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篇1

地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展從20世紀(jì)90年代初期進(jìn)入起步階段。隨著社會進(jìn)步,地理信息產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,我國地理信息產(chǎn)業(yè)面對國際金融危機(jī)的沖擊仍然保持了強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭,“十一五”期間增幅超過300%,2011年產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值突破1500億元,從業(yè)人員約80萬人,從業(yè)機(jī)構(gòu)超過2萬家。國家測繪地理信息局推進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)是到2015年年總產(chǎn)值超過3000億元,到2020年年總產(chǎn)值達(dá)到10000億元。1998年教育部頒布了我國新的《普通高校本科專業(yè)目錄》,其中對高校本科專業(yè)行了調(diào)整,專業(yè)由原來的504個(gè)調(diào)整為294個(gè),教育部特別增設(shè)了地理信息系統(tǒng)專業(yè),這一點(diǎn)說明地理信息產(chǎn)業(yè)的特殊優(yōu)勢和生命力。2012年普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄再次調(diào)整,將地理信息系統(tǒng)專業(yè)改名為地理信息科學(xué)專業(yè)。經(jīng)各種資料的統(tǒng)計(jì)表明,2000年有37所院校設(shè)立了GIS專業(yè),2003年有93個(gè)高校開設(shè)了GIS專業(yè),2007年全國共有161所高校設(shè)置GIS專業(yè),2012年全國共有168所高校設(shè)置地理信息科學(xué)專業(yè)[1-2]。從而促進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大。

2地理信息科學(xué)專業(yè)發(fā)展面臨的問題與分析

2.1教師專業(yè)素養(yǎng)迫切需要提高

目前狀況是一些院校現(xiàn)有的地理信息科學(xué)專業(yè)教師是從相關(guān)學(xué)科轉(zhuǎn)入地理信息科學(xué)專業(yè)的,大多數(shù)是從學(xué)校畢業(yè)又走入學(xué)校,并沒有機(jī)會從事實(shí)際地理信息系統(tǒng)研究、開發(fā)和應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)[3]。而地理信息科學(xué)技術(shù)本身發(fā)展又很迅速,這使得一些教師很難勝任所承擔(dān)的核心課程與專業(yè)課程教學(xué)任務(wù)。

2.2教材建設(shè)與培養(yǎng)目標(biāo)脫節(jié)

由于軟件的更新速度飛快,相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教材很難跟上。據(jù)此有些人提出了要大膽嘗試采用電子教材,某些部門或是軟件出品單位不要只是將精力放在軟件使用幫助上,也應(yīng)當(dāng)隨之出品入門級或更高檔次的電子實(shí)驗(yàn)教材,彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教材陳舊落后更新慢的問題。理論教材內(nèi)容更新滯后非常明顯,與各人才培養(yǎng)層次與方向脫節(jié),沒有針對各個(gè)培養(yǎng)層次和方向的統(tǒng)一化、系統(tǒng)化的教材的建設(shè)[4]。

2.3課程體系及教學(xué)內(nèi)容與社會需要脫節(jié)

各高校開辦地理信息科學(xué)專業(yè)時(shí),主要是依托已有相關(guān)專業(yè)構(gòu)建課程體系,無論是學(xué)科基礎(chǔ)課程,還是專業(yè)核心課程的設(shè)置,皆與地理信息系統(tǒng)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及社會需求脫節(jié)[5]。大多是根據(jù)本校的師資和學(xué)生的素質(zhì)來設(shè)置相應(yīng)的課程。還有因師資不足,涉及地理信息新理論、新技術(shù)、新方法的課程不能開設(shè),學(xué)生空間分析、地理信息系統(tǒng)技術(shù)二次開發(fā)與應(yīng)用的能力上得不到鍛煉,在工作中暴露出地理信息系統(tǒng)應(yīng)用能力差的缺陷,直接影響到該學(xué)校地理信息科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的聲譽(yù)[6]。

2.4專業(yè)目錄名稱與本學(xué)科內(nèi)涵不相適應(yīng)

隨著形勢的發(fā)展,逐漸暴露出一些問題。從地理信息科學(xué)專業(yè)分層次的培養(yǎng)來看,名稱上存在不相稱,一些專家建議,對于理科院?；驈牡乩砜茖W(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的,完全可以稱為地理信息科學(xué)專業(yè),但對于工科院?；驈臏y繪等方向發(fā)展起來的,可以改稱為地理信息工程專業(yè)。筆者認(rèn)為經(jīng)過多年的磨合共融發(fā)展,也可能在將來二者會統(tǒng)一于新的名稱。

2.5資金投放不足

目前,高校地理信息科學(xué)專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng),同樣受到發(fā)展速度與投入增量不同步的影響,專業(yè)建設(shè)經(jīng)費(fèi)不足,儀器設(shè)備陳舊且不配套。特別是在一般本科類院校,在追求規(guī)模發(fā)展過程中,因資金不足與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要,對教學(xué)儀器設(shè)備與運(yùn)行保障經(jīng)費(fèi)采取緊縮政策[7]。

2.6全國地理信息科學(xué)專業(yè)的發(fā)展沒有一個(gè)統(tǒng)一的教育培養(yǎng)評價(jià)體系

對于這個(gè)專業(yè)培養(yǎng)的人才沒有相應(yīng)評價(jià)體系。尤其針對一般本院校來說,不論是以測繪為基礎(chǔ)發(fā)展起來的,還是以地理科學(xué)為依托發(fā)展起來的地理信息科學(xué)專業(yè),都沒有真正融入到全國地理信息科學(xué)專業(yè)的大圈子里。要真正服務(wù)社會,不應(yīng)靠少數(shù)頂級院校的科學(xué)進(jìn)展,更多是發(fā)揮好全國各地的地理信息科學(xué)專業(yè)的教育資源,讓地理信息科學(xué)的大眾化教育與培養(yǎng)復(fù)合型人才可以落到實(shí)處,從而彰顯地理視角。

3建議與發(fā)展策略

3.1地理信息科學(xué)教育應(yīng)遵循應(yīng)用科學(xué)的教育理念

這個(gè)專業(yè)無論是從測繪工科院校發(fā)展起來的還是從以地理學(xué)空間分析應(yīng)用為主的理科發(fā)展起來的,大家都會認(rèn)為本專業(yè)是理論實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科。從現(xiàn)在本科生、研究生的招生就業(yè)情況來分析,本科階段是扎實(shí)掌握基本理論的重要時(shí)期,研究生階段可注重與實(shí)踐相結(jié)合。大學(xué)本科階段要遵循教育的基本理念,而不是一味地追尋市場,更不能成為步入社會的培訓(xùn)場所。大學(xué)本科教育是思想和認(rèn)知善惡發(fā)育成型的階段,讓學(xué)生有能力去追求知識與真理,這是大學(xué)本科的教學(xué)核心。只有這樣才能在以后的工作中具有更強(qiáng)的創(chuàng)新能力。

3.2培養(yǎng)空間思維的教學(xué)模式不能變

空間思維能力不只是讓人知道東西南北,更多是分析和解決問題的空間維度。從另一個(gè)角度來看,地理信息科學(xué)的普及也是對全民空間思維能力的培養(yǎng),比如ESRI在美國會對小孩子進(jìn)行免費(fèi)的地理知識講解,使他們從小就能接觸到地理空間的概念,啟發(fā)了他們的空間想象力。

3.3人才培養(yǎng)上要在權(quán)威機(jī)構(gòu)中劃分出層次

從地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看,地理信息科學(xué)學(xué)位教育應(yīng)強(qiáng)化技能培訓(xùn),這部分人才培養(yǎng)就落在一些以測繪為基礎(chǔ)的工科院校發(fā)展起來的地理信息科學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)上,突出地理信息科學(xué)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。而另一類別是以地理學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的院校專業(yè)上應(yīng)突出地學(xué)方面的應(yīng)用?？傊乩硇畔⒖茖W(xué)人才的培養(yǎng)既需要有能夠創(chuàng)新思路的人才,也要培養(yǎng)具有扎實(shí)知識的技能型人才,這樣才能共同推動(dòng)地理信息科學(xué)和地理信息產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3.4通過任教資格考試、技術(shù)水平認(rèn)證來規(guī)范地理信息從業(yè)人員的水平

國家應(yīng)有相應(yīng)的政策法規(guī)來管理地理信息產(chǎn)業(yè)。規(guī)定必須要有相當(dāng)水平的從業(yè)人員才能承接各種項(xiàng)目。原因就是地理信息產(chǎn)業(yè)的相關(guān)行業(yè)關(guān)系人類社會正常發(fā)展,如果政策法規(guī)跟不上,那么將會一片混亂。3.5為一線地理信息科學(xué)教育工作者申請教學(xué)或科研

篇2

【關(guān)鍵詞】遙感數(shù)字圖像處理 團(tuán)隊(duì)合作 問題導(dǎo)向 地理信息科學(xué)

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）10-0016-02

一、課程特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀

1998年教育部新增地理信息系統(tǒng)（GIS）本科專業(yè)后，我國GIS教育發(fā)展形勢空前活躍。目前，國內(nèi)已有近200所高校開設(shè)了地理信息系統(tǒng)專業(yè)，逐步形成了比較穩(wěn)定的GIS專業(yè)課程體系與課程設(shè)置方案（石永明，2011）。其中，遙感系列課程（遙感物理與技術(shù)、遙感數(shù)字圖像處理、遙感地學(xué)分析與應(yīng)用）成為GIS專業(yè)課程體系中的重要模塊。充分利用各種圖像處理算法從遙感數(shù)據(jù)中獲取各種生物物理參數(shù)和土地覆被/利用信息，可以為自然和人文生態(tài)系統(tǒng)的空間分布式模型提供輸入?yún)?shù)，在遙感技術(shù)應(yīng)用中占有十分重要的地位。

《遙感數(shù)字圖像處理》是一門系統(tǒng)研究遙感圖像理論、技術(shù)和應(yīng)用的課程（路元?jiǎng)偅?012）， 它是遙感科學(xué)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)等專業(yè)本科生的專業(yè)課（朱洪錦，2012；宋懷波，2014）。數(shù)字圖像處理技術(shù)的迅速發(fā)展使其分支幾乎擴(kuò)展到農(nóng)業(yè)信息科學(xué)的全部領(lǐng)域，該課程強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性，實(shí)踐教學(xué)是創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能和理論實(shí)踐結(jié)合能力、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探索精神、提升科研能力，有著重要意義。因此，只有通過適時(shí)安排實(shí)驗(yàn)課，才能收到最佳的教學(xué)效果。目前，國內(nèi)高校中該課程一般都安排有12個(gè)學(xué)時(shí)以上的實(shí)驗(yàn)。新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)GIS專業(yè)的《遙感數(shù)字圖像處理》課程于2009年開設(shè)，教學(xué)過程中重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，安排有20-24學(xué)時(shí)的上機(jī)實(shí)驗(yàn)，按照教育部對實(shí)驗(yàn)課的要求，實(shí)驗(yàn)類型主要為驗(yàn)證性和綜合性。雖然現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不斷豐富，但仍以教師為主導(dǎo)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣沒有被完全調(diào)動(dòng)，主動(dòng)思考的意識尚有待提高。而現(xiàn)代教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，教學(xué)要以學(xué)生為中心，使學(xué)生處于主動(dòng)的地位。因此，如何更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)遙感圖像處理的興趣、鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)理論知識并培養(yǎng)動(dòng)手能力是在本課程課堂實(shí)踐環(huán)節(jié)中最重要的目標(biāo)之一。筆者所在的新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)GIS教研室的教師通過多年的課程實(shí)踐教學(xué)積累了一些經(jīng)驗(yàn)，并在實(shí)踐中取得了很好的效果（朱磊，2014），需及時(shí)地進(jìn)行系統(tǒng)地梳理和總結(jié)，盡快建立起一套符合農(nóng)業(yè)類院校遙感圖像處理的課堂實(shí)踐教學(xué)模式，以規(guī)范和完善課程實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容并推動(dòng)授課模式的改革，有助于提高GIS專業(yè)學(xué)生的遙感圖像處理的實(shí)踐能力。綜上所述，本研究擬將“研究型教學(xué)模式”和“問題導(dǎo)向型教學(xué)模式”引入到課程的課堂實(shí)踐環(huán)節(jié)中，構(gòu)建以學(xué)生為主導(dǎo)的實(shí)踐體系，使學(xué)生了解和掌握了圖像處理的主要內(nèi)容和方法，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作和創(chuàng)新思維能力，為今后深入學(xué)習(xí)專業(yè)課程和高質(zhì)量完成畢業(yè)論文奠定基礎(chǔ)。

二、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容調(diào)整

1.調(diào)整課時(shí)安排

《遙感數(shù)字圖像處理》課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，因而實(shí)踐教學(xué)在整個(gè)教學(xué)過程中占據(jù)重要地位。新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)自2009年開設(shè)“遙感數(shù)字圖像處理”課程以來，課程總學(xué)時(shí)為50-52學(xué)時(shí)，其中實(shí)踐教學(xué)課程始終保持在20學(xué)時(shí)至24學(xué)時(shí)之間，占課程總課時(shí)量的近50%，高于其它同類高校約33%的平均比例（黃秋燕，2008）。較高的實(shí)踐教學(xué)課時(shí)，保證了學(xué)生能夠接觸到大量的綜合性實(shí)驗(yàn)，并有足夠的時(shí)間能在教師指導(dǎo)的狀態(tài)下熟悉和掌握實(shí)踐技能，這對他們提高動(dòng)手能力、積累實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)大有益處。全部課程共十章，除第一章緒論外，其余各章均安排有2-4學(xué)時(shí)的課堂實(shí)習(xí)。

