地理信息科学的主要课程

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地理信息科学的主要课程范文第1篇

关键词： 地理信息科学; 课程体系; 数据库技术; 教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：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世纪80年代至今，地理信息系统历经数十年的发展，已由单纯的技术发展为一门学科[1-3]。地理信息系统（Geographical Information System，简称GIS），是一种在计算机软硬件支持下，以空间位置为主线，以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题等为主要任务的计算机系统。1992年，Goodchild提出了地理信息科学的概念，地理信息科学更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题，地理信息科学是自然科学、工程技术、社会科学等多学科、多手段联合科学。地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时，还注重支撑地理信息技术发展的基础理论的研究[2]。

长江大学（原江汉石油学院）于2000年开设地图学与地理信息系统专业，开始本科招生，学科代码为070503。历经十数年的发展，2012年长江大学将地图学与地理信息系统专业更改为地理信息科学专业招生，学科代码070504，顺应了学科的发展趋势与需要。地理信息学科专业下属长江大学地球科学学院地理信息系，地球科学学院具有深厚的石油地质勘探专业背景，如何在普通高校中，办出地理信息科学在石油地质勘探行业应用的特色，如何制定专业培养计划与课程教学大纲成为了我校专业教师关注的重点。

数据库技术是大容量海量数据的有效管理手段，能实现石油企业海量数据的安全共享与存储管理。无论是早期的地图学与地理信息系统，还是目前的地理信息科学，空间数据库作为空间信息的有效管理手段，数据库技术课程教学大纲的制定一直是教学教改的重点。本文结合石油地质勘探的专业背景，针对数据库技术课程教改展开探讨[4-5]。

1 现状与存在的问题

我校自地图学与地理信息系统专业招生以来，专业培养计划的制定与课程的设置积极参考国内高校相关专业的优点，目前开设有“数据库原理”与“数据库运用技术”两门数据库技术相关的课程。随着学科的发展，以及专业队石油地质勘探领域应用的需要，现有的课程设置、课程的教学目的与教学内容的设置需要进一步改进，主要针对以下几个方面[6-9]。

⑴ 总学时占比过高

现有的课程“数据库原理”的课时为56，学分3.5，“数据库运用技术”的课时为64，学分4，两门课程总学分高达7.5，占专业核心课程总学分的23%，极大地挤压了程序设计、GIS技术等方向课程的学时数，同时也增加了学生的负担。

⑵ 教学重点不突出

现有的两门数据库技术课程，教学目标不够明确，且对于地理信息科学专业的学生，教学目标过高。例如，在“数据库原理”课程中，对关系代数的教学要求过高，是参照计算机技术相关专业的要求来制定的，该内容对地理信息科学专业的学生的发展作用不大，学生学习起来还比较吃力。教学重点也不够突出，例如，“数据库运用技术”中的T-SQL语言基础、存储过程与触发器等内容，是教学的重点，但在课时上没有体现。甚至有部分内容在两门课程中重复明显。

⑶ 教学内容特色不明显

我校地理信息科学专业在地球科学学院开设，具有较强的石油地质勘探专业背景，但数据库技术相关课程教学大纲的制定，没有体现专业特色，没有紧密结合石油企业对海量数据的存储管理与共享、数据安全的需要，导致教学内容特色不够明显，影响了毕业生的行业竞争力。

2 数据库技术教改

2.1 课程调整

结合我校的行业背景与地理信息科学专业的教学需要，数据库技术相关课程的教学目标进行相应调整，以数据库技术的应用为主，针对石油行业海量数据存储共享、安全管理的需求，对数据库技术相关课程进行教改。将“数据库原理”与“数据库运用技术”两门课程共计120学时，7.5学分，调整为一门课程“数据库原理与应用技术”，64学时，4学分。由于学时的压缩，更需要明确课程的教学目标，突出重点教学内容。

2.2 教学目标

在数据库技术课程与学时的调整基础上，进一步明确“数据库原理与应用技术”的教学目标，使学生通过课程的学习，理解关系数据库的基本原理，并掌握主流数据库平台SQL SERVER的应用技术，掌握基于SQL SERVER的数据库及逻辑对象的创建，重点掌握存储过程与触发器的数据库编程，能利用其解决石油行业的海量数据存储管理的需求，明确数据库安全管理的实现机制，能基于SQL SERVER实现石油行业数据的安全控制。

2.3 教学内容

重新整合了原有的“数据库原理”、“数据库运用技术”两门课程的教学内容，设置了新课程“数据库原理与应用技术”的教学内容。压缩了数据库原理的教学内容，剔除了关系代数等难度大、实用性不强的教学内容，突出了T-SQL语言基础、存储过程与触发器等数据库编程等内容的地位，增加其课时，进行重点教学。并且，针对地理信息科学专业特点，补充了空间数据库内容，针对石油勘探开发专业背景，增加了数据安全管理教学内容。

2.4 教学方式与手段

为了提高教学效果，在“数据库原理与应用技术”的教学过程中，采用课堂教学+课堂实训+上机实践+课程设计的模式，培养学生的实践动手能力，使学生能从真正意义上掌握一种商业数据库SQLSERVER的应用。同时，为了顺应社会知识传播技术的发展，在教学过程中，采用多媒体+板书的模式，多媒体信息量大，并且方便现场演示教学，板书能强化学生对重点知识的掌握，记录教学过程中的重点教学内容。

3 教改效果分析

数据库技术教改在2011级学生中开始实施，基于学生的理论课程成绩，分析难度系统与往年相当的考题，平均成绩由原来2010级学生的72，提升至79分，教学效果提升明显;基于学生的课程设计大作业情况，学生能更加顺利地完成数据库课程设计，质量有显著提高;针对2010级、2011级学生展开问卷调查，学生对数据库的实践应用更感兴趣，对过于基础的关系原理等内容，感觉枯燥，学习起来比较吃力，验证了此次数据库教改的效果。

