《地理信息系统原理》课程教学改革初探

陶国芳 蒋兆恒 林燕琳 潘广欣 李梦琪

摘 要：课程教学改革是培养应用型人才、提升课程教学质量和专业人才培养质量、扩大对口就业的有效途径。经过网络调研，结合教学实际，全面了解《地理信息系统原理》同类课程的教学现状，深入分析教学模式、教学内容、教学方法、教学过程和考核方式等方面存在的问题。从基于能力培养的教学目标、基于研讨式和项目化学习的教学模式、基于过程性考核为主的考核方式、基于多方参与的教育质量综合评价机制等方向开展教学改革探索，以期为同类课程教学和地理信息科学专业人才培养提供参考意见。

关键词：地理信息系统;教学改革;教学模式;考核方式;综合评价

中图分类号：K90、G64 文献标识码：A

《地理信息系统原理》课程作为高校地理信息科学专业的一门核心必修课和学位课，在人才培养方案的课程结构组成中占有举足轻重的地位。根据当前被广泛推广应用的工程教育专业认证的成果导向理念要求，为顺应社会发展对人才培养目标和类型需求的变化，《地理信息系统原理》课程亟须进行深入全面的教学改革。

1 《地理信息系统原理》课程教学改革的背景和意义

教育部先后出台了《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》（以下简称《纲要》）、“卓越工程师教育培养计划”等纲领性文件，文件指明了我国高等教育发展改革的主要方向，文件有关内容表述了高校教学改革的必要性和重要意义。结合课程实际，《地理信息系统原理》课程教学改革与地理信息科学专业人才培养目标的实现紧密相连，是培养应用型人才和提高专业教学质量的必然要求。

1.1 课程教学改革是高校培养应用型人才的必然需求

《纲要》中提到：优化学科专业、类型和层次结构，促进多学科之间的交叉和融合，重点扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模。为适应国家和社会发展需要，适应科技进步的要求，培养国家和社会急需的应用型人才，高等学校作为人才培养的摇篮，要不断更新人才培养观念。以课程教学改革为切入点，探索和创新培养方式;激发学生的兴趣爱好，注重学思结合，倡导启发式、讨论式、探究式、项目式等多样化的教学形式，营造独立思考、自由探索、勇于创新的良好学习环境，帮助学生学会学习[1，2]。

1.2 课程教学改革是提高人才培养质量的有效途径

《纲要》强调：高等学校要深化教学改革，提高人才培养质量，创立高校与科研院所、行业、企业联合培养人才的新机制。中国高等教育学会副会长、教育部高等教育司原司长张大良在人民网2019大学校长论坛上的讲话中提到：人才培养质量是高等教育的生命线。人才培养质量是高校办学质量之本。人才培养质量的评价首先即是基于课程的学习效果评价，然后才是行业企业的用人评价。因此，探索一条适合时代需求的课程教学方法和考核评价方式，是提高人才培养质量的有效途径。

1.3 课程教学改革是扩大对口就业的良方

高校办学有两个重要的接口，一是招生入口，二是就业出口。高等学校与行业企业联合培养人才的本质即为按需培养、定制化培养输出、打通出口。通过行业企业人才需求调研，确定人才培养的基本要求，并将其分解到具体课程中与教学目标一一对应。《地理信息系统原理》课程是专业必修核心课程，对人才培养的专业学科素养起到高位支撑作用，因而其课程教学改革能起到引导学生朝着行业企业需求的方向定制培养的作用，从而使教学改革成为扩大对口就业的良方。

2 当前普通高校《地理信息系统原理》课程教学现状

对国内多所普通高校相关专业的课程教学大纲和任课教师进行网络调研，结果显示，同类课程的教学内容、教学方法、教学过程和考核方式普遍呈现如下现状。

2.1 教学模式

传统的教学模式以教师、教材、传统课堂为中心，忽视学生的主观能动性和创新能力培养。据调查，《地理信息系统原理》課程多沿用传统教学模式，特别是理论知识部分往往表现为教师讲授灌输、学生被动接受的课堂模式，学生主动性差、学习积极性不高。传统教学模式既不利于培养应用型创新型人才，又难取得满意的课程教学效果，与新工科OBE理念倡导的成果导向、学生中心、持续改进的教学模式相比显得陈旧落伍。

2.2 教学内容

地理信息科学是一门由地理学、计算机科学、数学、地图学、管理学、信息科学等多学科交叉构成的边缘学科[3]。作为主干核心课程的《地理信息系统原理》，其内容涉及学科多，理论性强，部分学生反映内容枯燥晦涩，不易理解。同时，该课程具有学科和技术一体化的特点，实验操作也是课程的重要组成。在实际教学中授课时等因素所限，教师多以理论内容为重、轻实践部分内容，不能安排足够的课时带领学生系统学习软件操作。