2.補(bǔ)充教學(xué)材料

《遙感數(shù)字圖像處理》課程相關(guān)教材較多，我們選用的是韋玉春等主編的、科學(xué)出版社出版的《遙感數(shù)字圖像處理教程》（韋玉春，2007）。該教材結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，對遙感數(shù)字圖像處理的基本概念和常用方法進(jìn)行了系統(tǒng)的講解。但限于篇幅，教材中對涉及到的其它遙感領(lǐng)域的一些定義、算法和思路僅做了概述，因此向?qū)W生推薦了多本輔助教材，如：趙英時(shí)主編的《遙感應(yīng)用分析原理與方法》（趙英時(shí)，2003）和戴昌達(dá)等主編的《遙感圖像應(yīng)用處理與分析》（戴昌達(dá)，2004）等。另外，鑒于教材中部分內(nèi)容的時(shí)效性，不能夠反映最新的研究動(dòng)態(tài)，而這部分內(nèi)容恰恰是教材中最能夠引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的部分。因此，我們鼓勵(lì)學(xué)生自行檢索并下載閱讀近1-3年相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)，并推薦有能力的同學(xué)閱讀英文文獻(xiàn)。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，主動(dòng)查閱資料，不斷更新知識庫、擴(kuò)展知識面。

3.推進(jìn)學(xué)科交織

遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）構(gòu)成了“3S”綜合應(yīng)用體系，遙感作為該系統(tǒng)最重要的數(shù)據(jù)源，與其他學(xué)科結(jié)合緊密。學(xué)生已初步具備了GIS和GPS的基本知識和操作技能。因此，教師適時(shí)地運(yùn)用視頻、圖片等多媒體方式將“3S”實(shí)際應(yīng)用的案例穿插在理論講授過程中，讓學(xué)生了解遙感圖像處理在整個(gè)“3S”應(yīng)用體系中的作用和技術(shù)要求，以及RS如何與GIS和GPS銜接與集成。此外，積極引導(dǎo)學(xué)會學(xué)生觸類旁通、舉一反三，不僅要知道怎么做，而且知道為什么做，同樣的方法還能夠解決什么問題，碰到類似的問題時(shí)自己是否能夠獨(dú)立解決等等，這對學(xué)生日后面對實(shí)際工作、解決實(shí)際問題具有極大的幫助。

三、實(shí)踐教學(xué)方法改革

1.構(gòu)建任務(wù)導(dǎo)向式的實(shí)踐教學(xué)模式

根據(jù)實(shí)踐教學(xué)方案，各主要章節(jié)理論知識講授完畢后，均安排相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)。課堂實(shí)驗(yàn)選題設(shè)計(jì)為學(xué)生在未來的專業(yè)領(lǐng)域可能遇的“真實(shí)世界”的現(xiàn)實(shí)的問題，沒有固定的解決方法和過程。整個(gè)過程以自主探究和小組寫作為主，減少教師的“灌輸式”講述。在每一個(gè)任務(wù)完成和每個(gè)課程單元結(jié)束時(shí)進(jìn)行自我評價(jià)和小組評價(jià)，并定期進(jìn)行總結(jié)。如：第八章圖像分割上機(jī)實(shí)驗(yàn)題目為“運(yùn)用空間建模手段，提取給定影像上的植被信息，非植被區(qū)域保留原始影像”。通過完成該任務(wù)，學(xué)生可以復(fù)習(xí)、鞏固以下知識點(diǎn)和技能點(diǎn)：（1）歸一化植被的概念、作用和計(jì)算步驟，不同取值的指示意義；（2）如何為植被區(qū)域賦常量值，非植被區(qū)域保留原始影像；（3）借助專業(yè)圖像處理軟件ERDAS IMAGINE的空間建模平臺，構(gòu)建針對本任務(wù)的模型。上機(jī)實(shí)驗(yàn)中任務(wù)的設(shè)計(jì)對教學(xué)效果極其重要，應(yīng)全面考慮學(xué)生對理論知識的掌握程度，并要求教師對重要知識點(diǎn)的提煉和融合，力求讓學(xué)生通過完成一個(gè)課堂任務(wù)來增強(qiáng)對理論知識的理性認(rèn)識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

2.培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識和能力

實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)在我校綜合實(shí)驗(yàn)樓GIS機(jī)房中進(jìn)行，作者本學(xué)期所帶的GIS132班共計(jì)29人，按照自愿結(jié)合的原則，分為10個(gè)小組（除第十組為2人外，各小組均為3人）。同一小組的同學(xué)座位相鄰，便于交流。每人一臺計(jì)算機(jī)，保證操作的獨(dú)立性。

首先用很短的時(shí)間對已學(xué)的相關(guān)知識進(jìn)行簡要的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生較快地進(jìn)入到學(xué)習(xí)新知識的氛圍中來，并讓學(xué)生了解到本節(jié)課實(shí)踐內(nèi)容與復(fù)習(xí)內(nèi)容的相關(guān)性，為之后學(xué)生自主探究及實(shí)踐做鋪墊。

之后教師課堂任務(wù)，學(xué)生以小組為單位開展實(shí)踐。由于最終的考核是以小組為單位，所以組內(nèi)的每位成員都需按時(shí)完成任務(wù)，且保證質(zhì)量，小組內(nèi)部就會產(chǎn)生一種你追我趕的學(xué)習(xí)狀態(tài)，每個(gè)學(xué)生都不想因?yàn)樽约旱穆浜蠖绊懻麄€(gè)小組。從而在小組內(nèi)自發(fā)形成“快帶慢、快幫慢”的學(xué)習(xí)模式。此外，在任務(wù)完成質(zhì)量同等的前提下，教師將對先完成任務(wù)的小組給出較高的分?jǐn)?shù)，各小組間也形成了競爭模式。先完成的小組可以幫助進(jìn)度較慢的小組，這種幫助其他同學(xué)完成任務(wù)的過程也會讓先完成的同學(xué)獲得成功的體驗(yàn)，形成“任務(wù)一出，大家爭相完成”的學(xué)習(xí)氛圍。

3.改革學(xué)習(xí)考核評價(jià)方法

本研究運(yùn)用上述授課形式，對GIS132班進(jìn)行了教學(xué)模式改革的嘗試，學(xué)期末通過對學(xué)生進(jìn)行的調(diào)查問卷，獲取了學(xué)生對知識掌握的情況及對該授課方式的意見和建議。最終，綜合學(xué)期考勤記錄、學(xué)生課堂表現(xiàn)記錄和期末調(diào)查問卷，得到課堂實(shí)踐教學(xué)模式改革的整體效果評價(jià)，結(jié)果顯示：（1）學(xué)生出勤率較高，完成作業(yè)情況較好，課程學(xué)習(xí)的積極性較高：全班共計(jì)29人，本課程包含13個(gè)教學(xué)周，總計(jì)曠到1人次、請假2人次、遲到5人次；課后書面作業(yè)5次，總計(jì)4人次未按時(shí)提交，作業(yè)正確率較高。（2）學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握更為牢固，調(diào)查問卷顯示90%以上的學(xué)生認(rèn)為通過本學(xué)期的學(xué)習(xí)，掌握了遙感數(shù)字圖像處理的主要步驟和方法，了解了實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。（3）課堂實(shí)踐教學(xué)模式取得了較好的效果，全班認(rèn)為“問題導(dǎo)向型模式”和“小組協(xié)作型模式”有助于課堂理論知識的鞏固和實(shí)踐操作技能的提高的比例達(dá)到100%。

四、結(jié)語

《遙感數(shù)字圖像處理》課程是地理信息科學(xué)專業(yè)本科生的專業(yè)必修課，在整個(gè)課程體系中占有重要地位。該課程在理論和方法的課堂教學(xué)之外更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)踐能力，因此該課程的課堂實(shí)踐教學(xué)顯得尤為重要。本研究探索性地將“研究型教學(xué)模式”和“問題導(dǎo)向型教學(xué)模式”引入到課程的課堂實(shí)踐環(huán)節(jié)中，構(gòu)建了以學(xué)生為主導(dǎo)的實(shí)踐體系，同時(shí)編制《遙感數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)手冊》。該教學(xué)模式在提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性及培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識等方面取得了較好的效果，。今后的教學(xué)改革中，如能將該模式與翻轉(zhuǎn)課堂等其它先進(jìn)的教學(xué)模式進(jìn)行合理地組合，將開創(chuàng)《遙感數(shù)字圖像處理》課程課堂實(shí)踐教學(xué)的新模式，進(jìn)一步提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效率，并有助于探索出一套適合GIS本科生實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的開放式的綜合教學(xué)體系。

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篇3

關(guān)鍵詞： 地方本科院校 信息管理專業(yè) 實(shí)踐教學(xué) 教學(xué)改革

1.引言

在高等教育大發(fā)展的新形勢下，地方本科院校均已開始轉(zhuǎn)變觀念，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為基本目標(biāo)開展教學(xué)和科研活動(dòng)，這一轉(zhuǎn)變符合地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展趨勢。所謂應(yīng)用型本科院校是指介于研究型高校和高職高專之間的一種高等教育的類別或類型，它是一種以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主要任務(wù)和目標(biāo)的辦學(xué)層次，區(qū)別于以培養(yǎng)研究型人才為主的研究型大學(xué)和主要培養(yǎng)技能型人才的高職高專[1]。

應(yīng)用型本科院校發(fā)展目標(biāo)的制定，必須建立在自己的辦學(xué)特色、辦學(xué)質(zhì)量和效益之上，要緊緊圍繞應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)進(jìn)行。一方面要大力培育自身特色，提高應(yīng)用型本科院校整體辦學(xué)實(shí)力和核心競爭力。另一方面，必須從實(shí)際出發(fā)，圍繞社會需要，培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才[2]，[3]。

在地方應(yīng)用型本科院校定位下，培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)該是以應(yīng)用型為主的人才，而應(yīng)用型人才應(yīng)該具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，加大實(shí)踐教學(xué)力度，提高學(xué)生實(shí)踐能力。然而，通過對國內(nèi)很多地方本科院校信管專業(yè)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)方案的了解，目前很多院校仍舊存在以下問題，比如：

（1）缺乏地方服務(wù)意識，在人才培養(yǎng)方面，特別是在實(shí)踐教學(xué)方面，地方特色不是很鮮明，不能體現(xiàn)學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)。

（2）實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)置不合理，很多課程的培養(yǎng)仍舊按照傳統(tǒng)本科院校的培養(yǎng)模式進(jìn)行，實(shí)踐模式陳舊，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

（3）實(shí)踐考核方式不盡合理，考核結(jié)果不能真實(shí)反映學(xué)生實(shí)際的知識掌握水平，不能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)踐積極性?？己酥校荒軐⒎?wù)地方水平作為一項(xiàng)考核指標(biāo)，偏離地方院校的培養(yǎng)主旨。

本文針對應(yīng)用型本科院校信管專業(yè)人才培養(yǎng)中實(shí)踐教學(xué)存在的問題，提出一種實(shí)踐教學(xué)改革方案，主要通過增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，加大實(shí)踐力度；選取與地方相結(jié)合的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，提升地方服務(wù)水平；建立實(shí)踐創(chuàng)新平臺，提高實(shí)踐能力；改革實(shí)踐課程考核方式，強(qiáng)化實(shí)踐效果，以此，提高地方本科院校學(xué)生實(shí)踐能力，為地方培養(yǎng)出更多的應(yīng)用型信管專業(yè)人才。

2.改革措施

（1）增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，加大實(shí)踐力度。形成以課程為載體，以課堂實(shí)踐、課后實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)為環(huán)節(jié)的信管專業(yè)實(shí)踐新體系。對于專業(yè)課程增加實(shí)踐課程課時(shí)，對實(shí)踐課要求有具體的實(shí)踐內(nèi)容和考核標(biāo)準(zhǔn)，要求學(xué)生充分利用實(shí)踐課自己動(dòng)手，提高實(shí)踐能力。每門主干專業(yè)課程增加課程設(shè)計(jì)，通過課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生充分利用課程所學(xué)知識，解決實(shí)際問題。同時(shí)，更新畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，加大畢業(yè)設(shè)計(jì)考核力度，強(qiáng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)效果。

形成以認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)為形式的實(shí)習(xí)渠道。大一新生進(jìn)行認(rèn)知學(xué)習(xí)，了解本專業(yè)的就業(yè)崗位，大三學(xué)生增加生產(chǎn)實(shí)習(xí)，提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，大四學(xué)生強(qiáng)化畢業(yè)實(shí)習(xí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)校和就業(yè)之間的順利過渡，提高學(xué)生實(shí)踐能力和動(dòng)手能力，提升學(xué)生職業(yè)化水平。

另外，培養(yǎng)應(yīng)用型人才離不開有行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師。應(yīng)用型本科院校教師的工作經(jīng)歷絕大多數(shù)是從學(xué)校到學(xué)校，對企業(yè)的工作流程和運(yùn)作模式了解甚少，對地方的需求也了解很少。學(xué)校要制定有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的人事制度，引導(dǎo)教師到產(chǎn)學(xué)研基地掛職，鼓勵(lì)教師服務(wù)地方。一方面，鼓勵(lì)教師到生產(chǎn)第一線，去企業(yè)學(xué)習(xí)鍛煉，提高實(shí)踐能力。另一方面，鼓勵(lì)教師深入地方實(shí)際，了解地方需求，真正做到為地方服務(wù)。

（2）增加與地方實(shí)際相結(jié)合的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，提升地方服務(wù)水平。課程設(shè)計(jì)學(xué)生是完成某一門課程后進(jìn)行的階段性教學(xué)內(nèi)容，是鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力的主要途徑；畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生完成教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的全部課程后進(jìn)行的綜合性實(shí)踐教學(xué)階段，是信息管理專業(yè)重要的培養(yǎng)環(huán)節(jié)，是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。隨著教育的發(fā)展，社會環(huán)境和教育環(huán)境的變化，很多地方本科院校信息管理專業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)暴露出一些問題[4]。因此，需要對已有的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行改革，結(jié)合地方實(shí)際，探索一條新的畢業(yè)方法和途徑。

