地理信息科学的主要课程范例6篇

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地理信息科学的主要课程

地理信息科学的主要课程范文1

关键词:大类招生;地理信息科学专业;地方师范院校

21世纪初,北京大学启动“元培计划”,低年级实行大学通识基础教育,高年级实行宽口径专业教育[1]。此后,“宽口径、厚基础”成为我国高等教育改革和发展的新要求,2010年基本形成“大类招生,专业分流”的招生培养新模式。2020年,有115所“双一流”建设高校不同程度地实施了大类招生与专业分流,占同类型高校数量(134所)的85.82%,其中含北京师范大学、华东师范大学、南京师范大学、陕西师范大学等8所师范院校[2]。大类招生改变传统按特定专业的招生方式,一定程度避免了学生选择专业的盲目性,使其获得更多有机会深入认知各个专业,并根据自身兴趣实现专业双向选择,有助于培养满足社会需求的复合型、创新型人才[3]。师范院校地理专业主要承担中小学地理教师培养和教学理论创新的任务,地理信息科学专业作为师范院校的非师范专业,既沿袭了地理学专业的自然地理、人文地理、经济地理等教学内容,又涵盖了软件应用、程序设计、软件开发等计算机专业的实践教学体系[4]。与地理师范生的培养目标不同,地理信息科学专业以培养学生地学数据获取、管理、应用、分析能力为主,能在生态、环保、规划、教育等各个领域从事地理信息科学应用、研究、开发等的复合型科技人才[5]。大类招生背景下,地理科学师范生及地理信息科学非师范生以地理学一级学科统一招生,招生、专业分流、教学、就业等方面也随之发生了一些变化,为专业发展带来了新的机遇和挑战。文章以重庆师范大学为研究对象,对比分析地方师范院校地理信息科学专业在大类招生前后的招生规模、生源、培养方案等方面的变化与发展,初探大类招生背景下地理信息科学专业发展所面临的机遇和挑战,为地方师范院校非师范专业发展模式的相关研究提供一定参考。

一、专业招生情况

据统计,截至2020年,全国有190个院校开设地理信息科学专业(表1),其中师范类院校50所,数量最多的三个省市有江苏省(18所,师范5所)、河南省(13所,师范5所)和湖北省(12所,师范2所),主要集中在中东部地区。总的招生规模达8000~9000人,男女比例接近1∶1,文理科招生比例为1∶9。重庆师范大学自2003年至2019年招收地理信息专业学生,每年招生规模40人左右,2020年招生规模升至50人。2021年,重庆师范大学实施地理科学专业大类招生200人,地理信息科学专业招生规模进一步扩大到55人。生源主要来自14个省市,本着为地方培养人才的宗旨,生源配置以重庆市为主,招生人数141人,占比达71%,其余以四川省居多,占比15%。文理科招生比例为4∶6,明显高于全国。

二、专业分流方案

专业分流是大类招生模式中重要的环节,学生经过一段时间的大类培养,按照一定的标准和规章制定选择专业。分流方案是进行专业分流的前提和依据,主要有分流对象、分流依据、分流程序、分流时间等多个方面的内容[6]。地理学大类招生的学生分流专业以地理科学、地理信息科学、环境科学、城乡规划等为主,在校学习1~2年通识课程后,按照成绩排名、志愿填报+成绩排名等进行专业分流,部分师范类院校为了平衡各专业,从成绩排名、志愿填报、教学实践能力三方面综合实施专业分流。重庆师范大学地理学专业按照地理学大类招生后,分流为地理科学、地理信息科学两个专业,专业分流的基本原则包括:(1)学生志向与社会需求相结合的原则。鼓励学生自主选择专业,积极瞄准社会的人才需求,综合考虑近期、远期社会需求和学院的发展,合理进行专业分流。(2)公平、公开原则。专业分流工作执行成员负责领导和执行专业分流,监督成员负责分流工作的公平性和透明度。根据专业分流方案,确保每个学生的专业分流工作透明与公平。(3)各专业(方向)接收学生的人数要兼顾学科建设和未来发展需求。按照志愿填报结合绩点排名的方式,在第一学年结束后,每名学生只有一次专业分流机会,分流以后不再进行转专业设置,与国内其他高校分流方式基本相同。

三、教学改革

地理学大类招生的培养期望是地理科学教育方向学生从事教育工作,具备师德情怀高、教学能力强、育人效果好、发展后劲足等能力[7]。地理信息科学方向学生从应用、研究工作,具备动手能力强、领导中小型团队、设计开发新产品和新系统等能力。教学中,需要优化师资团队,调整课程设置,加强专业引导,合理科学安排分流前的通识、学科基础教育和分流后的专业教育。

(一)优化师资团队

优化教师资源配置,既要有扎实地理学功底的教师,又要有从事地理信息技术相关教学研究的教师。大类招生后,重庆师范大学地理学专业教师团队进行了优化和调整,团队成员共50人,学缘结构多样,专业教师来自中国科学院、香港大学、北京师范大学、南京大学、中山大学、武汉大学等近20所国内外大学。学科背景涵盖了地理学、生态学、林学、灾害学、环境科学、信息科学等方面,地理学大类招生后,充分发挥多学科交叉特色和学科优势,有助于教师团队交流和共同学习,更有助于落实因材施教,培养高层次教育科研人才。

(二)教学模式

教学模式变革的目的是促进学生自主学习,关注学习效果和学生个人发展,从全程教师讲授到学生参与的教学模式过渡,将导入法、举例法和讨论法等教学法相结合,加强实习实践环节,加强地理学知识的感官认识。如开展地貌、地质、植物、水文、土壤等自然地理野外实习,并结合区域遥感图像,深入了解遥感图像如何记录地物信息,开展植被、水系、农田等各类地物信息的光谱特征认识和遥感图像地物识别等实践。通过地理事件、现象导入课程内容,如滑坡、泥石流等地质灾害发生的事件,讨论区域特征及地质灾害的诱发因素(地形、气象、地质结构等),激励学生逐步参与课堂讨论,提升学生兴趣,从而牢固掌握所学知识点。

(三)调整课程设置

不同类型院校的地理信息科学专业,培养目标不同,专业特色不同,所开设的课程也具有明显差异。师范院校地理信息科学专业核心课程可分为地理学、遥感、地理信息系统、计算机、测绘等几大类。其中,依托传统地理学为基础开设的地理信息科学专业,课程设置以地理类课程占比最高,如北京师范大学占比34%,华东师范大学占比54%,东北师范大学占比38%,其次是遥感或地理信息系统,北京师范大学遥感和地理信息系统占比均为22%,华东师范大学分别为17%和8%,东北师范大学分别为19%和24%。重庆师范大学地理信息科学专业依托地理与旅游学院,课程设置以地理类课程为主导,占比30%,其次是计算机类课程占比22%,遥感和地理信息系统类占比均为18%(见下图)。大类招生后,将思政类通识必修课均放入第一学年。同时,加入学科基础教育课程,如含自然地理、人文地理和经济地理,地理信息系统概论、遥感概论、地图学等。强化专业导论课程,让学生深入认识专业,培养专业兴趣,了解专业内涵特征,明晰专业如何服务社会经济发展,便于后期学生结合自己的兴趣选择专业。

