地方应用型高校地质类专业地理信息系统课程教学思考与探索

魏强 冯松宝

关键词：地方应用型高校;地理信息系统课程;教学探索

引言

地方应用型本科高校以培养高层次应用型实践技能专业人才为根本目的，一定程度上有效促进了我国高等教育大众化发展的进程[1]。由于国家对地方应用型本科高校认可度的提升及专业指导上的加强，为该类高校带来了强劲的发展动力[2]。同时，市场对高层次应用人才的需求，给此类院校也增加了一定的压力[3-5]。地方应用型本科院校应加大力度，探索课程教学改革，高质量完成时代任务。地理信息系统作为地质类专业的基础课程，关于其教学的思考与探索，对培养符合社会需求的地质类专业学生来讲意义重大。

一、地理信息系统课程主要教学内容

地理信息系统课程为地质类专业学生的专业基础课程，安排在大学二年级上学期进行授课。其教育教学方式主要分为两个重要部分：第一部分为理论教学，主要使学生掌握地理信息系统的基本概念及其基本知识点;第二部分为上机实验操作，目的是让学生至少熟练掌握地理信息系统软件的操作。前者主要包括：空间信息基础;空间数据结构;空间数据库;空间数据采集与处理;空间分析原理与方法;可视化及产品输出。后者主要包括：MapGIS软件界面认识;空间数据输入与编辑;空间数据误差校正;空间数据投影变换;空间数据图形裁剪;矢量数据空间分析。总体来讲，该课程主要培养学生应用课本上的知识，结合地理信息系统手段，为有效解决资源勘查和地质勘探中的图件绘制、资源评价和地质灾害防治及预测等问题提供科学帮助和重要参考依据，并为从事地质类相关专业工作或继续攻读工学硕士学位奠定坚实的专业基础。

二、地理信息系统教学中的问题

（一） 学生地理信息系统基础和测绘学知识相对薄弱

地理信息系统是在计算机技术的支持下，对空间中相互关联的地理对象进行信息的采集、存储、描述和分析的技术系统[6]。本课程要求学生在理论知识学习的基础上，能熟练运用计算机解决地质与资源勘查中的实际科学问题，以此来增加学生的动手与动脑能力，培养并深化学生地质方面的知识。此前，地质类专业学生未系统接受过诸如此类课程的学习，动手能力尚有一定的欠缺。因而，关于地理信息系统方面的基础知识相对薄弱，理论和实践教学进展不如预期，学生上课热情很难被调动起来。

（二） 课程教学课时分配不尽合理

地理信息系统课程在地质类专业培养方案中共设置36课时，其中理论课26课时，上机实验课仅10学时。该课程理论部分共9章，需要详细讲解的内容共6章28节，涵盖的知识点较多，需要足够的课时量才能保证理论课的教学质量。因此，每一课时理论课至少要保证1节新内容的讲解，老师们没有更多时间对地质和资源方面知识进行拓展。理论课讲解速度快，再加上学生基础薄弱，教学过程中教师的教与学生的学都难免会出现“走马观花”式现象。学生的专业基本理论知识在认识上就会出现偏差，进而造成学生无从下手的现象，从而对该课程失去兴趣。地理信息系统课程是一门比较重视理论与实践相结合的课程，一定数量的上机实验操作课是学生理论课知识点吃透的关键。10学时的上机实验课不能够满足本课程教学的要求，尤其是MapGIS软件界面认识与文件管理、地图的矢量化、矢量数据的误差校正与投影变换以及矢量与栅格数据的空间分析等实验操作，需要大量课时作为教学支撑。理论和上机实验教学课时的缺少以及分配的不尽合理，对学生学习必然会造成一定的障碍。这就需要教师及地质专业教研室在制定授课计划时重新审视该课程重要知识点，并对课程的知识详略调配及课时量分配进行深入思考。