由于地方應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)的畢業(yè)生主要是為地方服務(wù)，課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題一定要結(jié)合地方實(shí)際和地方特色。對于信息管理專業(yè)而言，可以設(shè)置一些結(jié)合“三農(nóng)”特色的信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)題目，設(shè)計(jì)一些結(jié)合地方旅游的信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)題目，結(jié)合地方工業(yè)的信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)題目。鼓勵(lì)學(xué)生下基層，去企業(yè)，結(jié)合基層和企業(yè)實(shí)際做畢業(yè)設(shè)計(jì)。這樣，一方面鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，由于設(shè)計(jì)能解決一些實(shí)際問題，為學(xué)生就業(yè)提供了有效渠道。另一方面畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠解決一些實(shí)際問題，為地方服務(wù)，符合學(xué)校的辦學(xué)宗旨。對學(xué)生、學(xué)校和地方來講，獲得三贏效果。

（3）建立實(shí)踐創(chuàng)新平臺，提高學(xué)生實(shí)踐能力。可以通過開放學(xué)校部分實(shí)驗(yàn)室，給學(xué)生提供實(shí)踐創(chuàng)新平臺。實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練遵循自愿、公開、公平原則，以自主工程訓(xùn)練為平臺，選拔創(chuàng)新訓(xùn)練核心學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。以“大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃”、“ACM程序設(shè)計(jì)大賽”、“挑戰(zhàn)杯”等競賽為平臺，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，開展創(chuàng)新活動(dòng)，提高學(xué)生實(shí)踐能力。

（4）改革實(shí)踐課程考核方式，提升實(shí)踐水平。一方面要考核學(xué)生實(shí)踐成果的知識性和合理性，另一方面要考核學(xué)生實(shí)踐成果的服務(wù)地方性，能否真正解決一些實(shí)際存在的問題。并制定合理的評價(jià)制度，制定“學(xué)生自薦―學(xué)生評審―教師評審”的課程設(shè)計(jì)評價(jià)制度，主要由學(xué)生自己對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，輔以教師參與評價(jià)，提高學(xué)生參與實(shí)踐的積極性。

3.結(jié)語

本文針對地方本科院校信息管理專業(yè)發(fā)展過程中，實(shí)踐教學(xué)存在的一些問題，提出增加實(shí)踐環(huán)節(jié)、將服務(wù)地方引入到實(shí)踐環(huán)節(jié)的各個(gè)部分等改革方法，旨在進(jìn)一步提高學(xué)生實(shí)踐能力和服務(wù)地方能力，為地方培養(yǎng)出優(yōu)秀的應(yīng)用型人才。

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篇4

關(guān)鍵詞： 地理信息科學(xué); 課程體系; 數(shù)據(jù)庫技術(shù); 教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）01-48-02

Educational reform on database technology curriculum of geographic information science disciplines

Shao Yanlin， Liu Xuefeng， He Zhenming， Li Gongquan

（School of Geosciences， Yangtze University， Wuhan， Hubei 430100， China）

Abstract： In the curriculum system of geographic information science disciplines，database technology-related course is an important one. Educational reform on database technology curriculum of geographic information science disciplines of school of earth sciences， Yangtze University is discussed. The existing curriculum system and syllabus problems are clarified. The course setup， orientating teaching goals， teaching content selection， improvement on teaching methods and other aspects are discussed. The effect of educational reform on database technology curriculum is analyzed. Ideas which highlight the characteristics of educational reform on database technology curriculum are introduced.

Key words： geographic information science; curriculum system; database technology; educational reform

0 引言

20世紀(jì)80年代至今，地理信息系統(tǒng)歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，已由單純的技術(shù)發(fā)展為一門學(xué)科[1-3]。地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，簡稱GIS），是一種在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，以空間位置為主線，以采集、存儲、管理、檢索、分析和描述空間物體的定位分布及與之相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)，并回答用戶問題等為主要任務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1992年，Goodchild提出了地理信息科學(xué)的概念，地理信息科學(xué)更加側(cè)重于將地理信息視作為一門科學(xué)，而不僅僅是一個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，主要研究在應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對地理信息進(jìn)行處理、存儲、提取以及管理和分析過程中提出的一系列基本問題，地理信息科學(xué)是自然科學(xué)、工程技術(shù)、社會科學(xué)等多學(xué)科、多手段聯(lián)合科學(xué)。地理信息科學(xué)在對于地理信息技術(shù)研究的同時(shí)，還注重支撐地理信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)理論的研究[2]。

長江大學(xué)（原江漢石油學(xué)院）于2000年開設(shè)地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)，開始本科招生，學(xué)科代碼為070503。歷經(jīng)十?dāng)?shù)年的發(fā)展，2012年長江大學(xué)將地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)更改為地理信息科學(xué)專業(yè)招生，學(xué)科代碼070504，順應(yīng)了學(xué)科的發(fā)展趨勢與需要。地理信息學(xué)科專業(yè)下屬長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地理信息系，地球科學(xué)學(xué)院具有深厚的石油地質(zhì)勘探專業(yè)背景，如何在普通高校中，辦出地理信息科學(xué)在石油地質(zhì)勘探行業(yè)應(yīng)用的特色，如何制定專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃與課程教學(xué)大綱成為了我校專業(yè)教師關(guān)注的重點(diǎn)。

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是大容量海量數(shù)據(jù)的有效管理手段，能實(shí)現(xiàn)石油企業(yè)海量數(shù)據(jù)的安全共享與存儲管理。無論是早期的地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)，還是目前的地理信息科學(xué)，空間數(shù)據(jù)庫作為空間信息的有效管理手段，數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教學(xué)大綱的制定一直是教學(xué)教改的重點(diǎn)。本文結(jié)合石油地質(zhì)勘探的專業(yè)背景，針對數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教改展開探討[4-5]。

1 現(xiàn)狀與存在的問題

我校自地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)招生以來，專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的制定與課程的設(shè)置積極參考國內(nèi)高校相關(guān)專業(yè)的優(yōu)點(diǎn)，目前開設(shè)有“數(shù)據(jù)庫原理”與“數(shù)據(jù)庫運(yùn)用技術(shù)”兩門數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)的課程。隨著學(xué)科的發(fā)展，以及專業(yè)隊(duì)石油地質(zhì)勘探領(lǐng)域應(yīng)用的需要，現(xiàn)有的課程設(shè)置、課程的教學(xué)目的與教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置需要進(jìn)一步改進(jìn)，主要針對以下幾個(gè)方面[6-9]。

⑴ 總學(xué)時(shí)占比過高

現(xiàn)有的課程“數(shù)據(jù)庫原理”的課時(shí)為56，學(xué)分3.5，“數(shù)據(jù)庫運(yùn)用技術(shù)”的課時(shí)為64，學(xué)分4，兩門課程總學(xué)分高達(dá)7.5，占專業(yè)核心課程總學(xué)分的23%，極大地?cái)D壓了程序設(shè)計(jì)、GIS技術(shù)等方向課程的學(xué)時(shí)數(shù)，同時(shí)也增加了學(xué)生的負(fù)擔(dān)。

⑵ 教學(xué)重點(diǎn)不突出

現(xiàn)有的兩門數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程，教學(xué)目標(biāo)不夠明確，且對于地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)生，教學(xué)目標(biāo)過高。例如，在“數(shù)據(jù)庫原理”課程中，對關(guān)系代數(shù)的教學(xué)要求過高，是參照計(jì)算機(jī)技術(shù)相關(guān)專業(yè)的要求來制定的，該內(nèi)容對地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)生的發(fā)展作用不大，學(xué)生學(xué)習(xí)起來還比較吃力。教學(xué)重點(diǎn)也不夠突出，例如，“數(shù)據(jù)庫運(yùn)用技術(shù)”中的T-SQL語言基礎(chǔ)、存儲過程與觸發(fā)器等內(nèi)容，是教學(xué)的重點(diǎn)，但在課時(shí)上沒有體現(xiàn)。甚至有部分內(nèi)容在兩門課程中重復(fù)明顯。

⑶ 教學(xué)內(nèi)容特色不明顯

我校地理信息科學(xué)專業(yè)在地球科學(xué)學(xué)院開設(shè)，具有較強(qiáng)的石油地質(zhì)勘探專業(yè)背景，但數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)課程教學(xué)大綱的制定，沒有體現(xiàn)專業(yè)特色，沒有緊密結(jié)合石油企業(yè)對海量數(shù)據(jù)的存儲管理與共享、數(shù)據(jù)安全的需要，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容特色不夠明顯，影響了畢業(yè)生的行業(yè)競爭力。

2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)教改

2.1 課程調(diào)整

結(jié)合我校的行業(yè)背景與地理信息科學(xué)專業(yè)的教學(xué)需要，數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)課程的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用為主，針對石油行業(yè)海量數(shù)據(jù)存儲共享、安全管理的需求，對數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)課程進(jìn)行教改。將“數(shù)據(jù)庫原理”與“數(shù)據(jù)庫運(yùn)用技術(shù)”兩門課程共計(jì)120學(xué)時(shí)，7.5學(xué)分，調(diào)整為一門課程“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用技術(shù)”，64學(xué)時(shí)，4學(xué)分。由于學(xué)時(shí)的壓縮，更需要明確課程的教學(xué)目標(biāo)，突出重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。

2.2 教學(xué)目標(biāo)

在數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程與學(xué)時(shí)的調(diào)整基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用技術(shù)”的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)，理解關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本原理，并掌握主流數(shù)據(jù)庫平臺SQL SERVER的應(yīng)用技術(shù)，掌握基于SQL SERVER的數(shù)據(jù)庫及邏輯對象的創(chuàng)建，重點(diǎn)掌握存儲過程與觸發(fā)器的數(shù)據(jù)庫編程，能利用其解決石油行業(yè)的海量數(shù)據(jù)存儲管理的需求，明確數(shù)據(jù)庫安全管理的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，能基于SQL SERVER實(shí)現(xiàn)石油行業(yè)數(shù)據(jù)的安全控制。

2.3 教學(xué)內(nèi)容

重新整合了原有的“數(shù)據(jù)庫原理”、“數(shù)據(jù)庫運(yùn)用技術(shù)”兩門課程的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置了新課程“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用技術(shù)”的教學(xué)內(nèi)容。壓縮了數(shù)據(jù)庫原理的教學(xué)內(nèi)容，剔除了關(guān)系代數(shù)等難度大、實(shí)用性不強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容，突出了T-SQL語言基礎(chǔ)、存儲過程與觸發(fā)器等數(shù)據(jù)庫編程等內(nèi)容的地位，增加其課時(shí)，進(jìn)行重點(diǎn)教學(xué)。并且，針對地理信息科學(xué)專業(yè)特點(diǎn)，補(bǔ)充了空間數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，針對石油勘探開發(fā)專業(yè)背景，增加了數(shù)據(jù)安全管理教學(xué)內(nèi)容。

2.4 教學(xué)方式與手段

為了提高教學(xué)效果，在“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用技術(shù)”的教學(xué)過程中，采用課堂教學(xué)+課堂實(shí)訓(xùn)+上機(jī)實(shí)踐+課程設(shè)計(jì)的模式，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，使學(xué)生能從真正意義上掌握一種商業(yè)數(shù)據(jù)庫SQLSERVER的應(yīng)用。同時(shí)，為了順應(yīng)社會知識傳播技術(shù)的發(fā)展，在教學(xué)過程中，采用多媒體+板書的模式，多媒體信息量大，并且方便現(xiàn)場演示教學(xué)，板書能強(qiáng)化學(xué)生對重點(diǎn)知識的掌握，記錄教學(xué)過程中的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。

3 教改效果分析

數(shù)據(jù)庫技術(shù)教改在2011級學(xué)生中開始實(shí)施，基于學(xué)生的理論課程成績，分析難度系統(tǒng)與往年相當(dāng)?shù)目碱}，平均成績由原來2010級學(xué)生的72，提升至79分，教學(xué)效果提升明顯;基于學(xué)生的課程設(shè)計(jì)大作業(yè)情況，學(xué)生能更加順利地完成數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)，質(zhì)量有顯著提高;針對2010級、2011級學(xué)生展開問卷調(diào)查，學(xué)生對數(shù)據(jù)庫的實(shí)踐應(yīng)用更感興趣，對過于基礎(chǔ)的關(guān)系原理等內(nèi)容，感覺枯燥，學(xué)習(xí)起來比較吃力，驗(yàn)證了此次數(shù)據(jù)庫教改的效果。

4 結(jié)論

通過地理信息科學(xué)專業(yè)數(shù)據(jù)庫技術(shù)教學(xué)改革，我們?nèi)〉昧艘韵碌恼J(rèn)識與結(jié)論。

⑴ 教學(xué)目標(biāo)要適應(yīng)專業(yè)背景和發(fā)展需求，針對我校石油地質(zhì)勘探專業(yè)背景，修正了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的教學(xué)目標(biāo)，以數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用為重點(diǎn)。

⑵ 教學(xué)內(nèi)容要根據(jù)學(xué)生情況制定，針對我校普通高校的地位，生源質(zhì)量，制定合理的教學(xué)內(nèi)容，提出關(guān)系代數(shù)等，對數(shù)據(jù)功底要求過高，行業(yè)應(yīng)用價(jià)值不大的教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)，提升教學(xué)效果。

⑶ 教學(xué)方式要多樣，采用課堂教學(xué)+課堂實(shí)訓(xùn)+上機(jī)實(shí)踐+課程設(shè)計(jì)的模式，將理論教學(xué)與實(shí)踐緊密結(jié)合起來，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

⑷ 教學(xué)手段要與時(shí)俱進(jìn)，采用多媒體+板書的，發(fā)揮多媒體教學(xué)信息載荷大，能現(xiàn)場演示教學(xué)的優(yōu)勢，同時(shí)配以傳統(tǒng)的板書，能加深學(xué)生對關(guān)鍵知識點(diǎn)的理解與記憶的優(yōu)勢，傳統(tǒng)板書和快捷多媒體相配合，提升課堂教學(xué)效果。