四、大类招生背景下面临的机遇和挑战

在大类招生与专业分流的教育改革背景下,突破专业单一培养的局限性,强化学科基础,因材施教,分流培养。据各高校地理学专业分流调查情况看,部分高校经过1~2年的专业引导和专业导论课程的学习,学生都能较清晰地了解各分流专业,如陕西师范大学80%的学生非常了解分流专业,有25%的同学改变了最初专业选择意向,多数学生选择分流专业的依据为个人兴趣、专业发展、就业方向及教师团队等。经过学生志愿填报后,80%以上的学生对目前所学专业表示满意[8]。而部分高校也存在一些问题,如学生对专业分流政策了解不够,分流专业选择意向不清晰,出现“一边倒”的专业意向不均衡现象,学生未进入理想专业产生心理落差等[3]。同样,在大类招生背景下的地方师范院校地理信息科学专业发展也面临众多机遇和挑战。面临的机遇表现在以下三个方面:(1)招生规模扩大,学生分数提高。大类招生之前,地理科学师范类是按照一类本科分数线招生,地理信息科学非师范类按照二类本科分数线招生。在重庆师范大学地理信息科学专业纳入地理学大类招生后,全部学生按照一类本科招生,招生规模和生源成绩较往年有明显提升。(2)大学科、大专业的理念下,有利于各学科专业教师的交流学习,提升教师教学能力;有利于整合学科资源,促进地理学基础和地理信息技术应用的交叉融合;也有利于培养学生对地理学的全面认识,构建综合地理学知识体系。(3)遵从人才培养逻辑,全面服务学生发展,学生专业认知增强,学习兴趣浓厚。专业分流过程中,学生全程参与,通过前期专业导论和各类专业宣讲,学生对专业的知识构建,专业的未来发展及就业前景等方面有了深入了解,结合自身兴趣的选择专业,学生学习积极主动性高,学习动力足、投入时间多,参与教学、实践等热情高,教学效果好。面临的挑战包括:(1)学生对专业分流知晓度低,影响学生对录取专业的满意度。在分流前,大部分学校仍有近30%的学生对专业设置、分流程度、专业培养目标、课程设置及专业就业等方面了解不足,存在不理性填报专业的情况,录取后,学生对专业认同度低。(2)地方师范类高校以培养地方教师为主要目标,而地理信息科学等非师范专业就业方向不明晰,易导致专业分流“一边倒”。学生在报考地方师范院校的初衷是从事中小学教师工作,地理信息科学专业就业方向主要是面向区域、资源、环境、基础设施和城市规划等领域,从事与地理信息系统有关的应用研究、技术开发等工作。范围宽泛,不能聚焦在某个行业或者领域,学生无法将所学专业与社会发展的行业需求相结合,导致就业信心不足,大批学生选择地理科学专业。(3)学生个体差异大,自我认知存在偏差,多种因素影响专业选择,如学生的兴趣、学习和科研能力、专业就业形势、专业教学实力、专业分流限制等因素对学生的专业选择有不同程度的影响,导致专业分流之后部分学生对分流专业的承诺水平低,缺乏专业认同度,学习投入程度低,学习效果差。因此,在专业分流前,对学生进行分流政策的详细解读,阶段性地进行地理信息科学的专业宣讲;强化地理信息科学专业教师对学生专业引导,结合学生自身特征,明确就业方向;加强GIS和RS的实习实践,通过观察地理现象,分析地理环境,发现问题、分析问题、解决问题等实践过程,提高专业自信心和认可度。

结语

文章以重庆师范大学为例,通过分析大类招生背景下,地方师范院校地理信息科学专业在招生、教学、课程设置等方面的变化,结合部分师范类院校大类招生的学生情况调查,浅谈地方师范院校地理信息科学专业参与大类招生后面临的机遇和挑战。随着大类招生与培养教育改革的进一步深化,立足本土,地方师范类院校调整招生模式,在适应变化的同时,积极探索适宜本校、本科专业教育发展的新模式。

参考文献:

[1]尤西林.当代通识教育的理论与改革探索[M].北京:科学出版社,2020:217.

[2]谭颖芳,张悦.大类招生与培养:历程、方案与走向[J].教育发展研究,2021,41(Z1):81-91.

[3]王永桂,王禹熹,谢渝.大类招生模式下地理学专业分流的挑战与策略———以中国地质大学(武汉)为例[J].中国地质教育,2021,30(01):42-46.

[4]高思超.“一流本科教育”背景下高校专业建设的实践与思考———以西华师范大学为例[J].大学教育,2021(04):1-3.

[5]张晓露,王妮,孙铂.地方高校地理科学专业就业影响因素分析[J].教育现代化,2019,6(76):232-233.

[6]李莉.大类招生制度下旅游管理类专业分流制度的实践与探索———以重庆第二师范学院为例[J].重庆第二师范学院学报,2021,34(01):112-115.

[7]胡最,刘沛林,郑文武,邓运员,邓美容.地方高师院校GIS专业实践教学方法研究[J].衡阳师范学院学报,2017,38(03):140-142.

地理信息科学的主要课程范文2

1.1教材针对性不强

针对地理信息科学专业而言,测量成果是地理信息系统的主要数据源之一,测量学是采集和获取地球空间定位数据,建立基础地理信息库的一门测绘类课程,[3]但目前大部分有关测绘综合实习的教材都倾向于测绘类专业,没有针对地理信息科学专业的教材,且教学大纲和内容具有滞后性。因此,在教材方面应针对地理信息科学专业的特点制定测绘综合实习教学内容,着重强调对测量学理论知识的弥补与扩张,强调其与地理信息科学的对地观测体系、遥感、信息科学等方面的密切结合,更好地为数字地球、智慧城市建设服务。

1.2测绘实践实验课时数偏少

随着测绘科技的发展,新方法、新仪器都导致了教学内容的增加,从而导致本专业学生在有限的测绘实习课时内只能掌握基本仪器如水准仪、经纬仪的实战操作而对全站仪等先进电子测量仪器仅限于认识层面,造成许多学生不会操作全站仪。需增加测绘综合实习课时以便学生在充分了解水准仪、经纬仪的基本构造、原理的基础上具有熟练的实际操作技能,此外还能让学生有充分时间了解全站仪并熟练应用全站仪进行角度、高差等测量。

2教学观念和教学方法的改革

注重教学形式、教学内容及有效地组织教学活动可以最大限度发挥实践教学的成效,能更好地促进理论教学和培养社会需要的人才。[4]我校地理信息科学专业相关老师和领导非常重视企业平台等在测绘实践课程中的作用,积极与南方测绘、南通测绘院等企业建立校企联合,以这些企业为依托建立测绘产学研实践教学基地,以达到资源共享。这种校企联合办学的模式有效地解决了学校教学资源不足的缺点;同时在参观中学习是一种很好的教学方式,通过测绘实例展示和工程技术人员的现场讲解激发学生的专业兴趣。测绘综合实习采取了相对自由的教学形式,在实践教学方法上引入了引导式教学模式,学生由被动学习转为主动学习,强调学生的动手能力。