4 结论

通过地理信息科学专业数据库技术教学改革，我们取得了以下的认识与结论。

⑴ 教学目标要适应专业背景和发展需求，针对我校石油地质勘探专业背景，修正了数据库技术的教学目标，以数据库技术的应用为重点。

⑵ 教学内容要根据学生情况制定，针对我校普通高校的地位，生源质量，制定合理的教学内容，提出关系代数等，对数据功底要求过高，行业应用价值不大的教学内容，突出重点，提升教学效果。

⑶ 教学方式要多样，采用课堂教学+课堂实训+上机实践+课程设计的模式，将理论教学与实践紧密结合起来，增强学生动手能力的培养。

⑷ 教学手段要与时俱进，采用多媒体+板书的，发挥多媒体教学信息载荷大，能现场演示教学的优势，同时配以传统的板书，能加深学生对关键知识点的理解与记忆的优势，传统板书和快捷多媒体相配合，提升课堂教学效果。

参考文献：

[1] 柯长青，李满春，王结臣.与时俱进 培养地理信息科学拔尖创新人才[J].

中国大学教学，2013.7：28-30

[2] 程朋根，夏元平，聂运菊，刘波，郭先春.地理信息科学专业本科生需求

与能力期望调查结果分析[J].东华理工大学学报（社会科学版），2013.4：472-476

[3] 邬伦，刘瑜，毛善君.GIS专业本科教学探讨――北京大学教学实例[J].

地理信息世界，2004.2：27-30

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数据库技术教学方法[J].计算机教育，2013.5：9-13

[5] 刘加伶，冯欣，尹静.地方高校IT类专业的数据库技术教学体系建设

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教学法的几点思考[J].牡丹江教育学院学报，2012.1：166-167

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煤炭技术，2010.4：228-230

地理信息科学的主要课程范文第2篇

关键词　地理信息系统　学科建设　政策建议

1 引言

地理信息系统是地理学、资源与环境科学、地球系统科学中最富有生命力的部分，是它们重要的发展方向之一，“在持续发展的研究和决策中，没有任何其他领域比利用GIS技术更为重要”。地理信息系统发展十分迅猛，地理信息系统学科也非常年轻，从第一个GIS建立到现在只有33年的时间，从“数字地球”的提出到现在耳熟能详的“数字化浪潮”只有短短8年的时间。

随着地理信息系统学科的快速发展和社会需求空间的不断增大，地理信息系统人才的需求量也在不断扩大。如何加强GIS学科和人才培养体系建设显得尤为必要。

2 地理信息系统学科体系

GIS（Geographical Information System）是在计算机软件和硬件支持下，综合运用地理学、系统工程和信息科学的理论，获取、存贮、管理、传输、分析和输出地理空间数据的信息系统，是计算机和信息系统技术在地理科学中运用发展的产物。从学科角度看，地理信息系统是管理和分析空间数据的科学技术，是一门集地理学、测绘科学、计算机科学、空间科学、信息科学和管理科学等多门科学为一体的新兴的综合集成学科，具有多学科交叉的显著特点。

从广义来看，GIS应属地球信息科学与技术的范畴。地球信息科学包括理论、技术和应用三部分。应用信息论、控制论和系统论形成了地球信息科学的方法论；区域的可持续发展和全球变化构成了地球信息科学的应用部分；信息的获取、监测，信息的模拟，信息的传播与建设构成了地球信息技术部分（见图1）。当前我国的GIS学科建设方面，存在理论不适应技术的发展需求，同时技术与应用脱节的现象。

从狭义来看，GIS属多学科综合集成的学科，包含了理、工、管理学科的科学与技术内容。GIS作为理科，以地理学、地图学、系统科学为基础；GIS作为工科则以计算机科学与技术、测绘科学与技术、系统工程为核心；GIS作为管理学，则以管理信息系统（MIS）为支撑体系。目前对GIS学科建设，一是分散在相应学科的边缘，没有得到充分的重视；二是学科体系不清，结构不完善。因此，只有把GIS学科建设作为一类交叉学科门类，进而从科学、技术、工程三个层次加强，才能够形成完善的学科体系，任何强调其中一个方面的倾向，均会对GIS学科发展产生不利的影响。设置交叉学科类在美国的学科分类体系中得到了充分且高度的重视。从GIS科学角度，要加强地球信息科学、地球系统科学等在GIS中的应用；从GIS学科建设的技术角度，要加强遥感技术的应用，以及网络计算机软件技术的开发与应用；从GIS学科建设的工程角度，要加强系统工程在GIS中的应用，从而保证任何GIS软件系统具有很强的稳定性与安全性，能够具有强大的服务功能。

3 地理信息系统人才培养体系

3.1 GIS人才培养方向

把握了GIS人才培养方向就勒住了人才培养体系的龙头。根据前面的论述，GIS人才培养方向可以归纳为：①GIS理论人才；②GIS技术人才（含软件开发人才）；③GIS应用人才(GIS工程建设)。

从科学（理论）角度看，地球系统的信息流是GIS研究的主要内容。资源与环境信息则是其主要关注的对象。GIS在不断发展中已逐步形成了以“地球信息科学”为基础的独特的理论体系，具有多学科集成的显著特点。但目前，正如陈述彭先生所指出的“地理信息系统基础研究状况是理论的发展满足不了技术进步的需求”。因此，在GIS人才培养中，首先需要的是能够满足学科发展所急需的理论型人才。

GIS技术人才包括信息的获取、监测，信息的模拟，信息的传播与建设等方面的人才，这些人才的培养，广义上包括遥感技术、GPS技术、地理信息系统与空间辅助决策系统以及信息基础设施建设方面的人才培养。对于GIS软件开发，为避免大量人力集中在低层、重复的程序编制上，应尽量利用已完成的软件资源，同时从长远看，中国应该发展自己的GIS软件，应该加大对软件开发的投入。

