地方应用型大学GIS课程教学改革研究——以邵阳学院为例

赵莉莉，范勋承

(邵阳学院 城乡建设学院，湖南 邵阳 422000)

随着我国经济的快速发展以及创新驱动发展战略的实施，传统教学培养出的毕业生很难与生产服务一线紧缺的应用创新型人才相匹配，毕业生就业难的现象仍在持续，高等教育结构性矛盾不断凸显[1-2].因此，积极推进高校转型发展，势在必行.

现今，我国已经建成了世界上最大规模的高等教育体系，其中，由地方行政部门划拨经费的普通高等学校共有2500多所[3]，地方高校占全国本科高校的55.5%，显然已成为我国高等教育体系的主体部分[4-5].因此，想积极推进高校的转型发展，地方高校应是首当其冲.

应用型本科院校的职责和使命即为培养应用型、技术型和复合型的专业人才[6-7].应用型人才的培养模式，应是产教融合、协同育人，实现教学过程与生产过程的对接[8]，以培养学生实际应用能力和创新意识，着力促进教学理念、内容和方法的改革，提高人才培养质量，以满足快速发展的社会需求.因此，地方高校向应用型院校转型才是必由之路.

地理信息系统(Geographic Information System，GIS)是由计算机软、硬件和不同的方法组成的用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示的系统[9].GIS作为传统地学学科和现代科学相结合的产物，正不断渗入到各行各业，并彻底改变人们的工作方式和生活环境.GIS课程在高校教育不断改革和优化的过程中，必须与时俱进做出适合时代的调整.如何在课程教学中，既让学生牢固掌握GIS的基本原理，又能对当前学科发展前沿的方向有准确的认识；既能够在有限的课堂时间完备地讲授预计的课程内容，又能够让学生全程参与并融入学习，避免“填鸭式”的被动，一直是GIS课程的核心问题[10].

邵阳学院是一所地方综合性应用型大学，GIS课程作为本科专业的必修课程在城乡建设学院下设的地理科学、城乡规划、测绘工程3个本科专业开设.通过课程的学习，增强了学生适应信息时代的能力，培养了学生对GIS的兴趣，越来越多的学生毕业后从事地图制图、资源调查、规划等与GIS相关的工作，拓宽了学生的就业宽度和就业质量.本文以邵阳学院为例，针对非GIS专业的GIS课程教学现状、存在的主要问题进行总结，并对该课程的教学改革提出几点建议，以期进一步提高该类课程的教学质量，培养出专业基础扎实、知识结构合理、创新实践能力较强、潜心服务基层的高素质应用型人才.

1 GIS课程教学现状及存在的主要问题

1.1 教学现状

邵阳学院城乡建设学院开设的GIS课程教材选用《地理信息系统教程》(胡鹏，黄杏元，华一新编著)，教学模式采用理论+实践相结合的方式(见表1).从学时上看，各专业的GIS课程均以理论授课为主，理论学时约占总学时的2/3.其中，理论教学以PPT教学为主，使学生了解GIS的基本概念、理解空间数据的结构及其相互关系，掌握空间数据的采集、编辑及空间信息处理方法，空间数据的分析功能.实践教学上，采用课前预习并撰写预习报告，课上教师先进行操作演示而后学生自行操作并进行现场答疑，课后通过网络QQ或者微信对学生的其他问题进行解答.

1.2 存在的主要问题

1.2.1 教学资源不足

城乡建设学院开设GIS课程的专业中，地理科学专业年均学生人数约为60人，城乡规划专业年均约为50人，测绘工程专业年均约为40人，且2019年，地理科学专业开始招收公费定向师范生，2019级学生人数增至104人(定向74人，非定向30人)，分2个班进行授课，每班52人.而师资方面，学院从事 GIS 教学的专任教师仅2名，需要给上述3个专业的学生上课，人员配备明显不足.另外，2名专任教师教育背景均为地理学，缺乏对GIS的系统性学习.软件硬件方面，学院共有2个机房，但城乡建设学院6个专业(地理科学、城乡规划、测绘工程、园林、风景园林、土木工程)的部分理论课和实践课也在机房上课，每到新学期开始，需要结合机房课表、各年级、班级课表和教师课表进行排课，使得GIS课程实践教学的上课时间无法合理安排，这就使得实践教学开展受限制.

表1 各专业GIS课程设置

1.2.2 教学模式单一

GIS课程理论部分的教学方式以课堂讲授为主.传统的课堂讲授法有其优点，教师通过讲授将教材上的重点知识传授给学生，便于学生快速的理解和掌握.然而，受教师的专业化程度、教学内容的性质、讲授法本身固有的局限性、教学对象的特点等诸多因素的限制，教学效果很难保证[11].特别是像GIS这类课程，理论性和技术性较强，理论抽象，技术复杂，仅靠课上讲解学生很难理解，不便掌握.该课程的实践部分以教师的演示操作为主，以学生自主练习为辅.学生多是看教师操作完，自己按照实验指导书进行按部就班的操作，缺乏主动思考，鲜有学生在GIS的应用上进行更多的探索.另外，各实验项目间数据缺乏联系，整体上实验项目数据的系统性较差.

1.2.3 课程结构不合理

本院GIS课程面向3个本科专业同时开设，这就要求授课教师根据各专业的培养目标来调整 GIS 课程的教学内容.地理科学专业的培养目标是面向区域基础教育改革与发展需要，培养出能在中学从事地理教学、地理教育研究和教学管理工作的高素质教师.然而，测绘工程和城乡规划专业的培养目标更加注重实践能力的培养.因此，在教学过程中，测绘工程和城乡规划专业应适当增加实践教学学时，培养学生动手能力.