实践环节开始前,对全班学生进行分组,确定实践任务要求学生提前预习;老师主要是布置相关任务,介绍测绘工作流程和大致方法,讲解工作要领和注意事项。具体的测绘工作由实习小组独立完成,以提高学生之间的团队协作能力。在测绘实习过程中,指导老师进行现场指导并随时对学生提问,要求学生有针对性地回答教师提出的问题。此外,为了避免团队中个别学生的滥竽充数现象,在实践中要求每个学生都会使用测量仪器并熟练了解各项技术标准,直到满足技术要求为止,最终提交的实验报告要求每人独立完成。当测量结果误差超限时,鼓励学生独立思考分析误差产生的原因,应重测直到实验数据满足技术精度要求为止,达到提高学生分析问题、解决实际问题的能力并养成良好的测量习惯。

3综合实习成绩评定方法的改革

通过加强实践教学的管理和考核可以很好地提高实践教学的成效。测量学实验课是认识测量仪器和巩固理论知识的基础,通常是根据实验课时数与理论课时数的比例关系,确定实验课的考核评分办法确保每个学生具有单独进行仪器操作的机会。测绘综合实习主要过程是通过团队协作完成相应实际任务,是对学生测量技能的提高阶段,对学生进行分组,每组8人左右。在实行新的教学考核方式以前,实习成绩的评定往往是对每个小组进行整体打分,个人考核是由组长在小组内进行比较、权衡,这样缺乏纵向的、组与组之间的比较,且组长往往顾及同学情谊平均分配成绩,不能很好体现埋头苦干同学的付出。为了改善这种平均主义的现象,实习考核改变了以前以实习小组为单位考核的办法,考核对象细化到每位学生,按照其出勤、实习表现、分析测量误差的能力表现等多方面、多角度进行考核。同时,考核成绩与学生在测绘实习过程中团结协作、吃苦耐劳、勇于奉献的精神相结合,全面考核学生的测量业务能力和综合素质,具体评价指标为:出勤占10%,主要反映学生学习和参与的积极性;仪器操作能力、数据处理和分析能力、绘图能力考核占50%,该项考核指标是从学生的专业技能方面考虑;团结协作能力占20%,由小组组长和组员认定;实习报告占20%。学生的实习报告内容主要包括:实习技术总结和分析、实习心得体会和对实习及教学方式的意见与建议。考核机制的改革有效地促进了学生主动参与实习的积极性,动手能力和专业兴趣有了明显提高,增强了专业素养。通过目前2011级学生专业实习的效果和反馈情况看,这种考核有效地促进了学生的学习动力、巩固了学生测量技能。

4结语

地理信息科学的主要课程范文3

关键词:人才培养体系 实践教学 教学改革

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(b)-0205-02

国内地理信息系统(GIS)专业自1998开设至今已经有近15年的历史了,目前国内设置GIS专业的高等院校已近200所。在此期间,GIS科学技术的不断发展、GIS应用水平的不断提升使得整个空间信息产业对GIS人才的需求也逐渐增强。GIS教育也正在蓬勃发展之中,面对社会对人才要求的不断提高,出现了系列值得关注的问题:譬如学校传统的教育培养模式是否需要进行调整?传统的教育内容是否能够满足需求?怎样的培养模式才能够加强人才的竞争力?如何根据社会需要和学生需求以及学校特点合理地构建一套GIS创新型人才培养体系是专业建设急需解决地问题。

培养应用型、创新型的GIS人才一直是我们作为GIS教师的目标与责任。对此,本文分析了目前我国GIS专业本科生培养的现状及存在的一些问题,针对GIS专业人才培养改革的迫切需要,系统探讨了如何充分发挥GIS专业特色,培养应用创新型人才的措施和方法;结合首都师范大学地理信息系统国家特色专业人才培养的具体实践,详细论述了特色专业人才培养体系在建设理念、师资队伍、条件平台、课程教材、实验教学等方面的建设举措和进展,为其它相关高校专业建设和人才培养提供可供借鉴的思路和方案。

1 建设目标与举措

首都师范大学地理信息系统专业成立于2001年,以“教学、科研、团队协调发展,学科、专业、课程相互促进”为发展理念,依托“211工程”重点建设学科、4个国家、省部级优秀教学平台和4个国家和省部级科研创新平台等,高水平科研与教学相互结合和促进,加强开放、交流与合作;深入开展以促进学生知识、能力、素质协调发展为目标的创新性教学改革,完善人才培养体系。经过近10年的建设,在师资队伍、平台建设、教学改革等方面取得了一系列成绩。但是鉴于地理信息系统学科年轻、发展又快,地理信息系统专业本、硕、博课程都存在一定的问题,实习实践有待加强,学生培养与国际接轨等老问题和层出不穷的新问题。

因此,本专业以人才培养为中心,以行业对人才的需求能力为出发点,研究人才知识结构与需求趋势,以高水平师资队伍建设、课程体系与教材建设、教学模式与方法改革、实践体系改革等建设为过程和手段,构建应用创新型人才培养体系和方案;建设一支掌握先进教育技术、教学水平高、实践与科研能力强、熟悉行业人才需求的队伍;建设校内校外相结合、国内国外项联系、实验与实习相贯通、应用与创新同步的立体化人才培养平台。

围绕该建设目标,在具体建设过程中,采取下列措施。

(1)实践教学体系改革:结合目标定位,深入调研国内外知名高校的专业课程体系,结合学校实际,改革现行课程体系,加强实践教学体系建设;使课程体系能力模块化,理论、实践与应用创新三位一体化,模块之间链接化,实践技能训练综合化,选修课组方向化,专题设计创新化。主动适应社会需求和创新性人才培养的需求。(2)课程内容与教材改革:针对现有课程内容重复性较大、部分授课内容老化的不足,依据人才培养目标改革教学内容和教材体系,决定课程内容的新旧取舍。保证教学内容的经典与前沿相结合,理论与实践相结合;保证课程群模块内部以及模块之间的有机衔接;结合教学实践和经验,开展教材建设,重点建设面向新培养目标的特色教材和实践教材。(3)专业师资队伍改革:优化教师与科研队伍,建立完善的GIS教学科研体系,包括高素质的教学队伍和齐全的教学实验设备。在本科生课程授课师资体系中,聘请高水平校外专家进本科生课堂;专业核心平台课推行教学水平较高的主讲教师负责制;推进产学研的紧密结合。(4)教学手段与方法改革:紧紧围绕应用创新人才培养的目标,积极推动和引导教学方法改革,采用问题式、讨论式、任务驱动式、现场实践式等多样化教学方法,改变传统教学中教师主动、学生被动的教学方式,提高学生学习兴趣,使学生主动发现问题、思考问题,培养学生从解决实际问题的角度理解知识、应用技术、创新发展。(5)人才培养模式改革:加强学生实践能力特别是综合应用实践的锻炼,为应用创新大好基础;注重个性化培养,优选若干具有潜质的学生开展研究型学习,实现人才培养模式的创新;通过制度建设和管理体制改革,建立一套能培养学生创新意识、创新思维、创新能力的运行机制;鼓励学生参加科研活动,设立科研创新学分与创新奖学金,利用学术报告、发表学术论文、各种科技大赛获奖、参加教师科研、申报科研立项等多种渠道,引导学生进行创新。

