地理信息科学基础理论
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地理信息科学基础理论范文第1篇
近年来，地方高校在地理信息科学专业人才培养中产生了一些问题，技术创新人才培养和社会服务能力较弱，无法适应新技术、新产业、新形式、新模式等新经济蓬勃发展的特点和测绘地理信息产业的需求咱1暂。因此，在“新工科”专业建设的大背景下，文章进一步探讨了地理信息科学专业的应用和技术型人才培养工作原则、建设思路、内容和要求，以期为地方高校的地理信息科学专业的应用技术型人才培养提供参考借鉴。
一、地理信息科学专业课程设置的主要问题
课程设置缺乏连贯性。地理信息科学是计算机与地理相结合的一门交叉性学科，要求学生必须在地理信息科学的课程建立中掌握地理信息的基础理论及其实践操作技能咱2暂。以“GIS二次开发”课程为例，当学生完成相应的课程后，相关的课程与地理信息系统二次开发之间没有直接的联系。专业课程的研究与学习缺乏衔接导致毕业论文设计或者作品的原型体系设计与研究开发变得捉襟见肘咱3暂，学生无法把毕业设计或者需的基础专业技巧与论文撰写的选题相结合。课程依赖关系考虑不足。应用型本科院校不仅需要加强大学生的知识和理论基础，而且还应培养大学生的理论和实践技术水平。学生自主实践技术综合素养的提升是一个循序渐进的发展过程，不合理的课程设置已经超出了学生认知范围，容易引起学生对课程的厌倦。实践教学内容过于陈旧。地理信息系统的研究与一般计算机信息系统的研究相似，理论、技术和方法的创新也将对地理信息系统的设计和研究产生深刻的影响。应用型本科院校要求学生紧跟当前的主流技术，及时更新大学生在实践过程中所掌握的实际知识和内容，培养学生对于应用新一代技术的兴趣。师资力量不足。由于近几年来教师的流动性比较大，很难建立起一支较为稳定的人才队伍。并且高校缺乏教师培训、交流和深造的机制，导致年轻教师的能力提升较慢。
二、“新工科”建设背景下地理信息科学专业建设内容
为突破建设和发展“新工科”的瓶颈问题，针对南宁理工学院地理信息科学专业的现状，“新工科”背景下的地理信息科学专业建设需要突破传统的思维方式，以“新工科”理念为指导，创新人才培养的模式，提升人才培养的质量。专业建设的关系涉及人才培养的每一个环节咱4暂，本文主要从专业的课程体系设置、实训制度和教学资源建设等角度进行论述。
（一）课程体系设置及优化
目前，我国对工科新课程建设的研究主要集中在宏观方面，对专业课程体系的研究才刚起步，对基础通识教育课程的选择和开设还未形成统一的意见。由于我国许多应用型学校未设立地理信息科学专业，教学资源存在不足咱4暂。针对这一现状，文章在传统基础课程体系的基础上，有机融合地方特色文化以及区域自然和人文地理元素，加强遥感应用、测量及应用能力等内容。新工科背景下的课程体系框架见图1。课程框架主要分为通识教育、学科基础课、专业课程、集中实践、拓展与创新五大培养模块五个培养模块。依据对地理科学类专业的教学质量要求以及国家标准、地理信息技术行业的发展、有关企业、高等院校的调研以及对南宁理工学院地理信息科学类专业人才培养的指导意见，进一步加强和深化教学改革，创新了人才培养的模式，提高了人才培养的质量咱5暂，优化了地理信息科学类专业的培养。课程架构采用平台+模块的“4+4”框架结构：通识教育平台、学科基础平台、专业教育平台、实践教学平台、通识教育选修模块、学科基础选修模块、专业选修模块、创新创业模块咱6暂。紧贴不同行业的发展要求，地理信息科学专业主要划分为土地数据处理与信息应用技术开发两方面来对其进行专业教育培养，有利于促进学生就业并满足学生升学深造需要。
（二）实训制度建设
