应用导向的计量地理学“4+4”实践教学模式设计探讨

汤庆新+董杰+张金萍

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.25.166

摘 要：实践教学是计量地理学中的重要一环。本文根据计量地理学的课程特点，以激发学生的实践兴趣为出发点，提出了应用为导向的计量地理学“4+4”实践教学模式设计思路，即以“引例激疑—析例解疑—原理去疑—上机操作无疑”4个分段教学环节和“excel、matlab、 lindo、 SPSS”4种统计学软件构成的实践教学整体。通过分段实践教学设计和上机统计学软件的操作使学生来切实掌握所学知识，提升学生的动手应用能力。

关键词：计量地理学 实践教学模式 设计 分段教学

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）09（a）-0166-02

1 计量地理学实践教学的必要性

计量地理学是地理学重要的方法论学科，早在20世纪80年代中期就被教育部教学委员会列为我国综合性大学和高等师范院校地理学专业本科生的必修课程。从20世纪90年代开始，计量地理学开始向地理计算（Geo-computation）方向发展。将现代地理科学理论与数学模型、计算方法及3S技术结合在一起，以高性能计算机与网络计算环境为支撑，从理论与实证两个方面，针对“整体性”和“大容量”数据所表征的复杂地理问题，进行多角度、全方位综合研究的方法论体系[1]。因此，对于计量地理学的教学不应该仅仅限于以往的理论教学，而是要加强学生动手能力的引导，让他们能够学以致用，能够以数学方法为基础，通过计算机软件的运用和编程来解决实际遇到的地理问题。从教学层面上，应该应用大量案例分析和实践教学，通过这些实践案例来切实提高学生的动手实践能力。很多学者已经在对计量地理学课程改革中提出了加强实践环节的设計思想[2-8]但都没有具体到实践环节如何来进行，每个章节所需要的软件实践如何来进行具体的教学安排，才能使学生既能理解学到的基本理论知识，又能够进行熟练的上机操作，以达到学以致用的良好效果。为此，本文选择高等教育出版社出版的、徐建华主编的《计量地理学》（2014年8月，第2版）为主要教材，该教材理论知识和实践知识结合紧密，共分为绪论（第一章）、地理数据及其采集与预处理（第一章）、地理学中的经典统计分析方法（第三章）、空间统计分析初步（第四章）、线性规划方法（第五章）、多目标规划方法（第六章）、投入产出分析方法（第七章）、AHP决策分析方法（第八章）、随机性决策分析方法（第九章）、地理网络分析（第十章）十章。在此教材的基础上，本文提出了以实际应用为导向的计量地理学“4+4”实践教学模式设计思路，即以“引例激疑—析例解疑—原理去疑—上机操作无疑”4个分段教学环节和“excel、matlab、lindo、SPSS”4种统计学软件构成的实践教学体系设计。

2 “4+4”实践教学模式设计

2.1 实践教学环节分段设计

计量地理学中的数学方法较为枯燥，平铺直叙地进行讲解后然后进行上机操作，并不能激发学生的学习兴趣，即使学生能够按照讲解或实习指导完成上机操作，也不能很好地理解其中的原理和思想，再遇到类似的问题时仍然不会解决。实践表明，将所要学习的数学方法与现实地理问题紧密联系起来，可以有效地激发学生学习和实践操作的热情，调动学生学习的积极性和主动性。为此，本文设计了“引例激疑—析例解疑—原理去疑—上机操作无疑”四个分段教学环节来激发学生的学习兴趣。

首先，选择学生熟知的日常生活中的地理学问题作为课堂的教学案例，通过这些案例来发现其中所包含的问题（引例激疑）；其次，要解决这些问题就要对案例进行分析，研究清楚通过对哪些数学方法的学习和应用才能解决这些问题（析例解疑）；然后对这些数学方法的基本原理和思想进行学习和掌握（原理去疑）；最后就可以水到渠成地进行上机实践操作（上机操作无疑）。通过以上四个分段实践教学环节的设计，就可以完成对所要学习的整个方法乃至整个知识点的掌握。

2.2 实践教学软件的应用设计

计量地理学中所用的的软件较多，主要有excel、matlab、lindo、SPSS、ARCGIS等，对于ARCGIS，其主要应用在第五章的地统计分析中，但由于地理学各专业都有专门的课程来讲述ARCGIS软件，而excel、matlab、 lindo、 SPSS这4种统计软件基本能够满足所有知识点的实践教学要求。因此，本文总计安排了16个学时来进行的这4种软件的实践学习。对于每一种软件，都采取“引例激疑—析例解疑—原理去疑—上机操作无疑”四个分段教学环节来进行实践教学，即“4+4”实践教学模式设计。