2 课程与教材建设

在课程设置方面,本专业的专业课程分为三大系列:计算机科学类(数据结构、数据库、计算机图形学、计算机图象处理、C语言、C++、VB、JAVA等面向对象的编程技术)、地理科学类(自然地理学、人文地理学、环境学、国土资源学、城市规划等)和地理信息系统科学与技术类(地图学、地理信息系统、计算机制图、遥感、全球定位系统、组件GIS、WEBGIS、ARCGIS、PCI等)。学生必须修满教学计划培养方案规定的180学分方能毕业。课程147学分(含实习18分),其中通识教育51分,专业基础28分,专业核心25分,专业方向课43分;实验教学33学分。

团队教师积极进行教学改革。所有专业课必修课均配备优秀教材(其中自编教材20%),引进和选用外文教材3门,必修课配备率达17%。6门课程中采用学生参与课堂讨论的方式进行教学,收到良好效果,获得三项学校探究式课程建设立项。90%课程参加学校课程建设,其中优秀课程20%。90%专业基础课和专业核心课由副教授以上的教师主讲,所有的教授、副教授都为本科生授课或做学术报告。实验指导教师多为博士和副教授。所有教学实习都指派有副教授以上教师指导学生。获得“北京市教育科学研究优秀成果一等奖”等教学奖励22项,其中包括地理信息系统国家精品课程1门、北京市精品课程1门。

根据教学改革的指导思想,本专业积极推进优秀教材建设,力求理论教材和实验教材在内容设计上注重理论基础、实验内容技术与方法的综合性、区域性、应用性和先进性,并体现理论与基础、室内与野外、经典与先进的有机结合。自编的系列实验教材和讲义,基本体现了教材建设的理念。截至目前,本专业已经主编专著和教材25部,其中包括《地理信息实验系列教程》、《遥感图像处理系列教程》等实验教材4部,参编教材4部。目前中心自编实验教材与讲义,对于充实地理学发展前沿起到了重要的作用。教学过程中针对本校不同专业、不同课程的特点,进行优化组合。有3本教材入选国家“十五”、“十一五”教育部规划教材,1项教材获北京市精品教材。

3 实践教学体系建设

本专业的实践教学以地理科学与技术国家级实验教学示范中心为建设单位,以地理信息系统系列课程为建设平台,分别建立了基础、专业、野外综合、探究性的实验教学平台。其中,由3个基础实验室(测量与地图实验室、遥感实验室、GIS实验室)和5个专业实验室(GPS实验室、卫星遥感数据接收实验室、车载三维信息获取实验室、三维激光实验室、虚拟地理环境实验室)组成课内实验平台,由5个野外综合实习基地(秦皇岛地质地貌、野鸭湖湿地自然保护区、北京金山测量与地图、北京地面沉降监测、北大方正3S技术开发与应用实习基地)组成校外综合实习、实践平台,由五个省部级重点实验室组成实验教学与科研创新平台。

在实践教学体系建设上,地理信息系统专业构建了符合学科特点、兼顾学习规律的“基础实验-综合实验-设计实验-研究创新”四级逐步提高的“一体化、多层次、开放式”的创新性实验教学体系。

实验课程、实验项目设计的总体思想是“以学生为本,传授知识、培养能力和素质提高协调发展”。在实验课程设计中,加强理论与技术应用的有机结合,加强地理新技术的应用;在实验项目设计中,鼓励教师依托科研项目开设综合性、创新性实验项目;扶持特色实验课程和项目的发展;加强学生自主学习、合作学习、探究学习的能力训练。

实践教学内容上,强调体现区域性、综合性、实践性的学科特点,根据专业和课程特色,分层次设立基本型、综合型、设计型、创新型实验,构建“基本理论验证-基本技术操作-开发应用创新”的多级实验内容。坚持“室内基础实验与野外综合实践相结合”、“地理信息科学基础理论与高新技术相结合”、“高水平科学研究与创新型实验设计相结合”,以培养具有扎实地理信息科学基础理论、基本知识与基本技能,掌握现代地理技术并具有应用创新精神的地理信息科学与技术复合型人才。

由专职、兼职教师组成的实验教学队伍,保证了科学研究与实验教学的有机结合。目前任职教师中,有70%的教师承担了各级各类科研项目,较好地提升了理论课、实验实习课的教学内容。如在ARCINFO地理信息系统实验课程中,任课教师依托所承担的“国土资源大调查项目—— 数字国土”,设计了基于ARCINFO的土地利用空间数据库建设实习;在GIS空间分析实验课中,依托863项目“GIS在农村社会经济统计分析中的应用”设计了基于GIS的人口空间自相关分析实习项目等等,保证在实验教学中前沿性科研的实验内容占一定的比例。

实验教学与科研、工程和社会应用实践结合主要表现在三个方面:一是地理信息科学基础理论与地理新技术相结合;二是高水平科研与创新型实验相结合;三是野外实习基地在遴选中遵循了区域性、综合性、先进性的原则。

4 人才培养体系建构

地理信息系统专业以学生为本,积极开展人才培养体系建设。初步搭建了本科—硕士—博士—博士后较为完善的人才培养体系,并初步建立了“五个结合”的人才培养模式,即“地理信息科学基础理论与地理信息高新技术相结合”、“室内基础实验与野外综合能力培养相结合”、“高水平科学研究与创新型教学相结合”、“本科生、研究生探究式教学相结合”、“教学示范辐射与合作交流相结合”,形成了“基础实验—综合实验—设计实验—研究创新”四级逐步提高的实验教学模式。在狠抓学生专业学习基础上,本专业根据用人单位需求,研究就业市场信息,力求为学生就业加强服务。通过组织地理信息系统应用、开发竞赛的各类活动,提高学生实践活动能力。联系高水平的业内人士来做报告,为学生将来就业搭建起人脉网络。学生科研立项和毕业论文依托科研、工程和社会应用实践等项目的比重逐年提高,选题的准确性、方法的先进性和成果的应用性都有显著的提高。主要举措体现在以下几点。

(1)高水平科研与教学相互促进,力争为每一位师生提供适宜发展的学术空间。集成5个省部级重点实验室优势资源,建立创新教育平台,并与教学平台有机结合;师生借鉴科研思路,开展创新教育和研究性学习;学生探究式学习有效地反哺了教师创新教育能力。(2)以高新技术应用激发学习热情,培养学生掌握高新技术应用“一技之长”。获国家科技进步奖、国家专利的成果,转化为自主知识产权的实验教学仪器和软件,激发学生探究式学习兴趣、培养解决地理学实际问题能力;通过增设5门探究式实验课、出版10部实验教材、建设国家精品课程、精品教材等与国内外50多所大学共享互动、不断提高。(3)让学生在科研和学科竞赛中掌握高新技术深入应用。依托团队主持的国家级项目,组织70%的本科生参加科研,先后获国家、省部、校级立项191项,38篇。2008年,3项本科生科研项目入选“国家大学生科学研究与创业行动计划”。在全国、省部、校级大学生挑战杯赛、数学建模与计算机应用、GIS软件开发等竞赛中获奖120多人次。(4)营造实验教学国际化环境,培养实际工作能力。与欧美7所大学联合开展中国地理实习,已成为固定环节,有效激发了师生教与学的兴趣、培养合作学习能力;与6个国际品牌的遥感、GIS软件公司合作,建立ARCGIS、ENVI、PCI、JX-4、EZMAP、IMAGEINFO实训基地,有效促进了师生专业软件应用能力与国际接轨。