GIS工程作为一门新兴的具有高度交叉性和前沿性的工程学科，GIS基础课程的应用实践技术教学日益受到重视，特别是针对应用型大学的应届毕业生而言，课程的实践教学要与学科专业、产品的不断发展和学校应用实践技术教学领域的先进科技相结合，在从事课程实践技术教学的课程内容上，要求在课程相关基础软件的研究开发及拓展、相关学科专业基础软件的应用多样化、实验教学资料的使用多元化方面做到与时俱进。应用型人才既有别于学术类人才，也有别于由高职高专院校培养的技能类人才。学术类人才强调对理论知识和科学方面的研究，而应用类人才则强调对技术的应用。因此，GIS课程的理论和实践教学方法不应以课堂教学为主，必须不断开辟和创新校外实训基地，拓宽以应用型、实习人才培养为导向的理论和实践教学。在该时代背景下，学校采取了“3+1”顶岗实习模式，积极扩大校外实训基地，大幅增加了学生的实习机会，拓展了学生的专业视野。
（三）加强课程资源建设
首先，要充分突出以人为本的教学目标引领，充分考虑满足学生课内课外教学实践的不同需求，使教学形式丰富多元、内容丰富、手段新颖。在当前现代化的课堂网络教学环境中，课堂上的PPT、微课、MOOC、学科前沿信息连线资源链接、案例、拓展性知识阅读、讨论式习题练习、提问与问题解答等教材资源都已经逐步成为所有学科必备的基本知识资源，教材资源将会成为所有学科课程基础资源的组成部分，内容丰富的教材资源不但为广大学生学习提供了知识库，而且还能培养学生学科综合应用能力，做到线上线下有机结合，提高课堂教学效率。
（四）师资队伍建设
建立定期的继续教育师资队伍培训、交流及继续教育工作机制，积极鼓励和支持其他专业教学领域的带头人与教学监督委员会、学术社区组织以及高等院校之间进行学术交流。组织骨干教师到国内外著名大学访问，或者支持优秀的青年教师继续深造。“产学研结合”的根本实质在于建立一种校企间的紧密合作关系，做到优势互补，相互交流其需求，相互推广和促进，是有效保障专业教育质量，落实培养目标，发展专业性和特色，提高专业技术教师综合素质的有效途径。应当鼓励更多的青年老师到企业中工作，增强其实际操作经验。可以邀请著名的高校和大型民营企业的专家作为学校的访问教授，不但对本科生进行教学，而且还负责引导青年老师申请科研课程项目和撰写学术论文。也可以邀请专家学者对青年教师与大学生开展专题演讲，指导教师参加该领域的学科建设。鼓励广大教师在课堂上坚持将教学、科研的有机结合，鼓励科技创新。加强与全省各高校同类型教师的交流与合作，安排同类型教师交流、合作、参加国内外的会议或短期访问，打造一支充分理解现代化社会发展需求、具备丰富的教学管理经验、热爱于教学事业的中小班级高层次、组合化的教学团队，为人才成长创造良好的环境和条件。
（五）完善教师以及学生激励机制
为激励教师的教学工作，学校可以对优秀教师进行口头表扬、光荣榜表彰以及设置教学成果奖等方式，作为教师职称晋升的加分项。对学习成绩好学生、获取国家或者省级各类奖学金的学生、通过国家某些高难度考试的学生、被录取为研究生的学生、实习阶段即获单位正式录用且工资达到纳税水平的学生，都应该在学校张榜表彰，以激励其他学生。
三、结语
2021年，南宁理工学院开始制定新的地理信息科学专业人才培养计划，并将根据毕业生所在企业、事业单位的反馈情况不断修订。对通识教育、学科基础课、专业课和集中实践课的内容安排上进行了优化，巩固了学生的基础理论知识，促进了理论和实践的有机融合，提升了学生在GIS领域的综合竞争能力。
参考文献：
［1］段炼，廖超明，陆汝成，等.新工科背景下GIS应用创新型人才培养教学改革［J］.广西师范学院学报（自然科学版），2019，36（02）：163-166.
［2］袁本华.关于地方院校地理科学专业技能教育的探析［J］.襄樊学院学报，2012，33（05）：82-84.
［3］曾微波，王春，江岭.应用型本科GIS专业课程体系设置改革探索［J］.测绘与空间地理信息，2019，42（09）：1-3.
［4］戴仕宝，王春.新工科背景下应用型高校GIS专业建设探讨［J］.测绘工程，2019，28（04）：72-76.
［5］逯跃锋.“地理信息+”与“新工科”背景下GIS专业实践教学课程设置的研究与实践［J］.智库时代，2018（47）：191-192.