Excel 是Microsoft Office软件的一个重要的组成部分，它可以进行各种数据的处理、统计分析和辅助决策操作，广泛地应用于管理、统计财经、金融等众多领域。虽然Excel的统计分析功能不及SPSS、matlab等专业统计软件，不过对于大多数用户及地理学研究中许多问题而言， Excel已经能够满足需要。而相比专业的统计软件，学生对excel软件都有一定的应用基础，可以快速地将其应用到所需解决的地理问题中去。因此，在计量地理学教学中，充分发挥Excel的统计分析功能是必要而可行的[9]。Excel的实践应用在第二章中的地理数据分布的集中化与均衡度指数的计算（2学时）以及第四章中相关分析和回归分析的计算（2学时）。

Matlab是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。它使用方便、输入简捷，运算高效、内容丰富，并且有数百个内部函数的主包和三十几种工具包可提供使用，与其他编程语言相比，用Matlab编写程序，其问题的提出和解决只需要以数学方式表达和描述，不需要大量繁琐的编程过程。因此，本课程的大多数学问题的求解都可以通过简单的matlab编程来实现。对于matlab的应用主要集中在第四章的线性回归分析、非线性回归模型、绘制趋势面图形、时间序列预测、聚类分析、主成分分析、马尔可夫预测（共3学时）；第五章的空间统计分析（1学时）；第六章的线性规划问题求解、目标规划问题求解及多目标规划问题求解（共1学时）；第十章的最短路径计算及中位点选址问题求解（1学时）。总计6学时。endprint

LINDO是一种专门用于求解数学规划问题的软件包，其特点是小巧而实用。它能够快速将问题的最优决策求出来，省去大量难以想象的人工计算。在本课程中，其主要用在第四章求解线性规划问题及目标规划问题（2学时）。

SPSS是一个组合式软件包，它集数据录入、整理、分析功能于一身。SPSS的基本功能包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等等，它采用类似EXCEL表格的方式输入与管理数据，数据接口较为通用，能方便的从其他数据库中读入数据。在本课程中，SPSS主要用于第四章的线性和非线性回归分析、时间序列预测、聚类分析、主成分分析（共4学时）。

3 实践教学模式检验措施

为了让学生能切实掌握所学的实践知识，并及时发现学生所遇到的问题。对于每节实践课，都要求学生上交所做的课堂案例作业，通过仔细批改作业，及时发现学生在上机实践中所存在的问题。并且对于每次作业都给出评语和分数。评语让学生明白不足之处，分数则为期末的平时成绩考核提供依据。并对每次作业都在课堂上做简要点评分析和总结。为了让学生重视实践操作，能够熟练应用各种统计软件，将平时实践课作业的成绩所占最终课程考核的比重由20%提升到40%。

4 结语

通过“4+4”实践教学模式的设计，从激发学生的学习兴趣入手，培养学生的动手能力，使枯燥抽象的理论知识变得通俗易懂、形象生动，更加便于学生的理解，使得每位学生都能够有效地进行动手上机操作完成相关的地理问题实践。经过近几年的实践探索和检验，取得了良好的效果，使学生真正做到了学以致用。

参考文献

[1] 徐建华.计量地理学[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2] 甘永萍.计量地理学课程教学改革的思考[J].广西师范学院学报（自然科学版），2007（2）：113-117.

[3] 胡碧松，张涵玥，曾秀萍.本科计量地理学课程的“问题-方法-问题”教學模式探讨[J].高教学刊，2016（19）：5-37.

[4] 江进德，白如山，曾承.计量地理学分段式实践教学模式的构建[J].当代教育理论与实践，2016（2）：86-89.

[5] 鲁凤，胡秀芳，吉云松.地理计算背景下GIS本科专业计量地理学课程教学改革的思考[J].测绘与空间地理信息， 2013（6）：14-16.

[6] 张金萍.地理信息科学专业《计量地理学》课程教学设计——以聊城大学为例[J].科技资讯，2015（22）：114-115.

[7] 张珊，朱宇鹏.本科计量地理学课程教学改革初探[J].教育教学论坛，2014（10）：25-26.

[8] 赵春，史卫东，洪保麟.计量地理学分段式教学探讨[J]. 华北科技学院学报，2014（4）：95-98.

[9] 张海峰.Excel在计量地理学教学中的应用——以简单线性回归分析为例[J].电脑开发与应用，2009（8）：45-48，51.endprint