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地理信息科學的主要課程范文第1篇

關鍵詞： 地理信息科學; 課程體系; 數據庫技術; 教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：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80年代至今，地理信息系統歷經數十年的發展，已由單純的技術發展為一門學科[1-3]。地理信息系統（Geographical Information System，簡稱GIS），是一種在計算機軟硬件支持下，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的屬性數據，并回答用戶問題等為主要任務的計算機系統。1992年，Goodchild提出了地理信息科學的概念，地理信息科學更加側重于將地理信息視作為一門科學，而不僅僅是一個技術實現，主要研究在應用計算機技術對地理信息進行處理、存儲、提取以及管理和分析過程中提出的一系列基本問題，地理信息科學是自然科學、工程技術、社會科學等多學科、多手段聯合科學。地理信息科學在對于地理信息技術研究的同時，還注重支撐地理信息技術發展的基礎理論的研究[2]。

長江大學（原江漢石油學院）于2000年開設地圖學與地理信息系統專業，開始本科招生，學科代碼為070503。歷經十數年的發展，2012年長江大學將地圖學與地理信息系統專業更改為地理信息科學專業招生，學科代碼070504，順應了學科的發展趨勢與需要。地理信息學科專業下屬長江大學地球科學學院地理信息系，地球科學學院具有深厚的石油地質勘探專業背景，如何在普通高校中，辦出地理信息科學在石油地質勘探行業應用的特色，如何制定專業培養計劃與課程教學大綱成為了我校專業教師關注的重點。

數據庫技術是大容量海量數據的有效管理手段，能實現石油企業海量數據的安全共享與存儲管理。無論是早期的地圖學與地理信息系統，還是目前的地理信息科學，空間數據庫作為空間信息的有效管理手段，數據庫技術課程教學大綱的制定一直是教學教改的重點。本文結合石油地質勘探的專業背景，針對數據庫技術課程教改展開探討[4-5]。

1 現狀與存在的問題

我校自地圖學與地理信息系統專業招生以來，專業培養計劃的制定與課程的設置積極參考國內高校相關專業的優點，目前開設有“數據庫原理”與“數據庫運用技術”兩門數據庫技術相關的課程。隨著學科的發展，以及專業隊石油地質勘探領域應用的需要，現有的課程設置、課程的教學目的與教學內容的設置需要進一步改進，主要針對以下幾個方面[6-9]。

⑴ 總學時占比過高

現有的課程“數據庫原理”的課時為56，學分3.5，“數據庫運用技術”的課時為64，學分4，兩門課程總學分高達7.5，占專業核心課程總學分的23%，極大地擠壓了程序設計、GIS技術等方向課程的學時數，同時也增加了學生的負擔。

⑵ 教學重點不突出

現有的兩門數據庫技術課程，教學目標不夠明確，且對于地理信息科學專業的學生，教學目標過高。例如，在“數據庫原理”課程中，對關系代數的教學要求過高，是參照計算機技術相關專業的要求來制定的，該內容對地理信息科學專業的學生的發展作用不大，學生學習起來還比較吃力。教學重點也不夠突出，例如，“數據庫運用技術”中的T-SQL語言基礎、存儲過程與觸發器等內容，是教學的重點，但在課時上沒有體現。甚至有部分內容在兩門課程中重復明顯。

⑶ 教學內容特色不明顯

我校地理信息科學專業在地球科學學院開設，具有較強的石油地質勘探專業背景，但數據庫技術相關課程教學大綱的制定，沒有體現專業特色，沒有緊密結合石油企業對海量數據的存儲管理與共享、數據安全的需要，導致教學內容特色不夠明顯，影響了畢業生的行業競爭力。

2 數據庫技術教改

2.1 課程調整

結合我校的行業背景與地理信息科學專業的教學需要，數據庫技術相關課程的教學目標進行相應調整，以數據庫技術的應用為主，針對石油行業海量數據存儲共享、安全管理的需求，對數據庫技術相關課程進行教改。將“數據庫原理”與“數據庫運用技術”兩門課程共計120學時，7.5學分，調整為一門課程“數據庫原理與應用技術”，64學時，4學分。由于學時的壓縮，更需要明確課程的教學目標，突出重點教學內容。

2.2 教學目標

在數據庫技術課程與學時的調整基礎上，進一步明確“數據庫原理與應用技術”的教學目標，使學生通過課程的學習，理解關系數據庫的基本原理，并掌握主流數據庫平臺SQL SERVER的應用技術，掌握基于SQL SERVER的數據庫及邏輯對象的創建，重點掌握存儲過程與觸發器的數據庫編程，能利用其解決石油行業的海量數據存儲管理的需求，明確數據庫安全管理的實現機制，能基于SQL SERVER實現石油行業數據的安全控制。

2.3 教學內容

重新整合了原有的“數據庫原理”、“數據庫運用技術”兩門課程的教學內容，設置了新課程“數據庫原理與應用技術”的教學內容。壓縮了數據庫原理的教學內容，剔除了關系代數等難度大、實用性不強的教學內容，突出了T-SQL語言基礎、存儲過程與觸發器等數據庫編程等內容的地位，增加其課時，進行重點教學。并且，針對地理信息科學專業特點，補充了空間數據庫內容，針對石油勘探開發專業背景，增加了數據安全管理教學內容。

2.4 教學方式與手段

為了提高教學效果，在“數據庫原理與應用技術”的教學過程中，采用課堂教學+課堂實訓+上機實踐+課程設計的模式，培養學生的實踐動手能力，使學生能從真正意義上掌握一種商業數據庫SQLSERVER的應用。同時，為了順應社會知識傳播技術的發展，在教學過程中，采用多媒體+板書的模式，多媒體信息量大，并且方便現場演示教學，板書能強化學生對重點知識的掌握，記錄教學過程中的重點教學內容。

