面向应用的高职院校GIS教学探讨

2022-09-10

GIS自20世纪60年代在国外问世以来, 其内涵和外延正在不断变化, 现在已发展成一个独立的、充满活力的新兴交叉学科。目前, GIS作为“数字地球”的基础, “3S”技术的核心, 其应用几乎已渗透到国民经济的各个部门。

随着GIS产业在国际国内的日益发展, GIS教育尤其是高职院校GIS的教学问题已经引起广泛关注, GIS高等教育的培养目标、课程设置、教学模式、教学软件开发、教材建设、教学资源开发等一系列问题都有较深入的研究。多数研究是针对GIS专业教育的, 对于非GIS专业的GIS教学问题关注较少。事实上, 在大批学校开展GIS专业教育的同时, 更多的高职院校则是开展面向多种专业需求的GIS应用教育。

1 地理信息系统 (GIS) 的学科性质

(1) GIS是一门新兴的交叉学科。

GIS集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学和管理科学等为一体, 逐步形成既有自己独特理论基础, 又有很强技术性的学科。它本身汲取了诸多相关学科的精华, 同时又被多个相关学科所运用, 进而也推动了相关学科的发展。GIS学科的交叉性, 决定GIS专业与课程的特殊性。同传统专业与课程教学相比, GIS学科不但要有较宽广的理论基础还要对相关技术, 如空间信息技术、计算机技术、应用领域的专业知识等有较深刻的了解。

(2) GIS是一门技术性、实践性很强的学科。

GIS的高速发展既来自日益广泛的应用要求, 也和当今电子信息技术的高速发展分不开。这些技术包括计算机技术、通信技术、空间技术等。计算机技术中如面向对象技术、图形图像处理技术、网络技术、软件工程技术为GIS提供先进技术和工具;空间技术的迅猛发展, 特别是遥感技术的发展, 又使GIS的作用日渐突出;对地观测技术、互操作技术、海量数据存储和压缩技术、通信技术、虚拟现实技术、可视化仿真技术、空间数据仓库、数据挖掘等技术的发展又为GIS的发展提供新的手段。因此在GIS教学中, 不能脱离信息技术。建立GIS应用系统是一项复杂的系统工程, 需要各层次的GIS人才分工协作, 经过艰苦的努力才能成功。在教学中学生对GIS功能的理解, 离不开教学实践。因此GIS教学中必须配备相关的软件、硬件设备, 如GIS软件平台, 地图资料、统计数据、计算机、扫描仪、绘图仪等。

2 高职院校GIS教学现状和存在的问题

高职院校GIS教学起步于90年代中后期, 经过近10多年的发展, 目前许多高职院校均已开设了GIS课程, 如“GIS概论”、“GIS原理及应用”、“3S技术应用”等课程。近几年也有部分高职高专院校纷纷设置了GIS专业, 并开始在非GIS专业高职生中开设相关GIS课程。但总的来看, 高职院校GIS教学落后于国外, 国内地质类院校GIS教学又落后于其他行业。下面就高职院校GIS教学问题谈一些笔者的看法。

(1) 从GIS学科特点看高职院校GIS专业应采用跨学科培养模式。学科的定位决定于人们对学科的认识和理解。GIS学科属于多学科交叉的边缘学科。笔者认为, 高职院校GIS教学应根据自身的特点, 采用跨学科培养模式, 其目标是培养既掌握GIS技术又有专业知识的跨学科应用型技术人才。通过跨学科培养模式, 使学生把GIS技术与专业知识结合起来, 以解决各专业中的实际问题。这里, 必须充分重视信息技术及实践环节, 要充分利用学校师资力量和全校实验室的硬件资源, 有计划地配置国内外主流GIS软件, 通过实践环节, 使学生利用有限的资源, 牢固掌握GIS技术和主流GIS产品, 从而也培养学生的自学能力。

(2) 高职院校非GIS专业的GIS课程应多元化、层次化。GIS是广泛用于各领域的学科。在高职院校要通过应用驱动, 任务驱动, 根据市场需求和学生就业愿望, 在全校相关专业开设不同层次的GIS课程, 强化GIS技术及应用教学。其中包括开设GIS同其他课程组合的新课程, GIS公共课、软件实验操作课, 进行GIS软件认证, 开办GIS辅修专业等。