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篇5

關(guān)鍵詞　地理信息系統(tǒng)　學(xué)科建設(shè)　政策建議

1 引言

地理信息系統(tǒng)是地理學(xué)、資源與環(huán)境科學(xué)、地球系統(tǒng)科學(xué)中最富有生命力的部分，是它們重要的發(fā)展方向之一，“在持續(xù)發(fā)展的研究和決策中，沒有任何其他領(lǐng)域比利用GIS技術(shù)更為重要”。地理信息系統(tǒng)發(fā)展十分迅猛，地理信息系統(tǒng)學(xué)科也非常年輕，從第一個(gè)GIS建立到現(xiàn)在只有33年的時(shí)間，從“數(shù)字地球”的提出到現(xiàn)在耳熟能詳?shù)摹皵?shù)字化浪潮”只有短短8年的時(shí)間。

隨著地理信息系統(tǒng)學(xué)科的快速發(fā)展和社會需求空間的不斷增大，地理信息系統(tǒng)人才的需求量也在不斷擴(kuò)大。如何加強(qiáng)GIS學(xué)科和人才培養(yǎng)體系建設(shè)顯得尤為必要。

2 地理信息系統(tǒng)學(xué)科體系

GIS（Geographical Information System）是在計(jì)算機(jī)軟件和硬件支持下，綜合運(yùn)用地理學(xué)、系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，獲取、存貯、管理、傳輸、分析和輸出地理空間數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)和信息系統(tǒng)技術(shù)在地理科學(xué)中運(yùn)用發(fā)展的產(chǎn)物。從學(xué)科角度看，地理信息系統(tǒng)是管理和分析空間數(shù)據(jù)的科學(xué)技術(shù)，是一門集地理學(xué)、測繪科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)等多門科學(xué)為一體的新興的綜合集成學(xué)科，具有多學(xué)科交叉的顯著特點(diǎn)。

從廣義來看，GIS應(yīng)屬地球信息科學(xué)與技術(shù)的范疇。地球信息科學(xué)包括理論、技術(shù)和應(yīng)用三部分。應(yīng)用信息論、控制論和系統(tǒng)論形成了地球信息科學(xué)的方法論；區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展和全球變化構(gòu)成了地球信息科學(xué)的應(yīng)用部分；信息的獲取、監(jiān)測，信息的模擬，信息的傳播與建設(shè)構(gòu)成了地球信息技術(shù)部分（見圖1）。當(dāng)前我國的GIS學(xué)科建設(shè)方面，存在理論不適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展需求，同時(shí)技術(shù)與應(yīng)用脫節(jié)的現(xiàn)象。

從狹義來看，GIS屬多學(xué)科綜合集成的學(xué)科，包含了理、工、管理學(xué)科的科學(xué)與技術(shù)內(nèi)容。GIS作為理科，以地理學(xué)、地圖學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)為基礎(chǔ)；GIS作為工科則以計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、測繪科學(xué)與技術(shù)、系統(tǒng)工程為核心；GIS作為管理學(xué)，則以管理信息系統(tǒng)（MIS）為支撐體系。目前對GIS學(xué)科建設(shè)，一是分散在相應(yīng)學(xué)科的邊緣，沒有得到充分的重視；二是學(xué)科體系不清，結(jié)構(gòu)不完善。因此，只有把GIS學(xué)科建設(shè)作為一類交叉學(xué)科門類，進(jìn)而從科學(xué)、技術(shù)、工程三個(gè)層次加強(qiáng)，才能夠形成完善的學(xué)科體系，任何強(qiáng)調(diào)其中一個(gè)方面的傾向，均會對GIS學(xué)科發(fā)展產(chǎn)生不利的影響。設(shè)置交叉學(xué)科類在美國的學(xué)科分類體系中得到了充分且高度的重視。從GIS科學(xué)角度，要加強(qiáng)地球信息科學(xué)、地球系統(tǒng)科學(xué)等在GIS中的應(yīng)用；從GIS學(xué)科建設(shè)的技術(shù)角度，要加強(qiáng)遙感技術(shù)的應(yīng)用，以及網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用；從GIS學(xué)科建設(shè)的工程角度，要加強(qiáng)系統(tǒng)工程在GIS中的應(yīng)用，從而保證任何GIS軟件系統(tǒng)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性與安全性，能夠具有強(qiáng)大的服務(wù)功能。

3 地理信息系統(tǒng)人才培養(yǎng)體系

3.1 GIS人才培養(yǎng)方向

把握了GIS人才培養(yǎng)方向就勒住了人才培養(yǎng)體系的龍頭。根據(jù)前面的論述，GIS人才培養(yǎng)方向可以歸納為：①GIS理論人才；②GIS技術(shù)人才（含軟件開發(fā)人才）；③GIS應(yīng)用人才(GIS工程建設(shè))。

從科學(xué)（理論）角度看，地球系統(tǒng)的信息流是GIS研究的主要內(nèi)容。資源與環(huán)境信息則是其主要關(guān)注的對象。GIS在不斷發(fā)展中已逐步形成了以“地球信息科學(xué)”為基礎(chǔ)的獨(dú)特的理論體系，具有多學(xué)科集成的顯著特點(diǎn)。但目前，正如陳述彭先生所指出的“地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)研究狀況是理論的發(fā)展?jié)M足不了技術(shù)進(jìn)步的需求”。因此，在GIS人才培養(yǎng)中，首先需要的是能夠滿足學(xué)科發(fā)展所急需的理論型人才。

GIS技術(shù)人才包括信息的獲取、監(jiān)測，信息的模擬，信息的傳播與建設(shè)等方面的人才，這些人才的培養(yǎng)，廣義上包括遙感技術(shù)、GPS技術(shù)、地理信息系統(tǒng)與空間輔助決策系統(tǒng)以及信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的人才培養(yǎng)。對于GIS軟件開發(fā)，為避免大量人力集中在低層、重復(fù)的程序編制上，應(yīng)盡量利用已完成的軟件資源，同時(shí)從長遠(yuǎn)看，中國應(yīng)該發(fā)展自己的GIS軟件，應(yīng)該加大對軟件開發(fā)的投入。

國外有統(tǒng)計(jì)數(shù)字：用于GIS軟件、硬件和建庫的投資比例為1∶2∶10。這反映中國的GIS軟件市場大，而GIS的應(yīng)用市場更大。現(xiàn)在國內(nèi)急需GIS工程建設(shè)的高級技術(shù)人才。這樣的高級技術(shù)人才必須具備很好的測繪、遙感、地理學(xué)、計(jì)算機(jī)和應(yīng)用科學(xué)的知識基礎(chǔ)；有處理各類GIS應(yīng)用技術(shù)問題的經(jīng)驗(yàn)；果斷的判斷和決策能力；較高的組織指揮才能。他們要憑自己的知識、經(jīng)驗(yàn)和能力對GIS系統(tǒng)的建設(shè)和開發(fā)過程進(jìn)行總體控制，解決技術(shù)難點(diǎn)，并能進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，對運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行診斷。

GIS軟件開發(fā)和GIS應(yīng)用兩類人才都需要培養(yǎng)。尤其是GIS應(yīng)用人才培養(yǎng)目前國內(nèi)還沒認(rèn)識到其重要性，國內(nèi)不少人避開社會科學(xué)問題，傾向于純技術(shù)課題，片面認(rèn)為唯有編制低層次的算法程序才是高級的、有意義的工作。實(shí)際上“在發(fā)達(dá)國家的GIS人員結(jié)構(gòu)中，絕大多數(shù)的人員和研究生都在GIS的應(yīng)用領(lǐng)域工作，這才促成了GIS的蓬勃發(fā)展”。

3.2 國內(nèi)外GIS學(xué)科、專業(yè)設(shè)置現(xiàn)狀

GIS學(xué)科與專業(yè)設(shè)置影響到GIS人才培養(yǎng)的素質(zhì)與人才結(jié)構(gòu)。國外的GIS專業(yè)教育比中國早10年左右，20世紀(jì)80年代中后期，國內(nèi)一些大學(xué)才開始著手建立了GIS專業(yè)。1997年國家學(xué)位委員會在對原有學(xué)科進(jìn)行合并、調(diào)整的同時(shí)，在原地理學(xué)一級學(xué)科目錄中增加了“地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)”（理學(xué)）、在原測繪科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科目錄中增加了“地圖制圖學(xué)與地理信息工程”（工學(xué)）兩個(gè)二級學(xué)科，并開始進(jìn)行這兩個(gè)二級學(xué)科的博士、碩士研究生培養(yǎng)單位審批和招生工作。這也是我國最早開始的碩士、博士GIS研究生學(xué)位教育。1998年7月教育部頒布的新的本科專業(yè)目錄中，在原地理類專業(yè)中增設(shè)了“地理信息系統(tǒng)”理學(xué)本科專業(yè)。

在我國現(xiàn)行的學(xué)士學(xué)位(本科)專業(yè)目錄中，能夠進(jìn)行GIS專業(yè)人才培養(yǎng)相關(guān)的有理學(xué)、工學(xué)、管理學(xué)3個(gè)門類，4個(gè)學(xué)科，4個(gè)專業(yè)。但僅有地理科學(xué)類門下的“地理信息系統(tǒng)”一個(gè)專業(yè)可以授予GIS理學(xué)學(xué)士學(xué)位。美國在現(xiàn)行的學(xué)士學(xué)位(本科)專業(yè)目錄中，能夠從事GIS專業(yè)人才培養(yǎng)的有理學(xué)、文學(xué)、工學(xué)、管理學(xué)和環(huán)境學(xué)5個(gè)門類，5個(gè)學(xué)科，14個(gè)專業(yè)，并且都可授予GIS學(xué)士學(xué)位。

比較而言，我國現(xiàn)行的GIS專業(yè)設(shè)置，不符合GIS作為一門交叉學(xué)科和綜合性學(xué)科的特點(diǎn)，阻礙了GIS學(xué)科建設(shè)，現(xiàn)行培養(yǎng)方案已不能滿足GIS人才培養(yǎng)的需要，并在一定程度上限制了人才培養(yǎng)體系的建設(shè)與發(fā)展。

3.3 國內(nèi)GIS專業(yè)課程設(shè)置對比分析

合理的課程設(shè)置，尤其是專業(yè)核心課程的設(shè)置，是GIS人才培養(yǎng)體系所面臨的一個(gè)重要問題。目前，GIS專業(yè)課程體系主要由公共必修課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課等幾部分組成。本文選取了典型的7所國內(nèi)高校本科GIS專業(yè)的主要專業(yè)課程設(shè)置，包括：3個(gè)理學(xué)專業(yè)，4個(gè)工學(xué)專業(yè)（見表2，不包含數(shù)理基礎(chǔ)部分的課程）。

分析表2可以看出：

1）不論其學(xué)校系科歸屬于理學(xué)或工學(xué)，課程體系的設(shè)置本質(zhì)差異不大，除去公共必修課和數(shù)理基礎(chǔ)課程外，根據(jù)GIS學(xué)科包含的核心內(nèi)容看均包含有：地理（地球）科學(xué)、攝影測量與遙感、計(jì)算機(jī)科學(xué)，以及地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程四個(gè)部分。

2）各校課程組結(jié)構(gòu)比重的差異反映了理學(xué)、工學(xué)辦學(xué)的特點(diǎn)及各校的辦學(xué)特色與師資條件。雖然開設(shè)的課程類別基本相同，但課程結(jié)構(gòu)存在明顯差異：a) 工學(xué)對數(shù)理科學(xué)有相當(dāng)高的要求，對計(jì)算機(jī)類和攝影測量與遙感課程組的要求也明顯高于理學(xué)GIS；b) 理學(xué)GIS專業(yè)課明顯多于工學(xué)GIS專業(yè)課，體現(xiàn)地理信息系統(tǒng)專業(yè)起源于地理學(xué)科的固有特性，反映了工科系科內(nèi)地理科學(xué)有關(guān)學(xué)科師資力量的薄弱與不足；c) 不論工科或理科，各校優(yōu)勢學(xué)科課程都明顯高于其他學(xué)校。如同濟(jì)大學(xué)的測繪科學(xué)與技術(shù)課程，占總課程的30％。

3）比較而言：必修課除了物理、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)、英語、政治之外，如果將其他必修課作為專業(yè)核心課程，則重慶郵電大學(xué) GIS專業(yè)測量學(xué)方面與遙感方面相對薄弱，電信專業(yè)方面課程得到加強(qiáng)。重慶郵電大學(xué)GIS專業(yè)是設(shè)在計(jì)算機(jī)學(xué)院下，重慶郵電大學(xué)GIS專業(yè)中各類課程的比重是：地理學(xué)或地學(xué)課程11.5%；計(jì)算機(jī)課程31.5%；攝影測量與遙感課程占2.27%；GIS專業(yè)課程15.9%；電信類課程占16.26%；其他基礎(chǔ)課部分20.3%（圖2）。這從某種程度上說明了重郵的特色，即計(jì)算機(jī)加電信的地理信息系統(tǒng)，同時(shí)也能引起我們對于到底培養(yǎng)怎樣的GIS人才、辦成怎樣的專業(yè)特色進(jìn)行思考。

4 地理信息系統(tǒng)學(xué)科與人才培養(yǎng)體系建設(shè)對策

4.1 學(xué)科建設(shè)對策

目前GIS學(xué)科的發(fā)展不能適應(yīng)GIS未來發(fā)展的需要，甚至在一定程度上限制了學(xué)科的發(fā)展。有必要從本學(xué)科的長遠(yuǎn)發(fā)展來考慮如何將專業(yè)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢專業(yè)的問題。

（1）完善和加強(qiáng)各級實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。依托現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，建立初步滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)的軟件和硬件環(huán)境，這對提高GIS人才的實(shí)驗(yàn)技能、對發(fā)展GIS專業(yè)至關(guān)重要。在地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室中，可分為理論基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、軟件工程實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)三方面。

（2）全面建設(shè)野外綜合實(shí)驗(yàn)基地。增添野外定位、觀測、數(shù)據(jù)采集、記錄、處理、通訊設(shè)備（GPS、水、土、氣、生自動(dòng)觀測等）常規(guī)設(shè)備。野外綜合實(shí)驗(yàn)基地的建設(shè)是提高對地學(xué)信息野外測量能力的基礎(chǔ)，可包括地理學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)基地、測量和遙感實(shí)驗(yàn)基地、軟件工程與管理實(shí)驗(yàn)基地等。