3 教改效果分析

數據庫技術教改在2011級學生中開始實施，基于學生的理論課程成績，分析難度系統與往年相當的考題，平均成績由原來2010級學生的72，提升至79分，教學效果提升明顯;基于學生的課程設計大作業情況，學生能更加順利地完成數據庫課程設計，質量有顯著提高;針對2010級、2011級學生展開問卷調查，學生對數據庫的實踐應用更感興趣，對過于基礎的關系原理等內容，感覺枯燥，學習起來比較吃力，驗證了此次數據庫教改的效果。

4 結論

通過地理信息科學專業數據庫技術教學改革，我們取得了以下的認識與結論。

⑴ 教學目標要適應專業背景和發展需求，針對我校石油地質勘探專業背景，修正了數據庫技術的教學目標，以數據庫技術的應用為重點。

⑵ 教學內容要根據學生情況制定，針對我校普通高校的地位，生源質量，制定合理的教學內容，提出關系代數等，對數據功底要求過高，行業應用價值不大的教學內容，突出重點，提升教學效果。

⑶ 教學方式要多樣，采用課堂教學+課堂實訓+上機實踐+課程設計的模式，將理論教學與實踐緊密結合起來，增強學生動手能力的培養。

⑷ 教學手段要與時俱進，采用多媒體+板書的，發揮多媒體教學信息載荷大，能現場演示教學的優勢，同時配以傳統的板書，能加深學生對關鍵知識點的理解與記憶的優勢，傳統板書和快捷多媒體相配合，提升課堂教學效果。

參考文獻：

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地理信息科學的主要課程范文第2篇

關鍵詞　地理信息系統　學科建設　政策建議

1 引言

地理信息系統是地理學、資源與環境科學、地球系統科學中最富有生命力的部分，是它們重要的發展方向之一，“在持續發展的研究和決策中，沒有任何其他領域比利用GIS技術更為重要”。地理信息系統發展十分迅猛，地理信息系統學科也非常年輕，從第一個GIS建立到現在只有33年的時間，從“數字地球”的提出到現在耳熟能詳的“數字化浪潮”只有短短8年的時間。

隨著地理信息系統學科的快速發展和社會需求空間的不斷增大，地理信息系統人才的需求量也在不斷擴大。如何加強GIS學科和人才培養體系建設顯得尤為必要。

2 地理信息系統學科體系

GIS（Geographical Information System）是在計算機軟件和硬件支持下，綜合運用地理學、系統工程和信息科學的理論，獲取、存貯、管理、傳輸、分析和輸出地理空間數據的信息系統，是計算機和信息系統技術在地理科學中運用發展的產物。從學科角度看，地理信息系統是管理和分析空間數據的科學技術，是一門集地理學、測繪科學、計算機科學、空間科學、信息科學和管理科學等多門科學為一體的新興的綜合集成學科，具有多學科交叉的顯著特點。

從廣義來看，GIS應屬地球信息科學與技術的范疇。地球信息科學包括理論、技術和應用三部分。應用信息論、控制論和系統論形成了地球信息科學的方法論；區域的可持續發展和全球變化構成了地球信息科學的應用部分；信息的獲取、監測，信息的模擬，信息的傳播與建設構成了地球信息技術部分（見圖1）。當前我國的GIS學科建設方面，存在理論不適應技術的發展需求，同時技術與應用脫節的現象。

從狹義來看，GIS屬多學科綜合集成的學科，包含了理、工、管理學科的科學與技術內容。GIS作為理科，以地理學、地圖學、系統科學為基礎；GIS作為工科則以計算機科學與技術、測繪科學與技術、系統工程為核心；GIS作為管理學，則以管理信息系統（MIS）為支撐體系。目前對GIS學科建設，一是分散在相應學科的邊緣，沒有得到充分的重視；二是學科體系不清，結構不完善。因此，只有把GIS學科建設作為一類交叉學科門類，進而從科學、技術、工程三個層次加強，才能夠形成完善的學科體系，任何強調其中一個方面的傾向，均會對GIS學科發展產生不利的影響。設置交叉學科類在美國的學科分類體系中得到了充分且高度的重視。從GIS科學角度，要加強地球信息科學、地球系統科學等在GIS中的應用；從GIS學科建設的技術角度，要加強遙感技術的應用，以及網絡計算機軟件技術的開發與應用；從GIS學科建設的工程角度，要加強系統工程在GIS中的應用，從而保證任何GIS軟件系統具有很強的穩定性與安全性，能夠具有強大的服務功能。

3 地理信息系統人才培養體系

3.1 GIS人才培養方向

把握了GIS人才培養方向就勒住了人才培養體系的龍頭。根據前面的論述，GIS人才培養方向可以歸納為：①GIS理論人才；②GIS技術人才（含軟件開發人才）；③GIS應用人才(GIS工程建設)。

從科學（理論）角度看，地球系統的信息流是GIS研究的主要內容。資源與環境信息則是其主要關注的對象。GIS在不斷發展中已逐步形成了以“地球信息科學”為基礎的獨特的理論體系，具有多學科集成的顯著特點。但目前，正如陳述彭先生所指出的“地理信息系統基礎研究狀況是理論的發展滿足不了技術進步的需求”。因此，在GIS人才培養中，首先需要的是能夠滿足學科發展所急需的理論型人才。

GIS技術人才包括信息的獲取、監測，信息的模擬，信息的傳播與建設等方面的人才，這些人才的培養，廣義上包括遙感技術、GPS技術、地理信息系統與空間輔助決策系統以及信息基礎設施建設方面的人才培養。對于GIS軟件開發，為避免大量人力集中在低層、重復的程序編制上，應盡量利用已完成的軟件資源，同時從長遠看，中國應該發展自己的GIS軟件，應該加大對軟件開發的投入。

國外有統計數字：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的應用市場更大。現在國內急需GIS工程建設的高級技術人才。這樣的高級技術人才必須具備很好的測繪、遙感、地理學、計算機和應用科學的知識基礎；有處理各類GIS應用技術問題的經驗；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、經驗和能力對GIS系統的建設和開發過程進行總體控制，解決技術難點，并能進行系統開發，對運行系統進行診斷。