（三） 应用实践教育理念在实际教学中尤为欠缺

地理信息系统是一门注重理论与实践相结合的课程，有较多的内容需要教师和学生共同探索。例如，在矢量化矿产资源图时，学生在对图像进行分层并建立点、线、区文件后，运用矢量化工具对图像中的信息进行绘制。相反，图件中表达的更深层次信息的提取，对于初学者是较为欠缺的，这就需要教师进行深入指导并循序渐进地讲解。地理信息系统软件中矿产资源图的绘制，能够让学生系统将构造、资源类型以及资源空间分布特征信息进行快速整合，有利于了解矿产资源的具体分布位置。在绘制时，不仅要让学生学会运用软件中的图像绘制模块功能，同时也要引导学生将应用型理念与实际相结合，以期保证图像信息的科学与准确性，从而使教学质量得到提升[7]。

三、地理信息系统教学思考与探索

（一） 增设地理信息系统及测绘学基础课程，提升学生学科基础

基于地质类专业学生在地理信息系统和测绘学方面的知2019版地质类专业的培养方案中，相应地在第二学期增设了计算机应用技术、测量学及测量学实践三门课程。学生可通过上述课程的学习，熟练操作计算机，掌握测量学中地质资源或地理对象数据的采集与处理方法，了解较为简单的数据编码存储方式。特别是新增的32学时的测量学理论教学以及一周的测量学实践课集中实训，能够拓宽学生的专业认知视野，提升学生的动手和思考能力，为地理信息系统课程顺利进行奠定了较好的专业基础。

（二） 调整理论与实践环节的课时分配，优化应用实践教学内容

之前，地质类专业的地理信息系统理论课时与上机实验课时之比为2.6∶1，在最新的培养方案中调整为1∶1，在一定程度上弥补了实验课程教学课时量的不足。特别强调的是，计算机地图制图是地理信息系统课程的一个重要组成部分，也是加强学生动手与思考能力的重要环节。地质类专业最新培养方案中，在第四学期地质类相关专业均开设了计算机地图制图课程，这对于学生理解地理信息系统地图制图的核心精神有很大的帮助。上述举措也有利于提升学生的实践操作技能，拓宽学生视野。

地理信息系统课程的应用实践教学来源于课本，但是又不仅仅局限于课本知识点。如在矢量数据空间分析章节，增加了云南省1∶50万矢量地图的裁剪实验。上机实验时，教师在MapGIS软件中演示了一种最为原始最为繁琐的图形裁剪方法。基于理论课程中讲述的空间数据各图层中不同地理对象的空间拓扑关系这一原理，鼓励学生深入思考并探讨其他几种简单的裁剪方法，如在Section 软件中裁剪空间对象，以此来简化MapGIS软件中繁琐的操作流程。更重要的是，教师根据实际教学中的问题，选择性地增加了在地理信息系统软件中建立图层并对相关地图中数据的属性字段和属性值输入及修改的环节，让学生了解地理信息系统中图形数据与属性数据相互连接以及相互转化的基本原理。

（三） 推进科研项目进入课堂，创造应用实践教学环境

教育教学实践是提高本科生教学质量、发掘学生自身潜力不可或缺的环节。宿州学院多年来贯彻落实本科生导师制，本科生可通过学习专业课程参与到教师的科研项目中。不仅可以提升学生在地理信息系统软件操作方面的绘图技能，还能深化学生在分析数据和利用数据上的应用实践能力。

值得注意的是，任课教师科研项目和学生创新创业训练项目中的研究内容和方法与本课程知识点有显著的相关性，科研项目中所使用的方法在地理信息系统课程教学中均有较为明显的体现。在实际教学过程中，任课教师应基于地理信息系统课程中的重要知识点，将项目研究方法及成果引申到理论和实践教学环节中去。学生对地理信息系统所能够解决的问题表现出了浓厚的兴趣，无形之中创造了应用实践的教学环境。

展望

地方应用型本科高校地理信息系统课程探索，通过增加地理信息系统和测绘学方面的知识，拓宽了学生的专业知识的认知视野;理论与教学课程的调整，深化了学生的应用实践技能;应用實践教学内容的优化，提升了学生利用和分析数据的能力;积极推进任课教师科研项目进入课堂教学，为学生创造了良好的应用实践环境，提高了学生对于地理信息系统知识的认识以及利用专业知识解决问题的本领。目前为止，虽然应用实践教育在地理信息系统教学中取得了一定的成效，但思考和探索还需要很长的时间。