地方院校地理信息系统设计与开发课程教学质量优化

2014年10
University Education
地理信息系统(Geographical information system,简称GIS)融合了地理学、测绘学、信息科学、计算机科学等学科知识,是一门交叉学科,具有强大的生命力。

随着计算机科学的高速发展,地理信息系统展现了超凡的学科融合能力,应用的深度和广度迅速提升。

到目前为止,地理信息系统已经应用在国土、测绘、气象、地震、林业、军事、水利、环境、交通、环保等领域,全社会对GIS 专业人才的需求迅速增长。

[1]据统计,全国共有350多所高等学校近800个专业开设地理信息系统课程。

[2]
矢量化与建
库、空间数据处理与分析、GIS 软件开发与系统管理分别
是GIS 工作人员应具备的三个层次技能。

GIS 软件开发
是GIS 专业毕业生的主要就业途径,占GIS 从业人员的
32.01%。

[3]各高校GIS 专业越来越重视学生GIS 开发能力培养。

[4]
地方院校GIS 专业毕业生主要服务于地方社
会经济发展需要,GIS 设计与开发以行业结合应用型为主。

故地方院校地理信息系统专业的GIS 设计与开发课程以培养学生从事GIS 应用项目设计与开发能力为目标,具有很强的实践性。

地方院校受生源、基础设施以及师资条件等影响,GIS 设计与应用教学效果普遍不尽如人意。

GIS 设计与开发需要教师具有丰富的行业设计与开发经验,同时需要丰富多彩的实例演示,这就对教师提出了很高的要求。

GIS 设计与开发需要学生具有很强的逻辑思维能力,并具备一定的数学和计算机功底。

地方院校特别是地方师范类院校地理信息系统专业女性比例较高,其计算机基础和数学功底相对薄弱。

鉴于此,笔者结合自己的教学实践,对GIS 设计与开发教学内容与手段等方面进行探讨,以期为提高GIS 设计与开发教学质量提供借鉴。

一、GIS 设计与开发课程教学特点
地理信息系统开发目前以组件式开发为主流。

[5]
通过专业地理信息系统平台提供的可视化开发组件,可以快速便捷地搭建自己的GIS 应用程序,嵌入常见地理信息系统功能,为进一步与应用行业融合提供接口。

目前,各高校GIS 设计与开发大都采用组件开发,且一般选用ArcGis,SuperMap,Mapgis,Mapinfo 的二次开发平台。

GIS 设计与开发课程教学具有如下特征:1.实践性
强。

GIS 设计与开发以应用开发为主,需要依靠大量项目实践来培养学生的动手能力。

2.学科交叉性强。

本课程融合了计算机科学、数学学科和具体应用行业学科知识,学科交叉性强,需要学生具有很强的学习能力、软件开发能力和逻辑思维能力,这样才能很好地将地理信息系统技术融入行业应用当中。

3.教学方式灵活。

GIS 设计与开发是一门动手能力很强的课程,传统的以理论讲授为主的教学方式难以满足课程教学需要。

GIS 设计与开发常采用项目教学法[6]、分组教学法等,以增强学生在学习
过程中的主体性、趣味性、能动性。

因此,GIS 设计与开发教学的重点不在于理论知识,而在于实践教学。

[7]以实践操作深化理论知识,使得学生在不断掌握软件开发技能的同时,完成理论知识的顿悟。

二、GIS 设计与开发课程教学优化模式探讨(一)强化GIS 设计与开发课程群设计
GIS 设计与开发是GIS 专业的一门主干课程,需要配套一系列课程构建GIS 设计与开发课程群来辅助教
学。

其设计应遵循以下原则:1.理论与实践相结合,强化实践教学;2.因材施教,注重个性差异;3.坚持知识、能力、素养协调发展与综合提高原则[8];4.注重系统性和完
整性;5.以需求为导向,坚持课程可调整性原则。

基于当前对GIS 设计与开发人才的需求以及地方院校课程设计情况,GIS 设计与开发课程群应包括计算
机组成原理、数据库概论、数据结构与算法、GIS 算法与
[摘
要]地理信息系统融合了地理学、测绘学、信息科学、计算机科学等学科知识,是一门交叉学科,具有强大的生命力。