近年来,本科生毕业论文80%是依托教师的科研项目开展的,部分本科生的科研成果在教师承担的科研项目中得到了沉淀。本科生的实践和创新能力也有了显著的提高,参与创新、训练、竞赛活动的学生达60%,获校级大学生科研立项38项,获实验室开放基金43项;获全国大学生“挑战杯”大赛北京市一等奖、全国大学生数学建模与计算机应用竞赛北京市一等奖、北京市数学建模竞赛一等奖等国家、省部级和校级各种奖励47项。

学生的学习质量逐步提高,带来的社会声誉逐步上升。考研率突破45%,陆续有10余名学生成功申请出国交流学习计划并出国继续攻读硕士学位。近三年中本科生英语四级累计通过率93.5%以上,一次就业率均达到98%以上。

5 结语

地理信息系统专业成立以来,在师资队伍、平台建设、教学改革等方面取得了一系列成绩。但是鉴于地理信息系统学科即年轻、发展又快,地理信息系统专业本、硕、博课程都存在一定的问题。为此,我们开展并将继续延续地理信息系统应用创新型人才培养体系建设,继续完善以地学高新技术应用为特色的实验教学体系和培养模式,努力将高水平科研成果转化为实验教学的先进仪器和软件,显著提高学生学习热情和应用高新技术解决实际问题的能力,明显提升教师团队创新教育能力。

参考文献

[1] 宫辉力,李小娟,赵文吉,等,地理学创新型人才培养—— 理念与改革实践[M],北京大学出版社,2008:1-6.

[2] 宫辉力,李小娟,赵文吉,等.地理信息系统国家特色专业建设与发展[J].中国大学教育,2009(11):41-46.

[3] 王艳慧.GIS专业本科生课程教学改革的探讨[M]//地理学教学研究改革与实践.北京大学出版社,2008,7:35-40.

地理信息科学的主要课程范文4

[关键词]GIS软件;软件工程;三维功能

中图分类号:TP311.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)47-0307-02

引言

经过了40年的发展,GIS即地理信息系统(Geographic Information System)已经逐渐成为一门相当成熟的技术,并且得到了极广泛的应用。从应用的角度,GIS系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成。硬件和软件为地理信息系统建设提供环境;数据是GIS的重要内容;方法为GIS建设提供解决方案;人员是系统建设中的关键和能动性因素,直接影响和协调其它几个组成部分。传统GIS 软件的2维功能已经不能满足社会发展的需求,对3维 GIS 软件的研究已成为相关领域的热点问题。目前,许多GIS软件都提供了3维功能,如可视化、分析等功能。

一、GIS系统的背景介绍及发展现状分析

GIS是一种决策支持系统,它具有信息系统的各种特点。GIS与其它信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理代码,地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。在GIS系统中,现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象,这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分。

GIS是一门多技术交叉的空间信息科学,它依赖于地理学、测绘学、统计学等基础性学科,又取决于计算机硬件与软件技术、航天技术、遥感技术和人工智能与专家系统技术的进步与成就。此外GIS又是一门以应用为目的的信息产业,它的应用可深入到各行各业。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等,用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的规划、决策和管理问题。

在实际工作中对于特定行业的GIS应用,一般都需要进行或多或少的软件开发工作。但无论是GIS基础软件的开发还是在基础软件基础之上的应用开发,无论是大至几百上千万的项目还是几万的小项目,GIS的开发目前在我国都存在一些问题。最主要的原因就是没有遵循软件工程学的科学方法,如:没有足够的分析和设计、代码不规范和文档不完备等。

二、常用的GIS软件介绍

2.1 MapInfo软件

MapInfo系统是美国MapInfo公司研制的地理信息系统软件。从1986年推出第一个DOS版本Map Info V1.0到20世纪90年代初的Windows版本Map Info V3.0,其产品逐渐变得成熟,并很快流行起来。1995年和1998年分别推出Map Info Professional V4.0和V5.0,使这个产品趋于完善。Map Info是美国Map Info公司的桌面地理信息系统软件,是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。它依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的操作、集成多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入了地理信息系统分析功能,形成了极具实用价值的、可以为各行各业所用的大众化小型软件系统。Map Info 含义是“Mapping + Information(地图+信息)”即:地图对象+属性数据。

2.2 Map GIS系列软件

MAP GIS系统采用面向服务的设计思想、多层体系结构,实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、大尺度多维动态空间信息数据库、三维实体建模和分析,具有TB级空间数据处理能力、可以支持局域和广域网络环境下空间数据的分布式计算、支持分布式空间信息分发与共享、网络化空间信息服务,能够支持海量、分布式的国家空间基础设施建设。系统具有以下特点:采用分布式跨平台的多层多级体系结构,采用面向“服务”的设计思想。具有面向地理实体的空间数据模型,可描述任意复杂度的空间特征和非空间特征,完全表达空间、非空间、实体的空间共生性、多重性等关系。

2.3 Geo Star软件

Geo Star是武汉吉奥信息工程公司开发的地理信息系统软件。Geo Star系列软件最独特的特征在于矢量数据、属性数据、影像数据,DEM数据高度集成。

三、GIS系统存在的问题

由于GIS工程项目的专业性和复杂性,用户的需求在系统开发的整个过程中都在不断变更。如果没有一个完整的需求变更管理方案就贸然进入设计和开发阶段,所埋下的隐患是:一旦用户的需求发生较大变化,对开发中的系统将可能是毁灭性的打击。这种情况在实践中屡见不鲜。软件项目的目标超出原始计划,业界通常称为项目目标范围蔓延.这是软件开发中的固有矛盾。GIS项目目标定义困难,而且由于开发周期内项目必然会面临改进,这就极易导致项目目标的蔓延。如果处理不当将成为项目失败的主要原因。因此,必须采取一些措施控制对项目目标的蔓延,并确保开发者们不会受到这些改进带来的负面影响。?