4.2 人才培養(yǎng)對策

4.2.1根據(jù)GIS人才的素質(zhì)要求，加強(qiáng)實(shí)踐性人才培養(yǎng)

GIS是一門集地理學(xué)、測繪科學(xué)、遙感學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的新興邊緣學(xué)科。雖然有個(gè)別提法不一定完全一致，但GIS是一門新興的邊緣、交叉學(xué)科，卻是大家的共識。我們不能否認(rèn)GIS的理論性，但我們更不能否認(rèn)GIS的強(qiáng)技術(shù)性與實(shí)踐性。可以說，GIS是一門偏重于技術(shù)與實(shí)踐的學(xué)科。理論性與技術(shù)性并不矛盾，陳述彭院士說過，沒有高新技術(shù)支持的科學(xué)是落后的科學(xué)，沒有科學(xué)理論指導(dǎo)的技術(shù)則是盲目的技術(shù)，這是一句富含哲理的睿語。美國的GIS理論與技術(shù)都十分先進(jìn)就是一個(gè)例證。因此，GIS人才不但要有深厚的理論基礎(chǔ)，而且還要有過硬的技術(shù)能力，這就是GIS人才的素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。具有合理的知識結(jié)構(gòu)，靈敏的空間數(shù)字思維方式，卓越的技術(shù)、實(shí)踐、管理與組織才能，才是GIS創(chuàng)新型的高級人才。

人才培養(yǎng)除了要了解市場的前瞻性，從長遠(yuǎn)來看，將來GIS人才面向的越來越多的是企業(yè)，而真正推動(dòng)“數(shù)字地球”“數(shù)字城市”的是政府行為，政府本身無法完成龐大的“數(shù)字城市”“數(shù)字國土”的任務(wù)，這些任務(wù)最終落在企業(yè)身上，從行政行為到市場的選擇，它本身有一個(gè)滯后的過程，它受國家地理信息基礎(chǔ)設(shè)施完善程度和某些技術(shù)瓶頸的制約，一旦這些瓶頸打破，將帶來大量的對GIS人才的需求。

當(dāng)前是市場經(jīng)濟(jì)，人才培養(yǎng)除了要了解市場的前瞻性外，還要有市場需求的現(xiàn)實(shí)性。從近期來看，企業(yè)需要的是馬上能給單位創(chuàng)造價(jià)值的可塑性人才，它需求的是現(xiàn)實(shí)價(jià)值和潛在價(jià)值的統(tǒng)一，兩者中，又更加注重現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。技術(shù)嫻熟的生產(chǎn)者能夠馬上受到企業(yè)的青睞。

因此GIS專業(yè)人才培養(yǎng)除加強(qiáng)理論教學(xué)外，更應(yīng)該注重實(shí)踐性人才培養(yǎng)。

4.2.2 進(jìn)一步加強(qiáng)GIS人才培養(yǎng)的核心課程建設(shè)

目前，在本科教育中，精英教育與大眾教育并存，GIS學(xué)科人才培養(yǎng)核心課程體系的建設(shè)已顯得十分重要。為此，針對上述GIS學(xué)科體系劃分、人才培養(yǎng)的專業(yè)設(shè)置，建議進(jìn)一步加強(qiáng)大學(xué)GIS專業(yè)的核心課程建設(shè)，優(yōu)化核心課程體系（表3、表4）。內(nèi)容涉及與GIS學(xué)科密切相關(guān)的地理類、測繪與遙感類、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類、GIS專業(yè)類四個(gè)課程組，作為GIS本科專業(yè)素質(zhì)教育的核心課程。

4.2.3 注重GIS課程前驅(qū)課程和后續(xù)課程的設(shè)置

GIS課程應(yīng)該根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)設(shè)置，體現(xiàn)知識的前后銜接。學(xué)生通過前驅(qū)課程的學(xué)習(xí)，再進(jìn)入GIS課程的學(xué)習(xí)，以GIS知識為主導(dǎo)，將GIS技術(shù)融入到其他方面的分析中（圖3）。

4.2.4 在狠抓教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大專業(yè)規(guī)模

從1998年7月教育部頒布的新的本科專業(yè)目錄中，增設(shè)了“地理信息系統(tǒng)”理學(xué)本科專業(yè)。例如，重慶郵電大學(xué)地理信息系統(tǒng)專業(yè)于1999年經(jīng)教育部批準(zhǔn)設(shè)立，2000年開始招生，學(xué)制四年，授理學(xué)學(xué)士學(xué)位，是西南地區(qū)創(chuàng)建該專業(yè)的本科教學(xué)最早的學(xué)校之一，經(jīng)過6年辦學(xué)，從無到有，逐步走向完善。全體老師共同努力，教學(xué)計(jì)劃得到調(diào)整，辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)不斷豐富，但規(guī)模一直成為進(jìn)一步增加投入加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)的一個(gè)瓶頸。

建議在狠抓教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大專業(yè)規(guī)模，同時(shí)應(yīng)該不失時(shí)機(jī)地加大投入。高新技術(shù)本身意味著需要高投入、高風(fēng)險(xiǎn)，才有高回報(bào)。

4.3加強(qiáng)GIS專業(yè)建設(shè)的規(guī)劃與規(guī)劃的執(zhí)行

借用根據(jù)克來因綜合國力方程，專業(yè)綜合勢力的評價(jià)可以表示為：

PP=（C＋E＋M）×（S＋W）

PP――表示專業(yè)綜合勢力

C――表示基本實(shí)力，包括學(xué)生素質(zhì)，師資力量和教學(xué)設(shè)備

E――表示經(jīng)濟(jì)投入能力

M――表示領(lǐng)導(dǎo)能力，等于領(lǐng)導(dǎo)的感召力和協(xié)調(diào)能力，調(diào)動(dòng)各項(xiàng)資源從事專業(yè)建設(shè)的能力

S――表示戰(zhàn)略意圖，即專業(yè)定位和專業(yè)建設(shè)長期規(guī)劃、短期規(guī)劃和年度計(jì)劃

W――表示貫徹戰(zhàn)略意圖的能力，即專業(yè)建設(shè)長期規(guī)劃、短期規(guī)劃和年度計(jì)劃執(zhí)行力

由此可見，有戰(zhàn)略目標(biāo)，有強(qiáng)有力執(zhí)行戰(zhàn)略意圖的能力是專業(yè)綜合實(shí)力的一個(gè)重要指標(biāo)。許多學(xué)校的專業(yè)建設(shè)都十分重視專業(yè)的整體規(guī)劃。作為一個(gè)學(xué)科建設(shè)，需要有明確的站在時(shí)代的角度、全國的角度審視的戰(zhàn)略意圖，需要加強(qiáng)執(zhí)行戰(zhàn)略意圖的能力。

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[6] 邊馥苓.我國高等GIS教育：進(jìn)展、特點(diǎn)與探討.地理信息世界，2004，5（02）：20-22.

篇6

關(guān)鍵詞：GIS；發(fā)展；演化

一、前言

地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem,GIS）是一種專門用于采集、存儲、管理、分析、和表達(dá)空間數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。其既是表示、模擬現(xiàn)實(shí)空間世界和進(jìn)行空間數(shù)據(jù)處理分析的“工具”，也可看作是人們用于解決空間問題的“資源”，同時(shí)還是一門關(guān)于空間信息處理分析的“科學(xué)技術(shù)”。

二、GIS的提出和迅速發(fā)展

50年代，由于電子計(jì)算機(jī)科學(xué)的興起和它在航空攝影測量與地圖制圖學(xué)中的應(yīng)用，使人們開始有可能用電子計(jì)算機(jī)來收集、存貯和處理各種與空間和地理分布有關(guān)的圖形和屬性數(shù)據(jù)，并希望通過計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)的分析來直接為管理和決策服務(wù)，這樣就導(dǎo)致了地理信息系統(tǒng)的問世。

1956年，奧地利測繪部門首先利用電子計(jì)算機(jī)建立了地籍?dāng)?shù)據(jù)庫，隨后各國的土地測繪和管理部門都逐步發(fā)展土地信息系統(tǒng)（LIS），用于地籍管理。1963年，加拿大測量學(xué)家R.T.Tomlinson首先提出了地理信息系統(tǒng)這一術(shù)語，并建立了世界上第一個(gè)GIS—加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS），用于自然資源的管理和規(guī)劃。稍后，美國哈佛大學(xué)研究出SYMAP系統(tǒng)軟件。但是，由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)水平不高，存儲量小、磁帶存取速度慢，使得GIS帶有更多的機(jī)助制圖色彩，地學(xué)分析功能極為簡單。當(dāng)時(shí)的系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)手扶跟蹤數(shù)字化地圖，進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)的拓?fù)渚庉?，分幅?shù)據(jù)的拼接，并發(fā)展了基于柵格的操作方法。

進(jìn)入70年代以后，由于計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是大容量存取設(shè)備—磁盤的使用，為空間數(shù)據(jù)的錄入、存貯、檢索和輸出提供了強(qiáng)有力的手段。用戶屏幕和圖形、圖像卡的發(fā)展增強(qiáng)了人機(jī)對話和高質(zhì)量圖形顯示功能，促使GIS朝著實(shí)用方向迅速發(fā)展。一些發(fā)達(dá)國家先后建立了許多專業(yè)性的土地信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)。GIS這一技術(shù)成為一個(gè)引人注目的領(lǐng)域。

三、80年代的GIS—地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem,GIS）

80年代是GIS在理論、方法和技術(shù)上取得突破與趨向成熟的階段。由于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的問世，推出了第四代計(jì)算機(jī)，特別是微型計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程通訊傳輸設(shè)備的出現(xiàn)，為計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用創(chuàng)造了條件，加上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立，使地理信息的傳輸效率得到極大的提高。另外，軟件開發(fā)工具的廣泛應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的推廣，推動(dòng)了GIS的數(shù)據(jù)處理能力、空間分析功能、人機(jī)交互對話、地圖的輸入、編輯和輸出技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，并逐步走向成熟。GIS的應(yīng)用從解決基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃（如道路、輸電線等）轉(zhuǎn)向更加復(fù)雜的區(qū)域開發(fā)問題。當(dāng)時(shí)，GIS已跨越國界，在全世界范圍內(nèi)全面推廣，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，并與衛(wèi)星遙感技術(shù)結(jié)合，開始應(yīng)用于全球性的問題（如全球變化、全球沙漠化監(jiān)測等）。因此，國際著名的GIS專家，即前面提到的R.T.Tomlinson認(rèn)為：“如果70年代是GIS發(fā)展的鞏固時(shí)期，那么80年代則是國際上GIS發(fā)展具有突破性的年代”。這個(gè)時(shí)期，GIS還保留有地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem,GIS）的含義和意思。

四、90年代的GIS—地理信息科學(xué)（GeographicInformationScience,GIS）

地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用大大提高了人類處理和分析大量有關(guān)地球資源、環(huán)境、社會與經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的能力，而地理信息系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展則必須以地球信息機(jī)理理論為基礎(chǔ)。陳述彭院士在論述地理信息系統(tǒng)發(fā)展時(shí)強(qiáng)調(diào)了對于地球信息基礎(chǔ)理論的研究，并指出地球信息基礎(chǔ)理論的實(shí)質(zhì)內(nèi)容：地理信息系統(tǒng)已不僅僅限于物質(zhì)流與能量流的信息載體，而且包括研究地學(xué)信息流程的動(dòng)力學(xué)機(jī)理與時(shí)空特征、地學(xué)信息傳輸機(jī)理及其不確定性(多解)與可預(yù)見性等；并認(rèn)為：Geo-Informatics不同于Geomatics，在于這個(gè)Info還包括很多地學(xué)規(guī)律，其分析模型必須以地學(xué)為基礎(chǔ)。

Goodchild于1992年提出地理信息科學(xué)(GeographicinformationScience)的概念。地理信息科學(xué)主要研究在應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對地理信息進(jìn)行處理、存貯、提取以及管理和分析過程中所提出的一系列基本問題，如數(shù)據(jù)的獲取和集成、分布式計(jì)算、地理信息的認(rèn)知和表達(dá)、空間分析、地理信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、地理數(shù)據(jù)的不確定性及其對于地理信息系統(tǒng)操作的影響、地理信息系統(tǒng)的社會實(shí)踐等。地理信息科學(xué)的提出是地理信息系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展到相當(dāng)水平后的必然要求，它是在人們不再滿足于僅僅利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來對地理信息進(jìn)行可視化表達(dá)及其空間查詢，而強(qiáng)調(diào)地理信息系統(tǒng)的空間分析和模擬能力時(shí)產(chǎn)生的；它在注重地理信息技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，還注意到了與地理數(shù)據(jù)、地理信息有關(guān)的其他一些理論問題，如地理數(shù)據(jù)的不確定性、地理信息的認(rèn)知以及社會對于地理信息技術(shù)運(yùn)用于實(shí)踐的認(rèn)可等。由此可見，地理信息科學(xué)在地理信息技術(shù)研究的同時(shí)，還指出了對于支撐地理信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)理論研究的重要性。世紀(jì)之交，由于地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，加上航空和航天遙感、全球定位系統(tǒng)、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)(Internet)和地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展及其相互間的滲透和整合，逐漸形成了以地理信息系統(tǒng)為核心的地球空間信息集成化技術(shù)系統(tǒng)，為解決區(qū)域范圍更廣、復(fù)雜性更高的現(xiàn)代地學(xué)問題提供了新的分析方法和技術(shù)保證；同時(shí)，這些現(xiàn)代信息技術(shù)的綜合發(fā)展及其應(yīng)用的日益深廣，掀起了全球變化研究與對地觀測計(jì)劃的新高朝，于是時(shí)勢造英雄，促使一門新興的交叉學(xué)科“地理信息科學(xué)”的脫穎而出。這個(gè)時(shí)期，GIS己經(jīng)漸變地含有地理信息科學(xué)（GeographicInformationScience,GIS）的含義和意思。

五、現(xiàn)在的GIS—地理信息服務(wù)(GeographicInformationService,GIS)

