非GIS专业地理信息系统课程教学改革及优化实践

摘要结合当前非GIS专业的GIS教学现状，从课程内容安排、教学方法、兴趣和能力培养等方面探讨非GIS专业的GIS教学改革与优化实践，以优化该课程的教学质量。

关键词非GIS专业；地理信息系统；教学改革；优化实践

中图分类号G42文献标识码A文章编号 1007-5739（2011）10-0011-02

TeachingReformandOptimizingPracticeofGISCourseforNon-majoredGISStudents

HUANG Mu-yi

（Resources Sciences Faculty，School of Envinonment and Energy Engineering，Anhui University of Architecture，Hefei Anhui 230601）

AbstractCombining with the current GIS teaching situation for non-majored GIS，this paper discussed GIS teaching reform and optimizating practice for non-majored GIS in terms of the curriculum content arrangement，teaching methods，interest and ability training，in order to optimize the teaching quality of the course.

Key wordsnon-majored GIS；Geographical Information System（GIS）；teaching reform；optimizing practice

地理信息系统（Geographical Information System，GIS）是以采集、存贮、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间地理分布有关的数据空间信息系统，它是集计算机科学、地理科学、测绘学、遥感学、环境科学、空间科学、城市科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘学科[1]。自20世纪60年代兴起，经过近50年的发展，GIS已经成为各个行业广泛应用的技术，美国劳工部将其列为未来最具有发展前景的学科和行业之一。

GIS在我国始于20世纪70年代末，发展历史并不长，但发展迅速。随着我国GIS技术水平的进步，已经达到与国际接轨的水平。随着信息化浪潮的不断推进，各行业对信息化技术的需求日益增强，行业发展对GIS的要求和标准也不断提高，从而推动了GIS专业人才需求的增加。目前，我国开设GIS专业的高校和开设GIS课程的专业非常多，开设GIS课程的非GIS专业的数量也在逐渐增加。由于GIS课程的学科交叉性强的特点，导致非GIS专业的学生在学习该课程时抓不住重点、引不起兴趣，觉得理论性太强，和该专业联系不大，所以非GIS专业的GIS课程设置与教学方法等的改革和优化势在必行。该文将从非GIS专业的GIS课程改革优化必要性、GIS课程设置和教学优化与实践等方面进行剖析。

1非GIS专业GIS课程改革优化的必要性

GIS具有广泛的应用性，随着各行业信息化管理的需要，GIS已在很多领域取得了较高的社会效益和经济效益，非GIS专业对GIS的需求主要表现在GIS具有实用性和科学性。非GIS专业在掌握GIS技术后能有效提高工作的水平和效率，从而促进非GIS专业对GIS技术的有效需求。

GIS是一门技术与学科相结合的课程，与其他技术有本质的区别，如与CAD、PHOTOSHOP等，其既具有技术，又具有学科的特点，作为学科有很多理论作为支撑。因此，GIS具有很多的理论基石，如计算机、地图学、地理学、测绘学、程序设计、数据库、数学等学科提供的理论，如计算机计算与通信原理、地图学图论、地理学空间自相关理论，数学的拓扑学原理等。和GIS专业的学生相比，非GIS专业学生知识结构不完整，表现在对计算机、地图学、地理学、测绘学、程序设计、数据库等知识。非GIS专业学生在学习GIS课程时，若系统深入学习，将会面临不小的困难，但GIS方法与技术确实对其具有重要的作用。因此，如何让非GIS专业学生在有限的学时内较快较好地掌握GIS理论与技术是值得研究和探讨的问题。

2课程教学优化探讨

针对非GIS专业的学生，首先要求其了解学习GIS的3个阶段，即第一阶段是了解GIS是什么，掌握GIS的基本原理；第二阶段是掌握GIS相关主流软件的操作方法与应用；第三阶段为高级阶段，是在该专业范围内，遇到实际问题时能想到GIS可解决什么样的问题，以帮助其认识GIS学习过程要循序渐近。另外，还要在教学的各个环节进行改革与优化。