目前，实践教学分为验证性和综合性 2个部分，如表2所示.实验项目总学时为24，根据理论教学内容设置相对应的10个实验实践项目，包括软件入门基础、空间数据处理和空间分析与应用等.测绘工程专业的实践学时为24，即表2中全部的实验项目；城乡规划专业的实验项目为1-4，共计4个实验项目8个学时；地理科学专业为实验1-5和10共计6个实验项目16个学时.然而，实践项目的主要内容和实验目的的设置中，未考虑不同专业的实践侧重点，而是根据教学大纲中学时的多少来选择不同的实验项目.究其原因主要在于非GIS专业学生的软件基础背景较差，很难对专业针对性较强的实践教学内容进行合理设置与安排.

表2 实践教学情况统计表

2 GIS课程教学改革探索

2.1 优化教学资源配置

邵阳学院为构建与应用技术型大学相适应的学科专业体系，把学校建设成为特色鲜明的应用技术型大学，正积极实施“人才强校”的办学方略，坚定地推进学校转型发展.近3年学校提高了人才引进待遇，吸引了众多人才的加入.城乡建设学院近3年从中科院、南京农业大学、中山大学等高校引进生态学、地理学等专业博士8名，提高了教学团队的学术水平.预计2020-2021年，再次引进计算机、GIS方向的博士生2人，提高教师的专业素养.同时，为提高课程建设团队的信息化水平，学院每学年会组织专任教师参加信息化培训及信息化教学竞赛等活动，提高教师的专业技术水平.

关于软硬件配备上，机房在安排课程时，以实践教学为主，其他理论课如非必要不能占用机房资源，让机房成为真正的实践教学场地，发挥最大作用.同时，学院正积极筹措资金，争取在未来再建立1-2个机房，使得实践教学资源更加丰富，为 GIS 等相关实践教学改革探索提供了保证.

2.2 创新教学模式

提高教学水平必须在大学掀起“课堂革命”，教师应该从旧“三中心”即“教材为中心、教师为中心、教室为中心”向新“三中心”即以“学生发展为中心、学生学习为中心、学习效果为中心”的教学范式转变[12-13].例如，以学生发展和学习为中心应该让教师和学生成为“学习共同体”师生关系不能止于课堂，而是应该课堂教学与课后辅导咨询相结合，通过相互间紧密的联系和频繁互动让学生和教师共同进步，共同成长.以学习效果为中心，可以采用成果导向教育(Outcome-based education,OBE)模式[14]，这就要求教师明确3个问题：①我们想让学生取得什么样的学习成果？②如何有效地帮助学生取得这些学习成果？③怎么样检验学生是否已经取得了这些学习成果？通过以上问题教师合理设置课程内容和组织教学，不断地通过成果反馈来改进教学.例如，实践教学上，以综合性实验项目10——ArcGIS制图(表2)为例，设置本实验的目的是想让学生掌握ArcMap下各种渲染方式的使用方法，能够自己绘制专题地图.采用OBE的教育模式，可以通过教师演示操作，然后让学生了解基本操作的基础上，提供项目案例让学生通过练习掌握ArcMap下各种渲染方式的使用及各按钮的位置和功能，最后以小组的方式自拟区域制作专题地图来检验学生学习成果.

2.3 优化课程结构

为培养应用型人才，理论教学是基础，实践教学才是重中之重，根据不同的专业需求，在课程实践教学建设中，就应该分门别类，有所侧重.其中，地理科学专业在实践教学过程应在GIS技术与地理教育相结合的背景下进行，让学生充分了解GIS的基本概念及原理，利用GIS技术制作出与教学内容相关的图像.如利用ArcGIS-ArcToolbox-3D分析功能通过命令“转换”指定相关参数，可以生成三维立体图像，这样制作出的图像就达到了教材中无法呈现的效果，使得教学内容更加形象生动，挖掘学生的想象力和创造力.城乡规划专业在培养方案中，开设GIS课程对应的毕业要求是能运用现代技术手段和工具的能力，可见该专业应更加注重实践教学.因此，在2019年新修订的人才培养方案中，GIS课程从原本的30学时，其中理论22学时，实践8学时(表1)，增加到56学时，其中理论32学时，实践24学时.在实验项目的设置上，城乡规划专业更侧重于城乡资源与环境规划分析等的实验设计.在新的培养方案中，GIS课程在测绘工程专业上的教学目标是能够运用GIS的基本理论与方法进行信息系统的开发设计，并在此过程中综合考虑各种相关因素，体现创新意识.在24个实践学时未变的情况下，这对实践课程提出了更高的要求.在实验项目设置上，除了保留ArcGIS基本操作等实验项目外，另增设了综合实验项目，如利用学生外业数据成果中的数字测图数据及已有的校园电子地图进行校园GIS建设，达到测绘工程专业的培养目标.

3 结束语

我校在2019年着手制订新的人才培养方案，并根据走访座谈和问卷调查等方式收集了往届毕业生和用人单位的反馈情况进行不断完善.新的人才培养方案已经开始实施，从通识平台课、学科基础课、专业课等课程安排和内容设置上进行了全面优化，更加切合我校创办地方应用型本科院校的办学理念.其中，地方应用型高校 GIS 课程体系的改革是一个与时俱进的过程，且更加注重应用能力的培养.准确地把握各专业的人才培养目标，合理设置课程体系，注重学生实践技能培养，并不断摸索创新的实践教学方法和模式，可在一定程度上拓宽非GIS专业学生的就业宽度和就业质量.