(3) 加强高职院校GIS课程的师资队伍建设。GIS是一门新型的发展极为迅速的学科。它是传统科学和现代技术高度结合的产物, 涉及的基础理论范围广, 新技术和新方法多, 这就要求教师要有较高的素质。就全国来说, GIS师资队伍存在先天不足, 高职院校的问题更为严重。教师的水平决定了学生对专业的认识、理解和掌握。为提高高职院校GIS教学水平, 必须提高教师的水平。目前应考虑吸收不同背景的GIS人才, 并对现有师资队伍中的年轻教师进行系统培训。

(4) 加强高职院校GIS课程教材建设。有组织地加强高职院校GIS课程教材和GIS配套实验教材建设, 势在必行。我校也组织专业教师编写了GIS项目实训与实习教材, 并在一定范围内推广。但应该指出, 目前高职院校GIS教材建设远远跟不上GIS教学多元化、层次化的要求。要改变现状, 需要从事GIS教学的兄弟院校同仁们的共同努力。

3 面向应用的高职院校GIS教学内容设置与教学形式选择

在面向应用的教学科研框架之下, 高职院校GIS教学内容的设置有自身的特点, 目的是既要让学生了解GIS的基本理论、基本知识、基本方法, 同时也要在此基础上重点突出应用, 满足面向土木、地质、环境与城乡规划等不同专业应用的需求。

为此针对不同的专业背景开设下列课程:地理信息系统概论 (土木工程) 、空间信息技术导论 (地质与工程勘察) 、数据库与信息技术 (环境与城乡规划) , 主要目的在于GIS基础知识与基本方法的建立, 并结合应用案例让学生认识与了解GIS的特点与潜在的应用领域;同时, 选择比较流行的软件进行操作实习, 如ESRI的ArcView, 中国地质大学的MapGIS、美国的MapInfo等。具体课程内容如表1所示。

为了确保面向应用的GIS教学任务的完成, 以便取得良好的教学效果, 除了上述教学内容的设置外, 在教学形式上也进行了探讨。目前的教学形式是在课堂讲授的基础上, 选择流行的GIS软件平台, 按照1∶2的时间, 通过布置课堂作业与课后作业的形式, 让学生进行GIS应用操作练习。对于大多数高职学生来说, 练习的目的以增强对GIS特点与功能的了解及认识为主, 以GIS应用分析为辅;而对于领悟能力较强的部分学生, 则以提高其GIS空间分析应用技能为根本目的。

在面向高职生的GIS教学中, 选择的教学软件以MAPGIS为主, 以自编的校本实训教材《MapGIS地理信息系统实习教程》为教材, 先后布置三个综合项目任务, 具体内容与要求如表2所列。配合上述教学内容与教学形式以此达到面向GIS应用的教学目的。

4 结语

GIS是一门十分重要的新兴学科, 在国内外发展极为迅速。它作为3S技术的核心, 在测绘信息化浪潮中发挥着重要作用, 已受到各行业部门广泛的关注。培养相关专业的GIS应用人才是高职院校的重要责任。目前, 国内GIS教学正在向规范化方向发展。为此, 我们必须充分地分析国内GIS教学的环境与现状, 对高职院校GIS教学问题进行研究和探讨。笔者希望本文抛砖引玉, 能得到各级领导和同仁们的重视和关心, 共同研究讨论高职院校GIS的教学问题, 为进一步提高高职院校GIS的教学质量献计献策。

摘要：近年来, 我国GIS教学受到人们广泛的关注, 发展极为迅速。但也面临着极大的机遇和挑战。该文在充分分析GIS学科特点及高职院校GIS教学现状的基础上, 讨论如何开展针对非GIS专业、面向应用的高职院校GIS教学模式, 并对高职院校GIS专业设置及GIS教学中的问题进行了探讨。

关键词：高职院校,GIS教学,面向应用,GIS学科