地理信息系統(tǒng)課程在土地資源管理專業(yè)教學(xué)中的改革探討

張曉光　陳明利　韓玉杰　秦鵬

摘要：本文探討了土地資源管理專業(yè)中地理信息系統(tǒng)教學(xué)的設(shè)置和改革措施。應(yīng)設(shè)置好課程在土地資源管理專業(yè)整個學(xué)習(xí)體系中的架構(gòu)，教學(xué)中以多媒體技術(shù)教學(xué)為主，綜合運用多種教學(xué)方法和模式，注重實驗教學(xué)和實踐教學(xué)。

關(guān)鍵詞：土地資源管理專業(yè)；地理信息系統(tǒng)課程；教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0146-02

地理信息系統(tǒng)是由計算機(jī)硬件、軟件以及不同方法組成的系統(tǒng)，用來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示[1]。其英文表達(dá)多數(shù)稱為Geographic Information System或Geo-Information System，實際工作中一般簡稱為GIS，是一門集計算機(jī)科學(xué)、地理科學(xué)、測繪科學(xué)、遙感等學(xué)科和技術(shù)于一體的新興學(xué)科。自從20世紀(jì)60年代萌芽以來，至今已發(fā)展了四十多年的歷程。地理信息系統(tǒng)已經(jīng)從少數(shù)專業(yè)領(lǐng)域（地圖學(xué)、地理科學(xué)）的應(yīng)用，擴(kuò)展到眾多學(xué)科領(lǐng)域，在大部分專業(yè)中均有涉及，如環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)資源環(huán)境、生態(tài)學(xué)、遙感、森林經(jīng)理等，目前在政府農(nóng)業(yè)部門、林業(yè)部門、環(huán)境保護(hù)部門、漁業(yè)部門、水利部門、氣象部門、國土部門，甚至公安部門和軍事部門都有了很廣泛的應(yīng)用。可以說地理信息系統(tǒng)深入到社會各個領(lǐng)域[2]。

隨著對GIS認(rèn)識的不斷增強(qiáng)，眾多高校開設(shè)了地理信息系統(tǒng)課程，我校的土地資源管理專業(yè)、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)、環(huán)境科學(xué)專業(yè)、生態(tài)學(xué)專業(yè)、環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)、林學(xué)專業(yè)、農(nóng)學(xué)專業(yè)、海洋資源與環(huán)境專業(yè)等都分別以必修課或選修課的形式開設(shè)了相關(guān)GIS課程。從實際情況來看，地理信息系統(tǒng)課程建設(shè)尚需要若干工作完成，在課程進(jìn)行的過程中有些內(nèi)容仍然亟需完善，是擺在我們面前的一個重要任務(wù)。因此，本文以“山東省特色名校工程”——應(yīng)用型人才培養(yǎng)為契機(jī)，探討土地資源管理專業(yè)中地理信息系統(tǒng)教學(xué)的設(shè)置和改革具有較好的實踐價值。

一、GIS在土地資源管理專業(yè)中的地位和教學(xué)要求

土地資源管理專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)土地資源調(diào)查、規(guī)劃、管理等方面的內(nèi)容。專業(yè)要求之一就是培養(yǎng)學(xué)生具備運用現(xiàn)代技術(shù)手段進(jìn)行調(diào)查分析和實際操作的能力。地理信息系統(tǒng)作為一項新興技術(shù)，是集計算機(jī)、地學(xué)理論等于一體的新興交叉學(xué)科，同遙感和全球定位技術(shù)一樣，都需要學(xué)生熟練的掌握運用。因而我校土地資源管理專業(yè)將地理信息系統(tǒng)課程設(shè)置為主干課程，是必修課程之一[3]。

地理信息系統(tǒng)課程要求土地資源管理專業(yè)學(xué)生能夠熟練的運用常見的GIS軟件解決土地資源的調(diào)查、建庫、評價、分析、模擬等問題。學(xué)好這些需要學(xué)生既要有扎實的計算機(jī)文化基礎(chǔ)知識，又要有地圖學(xué)的基礎(chǔ)，還要具備土地資源學(xué)及土地管理學(xué)方面的知識。因此，在理論教學(xué)的同時，開展實驗和實習(xí)實踐教學(xué)相統(tǒng)一[4-5]。

