴趣。

三、教学改革的探索

（一）合理安排教学进程，引导学生自主学习

因为课程涉及计算机编程语言和GIS二次开发语言，知识点和内容较多，不易讲解透彻和理解到位，需要教师在课程开设前系统把握教学内容，合理安排理论知识和操作演练的教学过程。同时，对于每一节课的教学安排，需要在课堂上精讲多练，主要内容要讲解详细、条理清晰；对于学生不好理解和不易把握的知识点，可以提供教师自身的经验和方法，以供学生借鉴学习；对于学生可以理解的内容，只需表达主要问题，引导学生自主学习即可，让学生在思考问题时能更深入了解教师所讲过的知识点。

（二）坚持多媒体辅助教学方式，激发学生学习热情

课程开设之初，选用视频演示的方式向学生介绍GIS项目的应用，借助学生比较熟悉的ArcGIS、CAD平台及ESRI软件开发大赛成果展示等，让学生理解GIS设计与开发的用途和价值。主体教学内容基本采用多媒体教学方法，将枯燥难懂的概念以直观易懂的方式表现出来。在进行理论教学的同时，教师可做些简单的编码操作演示，让学生了解基本开发过程，从而降低畏难情绪，提高学习兴趣，提前熟悉上机操作环境和功能实现过程。

（三）精心设计实习内容，突出教学层次感

本课程是实践性较强的课程，上机操作是教学过程的重要环节。要引导学生通过实践来加深对课程中理论知识的理解，并通过实践掌握GIS设计的方法技术，从而提高设计与编程能力。针对高职院校GIS专业学生基本情况，教学目标定位于培养学生应用VB2008+MO进行小型GIS程序的编写能力。在教学过程中，侧重提高学生程序设计的信心和成就感，通过提高程序调试的技巧，提升学生逐步掌握编写较大程序的能力。

因此，在教学内容安排上，本课程要突出教学的层次感，从简单设计型实验开始，然后，根据学生的操作能力与对本课程的理解程度，使其慢慢接触相对复杂的实验，由浅入深，循序渐进。每个实验都要学生进行设计调试，教师承担引导和辅导作用。全课程由五个子项目和一个综合项目组成六大项目的实验报告册（如表1）。[5-6]实践内容侧重于地图编辑与制图操作，回避坐标系和几何对象等高难度的知识点，以保证学生通过该课程学会利用VB+MO完成GIS基本功能的设计与开发。最后，要求学生撰写课堂实验练习，课堂实验练习按照实验目的、实验内容、实验步骤及方法、实验结果及总结的格式书写，以培养学生的书面表达能力和总结能力。

（四）开展多种教学模式，培养学生自学能力

针对实践教学环节，可采用小组进行GIS子项目开发练习；再选择小课堂的方式，让学生讲解设计流程和代码功能，演示编程结果；要求学生学会MapObjects在线帮助，利用帮助中的开发实例编码进行自主学习和探索；最终，让学生理解开发思路，分析已有程序，修改及调试程序，并就其中发生的问题进行集体讨论，以增强学生的自主学习能力和探索能力。

（五）理论知识和上机操作考核并重，全面提高教学质量

课程考核选择将理论考核和上机操作同步进行的方式。理论部分着重考查学生对基本概念和原理的掌握；上机操作侧重考察学生的编程应用及空间思维能力。基于该课程的实践型及应用型特点，再结合初学者的基本情况，在考试命题时理论题目需要精简，上机题目选用平时上机操作项目，同时，教师对于学生存在问题应从解决问题的思路上给予相应指导。要全面衡量学生的学习情况，引导学生更加积极、主动、有效地学习，从而全面提高教学质量。

四、教学效果分析

高职院校“GIS设计与开发”课程教学目标，要求学生熟练地掌握GIS设计与开发的基本概念和原理，并具备应用组件式开发技术设计与开发GIS应用系统的能力。基于以上教学改革方案的实施，学生普遍反映在整个教学过程中，学习目的明确清晰、知识结构丰富易懂且教学方法多样有趣。

“GIS设计与开发”是一门综合性、实践性和技术性要求较高的课程，不容易被初学者理解，在课程教学过程中存在着诸多困难。本文基于高职院校教学环境和学生基础，结合教学实践，分析了学生在学习课程中所存在的问题及原因，从而对教学方法进行了探讨。而通过对该课程的教学改革实践，充分调动了学生学习的自主性，有效利用了多种教学资源，重点培养了学生的操作能力，强化训练了学生面向对象的设计思维。综合来看，这项课程改革从诸多方面改善了教学效果，提高了教学质量。

[1]宋玮，杨晓明.GIS设计与开发教学方法探讨[J].测绘与空间地理信息，2010，33（1）：1-2.

[2]荆平.基于VisualBasic2008的地理信息系统设计开发案例教程[M].北京：清华大学出版社，2012.

[3]吴信才.地理信息系统设计与实现[M].北京：电子工业出版社，2010．

[4]张恒，刘群.GIS设计与开发课程实验教学设计[J].实验科学与技术，2009，7（4）：45-47.

[5]刘光.地理信息系统二次开发教程：语言篇[M].北京：清华大学出版社，2003.

[6]柳锦宝，张子民，张永福，等.组件式GIS开发技术与案例教程[M].北京：清华大学出版社，2010.

[责任编辑盛艳]

国家级教学资源库建设项目“地理信息系统应用”（项目编号：20120106）

徐艳，女，扬州市职业大学资源与环境工程学院讲师，硕士，主要研究方向为GIS应用与开发；黄瑞，男，扬州市职业大学办公室副主任，副教授，博士，主要研究方向为高职教育；马玉银，男，扬州市职业大学资源与环境工程学院院长，教授，硕士，主要研究方向为高职教育；王海玫，女，扬州市职业大学资源与环境工程学院副院长，副教授，硕士，主要研究方向为国土资源管理。

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1674-7747（2017）09-0008-03