国外有统计数字：用于GIS软件、硬件和建库的投资比例为1∶2∶10。这反映中国的GIS软件市场大，而GIS的应用市场更大。现在国内急需GIS工程建设的高级技术人才。这样的高级技术人才必须具备很好的测绘、遥感、地理学、计算机和应用科学的知识基础；有处理各类GIS应用技术问题的经验；果断的判断和决策能力；较高的组织指挥才能。他们要凭自己的知识、经验和能力对GIS系统的建设和开发过程进行总体控制，解决技术难点，并能进行系统开发，对运行系统进行诊断。

GIS软件开发和GIS应用两类人才都需要培养。尤其是GIS应用人才培养目前国内还没认识到其重要性，国内不少人避开社会科学问题，倾向于纯技术课题，片面认为唯有编制低层次的算法程序才是高级的、有意义的工作。实际上“在发达国家的GIS人员结构中，绝大多数的人员和研究生都在GIS的应用领域工作，这才促成了GIS的蓬勃发展”。

3.2 国内外GIS学科、专业设置现状

GIS学科与专业设置影响到GIS人才培养的素质与人才结构。国外的GIS专业教育比中国早10年左右，20世纪80年代中后期，国内一些大学才开始着手建立了GIS专业。1997年国家学位委员会在对原有学科进行合并、调整的同时，在原地理学一级学科目录中增加了“地图学与地理信息系统”（理学）、在原测绘科学与技术一级学科目录中增加了“地图制图学与地理信息工程”（工学）两个二级学科，并开始进行这两个二级学科的博士、硕士研究生培养单位审批和招生工作。这也是我国最早开始的硕士、博士GIS研究生学位教育。1998年7月教育部颁布的新的本科专业目录中，在原地理类专业中增设了“地理信息系统”理学本科专业。

在我国现行的学士学位(本科)专业目录中，能够进行GIS专业人才培养相关的有理学、工学、管理学3个门类，4个学科，4个专业。但仅有地理科学类门下的“地理信息系统”一个专业可以授予GIS理学学士学位。美国在现行的学士学位(本科)专业目录中，能够从事GIS专业人才培养的有理学、文学、工学、管理学和环境学5个门类，5个学科，14个专业，并且都可授予GIS学士学位。

比较而言，我国现行的GIS专业设置，不符合GIS作为一门交叉学科和综合性学科的特点，阻碍了GIS学科建设，现行培养方案已不能满足GIS人才培养的需要，并在一定程度上限制了人才培养体系的建设与发展。

3.3 国内GIS专业课程设置对比分析

合理的课程设置，尤其是专业核心课程的设置，是GIS人才培养体系所面临的一个重要问题。目前，GIS专业课程体系主要由公共必修课、专业基础课、专业课等几部分组成。本文选取了典型的7所国内高校本科GIS专业的主要专业课程设置，包括：3个理学专业，4个工学专业（见表2，不包含数理基础部分的课程）。

分析表2可以看出：

1）不论其学校系科归属于理学或工学，课程体系的设置本质差异不大，除去公共必修课和数理基础课程外，根据GIS学科包含的核心内容看均包含有：地理（地球）科学、摄影测量与遥感、计算机科学，以及地理信息系统专业课程四个部分。

2）各校课程组结构比重的差异反映了理学、工学办学的特点及各校的办学特色与师资条件。虽然开设的课程类别基本相同，但课程结构存在明显差异：a) 工学对数理科学有相当高的要求，对计算机类和摄影测量与遥感课程组的要求也明显高于理学GIS；b) 理学GIS专业课明显多于工学GIS专业课，体现地理信息系统专业起源于地理学科的固有特性，反映了工科系科内地理科学有关学科师资力量的薄弱与不足；c) 不论工科或理科，各校优势学科课程都明显高于其他学校。如同济大学的测绘科学与技术课程，占总课程的30％。

3）比较而言：必修课除了物理、数学、计算机文化基础、英语、政治之外，如果将其他必修课作为专业核心课程，则重庆邮电大学 GIS专业测量学方面与遥感方面相对薄弱，电信专业方面课程得到加强。重庆邮电大学GIS专业是设在计算机学院下，重庆邮电大学GIS专业中各类课程的比重是：地理学或地学课程11.5%；计算机课程31.5%；摄影测量与遥感课程占2.27%；GIS专业课程15.9%；电信类课程占16.26%；其他基础课部分20.3%（图2）。这从某种程度上说明了重邮的特色，即计算机加电信的地理信息系统，同时也能引起我们对于到底培养怎样的GIS人才、办成怎样的专业特色进行思考。

4 地理信息系统学科与人才培养体系建设对策

4.1 学科建设对策

目前GIS学科的发展不能适应GIS未来发展的需要，甚至在一定程度上限制了学科的发展。有必要从本学科的长远发展来考虑如何将专业优势转化为优势专业的问题。

（1）完善和加强各级实验室建设。依托现有的计算机实验室，建立初步满足教学实验的软件和硬件环境，这对提高GIS人才的实验技能、对发展GIS专业至关重要。在地理信息系统实验室中，可分为理论基础实验、软件工程实验和综合实验三方面。

（2）全面建设野外综合实验基地。增添野外定位、观测、数据采集、记录、处理、通讯设备（GPS、水、土、气、生自动观测等）常规设备。野外综合实验基地的建设是提高对地学信息野外测量能力的基础，可包括地理学综合实验基地、测量和遥感实验基地、软件工程与管理实验基地等。

4.2 人才培养对策

4.2.1根据GIS人才的素质要求，加强实践性人才培养

GIS是一门集地理学、测绘科学、遥感学、计算机科学、环境科学、城市科学、空间科学和管理科学等为一体的新兴边缘学科。虽然有个别提法不一定完全一致，但GIS是一门新兴的边缘、交叉学科，却是大家的共识。我们不能否认GIS的理论性，但我们更不能否认GIS的强技术性与实践性。可以说，GIS是一门偏重于技术与实践的学科。理论性与技术性并不矛盾，陈述彭院士说过，没有高新技术支持的科学是落后的科学，没有科学理论指导的技术则是盲目的技术，这是一句富含哲理的睿语。美国的GIS理论与技术都十分先进就是一个例证。因此，GIS人才不但要有深厚的理论基础，而且还要有过硬的技术能力，这就是GIS人才的素质标准。具有合理的知识结构，灵敏的空间数字思维方式，卓越的技术、实践、管理与组织才能，才是GIS创新型的高级人才。