近年來，隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的建立和地球數(shù)字化產(chǎn)品的普及應(yīng)用，GIS的發(fā)展進(jìn)入到各行各業(yè)乃至各家各戶的用戶時(shí)代，成為人們生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)和工作中不可缺少的工具和助手。這個(gè)時(shí)期，社會對GIS的認(rèn)識普遍提高，需求大幅度增加，地理信息系統(tǒng)已成為許多機(jī)構(gòu)（特別是政府決策部門）必備的工作和決策咨詢系統(tǒng)。國家級乃至全球級的地理信息系統(tǒng)已成為公眾關(guān)注的問題，地理信息系統(tǒng)已被列入“信息高速公路”計(jì)劃，也是美國前副總統(tǒng)戈?duì)柼岢龅摹皵?shù)字地球”戰(zhàn)略的重要組成部分。地理信息系統(tǒng)的研究和應(yīng)用正逐步形成行業(yè)，具備了走向產(chǎn)業(yè)化的條件。

近來，個(gè)人數(shù)字助理（PersonalDigitalAssistant,PDA）、移動(dòng)電話的普及給新的應(yīng)用創(chuàng)造了許多機(jī)會。這樣的應(yīng)用有流動(dòng)工作人員和基于位置服務(wù)。流動(dòng)工作人員，顧名思義，他們工作在遠(yuǎn)程位置，如客戶處、分公司或者野外現(xiàn)場。這些工作人員經(jīng)常要為完成某項(xiàng)任務(wù)下載一段所需的數(shù)據(jù)，在遠(yuǎn)端使用這段數(shù)據(jù)，然后在每天工作結(jié)束的時(shí)候?qū)⒏膭?dòng)更新（同步地）到主數(shù)據(jù)庫上。這種場景的一個(gè)重要方面是：客戶端保留有數(shù)據(jù)，并以離線方式在本地對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。基于位置服務(wù)的使用是近年來出現(xiàn)的一個(gè)重要趨勢，這類服務(wù)徹底改變了對用戶地理位置的依賴。隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）的應(yīng)用，可以很容易確定任何一個(gè)客戶/使用者的精確位置，并根據(jù)用戶的地理位置提出最佳解決方案。基于位置服務(wù)的影響和重要性促使開放GIS協(xié)會（OpenGISConsortium,OGC）提出了開放位置服務(wù)（OpenLocationService，OpenLS）,希望能夠?qū)⒌乩砜臻g數(shù)據(jù)和地理操作的資源集成到位置服務(wù)和電信基礎(chǔ)設(shè)施中去。美國聯(lián)邦政府已于2001年10月頒布了規(guī)定：所有蜂窩電話的位置在67%的使用時(shí)間里必須是可追蹤的，追蹤精度為125米。這樣，一方面人們總在評述著Internet革命“消滅”了地理的概念，與此同時(shí)，對于空間技術(shù)的需求卻在不斷增長。位置服務(wù)（LocationBasedService,LBS）的巨大魅力在于通過固定或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送GIS功能和基于位置信息，從而在任何時(shí)間應(yīng)用到任何人、任何位置和任何設(shè)備上。當(dāng)前，LBS已成為科學(xué)研究、技術(shù)發(fā)展和市場開拓領(lǐng)域共同的熱點(diǎn)話題。此時(shí)，GIS已朝著地理信息服務(wù)(GeographicInformationService,GIS)的方向發(fā)展。

六、結(jié)論

篇7

1攝影測量與遙感學(xué)的發(fā)展趨勢

攝影測量與遙感學(xué)作為基于影像的空間信息科學(xué)，是地球空間信息學(xué)的核心。地球空間信息學(xué)是空間數(shù)據(jù)的采集、量測、分析、存貯、管理、顯示和應(yīng)用的集成科學(xué)與技術(shù)，屬于現(xiàn)代空間信息科學(xué)與技術(shù)的范疇。2004年，美國勞動(dòng)部把地球空間信息技術(shù)與納米和生物技術(shù)一起列為當(dāng)今最具發(fā)展?jié)摿Φ娜蠹夹g(shù)，其發(fā)展有以下幾方面的趨勢。

1.1空間信息獲取的發(fā)展趨勢

地球空間信息獲取的發(fā)展趨勢具有多平臺、多傳感器、多比例尺和高光譜、高空間、高時(shí)間分辨率以及空天地一體化的明顯特征。隨著航天技術(shù)、通信技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人們將可以從各種航天、近空間、航空和地面平臺上用紫外、可見光、紅外、微波、合成孔徑雷達(dá)、激光雷達(dá)、太赫茲等多種傳感器獲取多種比例尺的目標(biāo)影像，大大提高其空間分辨率、光譜分辨率和時(shí)間分辨率，形成天地一體化攝影測量與遙感的數(shù)據(jù)獲取方法，為人們提供愈來愈多的影像和非影像數(shù)據(jù)。

隨著新一代全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(GNSS)的發(fā)展，定位系統(tǒng)將以更高的精度自動(dòng)測定各類傳感器的空間位置和姿態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)無地面控制的高精度、實(shí)時(shí)攝影測量與遙感。

1.2空間信息處理的發(fā)展趨勢

地球空間信息處理和信息提取的發(fā)展趨勢是走向定量化、自動(dòng)化和實(shí)時(shí)化。目前，攝影測量與遙感所存在的一個(gè)突出問題是數(shù)據(jù)海量、信息不足、知識難求。利用網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)格計(jì)算給解決這一問題帶來了新的機(jī)遇。

1.3空間信息管理的發(fā)展趨勢

地球空間信息管理與分析的發(fā)展趨勢是走向信息共享、互操作和網(wǎng)格化。從網(wǎng)格計(jì)算的資源共享和協(xié)同計(jì)算觀點(diǎn)看，目前，地理信息系統(tǒng)已從單機(jī)GIS系統(tǒng)發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)地理信息系統(tǒng)(Web-GIS和Mobile-GIS)，下一步將走向網(wǎng)格地理信息系統(tǒng)(Grid-GIS)。為此，需要解決地理空間數(shù)據(jù)存在的時(shí)間基準(zhǔn)不一致、空間基準(zhǔn)不一致、數(shù)據(jù)格式不一致和語義不一致引起的問題?？臻g基準(zhǔn)不一致引起的問題可以采用全球地心坐標(biāo)系或坐標(biāo)變換來解決;數(shù)據(jù)格式不一致可以用互操作軟件解決;時(shí)態(tài)和語義不一致引起的問題較難解決。前者要解決空間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新或建立時(shí)空地理信息系統(tǒng)，后者需要一個(gè)基于本體的空間信息語義網(wǎng)格來處理這些語義的差異，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格技術(shù)下空間信息的共享和互操作。

1.4空間信息應(yīng)用的發(fā)展趨勢

地球空間信息成果應(yīng)用的發(fā)展趨勢是成果的多樣化和應(yīng)用的大眾化與普適化。未來的地球空間信息成果產(chǎn)品可以是矢量的或柵格的，可以是圖形的或影像的，可以是二維的或三維的，可以是靜態(tài)圖像或連續(xù)動(dòng)畫視頻圖像，可以是多媒體或流媒體，可以是虛擬現(xiàn)實(shí)或可測的實(shí)景影像，也可以是上述各種形式產(chǎn)品的融合與集成。長期以來，攝影測量與遙感主要面向地球科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的應(yīng)用，作為基于影像的空間信息科學(xué)，它除了將繼續(xù)在影像城市、虛擬數(shù)字地球和地理環(huán)境中得到應(yīng)用之外，還有很大的潛力用于工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)診斷、文化遺產(chǎn)保護(hù)等方面。如果將原始或加工后的影像連同它們的方位元素和測量工具軟件一起作為產(chǎn)品，則用戶可在Web2.0環(huán)境下實(shí)現(xiàn)自己的按需測量和按需解譯，從而實(shí)現(xiàn)地球空間信息成果應(yīng)用的大眾化與普適化。

1.5新地理信息時(shí)代的出現(xiàn)

隨著下一代互聯(lián)網(wǎng)與Web2.0的出現(xiàn)，一個(gè)新的地理信息時(shí)代悄然而來。新地理信息時(shí)代的服務(wù)對象不僅包括專業(yè)用戶，而且包括普通大眾用戶。在新地理信息時(shí)代，可實(shí)現(xiàn)專業(yè)人員和大眾用戶互動(dòng)，共同參與按需服務(wù)。服務(wù)環(huán)境是圖形、圖像和多媒體，服務(wù)的提供和實(shí)現(xiàn)都是動(dòng)態(tài)的。

2攝影測量與遙感學(xué)的發(fā)展重點(diǎn)

隨著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會可持續(xù)發(fā)展的需要，中國的地球空間信息科學(xué)與技術(shù)包括攝影測量與遙感在內(nèi)，在今后若干年內(nèi)將出現(xiàn)更加飛速發(fā)展的大好時(shí)機(jī)。我們要堅(jiān)持自力更生，自主創(chuàng)新，努力工作，并虛心向世界各國同行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)和吸收世界各國的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，圍繞創(chuàng)建我國和諧社會，以空間信息服務(wù)為中心，建立一個(gè)智能化和實(shí)時(shí)化的地球空間信息服務(wù)體系。未來幾年內(nèi)的發(fā)展重點(diǎn)簡述如下。

2.1發(fā)展先進(jìn)的高分辨率對地觀測系統(tǒng)

為了進(jìn)一步推動(dòng)中國遙感對地觀測的發(fā)展，首先要抓好空間信息的數(shù)據(jù)源。2005~2020年，《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》指出:發(fā)展基于衛(wèi)星、飛機(jī)和平流層飛艇的高分辨率(dm級)先進(jìn)對地觀測系統(tǒng)，發(fā)射一系列的高分辨率遙感對地觀測衛(wèi)星，建成覆蓋可見光、紅外、多光譜、超光譜、微波、激光等觀測譜段的高中低軌道結(jié)合的、具有全天時(shí)、全天候、全球觀測能力的大氣、陸地、海洋先進(jìn)觀測體系。到2020年，建成穩(wěn)定的運(yùn)行系統(tǒng)，提高我國空間數(shù)據(jù)的自給率，形成空間信息產(chǎn)業(yè)鏈。

2.2構(gòu)建面向?qū)崟r(shí)服務(wù)的廣義空間信息網(wǎng)格(GSIG)

地上的全球信息網(wǎng)格與天上的智能傳感器網(wǎng)格相集成，形成全球的廣義空間信息網(wǎng)格。廣義空間信息網(wǎng)格指的是在網(wǎng)格技術(shù)的支持下，在信息網(wǎng)格上運(yùn)行的天、空、地一體化地球空間數(shù)據(jù)獲取、信息處理、知識發(fā)現(xiàn)和智能服務(wù)的新一代整體集成的實(shí)時(shí)/準(zhǔn)實(shí)時(shí)空間信息系統(tǒng)。

2.3加強(qiáng)高性能空間信息處理與分析技術(shù)的研究，解決應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

為推動(dòng)空間信息技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步加強(qiáng)高性能遙感圖像處理與分析技術(shù)，突破高精度定標(biāo)與定位、寬帶微波成像修正、遙感圖像超分辨率分析與相干處理、多源衛(wèi)星遙感影像自動(dòng)配準(zhǔn)與融合、高空間分辨率影像目標(biāo)自動(dòng)識別、高光譜影像地物精細(xì)分類、基于遙感機(jī)理模型的地物參數(shù)的定量反演與同化等技術(shù);發(fā)展復(fù)雜地表環(huán)境下的地物信息自動(dòng)提取與定量分析技術(shù)，突破空間信息自主加載、維護(hù)、復(fù)合匹配與服務(wù)等技術(shù)，開發(fā)具備自我維護(hù)功能的空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件系統(tǒng)。突破動(dòng)態(tài)交通信息的獲取、融合、分析、預(yù)測與動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)基于動(dòng)態(tài)交通信息的智能導(dǎo)航與位置服務(wù)軟件，建立應(yīng)用系統(tǒng)，為開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代位置服務(wù)與智能導(dǎo)航系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

篇8

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；教學(xué)方法；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）24-0118-02

一、引言

地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS）與地理學(xué)、地圖學(xué)、測繪科學(xué)、遙感科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)密切相關(guān)，同時(shí)涉及土地科學(xué)、資源學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃等學(xué)科知識，是一門典型的交叉型學(xué)科，同時(shí)也是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。隨著GIS技術(shù)在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用，對具有創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題能力的GIS專業(yè)新型人才的需求也在不斷增長，而現(xiàn)有的高校GIS專業(yè)課程的教學(xué)現(xiàn)狀還不能滿足社會對GIS專業(yè)人才的特殊需求。因此，對高校GIS專業(yè)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐研究就顯得尤為必要和迫切了。

二、高校GIS專業(yè)課程教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題

近年來，隨著地理信息系統(tǒng)的快速發(fā)展，我國人才市場供求矛盾顯得尤為突出，一方面是社會對高層次人才的大量需求，另一方面是高校輸送的GIS專業(yè)畢業(yè)生社會實(shí)踐能力不強(qiáng)。GIS專業(yè)是應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)，地理信息系統(tǒng)本科專業(yè)是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主，GIS專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量高低直接關(guān)系到通過高等教育培養(yǎng)的專業(yè)人才能否適應(yīng)當(dāng)前社會發(fā)展的需求。由此，為了更好地適應(yīng)社會發(fā)展的需求，為社會輸送優(yōu)秀人才就要不斷深化GIS專業(yè)課程的教學(xué)改革。

1.教育理念落后。目前高校GIS專業(yè)課程所采用的教學(xué)模式仍是傳統(tǒng)的講授模式，注重對學(xué)生理論知識的傳授，忽略了GIS專業(yè)的應(yīng)用性特點(diǎn)，缺乏對學(xué)生實(shí)際操作能力的重視，忽視了對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。不同的教學(xué)方法適用于不同的專業(yè)課程，在教學(xué)活動(dòng)中引入適合本專業(yè)特點(diǎn)的教學(xué)方法，會起到事半功倍的效果，教學(xué)質(zhì)量也會有大幅的提升。而GIS專業(yè)應(yīng)用性很強(qiáng)的特點(diǎn)也要求教師在教學(xué)方法上有所改進(jìn)。