2.1课程内容与学时精细化

地理信息系统是一门典型的交叉边缘型学科，其综合性强，多学科集成，知识点多，具有学科与技术的统一性、发展与内容更新的快速性、渗透性和空间抽象性强，研究对象的空间尺度变化大，应用范围广等特点[2]。对于非GIS专业学生来说，专业背景决定了要深入系统学习“地理信息系统”的原理时难度会比较大。因此，在编制非GIS专业的大纲时，考虑非GIS专业学生的背景，将GIS导论与发展趋势、空间数据获取处理与分析、GIS空间分析原理与方法及GIS产品制作与输出作为重点内容讲解。让学生了解GIS的发展历史、现状及未来发展趋势，对GIS有基本的认识与了解。同时，让学生掌握和熟练掌握GIS的数据来源与分析处理方法、GIS的空间分析方法与原理及GIS产品的制作与输出，了解地理信息系统数据库、应用模型与系统设计与评价部分内容。培养非GIS专业学生应用GIS解决问题的基本意识，增强学生利用GIS处理本专业基本问题的能力。因此，要在课程内容设置和学时安排上达到精细化。

对GIS本科专业来说，一般安排80个学时左右，但非GIS专业由于专业背景特点，需要在教学内容上作相应调整。笔者认为，理论课教学以30个学时左右为宜。具体安排：第一章为导论，安排4个学时，主要教授GIS的基本概念、组成、历史、基本功能、相关学科及GIS的主流软件初识；第二章为GIS空间数据结构，安排6个学时，主要教授空间数据采集与质量控制、地理空间基础、地理数据类型、栅格和矢量数据结构特征、编码方法等；第三章为空间数据处理，安排6个学时，主要教授空间数据变换、结构转换、数据融合、空间插值与拓扑关系编辑；第四章为空间分析原理及方法，安排6个学时，主要教授数字地形模型分析、空间叠加分析、空间邻近度分析及网络分析；第五章为GIS产品设计输出，安排4个学时，主要教授地图制作与输出、三维可视化产品生成等；第六章为数据库与系统设计，安排2个学时，主要教授数据库管理模式及系统设计评价方法步骤；第七章为GIS发展趋势，安排2个学时，主要教授GIS的最新发展趋势，如“3S”集成、3D&4DGIS、WebGIS、COMGIS等。

2.2理论教学多样化

GIS作为信息化的技术学科范畴，地理信息系统课程应采用多媒体进行教学，初次上课时应告诉学生成绩的计算方法以及课堂纪律，为了调动学生的学习积极性和兴趣，应向学生提供几个比较好的GIS网站和期刊[3]。在教学方式上，采取讲解、演示、课堂讨论和案例等多种形式相结合的方式，培养学生综合全面、突出重点、注重逻辑联系的思维和学习方法，以达到最佳的教学效果[4]。GIS课程应充分利用多媒体教学的优势，加强教学过程中理论与实际的联系，如在导论中可以用WEBGIS的应用（如通过谷歌或百度地图查询所在城市的某两地之间的通勤方式、距离等）作为开始，让学生了解GIS在生活中的应用实例；对比学生自己的成绩管理信息系统与地理信息系统，让其了解其他信息系统与“地理”信息系统的区别与联系，增加学生的学习兴趣与热情。在讲解GIS专业理论的同时，让学生明白其原理，如讲授“矢—栅”数据转换公式时，告诉学生计算机软件已将此过程编成程序进行自动执行，不需计算，但要明白其原理，避免教学过程枯燥乏味。