GIS軟件開發和GIS應用兩類人才都需要培養。尤其是GIS應用人才培養目前國內還沒認識到其重要性，國內不少人避開社會科學問題，傾向于純技術課題，片面認為唯有編制低層次的算法程序才是高級的、有意義的工作。實際上“在發達國家的GIS人員結構中，絕大多數的人員和研究生都在GIS的應用領域工作，這才促成了GIS的蓬勃發展”。

3.2 國內外GIS學科、專業設置現狀

GIS學科與專業設置影響到GIS人才培養的素質與人才結構。國外的GIS專業教育比中國早10年左右，20世紀80年代中后期，國內一些大學才開始著手建立了GIS專業。1997年國家學位委員會在對原有學科進行合并、調整的同時，在原地理學一級學科目錄中增加了“地圖學與地理信息系統”（理學）、在原測繪科學與技術一級學科目錄中增加了“地圖制圖學與地理信息工程”（工學）兩個二級學科，并開始進行這兩個二級學科的博士、碩士研究生培養單位審批和招生工作。這也是我國最早開始的碩士、博士GIS研究生學位教育。1998年7月教育部頒布的新的本科專業目錄中，在原地理類專業中增設了“地理信息系統”理學本科專業。

在我國現行的學士學位(本科)專業目錄中，能夠進行GIS專業人才培養相關的有理學、工學、管理學3個門類，4個學科，4個專業。但僅有地理科學類門下的“地理信息系統”一個專業可以授予GIS理學學士學位。美國在現行的學士學位(本科)專業目錄中，能夠從事GIS專業人才培養的有理學、文學、工學、管理學和環境學5個門類，5個學科，14個專業，并且都可授予GIS學士學位。

比較而言，我國現行的GIS專業設置，不符合GIS作為一門交叉學科和綜合性學科的特點，阻礙了GIS學科建設，現行培養方案已不能滿足GIS人才培養的需要，并在一定程度上限制了人才培養體系的建設與發展。

3.3 國內GIS專業課程設置對比分析

合理的課程設置，尤其是專業核心課程的設置，是GIS人才培養體系所面臨的一個重要問題。目前，GIS專業課程體系主要由公共必修課、專業基礎課、專業課等幾部分組成。本文選取了典型的7所國內高校本科GIS專業的主要專業課程設置，包括：3個理學專業，4個工學專業（見表2，不包含數理基礎部分的課程）。

分析表2可以看出：

1）不論其學校系科歸屬于理學或工學，課程體系的設置本質差異不大，除去公共必修課和數理基礎課程外，根據GIS學科包含的核心內容看均包含有：地理（地球）科學、攝影測量與遙感、計算機科學，以及地理信息系統專業課程四個部分。

2）各校課程組結構比重的差異反映了理學、工學辦學的特點及各校的辦學特色與師資條件。雖然開設的課程類別基本相同，但課程結構存在明顯差異：a) 工學對數理科學有相當高的要求，對計算機類和攝影測量與遙感課程組的要求也明顯高于理學GIS；b) 理學GIS專業課明顯多于工學GIS專業課，體現地理信息系統專業起源于地理學科的固有特性，反映了工科系科內地理科學有關學科師資力量的薄弱與不足；c) 不論工科或理科，各校優勢學科課程都明顯高于其他學校。如同濟大學的測繪科學與技術課程，占總課程的30％。

3）比較而言：必修課除了物理、數學、計算機文化基礎、英語、政治之外，如果將其他必修課作為專業核心課程，則重慶郵電大學 GIS專業測量學方面與遙感方面相對薄弱，電信專業方面課程得到加強。重慶郵電大學GIS專業是設在計算機學院下，重慶郵電大學GIS專業中各類課程的比重是：地理學或地學課程11.5%；計算機課程31.5%；攝影測量與遙感課程占2.27%；GIS專業課程15.9%；電信類課程占16.26%；其他基礎課部分20.3%（圖2）。這從某種程度上說明了重郵的特色，即計算機加電信的地理信息系統，同時也能引起我們對于到底培養怎樣的GIS人才、辦成怎樣的專業特色進行思考。

4 地理信息系統學科與人才培養體系建設對策

4.1 學科建設對策

目前GIS學科的發展不能適應GIS未來發展的需要，甚至在一定程度上限制了學科的發展。有必要從本學科的長遠發展來考慮如何將專業優勢轉化為優勢專業的問題。

（1）完善和加強各級實驗室建設。依托現有的計算機實驗室，建立初步滿足教學實驗的軟件和硬件環境，這對提高GIS人才的實驗技能、對發展GIS專業至關重要。在地理信息系統實驗室中，可分為理論基礎實驗、軟件工程實驗和綜合實驗三方面。

（2）全面建設野外綜合實驗基地。增添野外定位、觀測、數據采集、記錄、處理、通訊設備（GPS、水、土、氣、生自動觀測等）常規設備。野外綜合實驗基地的建設是提高對地學信息野外測量能力的基礎，可包括地理學綜合實驗基地、測量和遙感實驗基地、軟件工程與管理實驗基地等。

4.2 人才培養對策

4.2.1根據GIS人才的素質要求，加強實踐性人才培養

GIS是一門集地理學、測繪科學、遙感學、計算機科學、環境科學、城市科學、空間科學和管理科學等為一體的新興邊緣學科。雖然有個別提法不一定完全一致，但GIS是一門新興的邊緣、交叉學科，卻是大家的共識。我們不能否認GIS的理論性，但我們更不能否認GIS的強技術性與實踐性。可以說，GIS是一門偏重于技術與實踐的學科。理論性與技術性并不矛盾，陳述彭院士說過，沒有高新技術支持的科學是落后的科學，沒有科學理論指導的技術則是盲目的技術，這是一句富含哲理的睿語。美國的GIS理論與技術都十分先進就是一個例證。因此，GIS人才不但要有深厚的理論基礎，而且還要有過硬的技術能力，這就是GIS人才的素質標準。具有合理的知識結構，靈敏的空間數字思維方式，卓越的技術、實踐、管理與組織才能，才是GIS創新型的高級人才。

