地理信息科学《空间分析原理与方法》课程改革实践

黄骁力，江 岭，赵明伟，杨灿灿

滁州学院 地理信息与旅游学院，安徽 滁州 239000

0 引 言

《空间分析原理与方法》是地理信息科学专业核心基础课，课程主要讲授地理空间数据分析方法与处理技术，着重于GIS空间分析应用和思维的能力培养。课程围绕地理空间问题涉及的空间位置、空间形态、空间分布和空间关系等基本内容，重点讲解空间量测、表达变换、几何关系分析、相关性分析以及三维分析等基本空间分析技术及其应用方法，并注重介绍空间分析发展动态和前沿科学技术研究成果。在目前国家大力推进国家级一流本科课程建设的大背景下，《空间分析原理与方法》课程建设，特别是应用型本科院校背景下的课程建设与改革，对于地理信息科学专业人才培养及专业建设都具有十分重要的意义。

应用型本科院校是以应用技术类型为办学定位，以培养应用型人才为目标的本科院校。随着测绘地理信息产业的高速发展，众多高校地理教育工作者针对地理信息科学专业相关课程改革[1-5]及人才培养模式[6-10]进行了研究。针对《空间分析原理与方法》课程，王志强等系统研究和实现空间分析实验课程由科研成果向优质实验教学资源的转化方式和途径[11]，赵玲等从理论教学内容、实验教学内容、教学方法等3个方面详细介绍空间分析开放式精品示范课堂教学改革的具体内容[12]，方书敏探讨了空间分析课程开设要求以及课程内容体系构建[13]，李少英等从加强专业领域前沿知识学习、引入针对性的行业应用案例教学、鼓励学生自主探索GIS软件、设计应用型综合实验和引导学生创新研究5方面提出空间分析课程教学改革措施和建议[14]，夏文海根据近年来对地理信息科学专业空间分析课程双语教学实践，结合课程特点，介绍课程的双语教学定位、教材选择、教学方法与手段改革、考核方式等，讨论存在的问题和对策[15]。然而，上述研究主要针对课程内容、教学方式、课程体系建设等方面的共性问题，未能形成一个系统的，特别是面向应用型本科教育培养目标的空间分析原理与方法的课程改革方案。

为满足国家对于高层次应用型人才的需要，以地理信息科学专业人才培养目标为导向，本文从课程内容、教学模式、思政教育3个方面讨论《空间分析原理与方法》课程的现状以及存在的问题，对课程改革内容及方法进行分析，对改革效果进行评价。有望为培养厚基础、宽口径、高素质的地理信息科学专业复合应用型人才提供有力支撑，为其他同类型课程改革提供相应参考。

1 背景与问题

课程教学团队在先期教学过程中发现，《空间分析原理与方法》课程存在一些不足。

1）课程学习和思政育人脱离，学生专业综合素养不高。课程目标定位不明确，缺乏科学系统的思维，没有从思政元素融入专业课中应遵循的原则出发，制定可实施性较高的教学改革方案；同时，课程思政教学部分通常流于形式，导致整个课程出现教学内容分化以及思政教育主观色彩较强的现象，不利于学生系统掌握有关知识，并且不能保证思政内容在课程中的系统呈现。

2）课程知识和工程应用脱节，学生知识应用能力不够。课程内容相对陈旧，没有较好地对接地理信息产业化发展与实际应用需求。实验课程往往仅作为理论知识的巩固，缺乏开放性、实际应用性课程设计，没有很好地反映GIS空间分析原理与方法在实际生产生活中的应用，更未达到理论-实践-应用相互促进的层面。

3）课堂教学和课外拓展脱钩，学生自主学习动力不足。由于《空间分析原理与方法》课程学科跨度大，理论性强，同时对实际应用能力的要求高，导致课程成为学科教学的难点。因此，仅仅依靠课堂教学难以充分达成教学目标。同时，教师主导的现象在教学过程中体现得较为明显，学生学习主动性不强。

2 改革与举措

针对《空间分析原理与方法》课程内容、教学模式以及思政教育中存在的问题与不足，教学团队面向应用型人才培养目标，以助推主动学习、掌握知识技能、融会工程应用、塑造综合素养为轴线，以产业教学一体、三个课堂一体、课程思政一体三位一体的教学模式为核心，构建以课程目标推演教学模式，以教学模式发散教学方法，以教学方法对标教学企图，以教学企图推进教学反馈，以教学反馈优化教学目标，构建闭环式课程教学改革框架（图1）。

图1 闭环式课程教学改革框架Fig.1 Framework of closed-loop curriculum reform

在此基础上，以地理信息科学国家一流本科专业建设点为支撑，以工程项目应用为导向、以线上教学平台为依托，通过名企名师进入课堂、课程委员进入团队、地理国情进入思政教学等举措（图2），着力实现课上课下翻转联动、线上线下有效相辅、教学与项目无缝衔接、课程与思政有机融合，切实解决课程知识和工程应用脱节、课堂教学和课外拓展脱钩、课程学习和思政育人脱离等课程痛点问题。