二、GIS課程在土地資源管理教學(xué)中的體系設(shè)置

考慮到地理信息系統(tǒng)是一門交叉學(xué)科，單純的講述相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生可能不容易掌握，又因為許多概念和原理比較難懂，十分抽象，因而需要合理的設(shè)置地理信息系統(tǒng)課程在專業(yè)課程設(shè)置中的位置。

我院根據(jù)教學(xué)實際，首先在土地資源管理專業(yè)大一課程設(shè)置《計算機(jī)文化基礎(chǔ)知識》，了解計算機(jī)相關(guān)知識，掌握基本的計算機(jī)操作理念。在大二上學(xué)期開設(shè)《地圖學(xué)》課程，讓學(xué)生掌握地圖計算機(jī)制圖學(xué)的地理參考理論和方法。在大二下學(xué)期開設(shè)《地理信息系統(tǒng)》課程，同時開出《基礎(chǔ)遙感》課程，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)地理信息系統(tǒng)的同時，能夠同時掌握遙感科學(xué)的技術(shù)和知識，起到互補的作用。因為地理信息系統(tǒng)是導(dǎo)論式的教學(xué)內(nèi)容，針對專業(yè)特點，大三又開設(shè)《土地信息系統(tǒng)》課程，專門作為地理信息系統(tǒng)在土地行業(yè)的專題應(yīng)用課程。大四開設(shè)《GPS技術(shù)》，讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)獲取時地理坐標(biāo)的表達(dá)和建立過程。

整個結(jié)構(gòu)框架，很好的保證了地理信息系統(tǒng)課程的進(jìn)行，更容易讓學(xué)生掌握其知識、原理，熟悉地理信息系統(tǒng)在整個學(xué)習(xí)中的結(jié)構(gòu)。

三、GIS教學(xué)中的具體措施

有了上述結(jié)構(gòu)上的良好的保證，我們在教學(xué)過程中，從以下幾個方面進(jìn)一步進(jìn)行課程的進(jìn)行和改革。

（一）借助多媒體教學(xué)

多媒體技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用體現(xiàn)了眾多的優(yōu)勢[6]。在地理信息系統(tǒng)教學(xué)過程中，由于涉及到的概念往往都很抽象，諸如“矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”等，學(xué)生一般不太能夠接受、理解這樣的概念，所以對這方面知識的理解也就減弱。再如“數(shù)據(jù)采集內(nèi)容中的圖層”概念等，之前學(xué)生一般都沒有接觸過，頭腦中無法形成對應(yīng)的理解，所以更無從談及對此內(nèi)容的掌握。因此，在教學(xué)中，我們主要以多媒體教學(xué)為主，利用生動的圖件、動畫等，讓學(xué)生感受到鮮活的知識，直觀的體會相關(guān)知識，有助于理解抽象的原理等。

（二）利用模型進(jìn)行演示教學(xué)

在多媒體教學(xué)的同時，教研室購買了一批教學(xué)模具，一些難以用語言、動畫表達(dá)的概念，可以借助模具來展示。如在地圖投影內(nèi)容講解過程中，我們可以用地球儀和屏幕的相對關(guān)系來表達(dá)地圖投影的概念，通過兩者之間的關(guān)系表達(dá)投影的類型等。講授地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品內(nèi)容時，產(chǎn)品類型有數(shù)字地圖和紙質(zhì)地圖兩種類型，數(shù)字地圖部分我們利用計算機(jī)屏幕顯示一幅相關(guān)圖件，而紙質(zhì)地圖部分我們可以給大家展示一幅某地區(qū)的土壤圖或土地利用圖，學(xué)生立刻就有了明確的對比。

（三）加強(qiáng)實驗、實踐教學(xué)