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

當前是市場經濟，人才培養除了要了解市場的前瞻性外，還要有市場需求的現實性。從近期來看，企業需要的是馬上能給單位創造價值的可塑性人才，它需求的是現實價值和潛在價值的統一，兩者中，又更加注重現實生產力。技術嫻熟的生產者能夠馬上受到企業的青睞。

因此GIS專業人才培養除加強理論教學外，更應該注重實踐性人才培養。

4.2.2 進一步加強GIS人才培養的核心課程建設

目前，在本科教育中，精英教育與大眾教育并存，GIS學科人才培養核心課程體系的建設已顯得十分重要。為此，針對上述GIS學科體系劃分、人才培養的專業設置，建議進一步加強大學GIS專業的核心課程建設，優化核心課程體系（表3、表4）。內容涉及與GIS學科密切相關的地理類、測繪與遙感類、計算機科學與技術類、GIS專業類四個課程組，作為GIS本科專業素質教育的核心課程。

4.2.3 注重GIS課程前驅課程和后續課程的設置

GIS課程應該根據專業特點和學生的認知特點設置，體現知識的前后銜接。學生通過前驅課程的學習，再進入GIS課程的學習，以GIS知識為主導，將GIS技術融入到其他方面的分析中（圖3）。

4.2.4 在狠抓教學質量的基礎上，擴大專業規模

從1998年7月教育部頒布的新的本科專業目錄中，增設了“地理信息系統”理學本科專業。例如，重慶郵電大學地理信息系統專業于1999年經教育部批準設立，2000年開始招生，學制四年，授理學學士學位，是西南地區創建該專業的本科教學最早的學校之一，經過6年辦學，從無到有，逐步走向完善。全體老師共同努力，教學計劃得到調整，辦學經驗不斷豐富，但規模一直成為進一步增加投入加強學科建設的一個瓶頸。

建議在狠抓教學質量的基礎上，擴大專業規模，同時應該不失時機地加大投入。高新技術本身意味著需要高投入、高風險，才有高回報。

4.3加強GIS專業建設的規劃與規劃的執行

借用根據克來因綜合國力方程，專業綜合勢力的評價可以表示為：

PP=（C＋E＋M）×（S＋W）

PP――表示專業綜合勢力

C――表示基本實力，包括學生素質，師資力量和教學設備

E――表示經濟投入能力

M――表示領導能力，等于領導的感召力和協調能力，調動各項資源從事專業建設的能力

S――表示戰略意圖，即專業定位和專業建設長期規劃、短期規劃和年度計劃

W――表示貫徹戰略意圖的能力，即專業建設長期規劃、短期規劃和年度計劃執行力

由此可見，有戰略目標，有強有力執行戰略意圖的能力是專業綜合實力的一個重要指標。許多學校的專業建設都十分重視專業的整體規劃。作為一個學科建設，需要有明確的站在時代的角度、全國的角度審視的戰略意圖，需要加強執行戰略意圖的能力。

參考文獻

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地理信息科學的主要課程范文第3篇

一、目前教學中存在的問題

人文地理與城鄉規劃專業注重地學與管理學知識的交叉與融合，但就教學現狀而言，存在以下幾方面的問題：

1.教材版本單一，不同專業側重點不突出目前，學生使用的教材大多是《地圖學原理》或者《新編地圖學教程》，不同專業之間沒有區別。地理信息科學、測繪工程與人文地理與城鄉規劃專業所用教材基本相同，沒有側重于人文地理與城鄉規劃專業的教材。

2.各高校人文地理與城鄉規劃專業在制定人才培養方案中對地圖學教育的重視程度參差不齊據武漢大學中國科學評價研究中心研究發現，目前國內共有131所高校開設人文地理與城鄉規劃專業，但地圖學在很多學校只是人文地理與城鄉規劃專業的選修課，甚至沒有開設這門課程。人文地理與城鄉規劃專業培養方案中有的學校開設48學時理論課，2周的地圖學實踐，但是大部分高校往往只強調經濟管理及規劃課程的學習，對用于空間信息表達與分析的地圖學課程重視不足。

3.交叉學科基礎知識準備不足，影響學生的創新能力地理信息系統與地圖學淵源極深，同處于大地學背景下，人文地理與城鄉規劃專業的學生要適應發展，必須具備扎實的地圖學知識。目前，學生由于對地圖學知識了解不夠深入進而影響地理信息系統原理的學習，對基于數字地圖的信息分析方法難以理解，甚至對在城市規劃時如何考慮空間信息模糊不清、無所適從。

二、教學改革

1.構建教學體系，組織教學內容不同專業的學生抽象思維和形象思維能力不同，過去只考慮教材不考慮學生的因素，而以往地圖學教材編制主要針對的是地理信息科學專業和測繪工程專業的學生，從而導致人文地理與城鄉規劃專業的學生在學習地圖學時“共同語言”太少，主動性較差。因此，地圖學要根據人文地理與城鄉規劃專業學生的實際情況改革教學內容。地圖學是一門綜合叉課程，迫切要求教師根據學生的專業特點對教學內容進行改革，做到因人施教、因專業施教，編寫符合人文地理與城鄉規劃專業學生實際的地圖學教材。地圖學的教學內容包括理論地圖學、地圖制圖學和應用地圖學三部分，地圖學教學內容改革也主要圍繞這三個方面進行。針對人文地理與城鄉規劃專業的特點，教學內容的改革應將教學目標與專業特點結合起來，既要介紹傳統地圖投影方法、常用地圖投影轉換算法，又要讓學生對當今豎版（中國，地球東、西、南、北半球）地圖有充分的了解，更要結合人文地理與城鄉規劃專業的特點將普通地圖制圖方法和專題制圖方法的計算機技術教授給學生。同時，地圖符號在地圖學課程中占有重要的地位，人文地理與城鄉規劃專業要求學生具有一定的城鄉規劃能力，能夠制作規劃圖。因此，地圖學課程中地圖符號的教學應該與城鄉規劃圖相結合，尤其要加強符號設計部分的內容。