近些年,GIS更以其强大的地理信息空间分析功能,在GPS及路径优化中发挥着越来越重要的作用。GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说,地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。

四、 GIS的对策分析

4.1加强GIS软件工程的培训和管理。软件工程的概念还远没有在GIS工程的研究人员、开发人员、管理人员的头脑中扎下根来,软件工程的方法还远没有成为完成GIS工程的自觉行为。要提高GIS工程研究人员,开发人员和管理人员对软件工程的重视,首先就要加强GIS软件工程的教育工作。如在大学中开设GIS软件工程课程或在相关课程中将GIS软件工程作为重点章节进行讲授。加强GIS从业人员的继续教育,让GIS从业人员认识到在GIS工程中实施软件工程学方法是必然的。

4.2详细的系统分析和设计。由于用户需求涉及的因素较多,而用户与软件人员之间由于背景知识、看待问题的角度等的差异,对需求的描述和理解可能会不完备或存在不一致。在实际工作中,用户的需求还常常随外部条件或内在因素的变动而呈现易变的特点。充分地需求分析及系统分析可以最大限度地消除用户与软件人员之间的不一致,详细地系统设计和代码设计可以提高软件的质量,增强系统的可移植性,提高工作效率。

五、地理信息系统的发展趋势

5.1 GIS软件开发越来越趋向于产业化及市场化

目前,我国已形成了一批具有自主知识产权的GIS软件品牌,如Map GIS、Geo Star等,并在较多领域内得到应用。但总体上看,中国GIS市场尚处于初始发展阶段,规模偏小,空间分布不均衡,产业化及市场化程度还不够。GIS软件应用及开发主要集中在高校及科研机构,也有不少政府部门自己成立新的部门,承担自己系统的设计、开发和维护。在市场环境中,与Arc GIS或Map Info这样的产业化公司相比,这些机构和单位也许有较强的开发能力,但在市场拓展及售后服务方面则相形见绌,而市场及服务对于软件产品的成功是非常重要的。为进一步发展中国GIS软件产业,我们在产业化及市场化方面还有很多工作要做。

5.2 共享和开放的GIS系统

GIS的研究对象和基础是数据,离开数据,GIS也就失去了价值。尽管我国GIS取得了辉煌的成就,但从应用来看,GIS的发展规模和普及程度都与发达国家存在着明显的差距。尤其是在民用和经济领域,GIS的应用更为落后。目前,我国GIS的应用范围很窄,大多集中在一些政府部门和科研机构所承担的大型项目中,社会普及率很低,对整个社会生产力发展的促进作用还不明显。这种情况与我国在GIS研究领域所取得的国际地位极不相称。造成这种现象的原因很多,但主要原因是GIS数据的保密性。随着大量GIS数据的共享和开放,GIS将在各个领域中发挥强大的功能,更好地为人民生活和经济发展服务。

5.3 交通GIS和网络GIS的发展

交通领域必然是GIS的重点应用领域之一。随着汽车拥有量和物流业在中国的不断增加和发展,对交通信息和车辆导航的需求也逐渐增大。交通GIS凭借其强大的交通信息服务和管理功能必将促进交通规划、建设、管理以及智能交通的发展,同时可以带来巨大经济及社会效益。据统计,日本在使用智能交通系统以前,仅1991年因交通事故(或与交通有关的意外)的死伤人数就达100万人,因交通拥堵而损失了53亿小时,造成约12万亿日元的直接经济损失。采用智能导航系统后,交通堵塞和交通事故大为减少。

六、结束语

GIS是计算机科学、空间科学、信息科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘科学,是对整个或部分地球表层空间中有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算分析、现实和描述的技术系统,它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理,包括对数据的管理,研究空间实体及相互关系;通过对多因素的综合分析,它可以迅速地获取满足应用需要的信息,并能以地理图形和数据形式表示处理结果,目前成为多学科集成并应用于各领域的基础平台,成为地理空间信息的基本手段与工具,并且成为一个新兴的产业。

参考文献

[1] 万林.网格GIS下协同式空间信息工作流实现技术研究[C].中国地质大学,2012.

地理信息科学的主要课程范文5

关键词:农业资源环境信息系统;教学模式;研究型教学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)15-0116-02

教学模式改革是课程教学改革中提高教学质量的关键环节。随着信息技术的快速发展和普及,信息技术在农业资源与环境领域的应用越来越广泛和深入。西北农林科技大学资源环境学院自2005年开设《农业资源环境信息系统》课程以来,作为地理信息科学专业的方向选修课,课程内容主要是应用现代信息技术,研究农业资源的优化配置和合理利用,拓展学生在土地、土壤、水资源、气候、施肥和农业环境污染等领域的专业知识,重点是学习GIS对资源环境等领域的信息化管理和研究手段,是一门以信息技术为基础、多学科综合的专业技能课。

目前社会对地理信息科学专业毕业生实践能力的要求不断提高,如何进行有效的教学模式改革,完善实践教学体系已经成为当前急需解决的问题。我们采用座谈和调查问卷结合的方式,广泛吸收师生的各种合理建议。同时收集和分析各种相关信息文献,借鉴国内外不同高校的教学实践和研究成果,并结合我校本专业的学科设置、学生知识结构等特点,基于先进性、综合性、创新性等原则,建立了新的具有我校农、林、水综合特色的《农业资源环境信息系统》课程教学模式。

一、研究型教学模式

研究、创新能力培养是研究型大学教育的重要职能之一。在教学中过程中恰当地引入科学研究的新进展和新成果不仅可以丰富教学内容,而且可以让学生接触科研前沿,对培养学生科研思维、提高学生研究能力有重要作用。《农业资源环境信息系统》课程内容的难点主要是各个农业资源与环境项目模型的建立过程、相关模型的原理及其与地理信息系统的结合方式等,本身就属于课题研究性质。教学中主要通过以下形式加以实施。一是将科研项目及其成果引入课堂,让学生体验理论知识和实践相结合的重要性。将地理信息和遥感科学系各位老师承担完成的“县域耕地地力评价”、“测土配方施肥信息系统”、“农田生态环境信息获取与作物长势监测技术研究”等研究成果作为案例,在课堂上讲述和分析,对开拓学生的视野,启发学生的创新意识,科研意识及提高学习兴趣,均有很好的效果。二是充分利用学校、学院、系不同层次的科研平台,通过组织学生参观重点实验室、大型仪器、参加学术研讨活动、鼓励学生积极参加GIS设计大赛、申报学校各类科创项目,让学生有充分机会近距离感受学术研究的氛围,学习研究、创新的技能和方法。三是建立全程学习的模式,课程学习不仅仅限于课程开课期间,还要求学生利用大三下学期刚好是毕业论文(设计)选题时间这一有利时机,根据自己的兴趣,结合课程内容,让学生参与到各位导师的科研项目中去,多查阅文献,了解最新的研究进展,极大地提高了课程学习的针对性和有效性,培养了学生的实际动手能力和创新能力。

二、一体式教学模式

《农业资源环境信息系统》这门课程的专业跨度大、综合性和实践性强,作为一门重要的专业方向课,其知识结构、内容体系以及教学方法直接影响着课程的教学效果。在教学过程中采用精讲多练,融“教、学、用”为一体、着重强化学生能力、素质培养的一体式教学模式。一是教学内容与相关专业课程的有效衔接,根据本专业的课程体系对教材内容进行合理取舍,对水资源信息系统、气候资源信息系统等内容薄弱的环节进行适度的扩展和延伸,并每年将一些最新的研究进展补充进教学内容,使其和本领域科技发展同步;二是在教学中注重基础理论与实际应用的紧密联系,注重案例式、问题式教学,基础理论的讲授结合实际问题表述概念、阐述原理,既强调内容的系统性,又注重可操作性,课程的实验内容和教材各章节内容紧密相关,并保持同步,加深了学生对理论知识的理解与掌握。例如,本课程中涉及的六大农业资源要素相关模型的基本原理和建立过程均属于各章教学内容的难点,但我们通过系统性梳理和归纳,从数学方法的角度把它们归并为关联分析类、预测类、最优化类三大类,然后逐步深入地讲述,层层展开,对比分析各种模型的特点、适用条件和模型参数的原理,从而使学生深刻领会了每一个资源要素中常见典型模型的内涵;三是突出学生在教学活动中的主体地位,从以教为主转变为以学为主,激发学生的能动性和学习兴趣。通过布置课后作业、课堂提问等环节,并采用现实中已经开发成功的信息系统作为演示,让学生自己操作,增强教学的互动性,充分体现学生在学习过程中的主体地位。实验课程只给学生提供实验数据和基本要求,实验过程和步骤则由学生独立思考和操作完成,利用GIS技术在三维显示等领域的优势,让实验结果深入、生动、有趣。把学习的主动权还给学生,将传统单一的“学完了再做”的方式,变为“边学边做”、“边做边学”等多种教学方式,为复合型、创新性人才培养模式的建立打下良好的基础。