2.實(shí)踐教學(xué)缺乏。實(shí)踐教學(xué)是一個(gè)較為復(fù)雜的教學(xué)活動(dòng)，一般指教學(xué)活動(dòng)中的實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)、實(shí)踐等，是高等教育教學(xué)的重要組成部分，也是GIS專業(yè)自身特點(diǎn)的要求。GIS專業(yè)作為一個(gè)應(yīng)用性十分強(qiáng)的專業(yè)，通過課程設(shè)計(jì)、模擬實(shí)訓(xùn)、社會調(diào)查、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文等具體的實(shí)踐環(huán)節(jié)，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。但是目前許多高校在課程設(shè)計(jì)上實(shí)踐課的課時(shí)偏少、對實(shí)踐教學(xué)投入的經(jīng)費(fèi)少等原因，雖然經(jīng)過了多年的摸索實(shí)踐，基本上形成了完整的體系，但實(shí)踐環(huán)節(jié)還是顯得十分薄弱。

3.教學(xué)手段運(yùn)用單一。多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠提供圖文、聲像并茂的多種感官刺激，能夠創(chuàng)設(shè)形象、直觀的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)還能提供大量的信息資源。如果能夠運(yùn)用這些網(wǎng)絡(luò)資源和多媒體手段，不僅有利于學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、主動(dòng)探索精神的培養(yǎng)，還有利于學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成與發(fā)展。但目前在高校地理信息系統(tǒng)專業(yè)的課堂教學(xué)中，基本上采用PPT講授的方法，對于其他多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源的使用還很少。

4.教學(xué)考評模式簡單。地理信息系統(tǒng)是一門應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛的學(xué)科，是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主，因此教學(xué)考評模式不能延用傳統(tǒng)的考核模式，應(yīng)更多地強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的變化與發(fā)展，提高分析問題、解決問題的能力；提倡開卷、閉卷多種評價(jià)手段，理論實(shí)踐多元評價(jià)目標(biāo)；注重激勵(lì)性評價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的自信心和自尊心。但目前許多高校GIS專業(yè)教學(xué)評價(jià)模式仍以單一的筆試成績來評價(jià)所有學(xué)生，教學(xué)考評模式過于簡單，不能真實(shí)、全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。

三、地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程教學(xué)改革措施

1.注重案例教學(xué)。案例教學(xué)法是指利用已有的案例作為個(gè)案讓學(xué)生分析和研究，在此基礎(chǔ)上提出各種解決問題的方案，從而提高學(xué)生分析、解決問題的能力的一種教學(xué)方法。案例教學(xué)作為一種行之有效的教學(xué)法已被廣泛引入我國高校課堂。GIS專業(yè)課程具有應(yīng)用性很強(qiáng)的特點(diǎn)，把案例教學(xué)引入課堂，能夠提高學(xué)生理論水平與實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際分析問題、解決問題的綜合能力，從而提高教學(xué)效率，提升教學(xué)質(zhì)量。

2.加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。教學(xué)實(shí)踐是地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，計(jì)算機(jī)類課程是GIS專業(yè)的基礎(chǔ)課，注重理解計(jì)算機(jī)原理和運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件，提高實(shí)際操作能力，如C++語言課程的上機(jī)操作。GIS的核心課程也要求學(xué)生掌握各種GIS軟件的操作，這些都需要在機(jī)房上機(jī)操作。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是對理論教學(xué)的補(bǔ)充與深化，能夠使學(xué)生熟練掌握arcgis、ERDAS等軟件，也是對學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。同時(shí)，野外考察實(shí)習(xí)也是GIS專業(yè)必不可少的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對校內(nèi)實(shí)踐課程的補(bǔ)充，其目的是使學(xué)生更深層次地理解基本理論，掌握基本地理信息的野外采集與表征方法，為GIS中空間信息的收集、處理、表達(dá)與分析打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。除此之外，讓學(xué)生參與科研也是一種很好的實(shí)踐教學(xué)，教師根據(jù)情況可以讓學(xué)生參與教師本人或其他教師的科研項(xiàng)目，讓學(xué)生從實(shí)踐中學(xué)習(xí)，這樣不僅能對所學(xué)理論知識融會貫通，還能培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。因此，高校地理信息系統(tǒng)專業(yè)在課程的設(shè)計(jì)方面應(yīng)適當(dāng)加大實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，對于掌握理論課所講授的基本內(nèi)容，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，都具有十分重要的意義。

3.積極運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)資源與多媒體手段。20世紀(jì)90年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)資源及多媒體手段已廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域的各個(gè)方面。在傳統(tǒng)教學(xué)中難以精確描述、學(xué)生難以充分理解的抽象內(nèi)容通過多媒體手段能予以較好解決。地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展之迅速，意味著GIS專業(yè)的師生不斷更新知識才能保持專業(yè)上的技術(shù)優(yōu)勢。Internet上的地理信息系統(tǒng)教育為地理信息系統(tǒng)專業(yè)的師生提供了一種重要的學(xué)習(xí)方式。這些網(wǎng)站介紹了GIS的相關(guān)概念和應(yīng)用、各類數(shù)據(jù)來源以及處理方式等相關(guān)問題。同時(shí)，許多著名的GIS軟件生產(chǎn)公司的網(wǎng)址，如ESRI公司，這類網(wǎng)址上包含了軟件產(chǎn)品介紹、軟件包、程序設(shè)計(jì)技巧、大型數(shù)據(jù)及軟件免費(fèi)下載方法等信息。遠(yuǎn)程用戶可以直接下載某些GIS程序進(jìn)行教學(xué)演示。除此之外，GIS精品課程也為GIS專業(yè)課程教學(xué)提供了豐富的精品資源，GIS精品課程的教學(xué)資源包括教學(xué)大綱、教案、課程教材、實(shí)習(xí)教材、實(shí)習(xí)指導(dǎo)書、習(xí)題集等，為師生提供了多種可供選擇的學(xué)習(xí)方式?？傊S富的網(wǎng)絡(luò)資源也為教師和學(xué)生提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，大大優(yōu)化了教學(xué)過程，豐富和完善了教學(xué)內(nèi)容，提高了教學(xué)質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)與多媒體的運(yùn)用使教學(xué)效果起到事半功倍的作用，而且也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也加強(qiáng)了學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。

4.強(qiáng)化教學(xué)評價(jià)改革。地理信息系統(tǒng)是一門理論知識與實(shí)踐能力高度結(jié)合的課程，注重提高學(xué)生對理論知識的把握和實(shí)際的操作能力，而傳統(tǒng)的筆試量化評價(jià)的考核方式卻不能如實(shí)地反映學(xué)生的這種能力，因此在量化成績時(shí)應(yīng)采用多樣化的考核方式。這種方法主要包括平時(shí)考試+期末考試、機(jī)試+筆試。平時(shí)成績應(yīng)以學(xué)生參加案例討論、野外實(shí)習(xí)、交流、問題回答、出勤、課后作業(yè)等作為依據(jù)；期末考試也應(yīng)重點(diǎn)考核學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析和解決問題的能力；機(jī)試所占比例可達(dá)40%，這樣更能真實(shí)地反映學(xué)生的實(shí)際操作能力。這種多樣化的考核方式從多方面考核了學(xué)生，注重知識測試和能力測試，對提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性以及提升學(xué)生各方面的能力起到了積極的作用。

四、結(jié)語

地理信息系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和理論指導(dǎo)性相結(jié)合的特點(diǎn)。隨著地理信息系統(tǒng)的快速發(fā)展，社會對GIS專業(yè)畢業(yè)生的要求也越來越高，知識面廣、基礎(chǔ)理論知識扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)及高素質(zhì)的復(fù)合型人才已成為用人單位的寵兒，而教學(xué)改革是培養(yǎng)這種復(fù)合型人才的重要途徑。通過采用多樣化的教學(xué)方法，應(yīng)用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源以及采用多媒體手段和改革教學(xué)評價(jià)體系，學(xué)生不僅能更好地掌握和運(yùn)用理論知識，而且能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，為其以后步入社會打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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篇9

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；現(xiàn)狀；發(fā)展方向；未來前景；分析；

引言

當(dāng)今社會，可以說一個(gè)信息社會，科技的發(fā)展，直接影響信息數(shù)據(jù)的發(fā)展更新速度，以信息技術(shù)和對區(qū)域空間應(yīng)用為特征。作為信息技術(shù)和空間應(yīng)用的載體，GIS近年來在生產(chǎn)生活的多個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用，如防震減災(zāi)、病蟲害防治、洪水暴雨預(yù)警等，越來越引起人們的廣泛關(guān)注?，F(xiàn)狀良好，讓人欣慰。

同時(shí)，不僅僅地理信息技術(shù)有所發(fā)展，與之相關(guān)的其他技術(shù)也得到相應(yīng)發(fā)展，GIS與RS，GPS（簡稱“3S技術(shù)）的結(jié)合集成、面向空間區(qū)域?qū)ο蠹夹g(shù)的應(yīng)用、GIS與專家管理決策分析系統(tǒng)（ES）相結(jié)合、GIS的網(wǎng)絡(luò)化、GIS與多媒體技術(shù)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合已成為GIS的發(fā)展方向。相信將來在研究人員的不斷努力下，也會取得更好的成績。

一、地理信息系統(tǒng)簡介

地理信息系統(tǒng)（GIS）是近代科技革命以來，誕生的一種針對專門地區(qū)的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)和地理信息的結(jié)合，通過對整個(gè)地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理，再次對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。因此又被又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”。

基于位置服務(wù)在地理信息系統(tǒng)，在科學(xué)研究中，單純的經(jīng)緯度坐標(biāo)用處極小，信息價(jià)值不大，只有將其只與相關(guān)的地理信息相聯(lián)系，隨后將其翻譯為一目了然的信息，才會被用戶認(rèn)識和理解，找到自己所需要的信息。也就是說，用戶必須將獲取到位置信息與所處的地理環(huán)境進(jìn)行分析后才能為用戶活動(dòng)提供信息支持與服務(wù)。所以地理信息系統(tǒng)既是LBS的核心，也是LBS的基礎(chǔ)。

在這個(gè)分析的過程，計(jì)算機(jī)和地理信息系統(tǒng)是相互促進(jìn)的，計(jì)算機(jī)的工具對數(shù)據(jù)的分析與處理十分有幫助，地理信息系統(tǒng)作為以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，可以對收集到的空間信息進(jìn)行分析和處理，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行具象化，，轉(zhuǎn)化成人們熟悉的一目了然的信息使其更易為人們所理解和運(yùn)用。

同時(shí)在各大高校的教學(xué)中，地理信息系統(tǒng)作為一門綜合性學(xué)科，它結(jié)合多種學(xué)科對地理進(jìn)行研究，其中包括地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計(jì)算機(jī)科學(xué)等等。它是一種可以用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因此在不同的科學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，受到了人們的廣泛歡迎，也逐漸成為一個(gè)熱門專業(yè)。

二、當(dāng)前現(xiàn)狀

地理信息系統(tǒng)在出現(xiàn)之后，就受到前所未有的重視，受到人們的廣泛應(yīng)用，在地理地質(zhì)找礦、礦產(chǎn)資源預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、土地用途整治、自然資源管理、區(qū)域經(jīng)濟(jì)用途規(guī)劃、國情研究、城市建設(shè)、各種災(zāi)害的評估和防治、農(nóng)作物估產(chǎn)和耕地動(dòng)態(tài)變化等方面都發(fā)揮著重要作用，應(yīng)用十分廣泛。

城市建設(shè)中，常常會遇到特定時(shí)間和地點(diǎn)的交通擁堵，如在每天的中午十二點(diǎn)到一點(diǎn)之間，是我國各地的放學(xué)、上班時(shí)間，在一些學(xué)校、公司聚集的地方，這個(gè)時(shí)間段往往車水馬龍，被人流、車流圍堵的水泄不通，這個(gè)時(shí)候地理信息系統(tǒng)就發(fā)揮出應(yīng)用的作用，在汽車安裝的導(dǎo)航信息系統(tǒng)中，會通過語音提醒前方多少米處有交通擁堵情況，哪里的交通狀況相對良好，以便人們及時(shí)繞行，避開交通高峰地區(qū)，既能有效緩解交通壓力，又能減少車流量、人流量，進(jìn)行分流，避免高峰期因此而導(dǎo)致的交通事故，保障人民的出行安全和效率。

再者，在災(zāi)害防治方面，也要用到地理信息系統(tǒng)的技術(shù)。地理信息系統(tǒng)可以在災(zāi)害期間對受災(zāi)區(qū)域的資料進(jìn)行詳細(xì)的了解跟蹤，并且預(yù)測受影響的區(qū)域，從而制定合理有效的膠原救援疏散方案并且派出合理的組織機(jī)構(gòu)。災(zāi)后重建活動(dòng)中，地理信息系統(tǒng)可以有效的協(xié)調(diào)工作，通過實(shí)時(shí)的災(zāi)區(qū)相關(guān)信息，將會對災(zāi)區(qū)的復(fù)原損害評估及修復(fù)等工作提供非常大的幫助。

除此之外，地理信息系統(tǒng)在道路災(zāi)害的防治中發(fā)揮了巨大作用，地理信息系統(tǒng)可以宏觀的展現(xiàn)道路的相關(guān)情況，如技術(shù)等級、路面技術(shù)狀態(tài)、路面等級、路面現(xiàn)狀和路面災(zāi)害等，然后將這些數(shù)據(jù)和地理信息系統(tǒng)的位置信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，再在地圖上展現(xiàn)出來，并進(jìn)行分析。通過運(yùn)用地理信息系統(tǒng)，可與對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測，并對具體災(zāi)害的處理規(guī)模進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)行精確的處理工程。