地理信息科学基础理论范文第2篇
如何提高学生的自身素质，而能更好地解决就业问题，笔者认为可从以下两个方面加以考虑。
1.学科定位不同的高校都有自己的学科定位，学生培养的目标不同，其课程设置及实践教学也有所不同。如何科学合理的进行专业的学科定位，是当前许多高校需要研究并解决的一个关键问题。2.实践教学体系设置由于GIS是一门应用性很强的学科。加之用人单位无一例外地都要求所聘毕业生要具有一定的动手能力，能够承担实际工作，胜任所聘工作岗位。因此GIS专业实践教学必须在注重“打好基础”的同时，注重“应用过关”，如何科学、有效地制定实践教学体系，是当前急需解决的问题。
二、地理信息科学专业发展的主要措施
建立和健全实践教学课程体系，提高学生对实践教学重要性的认识。深化实践教学管理，实施“实践教学导师负责制”，即每位教师分别负责几位学生，或每位教师按地域负责学生，如负责北京，负责上海，负责长春等实践教学基地，加强“实习+就业”培养模式，为毕业生就业提供良好的就业平台。
1.在课程结构上，要加大实践性教学的比重，把实践操作技能训练作为重要的教学内容。2.在理论课教学内容上，要与实践相结合。删减理论与实践脱节的内容，增加实用性内容，按市场需求，把新知识、新技术、新方法渗透到专业教学之中。3.在教学方法上，采用实践性教学，使理论课程的教学应用性和实践性大大增强。4.强化校内实训，成立兴趣小组，组织专业技能大赛。5.通过对专业实习基地调研，实训基地主要在一线城市，重点考虑北京、广州、上海等城市。6.确定实习基地，实习前动员，学生与实习基地双向选择，送学生到实习单位，检查学生实习情况，落实学生就业。
三、结语
地理信息科学基础理论范文第3篇
[关键字]测绘 地理信息 科技事业 发展
[中图分类号] P2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-3-114-1
0 引言
测绘工作国家经济、文化建设和社会发展的一项前提保障性工作，是一个国家地信信息产业的基础组成部分。它为国家经济建设和社会发展提供与地理位置有关的各种专题性和综合性的基础信息，其成果是进行资源调查、环境监测、农田建设、能源、交通、水利等大型工程建设、城乡规划建设、土地开发利用、重大灾害监测预报和科学研究、国防建设以及国家宏观管理决策必不可少的基础资料。从八十年代初期，测绘业开始着手对传统测绘手段和生产工艺进行技术改造，开展了数字化测图、机助地图制图、地图数据库、地理信息系统（GIS）、人卫激光测距（SLR）、全球卫星定位系统（GPS）、遥感（RS）等方面的基础研究和应用研究。尽管我国测绘业取得了长足的进步，但是，其整体技术水平同国际测绘先进水平相比，存在较大差距，远远满足不了国家经济建设与社会发展的需要，这主要表现在：数字化测绘技术体系的若干关键技术问题尚未解决，完整的数字化测绘生产技术体系尚未形成；测绘生产中生产速度慢、更新周期长、产品形式单一、地图印刷质量较低等状况尚未得到根本性转变；测绘基础理论研究相对薄弱，尤其是在遥感、地理信息系统、地图制图学等领域，从而严重影响了技术的进一步发展；测绘信息综合开发应用水平较低，测绘高新技术集成化尚处于起步阶段，在国际市场上的竞争能力较弱，参与全球问题的国际合作研究尚待进一步拓展。 本文就如何促进我国测绘地理信息科技事业的发展做以下建议。
1 积极推进基础地理信息资源建设
第一，利用新技术、新工艺，加强对基础地理信息系统的改造和优化升级，积极开展各级各类专题数据库建设。将基础地理信息更新工作摆在更加突出的位置，加紧研究建立新形势、新技术条件下的基础地理信息更新机制，加快信息更新步伐，切实提高基础地理信息的现势性。第二，加强各级各类基础地理信息资源的整合，积极推进各级测绘部门之间以及测绘部门与有关部门之间的信息共享，实现不同数据源、不同类型、不同尺度基础地理信息数据的集成应用。第三，尽快形成中央和地方测绘部门分级管理、标准统一、种类齐全、互联互通的基础地理信息共享平台，为实现测绘部门基础地理信息快速传送和充分利用创造更加有利的条件。
2 创新思维，以新的理念引领测绘地理信息转型发展
测绘地理信息人勇于实践，大胆创新，勇敢地举旗亮剑，提出24 字总体战略，成为测绘地理信息发展新坐标。新理念的形成，让我们突破传统思维的桎梏，实现了由“测绘”向“测绘地理信息”的嬗变；让我们更加与时俱进，推动数字中国向智慧中国迈进；让我们打破了传统的测绘工作模式，开辟了地理国情监测新领域；让我们加快转变发展模式，真正实现了公益性测绘地理信息事业和地理信息产业两条腿走路。只有敢于打破常规，突破惯性思维的束缚，才能形成测绘地理信息文化“快”的灵魂、“干”的精神、“好”的品质，才能发扬好“热爱祖国、忠诚事业、艰苦奋斗、无私奉献”的测绘地理信息精神。