理論教學(xué)的同時開設(shè)同步的實驗課程，地理信息系統(tǒng)實驗課程的學(xué)時保證達(dá)到24學(xué)時。實驗課程的內(nèi)容主要涵蓋了數(shù)據(jù)的采集、處理、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、空間分析、輸出等地理信息系統(tǒng)主干內(nèi)容，具體的實驗例子以國土事例為主。實驗教學(xué)過程主要是在機(jī)房，通過投影儀給學(xué)生演示基本的實驗操作步驟，然后布置作業(yè)讓學(xué)生自己完成。部分綜合性比較強(qiáng)的實驗，通過任務(wù)驅(qū)動式的方式進(jìn)行[7]，既能夠加強(qiáng)操作技能，又把所學(xué)的課程知識連貫起來。通過24個學(xué)時的實驗課程，一方面學(xué)生掌握了各項實際的操作技能技巧，另一方面加深了對理論知識的理解。

GIS課程結(jié)合基礎(chǔ)遙感課程聯(lián)合開設(shè)了1周的課程實習(xí)，以GIS和RS所學(xué)基本知識為基礎(chǔ)，布置實習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生分組完成相應(yīng)的地學(xué)任務(wù)。通過教學(xué)實習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識，促進(jìn)學(xué)生對GIS技術(shù)的理解和應(yīng)用。

（四）多種教學(xué)方法綜合運用

越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，教師在上課的同時并不是只應(yīng)用一種教學(xué)方法或者方式，而是多種方法的綜合應(yīng)用。在地理信息系統(tǒng)的教學(xué)中，可以利用教師的科研項目作為案例進(jìn)行教學(xué)，既可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又達(dá)到了與實際相結(jié)合的目的。另外在教學(xué)中，可以階段性的提出幾個問題，通過課堂討論，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。對于部分內(nèi)容，讓學(xué)生參與講授，通過課下準(zhǔn)備和課堂演講，鍛煉學(xué)生的課件制作能力和口頭表達(dá)能力。

（五）充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的作用

隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，許多課程也開展了網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)研究工作。越來越多的實踐證明網(wǎng)絡(luò)在教學(xué)資源共享方面起到了巨大的作用。與此同時，我校開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，教師可以上傳相關(guān)教學(xué)資料、發(fā)布課程練習(xí)題、批改作業(yè)，學(xué)生可以通過平臺與教師進(jìn)行咨詢、上交作業(yè)等互動。我院地理信息系統(tǒng)課程制作了精美的課件，連同教案、練習(xí)題、教學(xué)大綱、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容一同上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，為學(xué)生提供課下自學(xué)和練習(xí)的素材。同時，土地資源管理專業(yè)的地理信息系統(tǒng)課程通過錄播教室進(jìn)行全程錄像，制作了高清晰的課堂視頻，學(xué)生可以利用視頻在課下加深對相關(guān)內(nèi)容的理解。

四、小結(jié)

《地理信息系統(tǒng)》課程在土地資源管理專業(yè)中是一門非常重要的主干課程，學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)的過程中需要掌握地理信息系統(tǒng)這門工具，通過掌握相關(guān)技術(shù)完成土地資源的調(diào)查與管理。在教學(xué)中，我們應(yīng)該設(shè)置好地理信息系統(tǒng)課程在整個學(xué)科專業(yè)中的架構(gòu)。以現(xiàn)代化多媒體技術(shù)教學(xué)為主，綜合運用多種教學(xué)方法和模式。注重實驗教學(xué)和實踐教學(xué)，提高學(xué)生對地理信息系統(tǒng)操作技能的掌握能力。大力開發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，促進(jìn)課程的網(wǎng)絡(luò)交流與互動，加大對地理信息系統(tǒng)學(xué)習(xí)的力度。多種途徑、綜合完成對土地資源管理專業(yè)學(xué)生在GIS課程中的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃杏元.地理信息系統(tǒng)概論[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]鄔倫.地理信息系統(tǒng)—原理、方法和應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2001.

[3]陳明利，劉佩茹.基于GIS的土地資源管理專業(yè)實驗教學(xué)體系建設(shè)探[J].人才資源開發(fā)，2015，（11）.

[4]尚穎娟，劉秀華，谷達(dá)華.土地資源管理專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程實驗教學(xué)改革[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2011，9（5）.

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[7]竇長娥，劉付程.GIS專業(yè)任務(wù)驅(qū)動型實驗教學(xué)體系的設(shè)計[J].地理空間信息，2011，9（4）.