通过
强化GIS 设计与开发课程群设计,采取项目示范型、团队协作型、开发竞赛型、校企合作型、软件测试型、就业引导型等多种教学模式,可以增强学生实践能力,提升教学团队,优化教学质量。

[关键词]地理信息系统
设计与开发
地方院校教学质量
[中图分类号]
G642
[文献标识码]A
[文章编号]
2095-3437(2014)16-0042-03
赵银军
(广西师范学院
资源与环境科学学院,广西南宁530001)
地方院校地理信息系统设计与开发课程教学质量优化
[收稿时间]2014-03-25
[基金项目]北部湾环境演变与资源利用省部共建教育部重点实验室项目(合同编号:BBG1109)。

[作者简介]赵银军(1978-),男,甘肃宁县人,博士,副教授,研究方向:地理信息系统教学与研究。

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University Education 数据结构、程序设计、软件工程、软件设计模式、计算机
图形学、地理信息系统概论、地理信息系统工程、GIS软件开发、WebGis开发等课程,囊括了GIS设计与开发过程中所需的大部分知识,全面反映了“概念—原理—方法—操作—应用”五位一体的特征。

(二)多模式的培养学生实践能力
目前,大部分GIS课程理论教学以教师讲授为主,且实验教学过程多采用学生被动学习的传统模式,即由教师进行程序演示与操作,再由学生进行模仿或根据实验指导书编程重现。

在此模仿过程中,学生往往更多的关注了代码的书写,而未能主动思考,不能激起学生的主观能动性和创造性,大大降低了程序运行成果所获得实践成功的成就感。

因此,应该采取多种教学模式激发学生的学习积极性,多角度培养学生的实践能力,具体如图1所示。

图1GIS软件设计与开发课程教学架构示意图
项目示范型。

以教师科研成果作为典型案例,从项目的背景、需求、设计、编码、测试进行分析、讲解、示范以及实践,将学生带入学科前沿和具体工程实践中,加深学生对知识的理解,让学生直观地感受解决实际问题的快乐,激发学生学习兴趣,充分展现“读、想、练、用”的教学要素。

团队协作型。

GIS设计与开发设计项目过程复杂,涉及面广,需要发挥团队精神,互补互助,达到最大工作效率。

在实践教学中可以将全班学生分为几个小组,根据教学知识点假设项目背景拟定题目,教师担任指导,由学生分组自学、协作完成教学工作。

小组中一人负责问题分析,担任项目甲方,负责提出需求;一人负责与甲方沟通,建立规范化需求清单;两人负责系统设计与系统原型快速构建;一人负责项目测试;建立系统设计之后,全组分工协作完成系统开发工作。

开发竞赛型。

GIS开发大赛注重学生的知识综合运用以及解决实际问题的能力培养,从选题、需求分析、设计、编码到最后的测试,周期长、任务多样、难点多,能锻增强学生团队协作意识并磨炼学生意志,非常接近工作状态,能使学生尽早接受社会竞争。

目前,除ESRI和校会举办一些校内竞赛,其中GIS设计与开发均是其重要的竞赛项目,这为GIS设计与开发教学提供了很好的实践教学平台。

校企合作型。

通过与相关GIS软件公司合作建立实习基地,让学生参与具体的项目,为学生提供进入社会和接触实际项目锻炼的机会,使学生在辅助完成项目的同时,熟悉项目流程、认清重点和难点、提升开发技能等。

同时加强校企技术交流,邀请企业技术总监、项目经理举办不同类型的专题讲座,增强学生项目阅读能力。

软件测试型。

通过对GIS系统进行黑白盒测试,发现GIS设计与开发中的关键点、难点以及常见Bug分布情况,可加深学生对知识的认知并提升软件设计与开发能力,避免自己在设计与开发过程中犯同类错误。

就业引导型。

按照学生兴趣爱好以及就业意向进行应用行业分组,与相关行业企业、协会、就业指导中心建立联系,举办企业专题、行业发展前沿、就业指导等讲座以及到企业中参观学习业务流程、观摩企业成果,扩展学生学术视野与知识面,了解业界动态,建立行业发展与GIS应用交集,缩短学生与社会、企业之间的距离。