2.理論聯系實際，注重實踐教學地圖學是一門理論與實踐并重的課程，實踐內容主要是對理論知識的應用，具體包括地圖的識讀和電子地圖制作。地圖識讀主要培養學生認識地圖類型，了解地圖圖面內容，熟練掌握地圖三要素（圖例、比例尺、指北針）的能力。電子地圖制作是地圖學實踐的主要內容，采用現有的制圖軟件訓練學生制作普通地圖和專題地圖，利用GIS軟件的地圖制圖功能訓練學生進行地圖符號化、專題圖制作與地圖制圖輸出等能力。

3.儲備基礎知識，培養創新能力對于人文地理與城鄉規劃專業來說，地圖學是一門交叉學科，既包含大地學的投影等基礎地理信息，又包含專題地圖制圖等與規劃相關的知識與技能。因此，地圖學知識掌握扎實才有可能應用到后續城市規劃、鄉鎮規劃、土地規劃管理方面，也才有可能與后續地理信息系統知識與技能較好地融合在一起。在具體教學中，需要講授傳統地圖學的基本內容，同時結合現今地圖學發展的新趨勢、新內容（如豎版中國地圖，豎版世界地圖）引導學生學習現代地圖學的主要內容，使學生較為扎實地掌握基礎知識，培養學生將現代地圖發展的新內容與自身專業方向結合，增強交叉學科創新能力。

地理信息科學的主要課程范文第4篇

關鍵詞：GIS教學；民族師范院校；地理專業；產學研；改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1003-4374（2016）06-0054-03

地理信息系統（Geo-Information system）既是師范院校的一個專業（地理信息科學），也是現代地理學發展的一門延伸交叉技術[1]。我國現有160余所高校開設該專業，隨著國家信息產業化的發展以及國內從事GIS開發的高科技企業的增多，GIS產業發展潛力巨大。GIS與地理學關系緊密，是計算機時代下地理學的新發展，是信息化的地理學，將地理地物計算機化后輸入數據庫，再把數據庫的內容反映到電子地圖上，可將傳統地理信息應用到信息科技設備系統中去的數據庫技術[2]。地理學為GIS提供了有關空間分析的基本方法，是GIS的基礎理論依托；GIS也為地理問題的解決提供了信息時代的技術手段。因此，師范院校的地理教育專業中開設GIS相關課程成為必然。

阿壩師范學院（以下簡稱“學院”）為災后重建學校，2006年秋才創辦地理教育專業。目前雖師資還較薄弱，但始終注重理論與實踐并重，除了必要的實驗實習外，還開設了計算機以及GIS相關課程。由于學院地理教育是專科辦學為主的特點及學生是文理兼收，因此數學、計算機、專業課基礎等起點有所差異。在近幾年的教學實踐中，學生普遍反映學習GIS理論、操作軟件困難和學習枯燥等問題。為此，筆者針對地理教育專業GIS課程的教學模式、組織學習實踐、課程考核等方式進行初步研判，以不斷提高學生的學習GIS興趣以及實際操作能力。

1 民族師范院校地理教育專業的GIS教學

面對就業競爭壓力，高校地理學教育在保持傳統的基礎上必須創新。措施之一就是在地理科學與計算機科學的框架下，構建地理學教學新體系[3]。GIS是地理學發展的前沿，是高校教育新常態下的必然選擇，也是傳統地理學復興的一把鑰匙[4]。阿壩師范學院作為一所川西民族地區的師范院校，由于學校地理位置偏僻、信息相對閉塞、管理經驗相對落后等條件所限，目前我學院地理專業的GIS教學有以下幾個特點：

1.1 學生專業基礎不同

地理信息科學專業不僅要求學生既具有地理學的專業基礎知識，如自然地理學、中國地理、地圖學、大地測量學；還要有過硬的計算機技術知識，如數據結構、網絡技術、數據庫技術、計算機地圖制圖等知識；同時對數學基礎、建模水平要求也較高。而非GIS專業的同學顯然計算機水平沒這么扎實，尤其對于地理教育專業學生而言。阿壩師范學院地理專業文理兼收，每年招生的文理生比例達到了5：1，男生女生比例可以（刪除可以）達到1：3，以女生居多。這樣也出現了學生的整體數學和計算機基礎較差的現狀；通過幾年調查顯示，大部分學生的計算機水平只達到國家一級，只有不超過5%的同學可以拿到了計算機國家二級證書。這與開設計算機課程不多有關，目前只開設了計算機基礎課和C語言課程，導致了學生繼續學習計算機相關課程的動力不夠，學生對GIS中的數據結構、數據庫組織架構等知識知之甚少，缺乏共鳴。故學生上課學習出現走神、無聊等現象。

1.2 R到逃目標不同

學科定位決定了師生對學科知識的理解和應用。地理信息科學專業主要要求學生掌握地理信息系統、地圖學、測繪及遙感技術等方面的基本技能，參加相關GIS研究和技術開發方面的基本實訓、比賽訓練，具備地理信息采集與處理、系統設計與開發的基本技能及初步的研究和管理能力。而阿壩師院學院地理教育專業立足民族地區人才培養的實際，要求學生掌握地理及其相關學科基礎理論和基本知識，掌握地理調查、定量觀測、實驗綜合分析方法及了解地理信息系統技術、現代教育理論和基本教育技能，熟悉中學地理教材，成為適應現代教育發展，具有教學科研能力的中小學地理教師。

1.3 GIS學科建設薄弱

學院地理專業從事GIS研究應用的教師還很少，加之偏重于理論研究，實際研究相對不夠，產學研不能很好得結合。GIS涉及到從現實地物到數字數據的抽象過程[5]，尤其是GIS概論課，圍繞著空間數據結構、拓撲編碼、空間分析等基本算法和原理，內容尤其抽象。由于學院學生學識基礎較薄弱，導致學生覺得教學內容乏味、枯燥、深奧、難以理解等問題，學習困難。在對ARCGIS、MAPINFO等軟件的學習操作中，很多學生都是第一次接觸GIS體系，課程教學學生處于被動接受的狀態，不能很好的透徹理解GIS理論，GIS上機實踐更是難上加難，很多學生萌發了退縮的念頭，主觀能動性不足，嚴重影響教學進度和質量。

