李陽東+楊曉明
摘要:地理信息系統(tǒng)(GIS)實踐課程是地理信息系統(tǒng)課程體系中非常重要的一門實踐課。課題組教師在分析總結(jié)多年從事GIS教學(xué)的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,對地理信息系統(tǒng)實踐課程從項目內(nèi)容設(shè)計、指導(dǎo)方式和實踐教學(xué)方法改革創(chuàng)新,以及考核方式優(yōu)化調(diào)整等方面進(jìn)行了課程建設(shè)和改革方面的探索,取得了良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:地理信息系統(tǒng);實踐教學(xué);課程改革
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)02-0106-02
一、引言
地理信息系統(tǒng)(GIS)是一門綜合性的應(yīng)用學(xué)科,其應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛,幾乎涉及各行各業(yè)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,社會對GIS人才的需求亦日益增大[1-2]。很多高校開設(shè)了GIS課程,相關(guān)教育工作者就GIS人才的培養(yǎng)和課程教學(xué)開展了大量的探索[2-5]。GIS同時也是一門實踐性和技術(shù)性很強(qiáng)的學(xué)科[3],實踐教學(xué)在GIS課程教學(xué)中的重要地位亦得到廣泛的認(rèn)可,已有部分高校專門把GIS實踐作為一門獨立的課程開設(shè)。本文針對獨立開設(shè)的GIS實踐課程,在分析傳統(tǒng)教學(xué)方法不足的基礎(chǔ)上,從教學(xué)內(nèi)容、指導(dǎo)方式、教學(xué)方法和考核方式等方面進(jìn)行了課程建設(shè)和改革方面的探討。
二、課程教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容
以課堂所講授的地理信息系統(tǒng)的原理和方法為指導(dǎo),結(jié)合國際著名GIS通用平臺(Desktop for ArcGIS)的具體操作和應(yīng)用,加深學(xué)生對GIS原理和方法的理解和更全面地了解GIS在各領(lǐng)域中的應(yīng)用。
課程實踐要求學(xué)生在利用ArcGIS軟件完成一定訓(xùn)練任務(wù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步了解地理信息系統(tǒng)工具功能和作用,具有初步應(yīng)用地理信息系統(tǒng)平臺解決實際工作的能力,為其今后利用GIS開展有關(guān)工作和研究或進(jìn)一步深造打下良好的基礎(chǔ)。
課程要求學(xué)生已經(jīng)學(xué)過GIS的理論知識,并具有遙感原理、測量學(xué)的相關(guān)知識基礎(chǔ)。要求學(xué)生通過實踐課程的學(xué)習(xí)掌握運用GIS工具的相關(guān)功能求解涉及空間數(shù)據(jù)的有關(guān)應(yīng)用問題的基本過程和技術(shù)要點。
實踐課程教學(xué)圍繞GIS的基本功能和處理流程進(jìn)行,其內(nèi)容主要涉及空間信息顯示與制圖、矢量數(shù)據(jù)和柵格輸入與編輯、矢量數(shù)據(jù)分析、柵格數(shù)據(jù)分析、地形分析和網(wǎng)絡(luò)分析等。
三、傳統(tǒng)教學(xué)方法及其弊端
傳統(tǒng)的GIS實踐教學(xué),往往是圍繞GIS的主要功能設(shè)計獨立的教學(xué)項目進(jìn)行,教學(xué)項目的設(shè)計目標(biāo)側(cè)重于功能的操作步驟,而在功能與實際應(yīng)用的聯(lián)系方面則考慮較少,項目和項目之間也是松散聯(lián)系或毫無聯(lián)系。教學(xué)過程中,往往采用老師示范為主,學(xué)生操作為輔的教學(xué)模式,即老師先進(jìn)行操作的示范,學(xué)生再根據(jù)老師的演示步驟進(jìn)行練習(xí)。這使得學(xué)生在實踐過程中只看重軟件的具體操作,而忽略了具體功能的應(yīng)用場合、問題求解思路和步驟,不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力和創(chuàng)新能力,導(dǎo)致學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中積極性不高,亦無法建立理論、實踐和應(yīng)用三者之間的關(guān)聯(lián)。
另一個不容忽視的問題是課程考核方式的合理性。通常的考核方式,是從學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況和最后考試或報告等3個方面進(jìn)行考核。這種考核方式對于理論課而言較為合適,但對于具體實踐過程很重要的實踐類課程(特別是涉及內(nèi)容較多的GIS實踐課程)則不是很實用。因為該考核方式?jīng)]有突出實踐環(huán)節(jié)的中間過程,會導(dǎo)致學(xué)生在實踐過程中一味追求速度,缺乏必要和充分的思考,直接影響了教學(xué)效果。
四、課程改革實踐
1.教學(xué)內(nèi)容。我們經(jīng)過不斷查閱資料和多年的教學(xué)探索,對GIS實踐中的項目從實用性、應(yīng)用性、系統(tǒng)性和功能性等方面進(jìn)行了重新設(shè)計、編排和梳理,主要體現(xiàn)在以專題為主線,把GIS功能融入實際應(yīng)用需求的求解過程中,突出以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的實踐項目內(nèi)容的組織,從以GIS功能熟悉為主的傳統(tǒng)實踐轉(zhuǎn)向以GIS為手段的問題求解。