另外，根据不同非GIS专业的特点，应采取GIS和专业紧密结合的方式教学。如对于给排水专业学生来说GIS比较陌生，往往对该门课不够重视，但如果向其指出GIS是水资源管理领域先进的管理技术，并将供水集团的供水管网信息系统的开发设计平台、运行方式与功能进行详细讲解，告诉学生供水管网信息系统是基于GIS平台而进行二次开发的，其功能在目前为止还基本来自于课堂所讲的范围，那么学生往往会对此高度关注，从而引起学生的兴趣。测绘专业的GIS教学过程中，若向其指出GPS采集的数据可以通过GIS软件进行转换并生成矢量数据，从而打印输出成地图，并且利用GIS软件也可方便的制作一幅工程勘测定界图，则会大大激发学生的学习兴趣。

主题讨论和案例教学也是很好的教学方式。如在讲授GIS发展前沿及趋势时，可以安排一节讨论课的学时，给学生介绍一些比较好的GIS论坛及学习网站，让学生先准备好材料，就GIS在该专业领域里的应用以及未来的发展趋势和应用前景进行探讨，或者就相关主题写一篇论文等方式进行考查，既能激发学生的学习和探索热情，又能帮助学生进一步巩固所学知识，更能锻炼学生查询资料和分析问题的能力。在讲授空间分析原理与方法时，以污水处理厂的选址为案例，详细讲授GIS空间分析方法的基本步骤，利用ACRGIS软件进行操作演示，可大大增加学生的学习兴趣等。总之，在非GIS专业的GIS教学过程中，教师应该灵活掌握教学方式，充分利用多媒体的优势，在专业理论教学过程中穿插各种方式会取得良好的教学效果。

2.3实验教学精心化

上机实验是非GIS专业GIS学习的重要环节，在实验过程中学生的问题和想法因为GIS软件得到解决和实现，会大大加强其对GIS课程的理论理解与掌握，同时激发进一步深入学习的欲望。非GIS专业的上机实验学时可按理论与教学学时1∶1进行配套，内容安排如表1所示。

笔者认为，在上机实验环节中指导教师要做到“四精”，即精心选择实验项目、精心准备实验数据与资料、精心安排实验内容和精心指导上机过程中遇到的问题。实验过程中要强调上机学习的目的及操作注意事项，可不必将实验的步骤讲的非常仔细，这样可以培养学生在探索中寻找实验的方法和答案，对实验过程中出现的问题可给予详细的分析和解答，帮助学生知其然知其所以然。另外，加强学生上机实验报告的管理力度也是上机实验环节中重要的内容之一。

2.4考核方式多元化

对于非GIS专业学生来说，理解GIS的内涵，了解GIS基本原理和应用GIS软件是最终目的，最终的考核成绩采用多元化的评判方式，一般非GIS专业将“地理信息系统”安排为选修课，作为考查课最终的考核成绩应该从多方面来衡量，笔者认为主要应该考虑学生出勤、上课表现、上机实验表现、作业和最终GIS产品制作几个方面。其中学生出勤、上课表现、上机表现作为平时表现，占考核的30%，作业占20%，最终的GIS产品制作占50%。

3结语

GIS技术对非GIS专业学生及在非GIS领域中具有重要的应用价值。因此，加强非GIS专业的GIS教学是推广GIS最重要的任务。非GIS专业教学过程中应采取与专业紧密结合的多样化教学方式，从多环节加以改进和优化。另外，加强GIS教学者自身的综合素质，提高其相关理论水平与科研能力，也是促进GIS教学质量提高的关键。随着校企合作模式的不断推进，也可以多多鼓励学生参加由相关公司和学校联合组织的GIS大赛，大大激发学生的学习热情，也能在实践中增强学生的动手与操作应用能力，从而达到学以致用的目的。

4参考文献

[1] 黄杏元，马劲松，汤勤.地理信息系统概论[M].2版.北京：高等教育出版社，2001：1-5.

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

[3] 尚颖娟.“地理信息系统”课程教学与实践[J].西南师范大学学报：自然科学版，2007，32（5）：171-174.

[4] 王树德，孙宏霞.高师“地理信息系统”课程教学与实践刍议[J].烟台教育学院学报，2004，10（1）：76-79.

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