2 民族地區師范院校地理教育專業GIS教學的發展建議

對于非GIS專業的學習者而言，GIS知識入門非常重要，為今后有計劃的實踐應用打基礎。地理教育專業中的GIS課程設置不可或缺。怎樣提高地理教育專業學生學習GIS的興趣和主動性？筆者就GIS課程的教學內容組織、教學模式、實驗室發展等因子進行了探討。

2.1 靈活多樣的教學形式

問卷調查顯示，91%的同學都認為GIS課程的開設很有必要。無論對專業建設發展還是對教師素質發展都有很大幫助。同時，幾乎100%的同學反應教學內容單一、苦澀難懂。如何把晦澀的GIS理論講得通俗易懂，提高學生學習動力，是教學改進的目標。為此，筆者首先重新組織教學內容順序和精簡教學內容。選用教材是黃杏元老師主編的《地理信息系統概論》，其對于專科地理教育專業學生而言稍顯困難。比如在講緒論部分時，為了更好的讓同學們接受和理解GIS，可把教學內容分為為什么是GIS；GIS有哪幾部分組成；GIS能干什么；如何實現GIS；GIS歷史淵源等幾部分知識塊，這樣教學效果比原來要強很多。由于本書涉及很多數據庫知識，而學生幾乎沒有這方面基礎，故在講課時只講解數據庫的個別概念和語法涵義，尤其是在上機操作中要用到的語法。

采用靈活多變的教學形式，可以提高課堂效率[6]。例如采用與實際生活相關的實例來舉證GIS的應用。利用谷歌地圖等軟件來查找阿壩師院位置、路徑查詢等方式來讓學生切實感受到電子地圖開發的功能和價值。結合教師個人工作經歷以及科研項目，介紹一些GIS應用案例，GIS系統開發的過程，使學生切實體會到GIS的功能和宏觀把握。通過開展小組討論式教學，加強學生自我學習能力的培養。通過論壇學習、答疑平臺交流等方式，讓學生分小組去完成每周的GIS作業，激發學生學習的興趣。

2.2 更新完善實驗室教學條件，建立適宜的實踐教學體系

GIS是一門實踐性很強的技術。為了更好地提高學生理解和應用能力，在學院的關心支持下，地理專業建立了GIS實驗室（機房），以更有助于學生學習了解GIS軟件的操作和應用，提高動手能力。通過這幾年對地理信息系統實驗室的持續建設，初步構建了一個地理信息系統實踐教學平臺，為地理教育人才培養模式添加了新的內涵，對地理教育專業學生將地理知識與現代先進技術結合的技能的掌握發揮了重要作用。在GIS實驗課程的設計方面，強調實驗教學緊扣理論教學實踐，主要開設的實驗項目如下。

2.3 調整課程學習評價標準

以《地理信息系統概論》為例，在保證課程教學質量的同時，結合學生實際特點設定合理的課程學習評價標準，更好地達到教學大綱要求。針對學生GIS理論基礎薄弱，相關基礎課程，如數據庫技術、C語言等課程開設少的實際，本門課程制定了以淡化理論算法，強化上機操作能力和分析能力培養為內涵的課程學習評價體系。將期末上機考試成績占課程總成績的比例定為60%，平時學習成績（包含考勤、上課表現、期中理論知識測驗成績）占課程總成績的比例定為40%。其中理論知識測驗除了檢驗學過的基本概念的理解之外，還設計了上機案例操作分析等知識點。這樣學生既了解了GIS相關理論也學到了一些GIS軟件的操作技能。

2.4 與企業合辦合建GIS實驗室

在未來幾年的本科教學中，計劃在大二下學期分兩個側重方向：一個側重于師范教育；一個側重于技術應用。為了提高教學質量，以企業（社會）需求為導向，培養多層次的實用性GIS人才，積極爭取與全國知名的武大吉奧信息技術有限公司共同建立“武大吉奧GIS實驗室”，借力武大吉奧的MAPGIS軟件以及強大的技術支持建設實驗室建設。通過實驗室的建設，提高教學質量，增強學生的二次開發能力，逐步完善從人才需求、人才培養、人才服務、就業、職業提升、到產業促進的循環發展，并為爭取地方科研項目打下堅實基礎。為保障GIS實驗室教學與科研工作的順利進行，積極促進科技成果的應用，學院將充分利用武大吉奧公司提供的系列技術服務支持。此外，派師生到武大吉奧參加吉奧之星系列軟件的使用和二次開發培訓；安排教師承接有類似應用項目，協助指導項目開發實施；每學年擇優安排2～3名優秀學生到武大吉奧公司實習，以便接觸實際的社會工作環境，將學校的理論知識與企業的實踐相結合，更好的完成學校到企業的過渡。

2.5 加大師資隊伍建設，推進產學研相結合

加大師資建設投入，成立一支專業素質較高、教學經驗豐富的專業隊伍。圍繞特色專業建設需要，積極創造教師的學習交流機會，不斷擴充老師的專業視野和技能，建設一支以學術帶頭人為骨干，教學和科研綜合水平高、結構合理的教師隊伍。鼓勵教師根據教育培養目標積極開展有針對性的教學科研。鑒于GIS實踐性很強特點，教學中要做到“四懂三會”（懂原理、懂構造、懂性能、懂用途、會操作、會保養、會排除基本故障），且要有較強的責任心，積極參與到設備的管理工作中去，真正做到實驗室硬件設備與“軟件”管理及使用相配套。借助國家藏羌彝文化產業走廊戰略建設機遇，堅持課題研究服務地方經濟為主策略，利用實驗室科研條件研究該走廊的自然災害防治、長江上游植被變遷歷史地理、土地利用規劃、旅游地理建設等方面等科研內容，帶動師生科研教學的更好開展，并為這一地區發展提供科學的參考依據，服務地方經濟，把民族地區的資源優勢化為產業優勢。

3 小結

GIS科學在現代地理學教育中具有重要的理論應用、實踐價值，在用型新人才培養模式下，開設GIS相關課程對于師范院校地理專業學生非常重要。為了適應新時期新常態下人才培養的需要，學院將在堅持做好地理教育專業的師范性特色教育的同時，加大前沿技術的學習和實踐，更好地承載四川民族地區教師培養培訓、地區發展等重大任務。

參考文獻：

[1]黃杏元.地理信息系統概論[M].北京：高等教育出版社，2012：21-28.