图2 课程教学创新举措Fig.2 Innovation measures of teaching

2.1 融合国情思政

将价值导向融入专业课的知识传授中，明确课程思政教学目标。在知识传授与能力培养中，通过将空间分析技术和地理国情思政有机结合，首次提出地理国情思政，进一步在课程中融合红军长征GIS、一带一路GIS、精准扶贫GIS、中国世界历史文化遗产GIS、徐霞客GIS等国情思政实验内容。构建地理国情思政专题库，以此来弘扬社会主义核心价值观，传播爱党爱国、积极向上的正能量，培养学生求真务实、实践创新的科学精神，养成学生踏实严谨、追求卓越的优秀品质，培养学生成长为具有社会担当的应用技术型人才。

在课程建设、课程教学组织实施、课程质量评价体系建立中，注重结合第二课堂改革，以专业竞赛、创新训练计划项目、学术论文、学术会议等形式开展课程扩展实践，用作品实现思想与课程教学质量提升的双赢。

2.2 融入产业需求

瞄准“理论+实践+工程”融合型人才培养目标，通过团队教师进入企业挂职、企业高工面对面连线课堂、真实工程项目融入课程实验等教学措施，构建课程知识和技能体系，使得课程知识点和技能点一一映射起来，并将关键知识点实现迭代式演进，建立课程工程项目需求库。通过将这些需求以及相对应的研究成果直接与课程知识和技能体系关联，以正向产业需求推动课程教学与时俱进，反向教学学生助力产业项目快速实施的良性互动方式，完成产业项目与课程教学内容的有机融合，实现课程价值体现。

同时鼓励引荐学生分批次进入学院地理信息服务工程项目组，学习了解空间分析技术产生的工程价值，感受产业应用前景，参与项目组工作收获劳动报酬。通过上述多种举措，着力营造学生眼观企业、耳听工程、手做项目的学习环境，充分认识到课程价值，树立课程学习自信心。

2.3 联动3个课堂

2.3.1 实施课内教学（第一课堂）改革

为解决应用型课程教材不足的问题，编制课程知识点干货手册和编写应用型特色教材，并增加慕课等线上教学平台等拓展资源，利用现代化教学手段，通过学生预习、课堂剖析、课堂实训、课堂讨论等不同教学方式，提升本课程教学效果。同时，针对GIS应用型人才的培养目标，建立效果导向的课程综合考核评价体系（图3）。

图3 课程考核评价体系Fig.3 Curriculum evaluation system

2.3.2 开展课外教学（第二课堂）改革

吸引学生进入团队，成立课程委员小组，开展导师制课程知识综合应用提升学习。以教研团队作为核心，融合导师引导性学习和学生自主性学习，培养学生专业能力、创新能力和社会能力，实现跨年级协同学习，形成高年级委员指导低年级委员，课程委员带动班级同学的良性学习传递带。

在第二课堂教学中，坚持以学生为中心，以能力为主导，坚持师生同办公室，改进传统教学方式，结合地理国情思政专题库，开展课程知识综合应用实践，指导学生将教学实践收获转换成大学创新训练计划项目、专业竞赛获奖项目和学术论文等成果。通过专题知识讲座等形式，让学生接触多元化教学方式，既增加兴趣又能学以致用。逐步把传统的以课堂教学为主的教学模式转变为鼓励学生自主选择学习为主的新型教学管理模式。

2.3.3 构建在线课堂（第三课堂）

创建QQ和学习通课程群，建立师生、学生之间的学习互动通道，形成课程移动学习平台。以课程教师、学生委员、班级学生为主，构建在线课堂的互动互助基本体系，着重解答课程学习疑惑、发布课程学习安排、分享校外学习心得、发布课程技术资讯、传递思政素养教育等方面工作。

3 成效与分析

课程教学团队自2016年起以产业教学、三个课堂、课程思政三位一体课程教学模式为核心，开展课程改革探索与实践，获得学生广泛的认可。在课程的带动和影响下，滁州学院的地理信息科学专业快速发展，2009年成为国家级特色专业，2014年入围国家综合改革试点专业，2021年入围国家级一流本科专业建设点。应用型本科高校地理信息科学专业产-科-思-教协同育人模式探索与实践项目获得安徽省教学成果一等奖。学生近年参加全国大学生GIS应用技能大赛、易智瑞杯中国大学生GIS软件开发竞赛、中国大学生计算机设计大赛多次获得特等奖、一等奖等优异成绩。课程教育教学改革成果通过全国高校青年教师GIS教学研修班、全国GIS教育研讨会暨全国GIS主任联席会议等活动推广应用至上百所高校，形成了在全国具有鲜明特色的滁州学院模式。

4 结 论

《空间分析原理与方法》课程是滁州学院国家一流本科专业建设点地理信息科学专业的核心基础课程。相关课程教学改革与探索实践证明，地理信息科学专业应用型高水平课程建设。首先，要强化立德树人为人才培养的根本宗旨，根据课程教学内容的特点提炼课程思政教学元素与素材，有效融入课程教学内容中；其次，通过在课程内容中融入产业需求，完成产业项目与课程教学内容的有机融合，实现课程价值体现；最后，3个课堂联动模式，突破了传统的教学理念束缚，在课程教学组织形态、教学资源组成内容、教学评价方法等方面都进行了成功的探索实践。

本文提出的针对应用型本科院校《空间分析原理与方法》课程改革措施尽管在一定程度上改进了教学效果，然而作为一个长期且不断提升与完善的过程，相关教学研究仍需进一步展开。