2.3 教学方法

《地理信息系统原理》课程一般分为理论和实验两部分，理论课时多，实验课时少[4]。教学方法上，当前理论部分以教师讲授为主，教师系统讲解地理信息系统相关原理和方法，结合研讨式、启发式、讨论式教学方法，激励学生主动学习，巩固教学效果;实验部分采用上机操作形式，设置基础性实验和综合性实验等不同难度的教学内容，由教师指导学生上机操作，撰写实验报告，记录实验步骤和内容，初步掌握应用GIS软件解决实际问题的方法和流程。

2.4 教学过程

应教学管理和教学监督的制度要求，以及考虑教学秘书排课、实验室数量不足等因素，多数学校采用理论课时与实践课时分别排课的方式，这种理论与实践的分离式教学导致的结果是：内容连贯性和衔接性较差，理论与实践的融合不自然。对于地理信息系统原理这种学科与技术一体化程度高的课程而言，理论与实践是有机结合在一起的，应根据教学内容灵活安排理论与实验的自然转换和随时上机的便利条件。

2.5 考核方式

调研结果显示：现行的考核方式多为传统的三分法：课程总成绩=平时+实验+末考，成绩构成比例多为平时10%+实验20%+末考70%。其中平时成绩由出勤、作业、课堂表现构成，实验成绩由实验报告、实验考核构成，末考主要考查理论学习情况，形式为期末卷面考试。这种传统的考核方式不能凸显应用型专业特色，不能有效考核学生的应用能力、创新能力和专业技能掌握情况，对过程性学习的考核重视不够，不利于激发学生加大过程学习的积极性，课程考核方式与应用型人才培养目标相脱节。

3 《地理信息系统原理》课程教学改革的方向和做法

鉴于《地理信息系统原理》课程教学普遍存在的问题，根据最新教学理念导向，凝练出以下四个方面的课程教学改革方向和内容。

3.1 基于能力培养的教学目标改革与实践

社会对人才的技能掌握要求越来越高。为实现地理信息科学专业培养应用型人才的目标，《地理信息系统原理》课程的教学目标要从“理论知识为重”转为“理论与应用并重、以能力培养为主”。结合新的培养目标，教师重新梳理教学内容，将理论与应用灵活自然地融入到一起。根据教学内容和学情的不同，合理设计教学环节、灵活运用教学方法，因材施教、因课设教。

3.2 基于研讨式和项目化学习的教学模式改革与探索

对传统的教师讲授为主、学生被动学习的教学模式进行改革，根据地理信息科学的学科特点和课程内容，引入小组研讨式学习和项目化学习两种主要的教学模式。

一方面，理论知识的教学，通过课前布置预习内容，以问题导入的形式启发学生思考，激发学生主观能动性;要求学生课下查阅资料，引导学生团队协作，以小组的形式开展学习研究;课上组织研讨，每小组推选一位同学代表小组发言汇报，全班同学展开讨论，从而达到深入理解和灵活掌握原理方法的教学目的;课后发布复习思考题、组织小测验，巩固理论教学效果。

另一方面，地理信息系统类实践知识的教学多围绕专业软件的学习和应用而开展，可在学生了解软件的基础功能、掌握基本操作后，结合学生兴趣爱好与社会热点问题，从教师项目、大学生创新创业训练项目、挑战杯大赛、学科竞赛等着手，强化和推进项目式学习流程的掌握与实施，“教赛练”结合，培养学生理论联系实际、分析解决问题的能力。

3.3 基于过程性考核为主的考核方式变革

如果仅对课程的教学模式进行改革，考核方式不变，成绩评定时仍以死记硬背的末考试题为主，必然会影响学生参与过程性学习的积极性。为激发学生主动参与的积极性，客观评价学生过程性学习效果，课程考核方式需与教学模式相匹配，从末考为主改为过程性考核为主，制定科学公正的全过程监督考核机制。过程性考核要求任课教师科学设计教学过程，合理布置教学任务，做好学生主动学习的引路人，将过程性考核落到实处才能取得实效。

3.4 基于多方参与的教育质量综合评价机制改革

基于学习产出的教育模式（OBE教育理念）强调学生产出驱动高等教育的运行，课程教学需对学生学完课程应达到的能力及其水平有清楚的构想，然后寻求设计适宜的教学方法和教学模式来保证学生达到这些预期目标[5]。对于学生是否达到了这些预期目标，不应是教师单方评价，而应是教师、学生、家长、用人单位多方评价的结果，是教学的主体、教学结果受益的客体及有关联的旁观者综合评价的结果。

参考文献：

[1]国家中长期教育改革和发展规划纲要工作小组办公室.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）[DB/OL].http：//old.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/info_list/201407/xxgk_171904.html.

[2]中共中央、国务院印发《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》.人事天地，2010（19）：4.

[3]崔铁军，李佩武.GIS专业本科课程改革的几点思考[J].地理信息世界，2010（1）：12-16，35.

[4]刘亚东.任务驱动教学方法研究与实践——以地理信息系统课程为例[J].人间，2015，184（25）：87.

[5]張瑞英.基于成果导向教育的改革初探[J].数字化用户，2017，23（39）：279.