三、网络化教学模式

《农业资源环境信息系统》课程充分利用了网络信息技术发展的成果进行网络教学。一是充实了学校引进的由清华大学教育技术研究所开发的网络教学综合平台中关于本门课程的网络内容,开设了教师介绍、课程介绍、教学材料、课程答疑讨论区、课程作业、试题试卷库、精品课程内容、教学邮箱、研究型教学、在线测试、课程通知等栏目。建立起多视角、多功能、全方位、立体化教学模式系统,提供了一个支持师生在网上进行课下教学活动的环境;二是充分利用了互联网提供的海量网上基础地理数据库和相关教学资源,通过向学生推荐国内外著名的地理相关数据库网站,让学生下载和浏览,查询和挖掘网络中各种珍贵的基础数据和学习资料,培养学生从数字(空间)的角度观察世界,研究未知领域的能力,给了他们一个全新的解决问题的思维方式;三是通过这一网络教学平台,让学生利用教学视频、多媒体教学课件进行自主学习和复习,加强了对课堂教学内容的理解和体会。利用网上的试题库对学习内容进行自主训练和自我检测,利用网上交互式学习平台与学生进行专题讨论、在线答疑、在线寻求帮助等。通过几年的不断完善与应用,学生反映效果良好,达到了网络教学预期的目的。

四、换位式辅助教学模式

在教学过程中,适当地采用换位式教学方法,引导学生作为课堂的主体,在沟通中培养兴趣,在辩论中阐明道理,能够营造良好的教学氛围,增强学生的参与意识,变被动为主动,培养他们的主动学习意识和能力,实现以学生为中心,提高学生综合素质的目的。具体做法:一是让学生自由组合建立5人左右的讨论小组,根据课程内容中土地、土壤、水资源、气候、施肥和农业环境污染六个专题信息系统选择自己感兴趣的一个主题,小组成员按照自行分工、人人参与的原则,查阅最新文献(近三年),收集资料,并制作PPT,讲授、质疑、讨论、完善,形成小组的汇报材料;二是课程授课结束后,安排专门的专题讨论会,让各小组分别汇报自己的成果,老师和其他同学进行提问,专题讨论的成绩计入课程总成绩中。学生在主动参与、合作探究、过程体验、交流展示、质疑讨论的过程中学习了知识,锻炼了能力,也打下了积极探索与科学研究的良好基础。

五、注重实践能力的教学模式

实践是创新的基础,是从理论到实践再到理论的升华过程,是实现从感性到理性的自然飞跃,也是将知识转化为能力的基本途径,在学生能力培养和综合素质提高方面具有独特的作用。《农业资源环境信息系统》这门课程从开设之初就十分重视实践课程内容的安排。一是购入所有相关硬件设施和软件平台,建立了ArcGIS软件上机实践实验基地,得到了美国环境系统研究所(ESRI)的大力支持,与ESRI西安公司协议共建ArcGIS教学实验中心,保证了实践教学环节的顺利进行;二是加大实验训练的课时量。农业资源环境信息系统理论课程时间为32课时,实验课时16课时,占总课时的三分之一,保证了本门课程实践训练环节的质量;三是实践教学的课程内容主要设置了综合性的地理分析问题和专题信息系统的设计,教师通过要点提示,向学生指出实验目标与操作之间的主要关系,然后由学生独立思考后完成;四是增加了实践内容成绩考核的分值。虽然选择闭卷考试作为该门课程的成绩评定之一,但闭卷考试成绩仅占总成绩的40%,专题讨论占20%,实验成绩则占40%,着重考查学生灵活运用地理信息技术解决实际问题的综合分析和实践能力。

总之,课程教学模式改革是实现教学效能最大化的重要环节。不同的教学模式适合于不同的课程和人才培养需求。《农业资源环境信息系统》课程采用的研究型、一体式、网络化、换位式辅助教学和注重实践能力的教学模式在教学实践中体现了我校以“农”为特色,特别注重科学研究和实践能力培养,网络信息技术综合运用的多学科交叉融合的课程特色,实现了预期的教学目标,有利于高等农业院校培养综合性、复合型人才的战略目标的实现。

参考文献:

[1]王文静.中国教学模式改革的实践探索――“学为导向”综合型课堂教学模式[J].北京师范大学学报(社会科学版),2012,(1):18-21.

地理信息科学的主要课程范文6

关键词:地方高校;转型发展;地理科学;GIS技能;四维一体

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)32-0269-02

随着计算机科学与技术、地理科学、测绘科学等相关学科的发展,地理信息系统(Geographical Information System,GIS)作为对空间信息进行采集、存储、管理、分析、可视化以及的技术和工具,受到广泛的重视,发展迅速。GIS技能的培养对于地理科学专业学生掌握现代地理学研究方法和手段,解决地理学相关问题,提供了良好的专业素养和专业基础,对地理科学专业应用型人才培养,具有重要的意义。

一、研究背景及意义

党的十报告提出要加快发展现代职业教育,推动高等教育内涵式发展。十八届三中全会决定提出,要深化教育领域综合改革,加快现代职业教育体系建设,深化产教融合、校企合作,培养高素质劳动者和技能型人才。根据教育部对新建地方本科院校进行分类管理和构建高等教育职教体系的战略部署,贵州工程应用技术学院结合贵州省、毕节试验区产业结构调整与发展需要和学校实际,由单一的传统类师范院校向多科型应用技术大学转型发展。

作为传统师范类专业的地理科学专业,在此背景下,如何培养适应地方经济社会发展所需的地理科学类高级应用型技术人才,是地理科学专业转型发展所必须回答的问题。本文以贵州工程应用技术学院为例,探讨了传统地方高师类院校地理科学专业学生GIS技能培养教学改革,为地方高校转型发展中地理科学专业转型发展提供了思路和参考。

二、地方高校转型发展中地理科学专业GIS技能培养现状分析

在地方高校转型发展中,贵州工程应用技术学院与其他转型发展中的地方高校一样,存在着诸多问题。主要体现在以下几个方面。

1.师资队伍整体水平不高,结构不合理问题较为突出。我校地理科学专业自1990年开始筹建,1993年开办地理教育专科专业,2006年开办地理科学本科专业。本科办学时间短,其中负责GIS课程教学的专任教师两人,且均为中级职称,由于我校地理科学专业一直致力为地方培养地理教育工作者,对于GIS技能的培养重视不够,学生掌握GIS技能,解决地理学相关问题的能力还相对比较薄弱。