(三)围绕课程群打造教学团队
教学团队对教学质量起决定性作用,是学科建设与发展最重要的基础性资源。

GIS设计与应用课程群学科交叉广泛,知识增长点众多,发展迅速,这就需要教师不断扩展学科领域和提升知识结构,以优化与提升整个教学团队。

地方院校多数将学校定位为“教学为主型”,教研仅限同门或相似课程教师间的交流,根本谈不上团队建设。

[9]众多实践表明,科学研究是团队建设的核心与抓手。

科学研究可以以项目为纽带团结各层次、各学科人才,凸显学科带头人与技术骨干的作用,能形成良好的传帮带氛围,建立以点带面形成合力的局面。

在项目资助与带动下,才能实现学科交叉融合、知识结构更新、人才交流,才能吸引高层次人才来校教学与研究,形成良性的“引进、培养、锻炼”长效发展机制。

因此,可以有针对性的凝练研究方向,覆盖GIS设计与开发课程群,在科学研究中建立教学团队。

三、结语
GIS设计与开发能力很大程度决定了GIS专业学生的就业前景,是GIS专业培养的主要目标之一。

GIS设计与开发具有很强的实践性,其能力的培养需要综合性、系统性、多学科的实践教学体系支撑。

从GIS设计与开发课程群设计以及围绕课程群打造教学团队、多模式实践教学三个方面可丰富GIS设计与开发教学体系,促进学生由被动学习向主动获取转变,优化和提高教学质量。

同时,我们应该认识到,GIS设计与开发教学质量优化提高是一个长期的过程,应在教学工作中不断摸索与
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授与自学相结合的形式进行,每门课课时量控制在18-36课时,也可根据学校和学生的具体情况而定,旨在提高学生的综合素质和能力。

实践课程包括提高国民军事水平的军事训练、培养学生从事劳动生产能力的生产劳动实践、教育教学中的见习和教育实习、美术专业能力的专业写生和艺术考查以及拓展就业渠道和培养就业能力的各种专门性社会实践课程。

其中教育教学中的见习和教育实习,是为从
事教育工作的学生进行教学实践能力的培养,课时量的设置不少于3周时间。

该类课程的形式可根据实际情况采取灵活多样的形式,课时可根据实践类型的不同而有不同的设置。

课程旨在发挥学生的自主性和能动性,培养学生敢于、勇于面对现实的能力和勇气,并用所学的知识解决现实生活中的问题,以培养从事教育教学工作
和其他社会工作的能力。

对于美术专业能力的专业写生,侧重于学生美术专业技能的培养,旨在提高学生的观察能力和专业知识的应用能力,培养学生对大自然的热爱和热情。

课时量的设置不少于4周时间。

艺术考查旨在培养学生对文化遗产的认识、了解和感受,通过对文化遗产的实地考察,培养学生的审美意识和文化认识。

课时量的设置不少于两周,形式可灵活安排。

美术学专业的课程体系体现了培养目标的基本要求,形成了课程设置的基本框架,奠定了专业培养的基本方向。

课程的设置是对课程体系的进一步深化和具体化,体现了专业培养的知识结构、知识层次和知识范围。

通过课程的学习使学生达到美术学专业培养的基本要求,实现美术学专业的人才培养。

总结,探索新的教学模式、教学方法和教学理论,促进教学质量稳固提升。

[
注释]
[1]边馥苓.我国高等GIS 教育:问题、创新与发展[J ].地理信息世界,2007(2).[2]董隽.高等综合院校地理信息系统教学问题探讨[J ].林区教学,2009(1).
[3]赵银军.高校地理信息系统人才培养探讨[J].测绘与空间地理信息,2010(1).
[4]
蔡菲,孙英君,单宝艳等.地理信息系统专业学生GIS 软件开发能力的培养[J ].测绘通报,2008(6).
[5]钟广锐.基于SuperMap Objects 的“GIS 设计与开发”课程实验设计[J ].地理空间信息,2007(2).
[6]黄猛,李攀.项目教学法在地里信息系统教学中的应用研究[J].时代教育,2012(5).
[7]赵冠伟.地理信息系统设计与开发课程教学质量优化探讨[J].实验室科学,2011(4).
[8]刘华琳,龙雨萍.GIS 课程体系结构设计与课程设置方案探讨[J].实验科学与技术,2007(6).
[9]
刘益和,张凯.地方院校应用型人才培养模式的创新研究与实践———内江师范学院计算机专业人才培养模式的探
索与创新[J ].中国成人教育,2011(16)
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