人才培养除了要了解市场的前瞻性，从长远来看，将来GIS人才面向的越来越多的是企业，而真正推动“数字地球”“数字城市”的是政府行为，政府本身无法完成庞大的“数字城市”“数字国土”的任务，这些任务最终落在企业身上，从行政行为到市场的选择，它本身有一个滞后的过程，它受国家地理信息基础设施完善程度和某些技术瓶颈的制约，一旦这些瓶颈打破，将带来大量的对GIS人才的需求。

当前是市场经济，人才培养除了要了解市场的前瞻性外，还要有市场需求的现实性。从近期来看，企业需要的是马上能给单位创造价值的可塑性人才，它需求的是现实价值和潜在价值的统一，两者中，又更加注重现实生产力。技术娴熟的生产者能够马上受到企业的青睐。

因此GIS专业人才培养除加强理论教学外，更应该注重实践性人才培养。

4.2.2 进一步加强GIS人才培养的核心课程建设

目前，在本科教育中，精英教育与大众教育并存，GIS学科人才培养核心课程体系的建设已显得十分重要。为此，针对上述GIS学科体系划分、人才培养的专业设置，建议进一步加强大学GIS专业的核心课程建设，优化核心课程体系（表3、表4）。内容涉及与GIS学科密切相关的地理类、测绘与遥感类、计算机科学与技术类、GIS专业类四个课程组，作为GIS本科专业素质教育的核心课程。

4.2.3 注重GIS课程前驱课程和后续课程的设置

GIS课程应该根据专业特点和学生的认知特点设置，体现知识的前后衔接。学生通过前驱课程的学习，再进入GIS课程的学习，以GIS知识为主导，将GIS技术融入到其他方面的分析中（图3）。

4.2.4 在狠抓教学质量的基础上，扩大专业规模

从1998年7月教育部颁布的新的本科专业目录中，增设了“地理信息系统”理学本科专业。例如，重庆邮电大学地理信息系统专业于1999年经教育部批准设立，2000年开始招生，学制四年，授理学学士学位，是西南地区创建该专业的本科教学最早的学校之一，经过6年办学，从无到有，逐步走向完善。全体老师共同努力，教学计划得到调整，办学经验不断丰富，但规模一直成为进一步增加投入加强学科建设的一个瓶颈。

建议在狠抓教学质量的基础上，扩大专业规模，同时应该不失时机地加大投入。高新技术本身意味着需要高投入、高风险，才有高回报。

4.3加强GIS专业建设的规划与规划的执行

借用根据克来因综合国力方程，专业综合势力的评价可以表示为：

PP=（C＋E＋M）×（S＋W）

PP――表示专业综合势力

C――表示基本实力，包括学生素质，师资力量和教学设备

E――表示经济投入能力

M――表示领导能力，等于领导的感召力和协调能力，调动各项资源从事专业建设的能力

S――表示战略意图，即专业定位和专业建设长期规划、短期规划和年度计划

W――表示贯彻战略意图的能力，即专业建设长期规划、短期规划和年度计划执行力

由此可见，有战略目标，有强有力执行战略意图的能力是专业综合实力的一个重要指标。许多学校的专业建设都十分重视专业的整体规划。作为一个学科建设，需要有明确的站在时代的角度、全国的角度审视的战略意图，需要加强执行战略意图的能力。

参考文献

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[6] 边馥苓.我国高等GIS教育：进展、特点与探讨.地理信息世界，2004，5（02）：20-22.

地理信息科学的主要课程范文第3篇

一、目前教学中存在的问题

人文地理与城乡规划专业注重地学与管理学知识的交叉与融合，但就教学现状而言，存在以下几方面的问题：

1.教材版本单一，不同专业侧重点不突出目前，学生使用的教材大多是《地图学原理》或者《新编地图学教程》，不同专业之间没有区别。地理信息科学、测绘工程与人文地理与城乡规划专业所用教材基本相同，没有侧重于人文地理与城乡规划专业的教材。

2.各高校人文地理与城乡规划专业在制定人才培养方案中对地图学教育的重视程度参差不齐据武汉大学中国科学评价研究中心研究发现，目前国内共有131所高校开设人文地理与城乡规划专业，但地图学在很多学校只是人文地理与城乡规划专业的选修课，甚至没有开设这门课程。人文地理与城乡规划专业培养方案中有的学校开设48学时理论课，2周的地图学实践，但是大部分高校往往只强调经济管理及规划课程的学习，对用于空间信息表达与分析的地图学课程重视不足。

3.交叉学科基础知识准备不足，影响学生的创新能力地理信息系统与地图学渊源极深，同处于大地学背景下，人文地理与城乡规划专业的学生要适应发展，必须具备扎实的地图学知识。目前，学生由于对地图学知识了解不够深入进而影响地理信息系统原理的学习，对基于数字地图的信息分析方法难以理解，甚至对在城市规划时如何考虑空间信息模糊不清、无所适从。