[2]張加龍.林業院校非地理信息系統專業GIS教學的探討[J]中國林業教育，2004，31（3）：60～65.

[3]鄔倫，劉瑜，毛善君.GIS專業本科教學探討――北京大學教學實例[J].地理信息世界，2004，2（2）：27～30.

[4]陳優良，王兆茹，鄒鳳瓊.以需求為導向的GIS專業人才培養模式[J].地理空間信息，2010，8（3）：141～143.

地理信息科學的主要課程范文第5篇

關鍵詞：地理信息系統原理；CDIO工程教育模式；教學資源；網絡教學平臺；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）44-0134-03

《地理信息系統原理》是地理信息科學、遙感科學與技術、測繪工程三個專業學科基礎核心課程。隨著計算機和網絡技術的發展，網絡教學平臺已成為國內外高校開展教學的必要技術設施。成都信息工程大學資源環境學院《地理信息系統原理》課程經過四川省級精品課程建設及省級共享課程建設，創設了多種教學資源，并通過網絡教學平臺開展了相關的教學活動，但仍存在教學資源有限，案例細化不夠，網絡教學平臺的訪問量低等情況。為此，本文將以CDIO[構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）]工程教育為理念，以課堂教學為主導、學生自主學習為原則，探討新形式下《地理信息系統原理》課程在教學資源及網絡教學平臺建設方面的應用。

借鑒于CDIO工程教學模式，通過任務驅動、項目引導的教學方法，對課程進行一體化設計，整理并開發與課堂教育相配套、兼實用性、多樣性于一體的課程教學資源，同時改進現有網絡教學平臺課程網站及精品課程網站，已達到良好的互動效果，使課程在網絡教學平臺上“活”起來，讓網絡教學資源和平臺真正成為學生自主學習的第二課堂。通過對《地理信息系統原理》教學資源和網絡教學平臺建設的改革，以期能充分發揮網絡教學平臺巨大的潛能，更好的調動學生的積極性，培養其自主學習能力和實用專業素質，從而獲得最優的教學效果，以期能對相關的學科基礎課程和專業課程的教學改革起到引領、示范和帶動作用。

一、《地理信息系統原理》課程教學現狀

1.教學資源形式單一，內容不夠豐富，缺乏吸引力。《地理信息系統原理》課程的教學任務是使學生掌握地理信息系統的基本原理、基本方法和應用領域，擴寬學生應用地理信息系統解決實際問題的思路，是一門實踐性極強的學科。然而，目前該課程的教學資源主要是課堂上使用的教案、教材、參考資料、課程作業和以實習指導為主的資料庫，資源形式較為單一，沒有從整體上對教學資源進行一體化的教學設計。

隨著計算機網絡和新型教育模式的全面推廣，《地理信息系統原理》課程在課堂教育教學上進行了大量的改革，比如在教學中加入問題引導的教學方法，以實踐培養學生解決問題的能力和團隊建設能力等，由此產生了相應的教學資源與新的教改明顯不匹配的矛盾。目前已有的課程網絡教學資源，也主要是包括課件PPT格式、文本格式、Word格式、PDF格式等幾種形式，并未考慮根據不同專業學生學習該門課程的專業特點提供方向相關、豐富實用的教學材料，缺乏對教學資源本身實用性的考察，未能從根本上解決學生在課堂教育有限時間內學習知識和能力培養不足的問題。

2.網絡教學平臺交互性差，體驗感有待加強。筆者切實考察所在院系已開設的《地理信息系統原理》課程網絡教學平臺，發現現有課程網站學習活動主要是“單向”的活動，即教師布置作業、任務、提供教案、課件、資料供學生下載學習，學生通過網站查看課程通知、課程大綱、提交作業和實驗報告等，教師除了批改作業、批改實驗報告外，很少通過網絡與學生進行交流。這樣的網絡教學平臺僅體現了其作為網絡存儲空間提供課程教學資源的“靜態”網站作用，而未能充分發揮其網絡教學和師生平等交流的“動態”互動平臺作用。另外，由于現有網絡教學平臺缺乏對教學資源的分類設置以及對學生自主學習的引導，體驗感不強，學生登錄網絡教學平臺一般只為了完成教師布置的課程任務，很少主動去了解并使用平臺上的其他功能，未能真正體現出網絡教學平臺的引導和互動作用。網站統計數據顯示，教學平臺從建設以來的訪問累計量僅為1.6萬人次。

3.教學理念在設計上與教學資源及網絡教學平臺不相匹配。目前的課程教學模式主要是以教師教學為中心，教師來安排和組織學習，學生的學習方式單向、被動。雖然在《地理信息系統原理》課程學習中加入了案例實踐教學，增加了課堂互動性，但在課程整體設計上缺乏對學生的興趣培養，未能真正提高其解決實際問題的能力。在課程教學的培養目標的設計上缺乏細化，對學生課外學習的引導明顯不足，導致其學習形式層次單一；課程教學方法缺乏興趣引導，未能充分調動學生學習的積極性，以致學生不能很好地使用相關的教學資源和網絡教學平臺來進行自主學習。

二、建設基于CDIO工程教育模式的多源《地理信息系統原理》教學資源

針對筆者所在院系目前《地理信息系統原理》教學存在的主要問題，課程組將借鑒CDIO工程教育模式，以任務驅動、項目引導的教學方法為理念，細化課程知識體系中每一部分的培養目標，通過具體項目來引導，以孕育、設計、實施、動作為一個完整的過程進行教學，從而提高學生的學習興趣，引導學生充分利用教學資源及網絡教學平臺進行自主學習，培養學生的實際能手能力，提高其解決實際問題的能力。