3 加强测绘科技人才资源建设
人才是科技创新和竞争制胜之本，没有人才就没有创新。一流的学术思想、一流的技术成果，需要有一流的人才。测绘科技人才资源建设包括三个方面：一是千方百计稳定现有科技人员，增强科研与生产单位对人才的凝聚力和吸引力；二是有计划地引进和培养优秀测绘科技人才，逐步开展成绩优异高级工程师的选拔评审，充实和壮大测绘科技创新队伍；三是培养和造就一批科技经营管理人才，提高测绘科技创新队伍的整体素质和创新管理水平。建立人才合理有序流动的机制，鼓励测绘生产单位设立特聘专家岗位，吸引优秀人才进入测绘生产一线；鼓励职工开展技术发明、技术革新活动，并作为职工个人业绩考核的重要指标；通过重点学科、重点实验室、工程技术中心和博士后科研工作站的建设、重大科技项目的实施以及在科技项目立项、评审和验收中设置人才培养指标等方式，培养造就一支由科技领军人才、学术技术带头人、科技创新骨干和基层单位技术骨干等组成的测绘科技人才队伍。
4 加强基础研究和软科学研究
跟踪国际测绘学科前沿，发展测绘科学技术理论和方法，积极开展现代大地测量理论和地球动力学、新型数字摄影测量和遥感机理、地理信息科学、地理空间信息网格理论与技术等研究，提高原始创新能力，增强测绘科技持续发展的后劲。结合测绘事业的可持续发展，开展测绘软科学研究，用以指导测绘管理实践，重点加强测绘发展战略、测绘管理理论、测绘管理体制、测绘法律法规、测绘统计指标体系、测绘工程设计管理以及地理信息产业发展政策等方面的研究。
5 总结
坚持以测绘信息化带动测绘事业发展全局，促进测绘工作在完善体制机制、科技自主创新、快速传送信息等方面取得新的突破，全面提高测绘部门的利用、监管、保障和服务水平。以推进国家信息化发展全局为着眼点，以数字中国地理空间框架建设为重点，以地理信息资源开发利用为主线，加快信息化测绘体系建设，健全测绘公共服务体系，逐步实现地理信息的获取实时化、处理自动化、服务网络化和应用社会化，显著提高测绘行政管理的信息化水平。大力促进地理信息产业发展，为全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会提供更加有力的测绘保障。
参考文献
[1]记者，周湛.推动地理信息新型服务业态大发展[N]. 中国测绘报. 2011-06-03.
地理信息科学基础理论范文第4篇
关键词：遥感图像处理 课程体系 模块化 教学实践
中图分类号：G421 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0185-02
遥感作为一种高效的探测、获取、分析和处理空间信息的先进技术手段，已广泛应用于各个领域。高等院校是我国遥感专业人才培养的主战场，它提供了一个综合性高、专业性强的平台[1]。在该平台上，可以针对社会的应用需求，塑造学生不同的个体特征，培养出适于不同岗位的研究型、应用型人才。因而，构建旨在培养学生综合素养，并突出其个体特征的课程体系具有举足轻重的作用。特色鲜明的体系可以在提升学生的综合素养的同时，也能够突出学生个体，因而可以更好地满足我国遥感专业人才培养的需求。
现阶段我国为遥感专业人才培养设置的本科专业主要有摄影测量与遥感、遥感科学与技术、地理信息科学等，在这些专业的培养方案中，《遥感导论》和《遥感图像处理》在多数高等院校中都有开设，并为专业核心课程之一，有的高等院校还开设了《数字图像处理》。《遥感导论》和《数字图像处理》两门课程可以视为《遥感图像处理》的前期基础课，因而在课程学期安排上应该提前。
《遥感图像处理》以地理学、测绘学、数理统计、计算机技术等为背景，在学习了遥感技术、图像处理技术的原理和理论基础上，着重介绍遥感信息处理的原理、过程与方法，并掌握遥感图像处理技术的发展动态与实际应用。由于《遥感图像处理》是多学科的交叉，与很多专业都有很密切的联系，而且发展速度较快，在遥感图像处理的教学中，一方面要求不同对象的学生掌握、理解或了解图像处理技术的基本原理；另一方面，还要求不同对象的学生理解或了解遥感图像的成像机理、处理技术和流程等。同时，图像处理技术和遥感技术具有技术更新快的特点，因而还需要学生掌握现阶段的状态以及最新发展情况。除了教学内容和教学方法外，实验教学也是《遥感图像处理》课程的重要的环节，传统的课程教学大都偏重于理论，一些已有的实验也主要是针对特定图像处理的一些应用，缺乏图像处理技术应用与遥感图像特征无缝结合和系统组织。
