地理信息科學(xué)核心課實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題探討

昝梅 楊雪峰

摘 ?要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)高等教育人才培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用，文章主要對(duì)我院地理信息科學(xué)本科專(zhuān)業(yè)核心課程實(shí)驗(yàn)大綱進(jìn)行分析，并結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查的方法對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和設(shè)計(jì)進(jìn)行客觀(guān)評(píng)價(jià)。找出現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)大綱設(shè)計(jì)存在的主要不合理問(wèn)題：核心課程之間實(shí)驗(yàn)設(shè)置有重復(fù)，缺乏綜合性和學(xué)科交叉性的現(xiàn)象等，學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果也反映了同樣的問(wèn)題。這些問(wèn)題在很大程度上制約了我院地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)本科教育質(zhì)量的提高。最后以問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，提出建立核心課綜合性實(shí)踐的建議，從而來(lái)提高該專(zhuān)業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新、綜合應(yīng)用和實(shí)踐等方面的能力。

關(guān)鍵詞：地理信息科學(xué);實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)大綱;綜合性實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2019）13-0088-04

Abstract： Experimental teaching plays a crucial role in the cultivation of talents in higher education. This paper mainly analyzes the experimental program of the core curriculum of the undergraduate major of geographic information science in our college， and objectively evaluates the existing experimental content and design by means of questionnaire survey combined with years of teaching experience. We find out the main unreasonable problems existing in the design of the existing experimental outline： the repeated experimental settings between core courses， the lack of comprehensiveness and interdisciplinary phenomenon， etc.， and the students' questionnaire survey results also reflect the same problem. To a large extent， these problems restrict the improvement of the quality of undergraduate education in geographic information science. Finally， starting from the problems， this paper puts forward some suggestions to establish the comprehensive practice of core courses， so as to improve the abilities of students in innovation， comprehensive application and practice.

Keywords： geographic information science; experimental design; the experiment outline; comprehensive experiment

前言

地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)地圖制圖學(xué)、地理學(xué)、測(cè)繪工程、遙感學(xué)、地理信息系統(tǒng)、空間科學(xué)和管理科學(xué)為一體的綜合性交叉性專(zhuān)業(yè)，具有很強(qiáng)的技術(shù)性和實(shí)踐性，隨著相關(guān)行業(yè)現(xiàn)代化水平的提高，人才市場(chǎng)對(duì)地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生需求量不斷增大，我國(guó)地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)也具有了一定規(guī)模[1，2]。地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中占有重要的地位，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，在高校人才培養(yǎng)過(guò)程中具有不可替代的作用[3-5]。

我校地理科學(xué)與旅游學(xué)院的地理信息科學(xué)本科專(zhuān)業(yè)首次開(kāi)設(shè)于2000年，近十九年來(lái)隨著我院師資力量的不斷增強(qiáng)，已經(jīng)擁有了地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)碩士點(diǎn)。該專(zhuān)業(yè)的本科教育已經(jīng)非常成熟，但是如何按照人才市場(chǎng)的需求，培養(yǎng)出具有解決綜合問(wèn)題和創(chuàng)新型的地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的人才，也是我校地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)亟待解決的問(wèn)題。那么我們只能找到現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)方案的問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行改革和修訂，找到解決辦法，來(lái)提高該專(zhuān)業(yè)學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

一、存在的問(wèn)題

雖然我院地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)課的培養(yǎng)計(jì)劃主要是根據(jù)實(shí)際用人單位的需求和畢業(yè)生的反饋信息，并借鑒國(guó)內(nèi)外一流高校的培養(yǎng)模式，同時(shí)也在不斷修訂和完善中。至今為止培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)大綱存在五個(gè)版本。目前學(xué)院該專(zhuān)業(yè)本科生主要采用的是2016版教學(xué)大綱。地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)主干課程名稱(chēng)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及課時(shí)分配情況如表1所示，可以看出6門(mén)主干課程，共設(shè)計(jì)了56個(gè)實(shí)驗(yàn)，總計(jì)為179個(gè)課時(shí)，相對(duì)前幾個(gè)版本實(shí)驗(yàn)課的比重明顯增加，在一定程度上實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了地理信息科學(xué)的特征，突出注重培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力的目的。但憑借多年教學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)并仔細(xì)分析表1，可以看出2016版地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)主干課程實(shí)驗(yàn)大綱和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還存在以下問(wèn)題。

（一）不同課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有重復(fù)設(shè)計(jì)的現(xiàn)象