每一個專題的幾個實踐項目都基于同一套實際應(yīng)用數(shù)據(jù),這樣最大程度上保證了實踐內(nèi)容與實際的貼切性,同時也有利于培養(yǎng)學(xué)生多角度觀察和分析數(shù)據(jù)的能力。另外,實踐內(nèi)容以空間分析為主線,其他GIS功能體現(xiàn)在實踐過程中,既體現(xiàn)綜合性,又確保了主體性。
2.指導(dǎo)方式和教學(xué)方法。指導(dǎo)方式上,以學(xué)生操作為主、教師示范為輔的方式進(jìn)行。教師對于一些典型的、復(fù)雜的操作進(jìn)行示范,并對典型問題的求解過程進(jìn)行解析。教學(xué)方法上采用“專題式教學(xué)+案例式教學(xué)+歸納式教學(xué)+啟發(fā)式教學(xué)+自主學(xué)習(xí)法”多種方法穿插進(jìn)行。
(1)專題式教學(xué):實踐環(huán)節(jié)以熟悉GIS軟件功能模塊操作為目的按專題編排實踐內(nèi)容。
(2)案例式教學(xué):每個專題包含一個或多個以解決某個實際應(yīng)用需求的案例,每個案例體現(xiàn)GIS軟件相關(guān)專題功能的熟悉及其應(yīng)用情景。
(3)歸納式教學(xué):每個案例操作完畢后,在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下,要求學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié),具體包括:①該案例練習(xí)用了什么類型數(shù)據(jù)(表格數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù),還是柵格數(shù)據(jù)?點、線,還是面數(shù)據(jù))?②經(jīng)過哪些處理步驟③得出什么結(jié)果?④用到GIS什么功能?⑤實施過程中關(guān)鍵點有哪些?
(4)啟發(fā)式教學(xué):每個案例操作完后,在指導(dǎo)老師的引導(dǎo)下,要求學(xué)生結(jié)合自身專業(yè)思考如下問題:①該案例解決了什么問題?②解決該問題要用到哪些數(shù)據(jù)?③數(shù)據(jù)的特點是什么?④這些數(shù)據(jù)還可以做哪些分析?⑤類似的方法可以應(yīng)用到哪些行業(yè)或領(lǐng)域?⑥具體解決他們的什么問題?⑦又該收集哪些方面的數(shù)據(jù)?通過這些問題的思考,提升學(xué)生對GIS功能與方法的理解的同時,激發(fā)他們的發(fā)散思維,做到舉一反三,觸類旁通。
(5)自主學(xué)習(xí)法:課程的最后提供一個自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),學(xué)生以小組為單位按照指導(dǎo)教師提供的數(shù)據(jù)(不同小組數(shù)據(jù)不同),自主構(gòu)建特定應(yīng)用情景,提出情景需求,然后根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析求解問題目標(biāo),并完成報告的撰寫。
3.考核方式。考核方式應(yīng)體現(xiàn)多樣性、科學(xué)性,做到合理有效,公平公正??己藘?nèi)容從“質(zhì)”和“量”兩方面進(jìn)行,注重學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)結(jié)果的同時,還注重整個實踐過程中的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),體現(xiàn)多樣性、科學(xué)性和可操作性。具體如表1所示。
為控制缺勤、遲到早退及課堂表現(xiàn)不佳的情況,對于“3次及以上缺勤(2次遲到/早退相當(dāng)于1次缺勤)或?qū)W習(xí)態(tài)度警告”的學(xué)生,考核中統(tǒng)一被評定為“不及格”。
五、結(jié)束語
課題組教師經(jīng)過多年從事GIS教學(xué)的經(jīng)驗積累,在分析總結(jié)的基礎(chǔ)上,對GIS實踐課程進(jìn)行了課程建設(shè)和改革方面的探索,主要體現(xiàn)在項目內(nèi)容的設(shè)計、指導(dǎo)方式和實踐教學(xué)方法的改革創(chuàng)新及考核方式的優(yōu)化調(diào)整。通過革新后的實踐內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式的實施,教學(xué)效果顯著提升,主要體現(xiàn)在:
1.專題式、案例式、歸納式和啟發(fā)式教學(xué)方法的運用,使得學(xué)生進(jìn)一步理解了GIS的有關(guān)原理,明確了GIS相關(guān)功能的應(yīng)用場合,對如何應(yīng)用GIS去解決實際應(yīng)用問題有了更清醒的認(rèn)識;熟練掌握了ArcGIS軟件的有關(guān)操作,實踐操作技能得到提高的同時學(xué)習(xí)積極性亦大為增強(qiáng),缺勤情況極少發(fā)生,絕大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度自始至終都非常端正,提問的人次也較以往大幅提高。
2.運用自主式學(xué)習(xí)法進(jìn)行情景式實踐報告的實施,加強(qiáng)了運用GIS軟件分析和解決有關(guān)實際問題的能力,學(xué)生充分發(fā)揮想象能力,創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步提升。另外小組工作模式增強(qiáng)了團(tuán)隊的分工協(xié)作能力,論文撰寫能力亦得到顯著提高。
3.通過實踐課程的學(xué)習(xí),學(xué)生積累了大量實用的經(jīng)驗,為后期參加大學(xué)生創(chuàng)新活動、畢業(yè)設(shè)計提供了堅實的基礎(chǔ),亦為畢業(yè)之后的工作或繼續(xù)學(xué)習(xí)起到了很好的鋪墊作用。
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