总的来说，目前的《遥感图像处理》课程体系主要存在以下几个方面的问题[2]：（1）传统的课程体系多注重经典理论，轻实验和实践[3]。除了应该重视理论教学外，有效地利用实践教学环节，有利于学生理解和掌握该课程内容，取得事半功倍的教学效果；（2）传统课程体系脱胎于数字图像处理，和遥感处理关键技术之间存在断裂面，遥感处理知识体系不够完善。
本文以我国高等师范院校开设的遥感科学与技术、地理信息科学专业为例，针对《遥感图像处理》课程的教学目标，提出了适合高等师范院校本专业领域学生的课程体系的构建方案，并就其实践教学的效果和课程体系特色进行介绍。
1 课程体系的建立
内容的模块化设计是目前课程体系建设的主要方案，在很多高等院校的专业教学中得到了较好地应用[4]。为适于高等师范院校开设的遥感科学与技术、地理信息科学专业教学需求，通过近10年左右的实践教学，我们将《遥感图像处理》的课程体系结构分为7个模块，如图1所示。
（1）图像基础模块：这一部分主要介绍遥感数字图像的基础知识，主要包括遥感数字图像、遥感数字图像的计算机存储、遥感数字图像的计算机视图与表达等内容，让学生了解遥感数字图像的基本概念和特点，并从计算机存储和显示的角度，定性了解数字遥感图像，引导学生建立遥感图像处理研究和实践的兴趣。
（2）定量遥感处理模块：遥感定量化是当前技术发展的重要方向之一，其分析和处理过程涉及到物理、大气等学科；本科生由于前期所开课程较少，感觉定量遥感处理的难度较大，因而我们主张在本科阶段掌握定量遥感的基础理论和图像处理，深层次处理设置在后续的研究生课程开设。
该模块的主要内容涵盖辐射定标、大气校正、热红外地面温度反演等，以Landsat TM图像为例，了解遥感图像的辐射校正和定量反演的技术方法：辐射定标结合Landsat TM的0级、1级产品，介绍遥感图像数字值（digital number，DN）转换为光谱辐射亮度的方法；大气校正主要讲述基于辐射传输方程的校正方法，结合6S和MOTRAN辐射传输软件包，完成遥感图像的大气校正；热红外图像地表温度反演以Landsat TM6为例，介绍单波段热红外图像的地表温度反演方法和技术流程。
（3）几何遥感处理模块：该模块针对遥感成像的纯中心投影、多中心投影、侧视雷达等不同构像方式，解释它们的几何纠正方法和技术流程；对于多项式纠正方法重点介绍，强度多项式的构建、地面控制点的选择、最小二乘法拟合等相关内容。
（4）数字图像增强模块：数字图像增强模块按照彩色增强、辐射增强、空间域增强、频率域增强、多光谱增强等顺序进行讲解。在这一部分，我们遵循系统深入的原则，基于遥感数字图像处理的实例，帮助学生系统复结并领会各种理论方法之间的逻辑顺序与本质。由于图像处理具有理论性和可视化强的特点，在这个部分教学中，我们希望加强学生对前置基础课程（如《遥感导论》和《数字图像处理》）所学基本理论和方法的深入理解，使其充分认识遥感机理理论知识在遥感图像增强应用中的指导意义，并体会理论本身的魅力。
（5）遥感图像融合模块：该模块从遥感图像融合的目的出发，介绍图像融合的主要方法和技术流程、图像融合结果的性能评估等；联系数字图像增强模块的多光谱增强子模块，以HIS变换、主成份分析、傅里叶变换和小波变换等为基础，阐述遥感图像融合的主要技术方法，并对其方法的缺点进行分析，提出改进的遥感图像融合方案。
（6）遥感图像分类模块：该模块主要包括计算机分类的基本原理、非监督分类、监督分类、计算机分类的新方法、分类结果后处理、精度评估等内容。在这一部分教学中，我们充分发挥图像处理应用性强的特点，选择最小距离法、ISODATA、最大似然分类法等，重点讲述其基础理论和技术方法，激发学生学习兴趣。
（7）变化检测模块：该模块是对前面所学模块的综合运用，向学生展示《遥感图像处理》立体而丰富的专业内容。在介绍遥感图像变化检测意义和技术流程的基础上，重点论述变化检测的分类后比较法和直接比较法；将变化向量分析法（CVA）作为典型算法进行讲述，通过土地覆被变化检测的应用实例，综合遥感图像辐射校正、几何纠正等知识，重点论述变化强度和变化方向的确定方法，并利用图像处理实践提升学生的研究性思维，初步培养学生的创新能力。
2 课程教学实践及其特色
2.1 加强实践教学环节，注重动手能力的培养
本课程主要教学目的是使学生了解和掌握遥感信息处理的基本知识、方法、基本技能和发展动态，初步掌握应用遥感信息处理技术分析和解决实际问题的能力。因而，实践教学能力培养是我们课程建设的核心部分。我们在每个模块中设置了多个实践环节，多角度、多目标的提升学生动手操作能力。
通过理论学习、实践处理等环节，增强学生对本课程的理解，并在此基础上使学生进一步掌握遥感图像成像的基本原理、基本理论和这些理论在遥感图像处理中的应用。近10年的教学实践证明，该课程的实践教学环节较好地调动了学生专业学习的积极性，取得了较好的学习效果。
