基于任务引领的《地理信息系统原理》教学方法探讨

李辉霞 周红艺 宋宪强 梁钊雄

摘 要：本文在介绍《地理信息系统原理》课程内容及目前教学存在的主要问题基础上，探讨基于任务引领教学法的《地理信息系统原理》教学改革思路。教学改革内容包括课程分析、線上学习、任务设计、任务实施、课后演练及效果评价。研究成果对激发学生学习兴趣、提高课堂教学效果有积极意义。

关键词：任务引领 地理信息 教学方法

中图分类号：P208-4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（b）-0198-02

1 课程简介

地理信息系统是集地理学、地图学、测绘科学、遥感科学与技术、计算机科学、环境科学、管理科学等学科为一体的典型交叉性学科，同时也是一门应用性很强的学科[1]。GIS技术在资源管理、区域规划、国土监测、城市与区域开发、环境监测、精准等领域发挥着越来越重要的作用[2-5]。

《地理信息系统原理》课程是我校地理信息科学、人文地理与城乡规划专业的学科基础必修课，要求学生掌握地理信息系统（GIS）的基本理论、方法和应用，熟练ArcGIS软件基本操作，为后续的《空间分析》、《网络GIS》《GIS二次开发》等课程奠定基础。总学时数56（含实验学时12），课程设计1周。理论教学内容包括绪论、GIS数据模型、数据输入与管理、空间分析方法、GIS模型、地理信息可视化、产品输出与设计等。实验教学是以ArcGIS 软件为平台，完成空间数据的输入与编辑、属性表的编辑与连接、多边形叠合、复杂地形中的选址、地图布局与输出等实验项目。课程设计则要求学生系统设计一个与专业相关的空间问题，并综合运用GIS技术解决自行设计的实际问题，以培养学生综合运用多学科知识解决复杂问题的综合实践能力及创新创新思维与创新能力[6-8]。

2 存在问题

本课程教学内容较多，受课时数限制，目前主要采用传统的讲授式教学模式。由于原理知识枯燥乏味，学生基本是课堂上被动接受老师讲授的知识点，缺乏课后学习与探索的主动性，很难将抽象的原理与实践应用贯通起来，欠缺利用GIS思维解决实际空间问题的能力，对GIS技术发展与应用的趋势也关注甚少。

陈旧的授课方式导致实验课效果更是差强人意，学生机械式重复老师演示的操作，对实验原理与过程缺乏理解，导致离开指导书实验操作就无从下手，更别说综合运用GIS技术解决具体空间问题。实验报告雷同现象明显，难以真实考查学生的软件操作水平[9]。此外，实验教学中缺乏与专业密切联系的素材和案例。笔者所在院系使用宋小冬主编的《地理信息系统实习教程》作为实验教材，大部分学生能够参照指导书进行数据采集、数据编辑、数据处理、空间分析、地图布局输出等基本操作，但由于教材中涉及到GIS在城乡规划中应用的案例甚少，学生无法在实践操作中把GIS技术与相关专业关联起来，缺乏利用GIS技术解决实际城乡规划问题的思维训练，不能真正地做到学以致用。

顺应“线上+线下”混合学习的教学改革发展趋势，本文拟以人文地理与城乡规划专业开设的《地理信息系统原理》课程为依托，提出以具体任务为驱动激发学生自主探索式学习的教学模式。

3 教学改革内容

针对城乡规划中的典型问题，以实践为导向，探讨任务引领教学法在《地理信息系统原理》中的应用思路，以推动学生自主学习的积极性，提高教学效率与效果。教学改革主要内容包括以下几个方面。

（1）课程分析。明确课程要求掌握什么，需要哪些基础知识。建立一个学生当前所学习的内容与现实情况基本相接近的情景环境，使学生可以深刻了解当前所学习的知识点在应用中主要起到什么作用，便于他们围绕最终任务理顺知识点之间的关系，建立一个完整的知识体系。

（2）线上学习。充分利用网络优质教学资源，安排学生运用碎片时间学习相关的方法原理知识。建议学生在爱课程等平台选择相关的精品开放课程，如中山大学张新长教授主讲的“地理信息系统概论”在线课程，南京师范大学汤国安教授主讲的“地理信息系统”精品课程的教学录像等。

（3）任务设计。任务要求目标明确，步骤清晰，符合所学专业的特点，且难度要适中，使得学生在应用已知的知识和技能完成案例任务的同时又能学习新的知识和技能，以解决今后遇到的新问题。以城乡规划中典型空间问题为主，如：公共设施的服务范围、最近设施的查找，公共设施的选址、交通网络的优化、灾害受损分析、地形因子分析、景观变化分析、土地适宜性分析等。

（4）任务实施。在任务实施前要通过问卷方式做个摸底调查，了解各位学生的基础知识掌握情况、相关软件操作技能水平和创新研究能力，统计不同层次的人数，再交叉分组。任务实施包括分析问题、制订计划、实施计划、成果总结、展示成果、理论剖析、评估反馈7个阶段。

（5）课后演练。按照不同空间问题，建立作业题库，根据课堂案例所运用到的技术方法，抽取类似空间问题布置作业，要求学生课后到GIS机房在ArcGIS平台中完成作业，巩固课堂所学的知识点与技术方法。

（6）效果评价。根据课堂表现、考试成绩和学生满意度等方面评价教学改革效果以及“任务引领”教学法在学生自主学习方面的促进作用。在教学过程中可以通过过程评估方式及时了解教学效果。

4 结语

综上，任务引领教学法从实践需求出发，突破《地理信息系统原理》课程以“课堂知识传授为主、技能实训为辅”的传统教育方式，在课堂教学中以任务为驱动，将线上学习与线下学习相结合，将理论知识与生产实践相统一，充分挖掘学生的创造潜能，使学生在学习过程中适应社会现实与发展，为社会培养适应市场需求的高素质应用型人才。

参考文献

[1] 沈婕，汤国安，杨红，等.我国地理信息系统专业教材建设应用与发展[J].地球信息科学，2007，9（4）：94-99.

[2] 李天文，王林刚，李庚泽，等.地理信息系统专业课程体系建设研究[J].中国大学教学，2011（1）：33-35.

[3] 边馥苓.论我国地理信息产业、人才现状与存在问题[J].地理信息世界，2009，7（5）：29-34.

[4] 柳林，李万武.市场需求导向的GIS专业知识结构和课程体系的构建[J].测绘科学，2011，36（1）：232-234.

[5] 秦其明.中国高校GIS专业核心课程设置问题的探讨[J].地理信息世界，2003（4）：1-7.

[6] 吕秀琴，艾自兴.“地理信息系统课程设计”教学内容和模式探讨[J].实验 技术与管理，2012，29（1）：165-167.

[7] 吴风华，杨久东.地理信息系统专业课程设计改革实践[J].河北理工大学学报：社会科学版，2008，8（4）：141-142.

[8] 王玲，王月健，刘琳.地理信息系统课程实践教学的改革与探索[J].兵团教育学院学报，2007，17（6）：55-57.

[9] 王建梅，王卫安.翻转课堂在地理信息系统课程教学中的实践与思考[J].测绘通报，2017（8）：146-149.