三、未來發(fā)展趨勢

地理信息系統(tǒng)可以已經(jīng)收集的對地理信息進(jìn)行分析，以數(shù)據(jù)的形式向我們展示真實(shí)的地理信息，并且可以由已有的數(shù)據(jù)對未來的發(fā)展進(jìn)行合理的預(yù)測，因此地理信息系統(tǒng)在全世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用也就在情理之中，由于其良好的性能，世界各國都在積極努力的發(fā)展地理信息系統(tǒng)，所以地理信息系統(tǒng)將會在未來有著極好的反戰(zhàn)。未來地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢主要有以下幾個(gè)方向：

（1）地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化：建立的地理信息系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)相連接，使得地理信息系統(tǒng)得到更加廣泛的運(yùn)用。

（2）地理信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化：對地理信息系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)范，使得不同國家的系統(tǒng)有著相同的標(biāo)準(zhǔn)，從而在世界各地得到更好的利用。

（3）數(shù)據(jù)商業(yè)化：地理信息系統(tǒng)作為對人類科學(xué)研究和日常生活有著極大影響的系統(tǒng)，其商業(yè)化是必然的。

（4）系統(tǒng)專業(yè)化：不同的機(jī)構(gòu)或個(gè)人對地理信息系統(tǒng)的需求不同，因此有必要對地理信息系統(tǒng)進(jìn)行專業(yè)化，使其滿足絕大多數(shù)的需求。

（5）地理信息系統(tǒng)大眾化：地理信息系統(tǒng)將來會與人們生活息息相關(guān)，因此必然會廣泛的被大鐘是用。

（6）結(jié)構(gòu)組件化：搭建一個(gè)地理信息系統(tǒng)系統(tǒng)是一個(gè)龐大的工程，所以如何將地理信息系統(tǒng)分割成不同的組件，從而可以快速搭建新的完整的地理信息系統(tǒng)也成為了重要的研究方向。

結(jié)語

地理信息系統(tǒng)是重要的地理實(shí)踐和學(xué)習(xí)過程中重要的信息應(yīng)用系統(tǒng)，一經(jīng)誕生就在眾多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，本文主要從地理信息系統(tǒng)研究現(xiàn)狀出發(fā)，指出了現(xiàn)在存在的問題，指出應(yīng)當(dāng)注意的問題，并相信未來的發(fā)展前景一片光明，展望了未來的發(fā)展趨勢，相信一定會越來越好。

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作者簡介：

王瑞琪，女，漢，1996年5月2日，漢族，學(xué)生，來自陜西省西安市

謝贏，男，1994年12月，壯族，學(xué)生，來自廣西壯族自治區(qū)南寧市

單位：鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院 專業(yè)：地理信息科學(xué)

篇10

關(guān)鍵詞：環(huán)境科學(xué)；地理信息系統(tǒng)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）45-0236-03

一、引言

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS，下同）是以計(jì)算機(jī)軟件、硬件為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)地理信息采集、管理、分析和表現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，已經(jīng)成為地理信息科學(xué)的核心[1]，廣泛應(yīng)用于土地利用、資源管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運(yùn)輸、城市規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)建設(shè)等領(lǐng)域。特別是與遙感技術(shù)相結(jié)合，GIS正深入解決全球性問題：厄爾尼諾現(xiàn)象與酸雨、核擴(kuò)散與核廢料以及全球氣候與環(huán)境的變化監(jiān)測?？梢哉f，GIS已經(jīng)深入社會生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為很多領(lǐng)域中新的工作手段和方法[2]。

作為注重學(xué)科交叉與滲透的環(huán)境科學(xué)專業(yè)而言，開設(shè)GIS課程教學(xué)具有一定的前瞻性。將環(huán)境科學(xué)專業(yè)與地理學(xué)有機(jī)融合，更加凸顯環(huán)境科學(xué)的“大環(huán)境”特征，也更能符合全球環(huán)境的研究趨勢[3]。GIS與環(huán)境科學(xué)在研究對象和研究方法上具有一定的相似性和互補(bǔ)性，在環(huán)境問題愈來愈突出的今天，設(shè)計(jì)和開發(fā)服務(wù)于環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)的輔助決策支持工具GIS，將具有極大的發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳?，我國開設(shè)GIS專業(yè)的高校和開設(shè)GIS課程的專業(yè)非常多，開設(shè)GIS課程的非專業(yè)的數(shù)量也在逐漸增加[4]。鑒于GIS課程的學(xué)科與技術(shù)并重的特點(diǎn)，非GIS專業(yè)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)不完整，如計(jì)算機(jī)、地圖學(xué)、地理學(xué)、測繪學(xué)、程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫等知識，導(dǎo)致非GIS專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)抓不住重點(diǎn)，反感理論性知識，缺乏主觀能動(dòng)性[5]。重慶三峽學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院經(jīng)過20多年的發(fā)展，環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)為重慶市重點(diǎn)學(xué)科，并于2013年順利獲批碩士學(xué)位授予權(quán)。目前學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)已經(jīng)開設(shè)了GIS課程，但是從我院目前的課程建設(shè)情況來看，該課程的建設(shè)仍處于起步階段，從教學(xué)體系、實(shí)踐模式方面仍面臨著前述問題。因此開展課程建設(shè)，進(jìn)行教學(xué)研究，順應(yīng)學(xué)校提出“向應(yīng)用型科技大學(xué)轉(zhuǎn)型”的辦學(xué)理念以及“培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型高級人才”的辦學(xué)宗旨，已成緊迫的任務(wù)。

二、環(huán)境科學(xué)專業(yè)GIS課程教學(xué)要求

一般而言，GIS技能主要分為三個(gè)層次：基本應(yīng)用型；綜合分析型；開發(fā)管理型[6]。其中基本應(yīng)用型側(cè)重于將GIS作為工具，掌握GIS基本概念，并能夠使用l～2種GIS軟件進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)輸入、分析和制圖工作。環(huán)境科學(xué)專業(yè)作為非地理信息系統(tǒng)專業(yè)開設(shè)GIS課程，其技能要求定位為基本應(yīng)用型，即立足環(huán)境科學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程，強(qiáng)調(diào)GIS的技術(shù)性，側(cè)重于實(shí)踐教學(xué)，針對本專業(yè)相關(guān)的環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測以及環(huán)境影響評價(jià)等與空間信息相關(guān)的問題，掌握GIS工具空間分析操作技能，解決專業(yè)相關(guān)的問題。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更顯重要，通過加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，進(jìn)而提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求[7]。

根據(jù)設(shè)定的基本應(yīng)用型目標(biāo)，筆者對環(huán)境科學(xué)專業(yè)的GIS課程體系進(jìn)行了部分的教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)，以探索適合于本專業(yè)GIS課程教學(xué)的模式。

三、教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)

針對環(huán)境科學(xué)專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，緊扣能力目標(biāo)的基本應(yīng)用型要求，將教學(xué)分為三個(gè)梯次，梯次一：要求了解GIS是什么，掌握GIS的基本原理，主要在課堂教學(xué)中精細(xì)化課程內(nèi)容；梯次二：掌握GIS主流軟件的操作方法和應(yīng)用，主要結(jié)合課程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)完成該梯次的教學(xué)設(shè)計(jì)；梯次三：應(yīng)用階段，在環(huán)境科學(xué)專業(yè)范圍內(nèi)，基于GIS基本功能解決實(shí)際問題。主要在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)提升學(xué)生的應(yīng)用能力?；谏鲜鋈齻€(gè)梯次的教學(xué)總體設(shè)計(jì)，教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)改革與優(yōu)化介紹如下。

1.梯次一：理論課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)精細(xì)化設(shè)計(jì)。梯次一為課程引入與理論了解階段，考慮GIS具有綜合性強(qiáng)、多學(xué)科集成，知識點(diǎn)多，學(xué)科與技術(shù)統(tǒng)一性，且發(fā)展與內(nèi)容更新速度快，滲透性和空間抽象性強(qiáng)等特點(diǎn)[8]，針對環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)體系，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，梳理GIS課程體系，選擇兼具概念與實(shí)踐并重的教材《地理信息系統(tǒng)原理、方法和應(yīng)用》（鄔倫主編，科學(xué)出版社），該書詳細(xì)劃分了理論基礎(chǔ)講解、GIS功能介紹與應(yīng)用技術(shù)，有助于教學(xué)內(nèi)容的自由選擇?？紤]環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生的背景，將GIS的基本概念、組成、功能及其應(yīng)用領(lǐng)域、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（矢量和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）、空間數(shù)據(jù)采集、空間數(shù)據(jù)處理與分析、GIS空間分析原理與方法及GIS產(chǎn)品制作與輸出作為重點(diǎn)內(nèi)容講解。讓學(xué)生由淺入深，了解GIS具體功能，數(shù)據(jù)的來源與特點(diǎn)，如何將現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)化、信息化，如何利用GIS解決身邊的問題（如公園選址、交通管理、城市拆遷與洪水分析等），增強(qiáng)利用GIS作為輔助決策工具的興趣和學(xué)習(xí)自主性。

針對梯次一的基本要求和課程內(nèi)容選擇，筆者理論教學(xué)課時(shí)精簡為32個(gè)學(xué)時(shí)。具體安排：（1）導(dǎo)論，4個(gè)學(xué)時(shí)，主要講述GIS的基本概念、組成、演變歷史和發(fā)展趨勢、基本功能、與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系以及GIS主流軟件的認(rèn)識。（2）GIS空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，8個(gè)學(xué)時(shí)，主要講述空間參照系統(tǒng)、地圖投影、空間數(shù)據(jù)采集、空間數(shù)據(jù)模型、柵格和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編碼方法等。（3）空間數(shù)據(jù)處理，6個(gè)學(xué)時(shí)，主要講述空間數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)融合、空間插值與拓?fù)潢P(guān)系編輯。（4）空間分析，8個(gè)學(xué)時(shí)，主要講述空間查詢與量算、空間疊加分析、緩沖區(qū)分析與網(wǎng)絡(luò)分析等。（5）GIS產(chǎn)品可視化與輸出，4個(gè)學(xué)時(shí)，主要講述地圖制作與輸出、專題地圖設(shè)計(jì)。

2.梯次二：理論教學(xué)與專業(yè)實(shí)例設(shè)計(jì)。為了加強(qiáng)教學(xué)過程理論與專業(yè)實(shí)際的聯(lián)系，筆者提出將“農(nóng)業(yè)點(diǎn)源大氣污染可視化分析”課題作為專業(yè)實(shí)例設(shè)計(jì)，貫穿整個(gè)GIS課程教學(xué)過程中，以提高學(xué)生主觀能動(dòng)性。

國家環(huán)保部2012年公布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012），首次將PM2.5（年均和日均濃度限值分別為定為0.035mg/m3和0.075 mg/m3）、O3納入常規(guī)空氣質(zhì)量評價(jià)，并收緊了PM10、氮氧化物等標(biāo)準(zhǔn)限值，以期“十二五”期間使我國大氣PM2.5污染得到緩解，區(qū)域大氣復(fù)合污染得到有效遏制，大氣環(huán)境質(zhì)量得到持續(xù)改善。選擇農(nóng)業(yè)點(diǎn)源大氣污染可視化分析，整個(gè)課題既貼近現(xiàn)實(shí)，又屬于環(huán)境專業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。這個(gè)課題設(shè)計(jì)內(nèi)容主要涉及農(nóng)業(yè)點(diǎn)源大氣污染源調(diào)查、農(nóng)業(yè)區(qū)空間分布、人口分布、污染源季節(jié)特征、大氣污染擴(kuò)散模式等，結(jié)合緩沖區(qū)分析得到農(nóng)業(yè)點(diǎn)源大氣污染時(shí)空分布與影響區(qū)域劃分。根據(jù)這一課題的設(shè)計(jì)，在課堂教學(xué)上提出問題，引導(dǎo)學(xué)生總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，以原有專業(yè)知識在解決問題上遇到的瓶頸，自然引導(dǎo)利用GIS技術(shù)解決此類問題。將各部分內(nèi)容分版塊劃分，貫穿到各章節(jié)授課內(nèi)容中。如導(dǎo)論中以谷歌地球、尋找本拉登實(shí)例作為開始，讓學(xué)生了解實(shí)例以及GIS的基本功能，并指出谷歌地球是數(shù)據(jù)來源之一；空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與處理講解中引導(dǎo)學(xué)生如何采集與處理農(nóng)業(yè)點(diǎn)源大氣污染的相關(guān)各類型數(shù)據(jù)，指出相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換可在GIS中實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)就可以親自操作；空間分析講解中指出緩沖區(qū)分析和空間插值可解決污染影響區(qū)域劃分和時(shí)空分布，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)可以設(shè)計(jì)操作。

通過上述的專業(yè)實(shí)例貫穿，可以有效引起學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和興趣，感覺GIS就在身邊，又產(chǎn)生“技癢”，促進(jìn)梯次三的實(shí)踐教學(xué)。

3.梯次三：實(shí)踐教學(xué)課題化設(shè)計(jì)。上機(jī)實(shí)驗(yàn)是環(huán)境科學(xué)專業(yè)GIS學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，依據(jù)所設(shè)計(jì)的課題，在實(shí)驗(yàn)過程中得以實(shí)現(xiàn)和解決，將大大加強(qiáng)對GIS課程的理論理解與掌握，激發(fā)進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)的動(dòng)力。具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排如表1所示。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)與教學(xué)學(xué)時(shí)1∶2配套。

三個(gè)專業(yè)實(shí)例化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，基本包含了GIS基本操作技能，在讓學(xué)生親自了解GIS的強(qiáng)大功能的同時(shí)，更真正體會到了在GIS中的具體操作過程。

四、結(jié)語

環(huán)境科學(xué)專業(yè)與地理學(xué)有機(jī)融合，更加凸顯環(huán)境科學(xué)的“大環(huán)境”特征，也更能符合全球環(huán)境的研究趨勢。加強(qiáng)環(huán)境專業(yè)GIS教學(xué)與改革是順應(yīng)我國新時(shí)期高等教育“造就一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需要的優(yōu)秀工程師”的要求。筆者提出GIS教學(xué)過程中貫穿專業(yè)實(shí)例課程化的改革方式，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，在實(shí)踐中增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手與解決問題的能力，達(dá)到基礎(chǔ)應(yīng)用型的技能要求，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用。

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