其中“專(zhuān)題地圖制作”的實(shí)驗(yàn)分別在《測(cè)量與地圖學(xué)》、《地理信息系統(tǒng)概論》、《數(shù)字專(zhuān)題地圖》和《空間分析原理與方法》課程中都有設(shè)計(jì)，總合計(jì)7個(gè)課時(shí)，也是所有重復(fù)設(shè)計(jì)分配課時(shí)最多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;“ArcGIS軟件操作”分別在《地理信息系統(tǒng)概論》、《數(shù)字專(zhuān)題地圖》和《空間分析原理與方法》都有設(shè)計(jì)，重復(fù)分配的課時(shí)共計(jì)10個(gè);“空間數(shù)據(jù)處理”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分別在《地理信息系統(tǒng)概論》、《遙感概論》和《數(shù)字專(zhuān)題地圖》3門(mén)課中重復(fù)設(shè)計(jì)共計(jì)12個(gè)課時(shí);“空間分析”在《地理信息系統(tǒng)概論》和《空間分析原理與方法》2門(mén)專(zhuān)業(yè)課中共設(shè)計(jì)10個(gè)課時(shí);“數(shù)據(jù)庫(kù)建立”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在《地理信息系統(tǒng)概論》和《數(shù)據(jù)庫(kù)概論》2門(mén)專(zhuān)業(yè)課中設(shè)計(jì)6個(gè)課時(shí)。這7門(mén)主干課程重復(fù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容共計(jì)57個(gè)課時(shí)。查看實(shí)驗(yàn)大綱的具體內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)以上重復(fù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)形式幾乎都是一樣的，有的甚至使用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都是一樣的。這樣簡(jiǎn)單的重復(fù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的現(xiàn)象，表明課程實(shí)驗(yàn)之間缺乏溝通和整體設(shè)計(jì)思路，課程實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系和交叉性在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)有充分考慮。重復(fù)設(shè)計(jì)不僅浪費(fèi)課時(shí)，也不能提高學(xué)生的實(shí)踐能力。今后培養(yǎng)方案不僅要對(duì)課程設(shè)置進(jìn)行合理安排，也要對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行宏觀(guān)的設(shè)計(jì)和把控。此外，也能看出部分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)僅限在本課程中的授課內(nèi)容，面窄也不涉及學(xué)科交叉和實(shí)用性，鍛煉學(xué)生能力的層次性也分明（圖1）。

（二）沒(méi)有從整個(gè)專(zhuān)業(yè)角度出發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，缺乏層次性

核心課的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)僅從自身課程需要掌握的知識(shí)點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。但對(duì)于一個(gè)學(xué)科體系而言，沒(méi)有完整的、系統(tǒng)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生無(wú)法體會(huì)到每門(mén)課在整個(gè)專(zhuān)業(yè)中的地位和作用，也不能從整體上掌握地理信息科學(xué)技術(shù)的綜合應(yīng)用能力。大部分實(shí)驗(yàn)僅僅停留在簡(jiǎn)單的操作訓(xùn)練，而高級(jí)的鍛煉解決問(wèn)題和創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重缺乏。

二、學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課和實(shí)習(xí)能力的反饋

（一）學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課評(píng)價(jià)的調(diào)查

在學(xué)院任意選擇了地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)學(xué)生共59名，他們所有的專(zhuān)業(yè)理論課和實(shí)驗(yàn)課都已經(jīng)修完，并且經(jīng)過(guò)了4-5個(gè)月在實(shí)際崗位的專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)。通過(guò)問(wèn)卷形式調(diào)查他們對(duì)7門(mén)專(zhuān)業(yè)課實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的評(píng)價(jià)，其中收回59份有效問(wèn)卷，問(wèn)卷選擇了6個(gè)調(diào)查指標(biāo)，如圖2所示，可以看出85%的同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)合理;59%的同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)難度合適;80%的同學(xué)認(rèn)為確實(shí)有部分實(shí)驗(yàn)存在重復(fù)的情況;69%的同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)綜合性不強(qiáng);66%的同學(xué)認(rèn)為不同學(xué)科之間實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒(méi)有交叉性;而46%的同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不實(shí)用。由此可見(jiàn)大部分同學(xué)認(rèn)為主干課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容和難度設(shè)計(jì)較合理，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)用與不實(shí)用的同學(xué)幾乎持平，但大部分學(xué)生都認(rèn)為實(shí)驗(yàn)的綜合性和實(shí)用性不夠，沒(méi)有體現(xiàn)不同課程之間的交叉性。針對(duì)學(xué)生的調(diào)查結(jié)果也正好說(shuō)明了上面我們分析的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，結(jié)果幾乎是一致的。雖然學(xué)生的反映并不能完全具有代表性，但在一定程度上也能反映一些的問(wèn)題。說(shuō)明我們?cè)趯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)存在的有重復(fù)、綜合性不強(qiáng)、學(xué)科間沒(méi)有交叉，實(shí)用性有待于提高的這些問(wèn)題確實(shí)需要改進(jìn)。

（二）學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)能力自我評(píng)價(jià)的調(diào)查