二、教学改革

1.构建教学体系，组织教学内容不同专业的学生抽象思维和形象思维能力不同，过去只考虑教材不考虑学生的因素，而以往地图学教材编制主要针对的是地理信息科学专业和测绘工程专业的学生，从而导致人文地理与城乡规划专业的学生在学习地图学时“共同语言”太少，主动性较差。因此，地图学要根据人文地理与城乡规划专业学生的实际情况改革教学内容。地图学是一门综合叉课程，迫切要求教师根据学生的专业特点对教学内容进行改革，做到因人施教、因专业施教，编写符合人文地理与城乡规划专业学生实际的地图学教材。地图学的教学内容包括理论地图学、地图制图学和应用地图学三部分，地图学教学内容改革也主要围绕这三个方面进行。针对人文地理与城乡规划专业的特点，教学内容的改革应将教学目标与专业特点结合起来，既要介绍传统地图投影方法、常用地图投影转换算法，又要让学生对当今竖版（中国，地球东、西、南、北半球）地图有充分的了解，更要结合人文地理与城乡规划专业的特点将普通地图制图方法和专题制图方法的计算机技术教授给学生。同时，地图符号在地图学课程中占有重要的地位，人文地理与城乡规划专业要求学生具有一定的城乡规划能力，能够制作规划图。因此，地图学课程中地图符号的教学应该与城乡规划图相结合，尤其要加强符号设计部分的内容。

2.理论联系实际，注重实践教学地图学是一门理论与实践并重的课程，实践内容主要是对理论知识的应用，具体包括地图的识读和电子地图制作。地图识读主要培养学生认识地图类型，了解地图图面内容，熟练掌握地图三要素（图例、比例尺、指北针）的能力。电子地图制作是地图学实践的主要内容，采用现有的制图软件训练学生制作普通地图和专题地图，利用GIS软件的地图制图功能训练学生进行地图符号化、专题图制作与地图制图输出等能力。

3.储备基础知识，培养创新能力对于人文地理与城乡规划专业来说，地图学是一门交叉学科，既包含大地学的投影等基础地理信息，又包含专题地图制图等与规划相关的知识与技能。因此，地图学知识掌握扎实才有可能应用到后续城市规划、乡镇规划、土地规划管理方面，也才有可能与后续地理信息系统知识与技能较好地融合在一起。在具体教学中，需要讲授传统地图学的基本内容，同时结合现今地图学发展的新趋势、新内容（如竖版中国地图，竖版世界地图）引导学生学习现代地图学的主要内容，使学生较为扎实地掌握基础知识，培养学生将现代地图发展的新内容与自身专业方向结合，增强交叉学科创新能力。

地理信息科学的主要课程范文第4篇

关键词：GIS教学；民族师范院校；地理专业；产学研；改革

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1003-4374（2016）06-0054-03

地理信息系统（Geo-Information system）既是师范院校的一个专业（地理信息科学），也是现代地理学发展的一门延伸交叉技术[1]。我国现有160余所高校开设该专业，随着国家信息产业化的发展以及国内从事GIS开发的高科技企业的增多，GIS产业发展潜力巨大。GIS与地理学关系紧密，是计算机时代下地理学的新发展，是信息化的地理学，将地理地物计算机化后输入数据库，再把数据库的内容反映到电子地图上，可将传统地理信息应用到信息科技设备系统中去的数据库技术[2]。地理学为GIS提供了有关空间分析的基本方法，是GIS的基础理论依托；GIS也为地理问题的解决提供了信息时代的技术手段。因此，师范院校的地理教育专业中开设GIS相关课程成为必然。

阿坝师范学院（以下简称“学院”）为灾后重建学校，2006年秋才创办地理教育专业。目前虽师资还较薄弱，但始终注重理论与实践并重，除了必要的实验实习外，还开设了计算机以及GIS相关课程。由于学院地理教育是专科办学为主的特点及学生是文理兼收，因此数学、计算机、专业课基础等起点有所差异。在近几年的教学实践中，学生普遍反映学习GIS理论、操作软件困难和学习枯燥等问题。为此，笔者针对地理教育专业GIS课程的教学模式、组织学习实践、课程考核等方式进行初步研判，以不断提高学生的学习GIS兴趣以及实际操作能力。

1 民族师范院校地理教育专业的GIS教学

面对就业竞争压力，高校地理学教育在保持传统的基础上必须创新。措施之一就是在地理科学与计算机科学的框架下，构建地理学教学新体系[3]。GIS是地理学发展的前沿，是高校教育新常态下的必然选择，也是传统地理学复兴的一把钥匙[4]。阿坝师范学院作为一所川西民族地区的师范院校，由于学校地理位置偏僻、信息相对闭塞、管理经验相对落后等条件所限，目前我学院地理专业的GIS教学有以下几个特点：

1.1 学生专业基础不同

地理信息科学专业不仅要求学生既具有地理学的专业基础知识，如自然地理学、中国地理、地图学、大地测量学；还要有过硬的计算机技术知识，如数据结构、网络技术、数据库技术、计算机地图制图等知识；同时对数学基础、建模水平要求也较高。而非GIS专业的同学显然计算机水平没这么扎实，尤其对于地理教育专业学生而言。阿坝师范学院地理专业文理兼收，每年招生的文理生比例达到了5：1，男生女生比例可以（删除可以）达到1：3，以女生居多。这样也出现了学生的整体数学和计算机基础较差的现状；通过几年调查显示，大部分学生的计算机水平只达到国家一级，只有不超过5%的同学可以拿到了计算机国家二级证书。这与开设计算机课程不多有关，目前只开设了计算机基础课和C语言课程，导致了学生继续学习计算机相关课程的动力不够，学生对GIS中的数据结构、数据库组织架构等知识知之甚少，缺乏共鸣。故学生上课学习出现走神、无聊等现象。

1.2 R到逃目标不同

学科定位决定了师生对学科知识的理解和应用。地理信息科学专业主要要求学生掌握地理信息系统、地图学、测绘及遥感技术等方面的基本技能，参加相关GIS研究和技术开发方面的基本实训、比赛训练，具备地理信息采集与处理、系统设计与开发的基本技能及初步的研究和管理能力。而阿坝师院学院地理教育专业立足民族地区人才培养的实际，要求学生掌握地理及其相关学科基础理论和基本知识，掌握地理调查、定量观测、实验综合分析方法及了解地理信息系统技术、现代教育理论和基本教育技能，熟悉中学地理教材，成为适应现代教育发展，具有教学科研能力的中小学地理教师。