2.2 内容延伸模块化，形成分层次课程体系
我们依据课程教学内容，构建了授课内容的基本框架，按照教学内容分块设置，根据学生学习阶段、课时安排、专业特色延伸等可以灵活变化，因而给授课内容带来了较大的机动性。
在每个教学模块中首先确定知识体系和拓展专题内容，将这些拓展专题分为偏应用型和偏理论型。每个专题中设置基本内容和扩展内容，形成模块化分层次的课程体系。
例如：在数字图像增强模块中，目前的大多数教材中存在直方图均衡化的内容，然而随着图像处理技术的发展和应用的拓展，人们发现在绝大多数遥感图像增强处理中不适合直方图均衡化处理，因此这部分内容可以不讲或让学生自学。图像增强部分的内容非常多，使学生清楚掌握第一节内容介绍的关键词，课程的延伸内容就会更易理解。根据学科特色和学习层次，可以有意识地引入偏应用专题或偏理论专题，更好地满足不同目标、不同层次的学生的需求。
通过遥感图像处理课程教学内容的分块划分，形成了层次化、模块化课程体系，在确保授课内容体系完整情况下，使内容选择更具条理和可操作性，便于培养不同目标导向的学生，更适于我国高等师范院校相关专业的教学设计。
2.3 多目标人才及其创新能力培养
社会对人才可以从不同的角度加以分类，从生产或工作活动的目的来分析，现代社会的人才可分为学术型（理论型）、技术型、工程型和技能型等。多目标人才就是多功能人才，其特点是多才多艺，能够在很多领域大显身手。当今社会的重大特征是学科交叉，知识融合，技术集成。因而，《遥感图像处理》多目标人才培养是培养学生在各个方面都有一定能力，同时在某一个具体的方面要能出类拔萃。
在高等师范院校地理学背景创办遥感科学与技术、地理信息科学等本科专业的情况下，不同层次、不同培养目标导向，可以让学生针对自己的发展方向选择应用型还是研究型，因而该课程体系更加具有灵活度。我们课程体系中设置的定量遥感模块，可以满足学生在应用型《遥感图像处理》课程中学习到研究型知识，丰富和完善学生的有关遥感处理的知识结构，提升学生的创新能力。实践教学证明，我们的本科生经过该模块的学习，也能够独立完成研究方案构思和具体研究路线设计，并在老师的指导下撰写科学论文。
3 结语
卫星遥感、图像处理技术的迅猛发展，其应用领域愈来愈广泛，该领域受到很多学生的垂青，激发了他们的学习热情。目前很多高等院校都开设了《遥感图像处理》这门课程。如何根据各个高等院校的学科特色、学生特点构建适合自己的课程教学体系、安排好授课内容、提高教学方法和教学手段的有效性是很多高等院校主讲教师最关注的，同时对于提高学生学习兴趣、加强实践应用能力以及培养信息技术时代的创新型人才具有重要意义。
笔者结合多年《遥感图像处理》课程的教学经验，设计了一个课程内容模块化、专题内容可延伸、分层次的课程体系，它采用专题框架，在保证授课体系完整性的前提下，授课教师可以依据人才培养目标、专业特色、学时要求引入模块化延伸内容，有机地将课程教学内容联合在一起，形成多层次、多目标的授课内容。实践证明，该课程体系设置达到了我们高等师范院校相关专业的课程教学预期效果，可以为我国其他高等师范院校的相关专业的《遥感图像处理》课程教学提供参考。
参考文献
[1] 邓磊，赵文吉，胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报，2012（7）：136-137.
[2] 赵珊，刘静.数字图像处理课程实践教学的改革与设计[J].中国科技信息，2009（23）：226-227.
地理信息科学基础理论范文第5篇
[关键词]GIS专业;教学;问题与对策
1.1 引言
GIS专业培养的人才质量直接关系到社会对该专业的信任，影响学生的就业与进一步深造，对GIS学科的发展具有重要影响。自1997年教育部设立地理信息系统本科专业以来，我国已有170多所高等院校相继开设了该专业[1]。2012年，教育部高等学校地球科学教学指导委员会将地理信息系统专业更名为“地理信息科学专业”。10多年来，有关GIS专业教学一直受到众多GIS专业教师、研究者的重视，曾分别从培养计划与教学大纲制订[2]、核心课程设置[3]、专业课程教学方法[4，5]、不同学科背景下GIS专业建设[6]等方面进行了探讨和交流，也建立了一些国家级的精品课程。2013年，汤国安等对我国GIS专业开设情况、教学团队情况、科研情况、教学成果、学生发展等作了调查，并做了深入的分析[1]。本文结合作者多年的GIS专业建设实践，对当前GIS专业教学过程中存在的一些问题及应对措施进行探讨。