2.学生基础差、底子薄,缺乏学习的主动性和自觉性。我校地理科学专业学生85%来自贵州省毕节市,另有10%左右来自贵州省其他地州市。由于毕节地处乌蒙山区集中连片特困地区,基础教育较为薄弱,学生对于现代信息技术掌握水平较低。而GIS技能的培养依托计算机应用能力,而学生计算机应用能力较弱,又打消了学生学习的主动性和自觉性。学生信息技术能力的短板制约了学生GIS技能的提高。

3.教学仪器设备不足,课程体系不够完整。目前我校地理信息系统实验室教学设备主要是计算机以及相关专业软件。其中2010年得到中央财政支持新购置实验用计算机45台,其他如工程扫描仪、绘图仪、全站仪等设备均购置于2003年前后,设备较为老旧,部分已不能使用。对于地理科学专业学生来说,GIS课程一般开设于第五学期,作为GIS的前期课程和后续课程大部分以选修课形式开出,部分学生避难就易,导致GIS课程不能很好地与其他课程形成良好的学科体系。学生在学习过程中,往往只是学习了GIS基础课程,不能很好地将其应用于解决地理科学问题。

4.考核机制不健全,与社会应用相脱节,无法学以致用。GIS课程考核在2009、2011版教学大纲中,考核方式主要是闭卷考试,学生成绩最终由平时成绩(平时作业、提问、考勤等)×10%+期中测试(一般采取开卷考核方式)×20%+期末闭卷考试×70%组成。由于考试形式的限制,闭卷考试试卷主要考查学生的理论知识掌握情况,无法真正体现学生实践及应用能力,同时期中测试多采取开卷考核方式进行,期中测试成绩与期末考核成绩相差较大,部分学生也只是临近期末考试前突击背诵,导致出现考完即忘、无法深入理解的情况。

5.课程实验教材使用不合理,缺乏合适的实验素材。GIS课程是实践性较强的课程,GIS实践能力是GIS技能培养的重要方面,实验教学是决定GIS课程教学质量的关键步骤,同时也是学生能力培养的重要环节。我校地理信息系统实验教程采用的是2000年高等教育出版社出版的《地理信息系统实习教程》,该教程版本较为陈旧,实验内容不太适应于当今GIS技术的迅猛发展,并且多以基础性、验证性实验为主,与实际生产中GIS应用相脱节。由于缺乏较为实用的实验教程,学生无法通过实验教程掌握相关实践知识和能力。

三、GIS技能培养模式及教学改革探究

基于我校地理科学专业学生的实际情况,结合我校转型发展以及地理信息系统和地理信息系统实验课程教学的实际情况,在现有条件下,明确人才培养目标,通过理论与实践相结合的教学方式,以培养应用型、技能型地理科学人才为导向,积极引导学生拓宽视野,通过鼓励学生参与大学生课外科研活动、全国GIS技能大赛等方式,努力提高学生实际动手能力,培养学生解决实际问题的能力。

1.构建了“理论+实验+实践+应用”的四维一体课程教学模式。为提高学生的动手能力,改革教学手段和方法,以GIS技能培养为目标,从GIS理论与实践教学相结合的角度,构建了旨在促进学生专业理论学习和实践素质培养相结合的“GIS四维一体教学模式”,即“理论+实验+实践+应用”的课程体系下多层次、多模式的教学改革和实践。

“GIS四维一体教学模式”实现了理论是基础、实验是保障、实践是重点、应用是根本的地理类高素质应用型和技能型人才培养模式。在理论课堂教学方式上,打破了传统的灌输式和过分偏重讲授的教学方法,采取了讲解、演示、课堂讨论、案例教学等多种形式相结合的教学方式;实施互助式学习、启发式教学等教学模式启发学生的思维;注重理论联系实际的教学方法,培养学生学以致用,引导学生培养创新、创造能力。在实验课堂教学过程中,注重理论与实验相结合的教学方法,用实验进一步验证理论,使学生通过实际动手操作,进一步理解和掌握理论知识,达到理论指导实验,实验促进理论知识的掌握的目的。在实践环节,主要是通过积极引导学生申报各级各类大学生课外科研活动项目,鼓励学生参加诸如全国GIS技能大赛等方式,让学生学有所用。通过实践环节,进一步加深对理论和实验知识的理解和应用。

2.教学方法与教学手段的改革。GIS理论课程通过设计制作相关多媒体课件,辅以图片、视频等多媒体素材,使学生可以直观获取专业知识。通过启发式教学、互动式教学,及时将学生学习信息反馈给教师。授课过程中积极将本学科相关实际应用、发展现状及研究热点问题穿插于教学过程,使学生不止学习了书本知识,还了解了其具体应用和发展的情况,加深了学生的理解,提高了学生的学习兴趣。

3.构建系统化的实践教学体系,强化实验课教学,增强学生的实践能力。在GIS教学中选择较为权威、优良的理论教材的同时,注重实验教材的选取。实验课教学,以理论课程中的有关内容为主线,时间安排也一般与理论课教学穿行,目的是使学生加深理解理论课堂教学中的相关理论、知识和基本技术方法,并熟悉GIS软件工具的使用与操作等。

4.综合运用多渠道拓展学生思维。充分利用多媒体技术、网络技术等,将几个专业网站、论坛与学生一起分享,及时将本专业、本学科相关新闻和热点问题与学生进行交流和探讨,促进学生和教师之间的交流,开拓学生的视野。

5.改革考试考核方式。为科学反映教学的效果,将学生学习过程的考查与最终考试挂钩,将理论和实验考核相结合。学习过程中的考查主要以学生出勤率、课后作业为主、课程笔记、读书笔记、科技论文等为主;期末考试命题改变了以往只考查理论部分,现在的考试过程中增加了实际应用能力的考核以及学科发展方向、研究热点问题的考核。

四、结语

本文从传统地方高师类院校转型发展实际出发,结合社会经济发展需要以及地理科学专业自身特点,探讨了地理科学专业转型发展过程中,学生的GIS技能培养以及为进行GIS技能培养所进行的相关教学改革。以“四维一体教学模式”为核心,加以教学及考核方式的转变,在实际教学过程中取得了一定的成绩,学生GIS技能有所提高。

参考文献:

[1]苏广实.地理专业本科GIS课程教学探讨[J].广西教育学院学报,2007,(6):75-77.

[2]汤国安,周卫.“地理信息系统”课程的设计与实践[J].地球信息科学,2005,7(2):65-69.

[3]龙毅,汤国安,闾国年.立体化教学模式的GIS国家级精品课程建设[J].测绘通报,2006,(12):69-72.

[4]杨武年,简季,何政伟,等.“大地学”背景下的GIS本科专业课改思路[J].测绘信息工程,2010,35(4):49-50.

[5]盛业华,郭达志,杜培军,等.“地理信息系统”课程教育的实践与思考[J].测绘通报,2000,(6):40-42.

[6]郑朝洪.高校GIS教育方向探讨[J].测绘与空间地理信息,2008,31(5):221-228.