1.3 GIS学科建设薄弱

学院地理专业从事GIS研究应用的教师还很少，加之偏重于理论研究，实际研究相对不够，产学研不能很好得结合。GIS涉及到从现实地物到数字数据的抽象过程[5]，尤其是GIS概论课，围绕着空间数据结构、拓扑编码、空间分析等基本算法和原理，内容尤其抽象。由于学院学生学识基础较薄弱，导致学生觉得教学内容乏味、枯燥、深奥、难以理解等问题，学习困难。在对ARCGIS、MAPINFO等软件的学习操作中，很多学生都是第一次接触GIS体系，课程教学学生处于被动接受的状态，不能很好的透彻理解GIS理论，GIS上机实践更是难上加难，很多学生萌发了退缩的念头，主观能动性不足，严重影响教学进度和质量。

2 民族地区师范院校地理教育专业GIS教学的发展建议

对于非GIS专业的学习者而言，GIS知识入门非常重要，为今后有计划的实践应用打基础。地理教育专业中的GIS课程设置不可或缺。怎样提高地理教育专业学生学习GIS的兴趣和主动性？笔者就GIS课程的教学内容组织、教学模式、实验室发展等因子进行了探讨。

2.1 灵活多样的教学形式

问卷调查显示，91%的同学都认为GIS课程的开设很有必要。无论对专业建设发展还是对教师素质发展都有很大帮助。同时，几乎100%的同学反应教学内容单一、苦涩难懂。如何把晦涩的GIS理论讲得通俗易懂，提高学生学习动力，是教学改进的目标。为此，笔者首先重新组织教学内容顺序和精简教学内容。选用教材是黄杏元老师主编的《地理信息系统概论》，其对于专科地理教育专业学生而言稍显困难。比如在讲绪论部分时，为了更好的让同学们接受和理解GIS，可把教学内容分为为什么是GIS；GIS有哪几部分组成；GIS能干什么；如何实现GIS；GIS历史渊源等几部分知识块，这样教学效果比原来要强很多。由于本书涉及很多数据库知识，而学生几乎没有这方面基础，故在讲课时只讲解数据库的个别概念和语法涵义，尤其是在上机操作中要用到的语法。

采用灵活多变的教学形式，可以提高课堂效率[6]。例如采用与实际生活相关的实例来举证GIS的应用。利用谷歌地图等软件来查找阿坝师院位置、路径查询等方式来让学生切实感受到电子地图开发的功能和价值。结合教师个人工作经历以及科研项目，介绍一些GIS应用案例，GIS系统开发的过程，使学生切实体会到GIS的功能和宏观把握。通过开展小组讨论式教学，加强学生自我学习能力的培养。通过论坛学习、答疑平台交流等方式，让学生分小组去完成每周的GIS作业，激发学生学习的兴趣。

2.2 更新完善实验室教学条件，建立适宜的实践教学体系

GIS是一门实践性很强的技术。为了更好地提高学生理解和应用能力，在学院的关心支持下，地理专业建立了GIS实验室（机房），以更有助于学生学习了解GIS软件的操作和应用，提高动手能力。通过这几年对地理信息系统实验室的持续建设，初步构建了一个地理信息系统实践教学平台，为地理教育人才培养模式添加了新的内涵，对地理教育专业学生将地理知识与现代先进技术结合的技能的掌握发挥了重要作用。在GIS实验课程的设计方面，强调实验教学紧扣理论教学实践，主要开设的实验项目如下。

2.3 调整课程学习评价标准

以《地理信息系统概论》为例，在保证课程教学质量的同时，结合学生实际特点设定合理的课程学习评价标准，更好地达到教学大纲要求。针对学生GIS理论基础薄弱，相关基础课程，如数据库技术、C语言等课程开设少的实际，本门课程制定了以淡化理论算法，强化上机操作能力和分析能力培养为内涵的课程学习评价体系。将期末上机考试成绩占课程总成绩的比例定为60%，平时学习成绩（包含考勤、上课表现、期中理论知识测验成绩）占课程总成绩的比例定为40%。其中理论知识测验除了检验学过的基本概念的理解之外，还设计了上机案例操作分析等知识点。这样学生既了解了GIS相关理论也学到了一些GIS软件的操作技能。

2.4 与企业合办合建GIS实验室

在未来几年的本科教学中，计划在大二下学期分两个侧重方向：一个侧重于师范教育；一个侧重于技术应用。为了提高教学质量，以企业（社会）需求为导向，培养多层次的实用性GIS人才，积极争取与全国知名的武大吉奥信息技术有限公司共同建立“武大吉奥GIS实验室”，借力武大吉奥的MAPGIS软件以及强大的技术支持建设实验室建设。通过实验室的建设，提高教学质量，增强学生的二次开发能力，逐步完善从人才需求、人才培养、人才服务、就业、职业提升、到产业促进的循环发展，并为争取地方科研项目打下坚实基础。为保障GIS实验室教学与科研工作的顺利进行，积极促进科技成果的应用，学院将充分利用武大吉奥公司提供的系列技术服务支持。此外，派师生到武大吉奥参加吉奥之星系列软件的使用和二次开发培训；安排教师承接有类似应用项目，协助指导项目开发实施；每学年择优安排2～3名优秀学生到武大吉奥公司实习，以便接触实际的社会工作环境，将学校的理论知识与企业的实践相结合，更好的完成学校到企业的过渡。