還是對(duì)這59位同學(xué)再進(jìn)行專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)能力的自我評(píng)價(jià)，發(fā)放59份問(wèn)卷，收回有效問(wèn)卷59份。如圖3所示，我們選擇了從基本能力到高級(jí)能力的指標(biāo)，如適應(yīng)能力、簡(jiǎn)單操作能力屬于基本能力，交流溝通能力、協(xié)作能力和分析問(wèn)題能力屬于中級(jí)能力，綜合處理問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力屬于高級(jí)能力。對(duì)于基本能力，超過(guò)50%的學(xué)生自評(píng)感覺(jué)好，其中適應(yīng)能力51%的學(xué)生自我評(píng)價(jià)好，簡(jiǎn)單操作自我評(píng)價(jià)好的占總?cè)藬?shù)的76%;中級(jí)能力評(píng)價(jià)好的占人數(shù)的29%-49%，其中交流溝通能力自我評(píng)價(jià)好的占49%;而高級(jí)能力自我評(píng)價(jià)好的同學(xué)占總?cè)藬?shù)的比率很低，其中綜合處理問(wèn)題的能力評(píng)價(jià)好的為17%，創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)好的僅為12%。由此可見(jiàn)我們實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練的結(jié)果使學(xué)生的應(yīng)對(duì)實(shí)際單位工作的基本能力夠了，但是中級(jí)能力不夠，而高級(jí)能力欠缺很多。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的問(wèn)題必然會(huì)導(dǎo)致我們培養(yǎng)的學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中分析和解決綜合問(wèn)題的能力低，創(chuàng)新能力更不足的結(jié)果。

三、改進(jìn)方法的建議

綜合性實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）是在掌握一定的基本知識(shí)和基本技能的基礎(chǔ)上，運(yùn)用一門(mén)或多門(mén)課程多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的知識(shí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種綜合型實(shí)驗(yàn)[6]。而多學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)在一定程度上可以提高和培養(yǎng)學(xué)生中級(jí)和高級(jí)能力，我們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中確實(shí)存在忽略綜合性實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合處理問(wèn)題的能力不夠。鑒于以上問(wèn)題，我們應(yīng)該設(shè)計(jì)包括《測(cè)量與地圖學(xué)》、《遙感概論》、《地理信息系統(tǒng)概論》和軟件開(kāi)發(fā)等主干課程的綜合性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)注重不同課程內(nèi)容之間的交叉，把解決實(shí)際問(wèn)題貫穿始終，突出培養(yǎng)學(xué)生從整個(gè)學(xué)科出發(fā)思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。綜合性實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)設(shè)可以充分利用重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的課時(shí)來(lái)開(kāi)展，不會(huì)影響教學(xué)計(jì)劃。此外，學(xué)院應(yīng)該充分利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備建設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)基地，校內(nèi)和校外在條件容許的情況下固定下來(lái)。隨著數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)的積累，綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)還可以不斷改進(jìn)。綜合性實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)設(shè)也為我院聯(lián)系實(shí)習(xí)單位解決了途徑，尤其近幾年來(lái)學(xué)生反映合適的實(shí)習(xí)單位難聯(lián)系。這樣的綜合實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)無(wú)疑是解決實(shí)習(xí)問(wèn)題的一個(gè)有效途徑。以綜合實(shí)驗(yàn)為依托，后續(xù)利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室和師資力量，建設(shè)一個(gè)完整和完善的綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為學(xué)生相互交流和學(xué)習(xí)提供很好的平臺(tái)。綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)也可以借助社會(huì)力量的投資，把工程或項(xiàng)目引進(jìn)來(lái)在綜合性實(shí)驗(yàn)基地完成，這樣既為學(xué)生創(chuàng)造了鍛煉機(jī)會(huì)，也為社會(huì)做了貢獻(xiàn)。

四、結(jié)論

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的分析，并通過(guò)對(duì)學(xué)生開(kāi)展問(wèn)卷調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有教學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱的設(shè)計(jì)確實(shí)存在的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在存在重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)綜合性不強(qiáng)，學(xué)科交叉不夠，僅僅限制在授課內(nèi)容上，層次性不明顯。以上問(wèn)題可以通過(guò)開(kāi)設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)來(lái)得到改善。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，結(jié)合專(zhuān)業(yè)教學(xué)及用人單位的要求，將綜合性實(shí)驗(yàn)引入到專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課中，不僅能夠提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，而且能夠給學(xué)生提供綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的實(shí)踐機(jī)會(huì)，使其能夠獲得參與綜合實(shí)踐的體驗(yàn)，為其畢業(yè)后參與具體工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)在一定程度上還可以解決本科生實(shí)習(xí)的問(wèn)題。綜合性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)后可以依托學(xué)院師資力量和社會(huì)力量建設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)基地，不僅為學(xué)院提供本科實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，也可以為本科生專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)提供場(chǎng)所。相信通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的強(qiáng)化訓(xùn)練，借助大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的積極引導(dǎo)，可以大大提升我校地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新、綜合應(yīng)用和實(shí)踐等方面的能力。

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