其首要目標就是要構建多源的教學資源。對教學資源進行一體化教學設計，將各種教學資源相互配合、相互補充，注重教學資源的實用性，盡量提供優質的教學資源，發揮整體優勢以滿足學生需求。在網絡教學平臺的教學資源建設上，根據學生的具體需求，對課程網站的欄目劃分和資源存儲進行科學合理的歸類，以方便學生檢索、查詢和學習。對課程網站中教學資源、教學材料和個人資源等部分進行細化，不僅僅按教學章節提供相關學習資料，而且增加以不同的專題內容為主、以不同層次和應用方向的工程項目為導向的知識模塊，多層次、多角度構建學生的自主學習資源。

在繼承傳統教學資源的基礎上，發展新型教學資源，細化課程每個章節的核心知識點、難點和重點，如空間數據抽象、空間數據模型、柵格數據疊加分析等知識點。采用微課方式，圍繞某個知識點或教學環節開展簡短、完整的教學活動，錄制微課視頻，讓學生可以在空余時間對自己感興趣的內容進行自主學習。發動學生積極參與教育教學資源的開發，在教學資源網站上開設“學生園區”，將他們制作的優秀課件、動畫、視頻、實踐項目、3S競賽項目等，分類整理為教學資源，以增加教學資源的活力。

此外，在課程資源的建設上，除了要以工程項目為導向，還應注重課程特色、專業特色、資源特色，通過不同的學習專題方式構建特色教學資源，把基本原理與具體特色應用結合起來。同時，還應注重對教師課程網站資源建設能力的培養，增強教師應用現代教育技術的主動性和自覺性，通過課程組教師之間的分工協作和相互交流，構建出豐富且適用性強的教學資源庫。

三、建設交互性好、體驗感強的網絡教學平臺

針對目前學生在課程網站上僅進行被動學習的現象，探索對網絡教學平臺建設的改革，通過多樣化和多角度的學習方式以調動學生自主學習的熱情。目前《地理信息系統原理》課程網站學習活動主要是“單向”的活動，除了課堂互動，教師很少通過網絡與學生進行交流。針對這一現象，可通過增加網絡平臺交互環節，鼓勵學生結合實際，恰當地表達自己對GIS基本知識的理解和運用，教師通過網絡教學平臺及時回復和平等交流。可以通過授課老師的引導、激勵等方式培養同學自主學習的習慣，如根據專題學習情況、學習筆記、學習提的問題、回帖數量、質量等進行評分，計入課程平時成績；增加交互性學習專題、作業等，利用向導式的學習方式，讓學生必須通過回答問題才能進入下一步學習等方式，養成學生自主學習的習慣。在目前網絡教學平臺師生及時交互功能較弱的情況下，也可通過其他即時通訊軟件，如QQ、MSN等方式，建立課程學習群或討論組，搭建師生之間及時交流和溝通的渠道，并在各種交流對話中，通過資源網址鏈接方式引導學生通過網絡教學平臺進行交流和學習。

此外，還可在課程網站平臺開設“課程討論”和“問題答疑”專區，根據目前GIS技術熱點、GIS應用熱點、課堂講授中的難點，或是師生自己關注的與課程相關的問題等發表新話題，讓同學們積極參與，通過話題討論、交流，達到深刻理解問題的目的，同時也培養自由、平等交流的學術氛圍，調動學生學習積極性，增強師生在網絡教學平臺上的互動。通過網絡教學平臺可以靈活地對學生學習進行評價，充分肯定其在學習和解決實際問題過程中所表現出的能力，培養其創新精神和自主學習熱情。通過開辟“課程問卷”專區和對網絡平臺的各種統計，及時評價課程網站的使用效果，分析不足，收集學生反饋意見或建議，更新和優化教學資源，不斷完善課程網站平臺。

通過對筆者所在院系《地理信息系統原理》網絡教學平臺的改進，每學期訪問達到2.6萬人次，提升了網絡教學平臺的吸引力。

四、設計與教學資源和網絡教學平臺相匹配的教學理念

由以教師教學為中心、教師來安排和組織學習，向以教師課堂教學與學生課下自主學習相結合的設計理念轉變，借鑒CDIO工程教學模式，對課程教學模式進行一體化設計，以任務驅動、項目引導為教學方法，向學生提供多角度的學習方式，引導其利用多源的教學資源進行自主的興趣學習。

課程學習開始，讓學生明確本課程學習的要求、目標和考核標準，對于具體的知識點，以具體應用實例作為引導，剖析其實現的基本原理，引導學生培養分析和解決實際問題的能力。為課程學習布置具體實際項目，如地質災害評估及預警、農業氣候區劃等具體應用課題，讓學生明確項目最終目的，在理論知識點的學習后，將其應用到實際項目的相關部分；劃分課程項目小組的時間項目任務并提交報告，以增強其實際動手能力和團隊協作能力。針對學生水平的差異和興趣方向的不同，對課程作業、任務以及課程項目設計劃分不同的層次，提供多元且靈活的學習方式，如劃分基礎性作業、增強性作業、應用性作業和開發性作業等不同類型，讓學生根據自身情況和要求選擇完成，增強其自主學習的積極性和創新性。讓整個教學模式都以項目設計為核心，對教學資源、網絡教學平臺和教學方法進行一體化設計，形成一個互相融合、互相影響的有機整體，從而制定出符合專業特色的工程教育模式。

五、結論

傳統的教育資源和缺乏互動的教育模式，早已不能滿足現代高等教育的教育要求。本文以CDIO工程教育模式理念為基礎，從一體化的設計原則出發，針對《地理信息系統原理》課程教學資源的構建、網絡教學平臺的建設管理和與之相匹配的教學理念的設計三個方面，提出了教學改革的具體實施建議，期望能在相關的學科基礎課程和專業課程的教學改革中起到了借鑒作用。具體的改革實施建議有待在后續的實際應用研究中檢驗和完善。

參考文獻：