2.5 加大师资队伍建设，推进产学研相结合

加大师资建设投入，成立一支专业素质较高、教学经验丰富的专业队伍。围绕特色专业建设需要，积极创造教师的学习交流机会，不断扩充老师的专业视野和技能，建设一支以学术带头人为骨干，教学和科研综合水平高、结构合理的教师队伍。鼓励教师根据教育培养目标积极开展有针对性的教学科研。鉴于GIS实践性很强特点，教学中要做到“四懂三会”（懂原理、懂构造、懂性能、懂用途、会操作、会保养、会排除基本故障），且要有较强的责任心，积极参与到设备的管理工作中去，真正做到实验室硬件设备与“软件”管理及使用相配套。借助国家藏羌彝文化产业走廊战略建设机遇，坚持课题研究服务地方经济为主策略，利用实验室科研条件研究该走廊的自然灾害防治、长江上游植被变迁历史地理、土地利用规划、旅游地理建设等方面等科研内容，带动师生科研教学的更好开展，并为这一地区发展提供科学的参考依据，服务地方经济，把民族地区的资源优势化为产业优势。

3 小结

GIS科学在现代地理学教育中具有重要的理论应用、实践价值，在用型新人才培养模式下，开设GIS相关课程对于师范院校地理专业学生非常重要。为了适应新时期新常态下人才培养的需要，学院将在坚持做好地理教育专业的师范性特色教育的同时，加大前沿技术的学习和实践，更好地承载四川民族地区教师培养培训、地区发展等重大任务。

参考文献：

[1]黄杏元.地理信息系统概论[M].北京：高等教育出版社，2012：21-28.

[2]张加龙.林业院校非地理信息系统专业GIS教学的探讨[J]中国林业教育，2004，31（3）：60～65.

[3]邬伦，刘瑜，毛善君.GIS专业本科教学探讨――北京大学教学实例[J].地理信息世界，2004，2（2）：27～30.

[4]陈优良，王兆茹，邹凤琼.以需求为导向的GIS专业人才培养模式[J].地理空间信息，2010，8（3）：141～143.

地理信息科学的主要课程范文第5篇

关键词：地理信息系统原理；CDIO工程教育模式；教学资源；网络教学平台；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）44-0134-03

《地理信息系统原理》是地理信息科学、遥感科学与技术、测绘工程三个专业学科基础核心课程。随着计算机和网络技术的发展，网络教学平台已成为国内外高校开展教学的必要技术设施。成都信息工程大学资源环境学院《地理信息系统原理》课程经过四川省级精品课程建设及省级共享课程建设，创设了多种教学资源，并通过网络教学平台开展了相关的教学活动，但仍存在教学资源有限，案例细化不够，网络教学平台的访问量低等情况。为此，本文将以CDIO[构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）]工程教育为理念，以课堂教学为主导、学生自主学习为原则，探讨新形式下《地理信息系统原理》课程在教学资源及网络教学平台建设方面的应用。

借鉴于CDIO工程教学模式，通过任务驱动、项目引导的教学方法，对课程进行一体化设计，整理并开发与课堂教育相配套、兼实用性、多样性于一体的课程教学资源，同时改进现有网络教学平台课程网站及精品课程网站，已达到良好的互动效果，使课程在网络教学平台上“活”起来，让网络教学资源和平台真正成为学生自主学习的第二课堂。通过对《地理信息系统原理》教学资源和网络教学平台建设的改革，以期能充分发挥网络教学平台巨大的潜能，更好的调动学生的积极性，培养其自主学习能力和实用专业素质，从而获得最优的教学效果，以期能对相关的学科基础课程和专业课程的教学改革起到引领、示范和带动作用。

一、《地理信息系统原理》课程教学现状

1.教学资源形式单一，内容不够丰富，缺乏吸引力。《地理信息系统原理》课程的教学任务是使学生掌握地理信息系统的基本原理、基本方法和应用领域，扩宽学生应用地理信息系统解决实际问题的思路，是一门实践性极强的学科。然而，目前该课程的教学资源主要是课堂上使用的教案、教材、参考资料、课程作业和以实习指导为主的资料库，资源形式较为单一，没有从整体上对教学资源进行一体化的教学设计。

随着计算机网络和新型教育模式的全面推广，《地理信息系统原理》课程在课堂教育教学上进行了大量的改革，比如在教学中加入问题引导的教学方法，以实践培养学生解决问题的能力和团队建设能力等，由此产生了相应的教学资源与新的教改明显不匹配的矛盾。目前已有的课程网络教学资源，也主要是包括课件PPT格式、文本格式、Word格式、PDF格式等几种形式，并未考虑根据不同专业学生学习该门课程的专业特点提供方向相关、丰富实用的教学材料，缺乏对教学资源本身实用性的考察，未能从根本上解决学生在课堂教育有限时间内学习知识和能力培养不足的问题。

2.网络教学平台交互性差，体验感有待加强。笔者切实考察所在院系已开设的《地理信息系统原理》课程网络教学平台，发现现有课程网站学习活动主要是“单向”的活动，即教师布置作业、任务、提供教案、课件、资料供学生下载学习，学生通过网站查看课程通知、课程大纲、提交作业和实验报告等，教师除了批改作业、批改实验报告外，很少通过网络与学生进行交流。这样的网络教学平台仅体现了其作为网络存储空间提供课程教学资源的“静态”网站作用，而未能充分发挥其网络教学和师生平等交流的“动态”互动平台作用。另外，由于现有网络教学平台缺乏对教学资源的分类设置以及对学生自主学习的引导，体验感不强，学生登录网络教学平台一般只为了完成教师布置的课程任务，很少主动去了解并使用平台上的其他功能，未能真正体现出网络教学平台的引导和互动作用。网站统计数据显示，教学平台从建设以来的访问累计量仅为1.6万人次。

3.教学理念在设计上与教学资源及网络教学平台不相匹配。目前的课程教学模式主要是以教师教学为中心，教师来安排和组织学习，学生的学习方式单向、被动。虽然在《地理信息系统原理》课程学习中加入了案例实践教学，增加了课堂互动性，但在课程整体设计上缺乏对学生的兴趣培养，未能真正提高其解决实际问题的能力。在课程教学的培养目标的设计上缺乏细化，对学生课外学习的引导明显不足，导致其学习形式层次单一；课程教学方法缺乏兴趣引导，未能充分调动学生学习的积极性，以致学生不能很好地使用相关的教学资源和网络教学平台来进行自主学习。