1.2 GIS教学实践中存在的主要问题
GIS专业是一个多学科交叉与融合的专业，这些交叉学科的基础理论构成GIS的基础理论体系，形成GIS的理论基础、知识结构、技术体系和功能特征[2]。GIS学科具有的多学科交叉的特点，使得GIS专业教学与学生学习存在诸多困难。
1.2.1 学科知识体系的快速变化与教学计划的矛盾
GIS专业的培养方案和教学大纲是依据学科知识体系制订的。作为指导专业教学计划的基本文件，很多学校每隔4年修订培养方案和教学大纲。培养方案规定了专业教学的课程结构。通常，GIS专业包括三类课程，即公共必修课、专业基础课、专业课。根据各个学校的学科背景不同及特色，专业基础课、专业课的设置及教学内容有所差异。教学大纲规定了每门课程在整个教学计划中的地位和任务，明确了该课程的基本要求、重点和难点，要求有相对的稳定性，又要体现与本课程内容相关的新知识、新技术。
然而，GIS的学科知识体系、社会对GIS人才的要求在快速发展与变化之中，新理论、新技术、新方法不断涌现，既定的培养方案和教学大纲很难及时跟上这些变化。自GIS专业建立以来，GIS已经从单机版发展到WebGIS;从简单的矢栅数据模型发展到对象-关系数据模型、3D数据模型、时态数据模型;从强调数据处理，发展到空间数据分析及地理信息系服务;从2DGIS的发展到3DGIS甚至多维GIS;从商业GIS软件应用发展到应用型地理信息系统开发;系统集成技术及环境的不断进步和变化;甚至诸多技术细节的发展，等等。在这一过程中，很多课程显得过时或课程的内容、重点和难点发生了变化，实践教学环节的内容亦不合时宜，亦即教学内容与学科发展脱节。显然，针对所有的新理论或新技术专门开设课程并不现实，需要将这些内容融合到相关的课程中，及时调整课程的结构，重新规划课程之间的衔接关系。即便如此，在教学过程中也将受到学时数、教学管理制度的诸多制约。
1.2.2 课程地位和内容与GIS专业的关系不清楚
GIS涉及地理学、测绘学与遥感科学、计算机科学、数学等学科，GIS专业的课程大部分由此产生。与这些学科有关的课程绝大部分沿用了相关学科的内容，如自然地理学、地图学、数据库原理、数据结构、地理信息系统设计与开发（软件工程）。在教学过程中，体现不出这些课程与GIS专业的紧密联系，或者在专业知识体系中的作用，这使得学生在学习过程中十分茫然，梳理不出GIS学科的知识体系和内在的逻辑关系，目标不明确。
这种状况一方面导致教师觉得学生不好教，因为学生无法理解这些课程在GIS专业中的必要性或重要性，没有兴趣学，教师不知道如何激发学生对本课程学习的主动性和积极性;另一方面，学生觉得不好学或学不会，因为学生觉得这个专业的课程好像比较乱，有一定的跳跃性，刚刚学了一门学科的点滴，就转移方向了。
GIS专业涉及较多的计算机科学领域的课程，大部分学生对这些课程感到困难，尤其是系统开发工具的学习，导致开发能力偏弱。这一现象通过毕业设计（论文）的选题就可以看出，大部分学生选择与地理学、遥感科学相关的课题，这些课题一般不需要进行系统设计与开发，通过软件应用就可以解决大部分问题。这些课程的实践性很强，且受学时数的限制，课堂教学并不能保证学生在课堂上完全理解这些课程的内容，需要学生在课余花费大量的时间进行自主学习，并且得到必要的指导。
1.2.3 适合GIS专业教学的教材不足
GIS专业相对年轻，与一些传统的专业相比，没有成熟的教材体系。GIS专业采用的教材大部分是关联学科的教材，缺乏针对性和GIS特色。教材之间没有联系，内容重复，系统性较差。很多教材注重理论与技术的论述，没有配套的实例或案例，学生理解起来困难。现有教材的更新速度跟不上GIS的发展，不能反映新理论、新技术。只有少量课程有实验教材，实验教材建设尤其没有受到足够的重视。
1.2.4 实践与创新教学不足
近年来，尽管很多学校在实验室建设的硬件上投入很多，但是相应的软件建设、实验设计、实验内容建设没有受到重视。具有良好设计的、能够让学生得到全面锻炼的综合性、开放性、创新性实验很少。专职的实验教师严重缺乏，目前实验教学任务基本上由任课教师承担，实验设备、软件、数据的维护，以及实验指导书、实验的准备、指导都需要任课教师花费大量的精力和时间。面对众多的学生，教师很难全面、细致地指导学生实验。
实习是教学过程中非常重要的环节，但是建设使GIS专业学生能够得到系统锻炼的各种实习基地十分困难。GIS专业的实习应该是（部分）综合性的，涉及多个方面，而目前很多实习只是根据相关企业的生产现状，仅限于GIS专业的某一方面，与实习目的相去甚远。此外，大量学生进入实习单位，在场地、现场技术人员的教学指导、管理等方面造成了很重的负担，所以很多企业只愿意接收少量的学生。
若没有得到很好的实践锻炼，既影响了学生对专业知识的理解，也使学生的学习兴趣显著下降。
1.2.5 师资队伍
GIS专业起步晚、发展迅速，且具有交叉性的特征，某种程度上造成了教师学科背景较为复杂，部分教师专业知识积淀需进一步加强[1]。近年来，进入GIS专业的大部分教师具有博士学位，在GIS某些领域的研究具有较高水平，但是从教学的角度来看，缺少对GIS专业课程体系、课程地位的整体性认识，系统性的GIS工程建设实践经验较少。一些新进教师在没有得到教学训练的情况下承担了太多的教学任务。近几年，受人才引进评价考核机制的影响，GIS及具有工程实践经验的教师引进困难，这将严重影响GIS专业师资队伍的建设与教学效果。
3 GIS专业发展与建设的措施
3.1 不断优化课程体系与课程内容
基于GIS学科、专业的内涵，强化GIS专业课程体系的主线，使学生明确GIS专业的培养目标，理解各课程之间的内在逻辑关系。加强课程建设，尽量使用“GIS语言”进行教学，亦即贴近GIS专业的培养目标，使课程内容与GIS联系起来。
根据理论与技术的发展，适当调整课程体系结构与课程内容，这种调整应从课程体系的角度出发，具有系统性，而不仅仅限于一门课程，避免重复和知识脱节。
在强调课程体系主线的同时，应开设不同方向的专业选修课，有所侧重，以适应不同能力和兴趣的学生的需要，体现专业特色，分类培养，达到因材施教的目的，也可以适应社会对不同GIS专业人才的需求。
3.2 进行系统的教材建设
一个成熟的专业应该具有一系列得到广泛认可的教材，并且有丰富的学术论著作为参考书。GIS专业的教材建设需要GIS教学、研究工作者的广泛参与，对教材进行深入讨论和详细规划。加强GIS专业教材的系统性和针对性，不是简单地将相关学科的理论、技术、方法照搬过来，而是将其与GIS融合，表现为具有GIS特色的理论、技术和方法。对一些学科的知识不必贪大求全（如计算机科学类课程），满足GIS专业的需要即可。注重理论联系实际，增加实际案例，以方便学生学习和理解。成功的教材编写依赖于一批高水平GIS专业人才和良好的组织协调。
3.3 建立系统性的实践教学环节体系
GIS专业的实验涉及各个相关学科，应尽量减少演示性实验，适当增加创新性实验，力求学生独立完成实验，提高学生的动手能力。改变授课方式，有些开发类课程的内容可以在实验室边讲解边实验。
在实习基地建设方面，针对实习基地的特点，选择一批单位，建立能够使学生得到综合锻炼的相互衔接的连续性实习基地。可通过区域性的高校联合，实现实践教学资源共享。
增强实验教师师资队伍建设，提高实验教师的综合素质，力求实验教师能够全面掌握GIS专业的软件、技术，具有较高的开发能力，在实验室对学生开放的同时，使学生能够得到指导。
3.4 加强教研室教学活动和高校GIS专业之间的教学交流
通过教研室教学活动，增强教师对GIS课程体系的认识，相互交流课程内容和授课方式，不断总结经验，提高师资队伍的教学水平。
目前高校之间的教学交流仅是通过少量的教学会议进行，学习一些教学水平较高的高校的经验需要面对面的交流、观摩和学习，才能达到实际效果。
3.5 加强对学生的课外指导
现在的学生与教师的交流较少，教师对学生的指导大部分仅限于课堂教学，不利于学生的成长。可建立本科学生的导师制，对学生的课外学习进行指导，积极组织学生申请校内外的科研项目，参加各种GIS竞赛。吸收一部分学生参与到教师的科研项目中，培养学生的科研能力和创新能力。
3.6 建立灵活的学生成绩考核机制
GIS专业是一个实践性很强的专业，为反映学生对课程知识的理解程度，体现学生的能力，可改变传统的书面考试方式，比如采用课程答辩、专题研究、综合实验考核等方式对学生进行评价。课程考核的方式应根据课程的特点进行。
4 结束语
GIS专业是一个相对年轻的专业，其成熟的教学体系的形成是一个不断探索的过程，虽然在10多年的教学过程中取得了一些经验和成绩，但是对于专业的知识体系、教材、教师队伍等方面还需进一步改进和提升。GIS专业建设需要教师花费大量的时间和精力，同时需要得到政策引导和经费的支持。
参考文献
[1]汤国安，董有福，唐婉容，李辛.我国GIS专业高等教育现状调查与分析.中国大学教学，2013，（6）：26-31.
[2]李满春，戴崴巍，赵勇.GIS专业人才的素质特征、知识结构与培养方案研究.地理与地理信息科学，2004，20（2）：26-28.
[3]秦其明.中国高校GIS专业核心课程设置问题的探讨.地理信息世界，2003，1（4）：1-7.
作者简介
张海荣，1968年3月生，男，江苏海门人，博士，副教授，主要从事地理信息系统开发、教学工作。