二、建设基于CDIO工程教育模式的多源《地理信息系统原理》教学资源

针对笔者所在院系目前《地理信息系统原理》教学存在的主要问题，课程组将借鉴CDIO工程教育模式，以任务驱动、项目引导的教学方法为理念，细化课程知识体系中每一部分的培养目标，通过具体项目来引导，以孕育、设计、实施、动作为一个完整的过程进行教学，从而提高学生的学习兴趣，引导学生充分利用教学资源及网络教学平台进行自主学习，培养学生的实际能手能力，提高其解决实际问题的能力。

其首要目标就是要构建多源的教学资源。对教学资源进行一体化教学设计，将各种教学资源相互配合、相互补充，注重教学资源的实用性，尽量提供优质的教学资源，发挥整体优势以满足学生需求。在网络教学平台的教学资源建设上，根据学生的具体需求，对课程网站的栏目划分和资源存储进行科学合理的归类，以方便学生检索、查询和学习。对课程网站中教学资源、教学材料和个人资源等部分进行细化，不仅仅按教学章节提供相关学习资料，而且增加以不同的专题内容为主、以不同层次和应用方向的工程项目为导向的知识模块，多层次、多角度构建学生的自主学习资源。

在继承传统教学资源的基础上，发展新型教学资源，细化课程每个章节的核心知识点、难点和重点，如空间数据抽象、空间数据模型、栅格数据叠加分析等知识点。采用微课方式，围绕某个知识点或教学环节开展简短、完整的教学活动，录制微课视频，让学生可以在空余时间对自己感兴趣的内容进行自主学习。发动学生积极参与教育教学资源的开发，在教学资源网站上开设“学生园区”，将他们制作的优秀课件、动画、视频、实践项目、3S竞赛项目等，分类整理为教学资源，以增加教学资源的活力。

此外，在课程资源的建设上，除了要以工程项目为导向，还应注重课程特色、专业特色、资源特色，通过不同的学习专题方式构建特色教学资源，把基本原理与具体特色应用结合起来。同时，还应注重对教师课程网站资源建设能力的培养，增强教师应用现代教育技术的主动性和自觉性，通过课程组教师之间的分工协作和相互交流，构建出丰富且适用性强的教学资源库。

三、建设交互性好、体验感强的网络教学平台

针对目前学生在课程网站上仅进行被动学习的现象，探索对网络教学平台建设的改革，通过多样化和多角度的学习方式以调动学生自主学习的热情。目前《地理信息系统原理》课程网站学习活动主要是“单向”的活动，除了课堂互动，教师很少通过网络与学生进行交流。针对这一现象，可通过增加网络平台交互环节，鼓励学生结合实际，恰当地表达自己对GIS基本知识的理解和运用，教师通过网络教学平台及时回复和平等交流。可以通过授课老师的引导、激励等方式培养同学自主学习的习惯，如根据专题学习情况、学习笔记、学习提的问题、回帖数量、质量等进行评分，计入课程平时成绩；增加交互性学习专题、作业等，利用向导式的学习方式，让学生必须通过回答问题才能进入下一步学习等方式，养成学生自主学习的习惯。在目前网络教学平台师生及时交互功能较弱的情况下，也可通过其他即时通讯软件，如QQ、MSN等方式，建立课程学习群或讨论组，搭建师生之间及时交流和沟通的渠道，并在各种交流对话中，通过资源网址链接方式引导学生通过网络教学平台进行交流和学习。

此外，还可在课程网站平台开设“课程讨论”和“问题答疑”专区，根据目前GIS技术热点、GIS应用热点、课堂讲授中的难点，或是师生自己关注的与课程相关的问题等发表新话题，让同学们积极参与，通过话题讨论、交流，达到深刻理解问题的目的，同时也培养自由、平等交流的学术氛围，调动学生学习积极性，增强师生在网络教学平台上的互动。通过网络教学平台可以灵活地对学生学习进行评价，充分肯定其在学习和解决实际问题过程中所表现出的能力，培养其创新精神和自主学习热情。通过开辟“课程问卷”专区和对网络平台的各种统计，及时评价课程网站的使用效果，分析不足，收集学生反馈意见或建议，更新和优化教学资源，不断完善课程网站平台。

通过对笔者所在院系《地理信息系统原理》网络教学平台的改进，每学期访问达到2.6万人次，提升了网络教学平台的吸引力。

四、设计与教学资源和网络教学平台相匹配的教学理念

由以教师教学为中心、教师来安排和组织学习，向以教师课堂教学与学生课下自主学习相结合的设计理念转变，借鉴CDIO工程教学模式，对课程教学模式进行一体化设计，以任务驱动、项目引导为教学方法，向学生提供多角度的学习方式，引导其利用多源的教学资源进行自主的兴趣学习。

课程学习开始，让学生明确本课程学习的要求、目标和考核标准，对于具体的知识点，以具体应用实例作为引导，剖析其实现的基本原理，引导学生培养分析和解决实际问题的能力。为课程学习布置具体实际项目，如地质灾害评估及预警、农业气候区划等具体应用课题，让学生明确项目最终目的，在理论知识点的学习后，将其应用到实际项目的相关部分；划分课程项目小组的时间项目任务并提交报告，以增强其实际动手能力和团队协作能力。针对学生水平的差异和兴趣方向的不同，对课程作业、任务以及课程项目设计划分不同的层次，提供多元且灵活的学习方式，如划分基础性作业、增强性作业、应用性作业和开发性作业等不同类型，让学生根据自身情况和要求选择完成，增强其自主学习的积极性和创新性。让整个教学模式都以项目设计为核心，对教学资源、网络教学平台和教学方法进行一体化设计，形成一个互相融合、互相影响的有机整体，从而制定出符合专业特色的工程教育模式。

五、结论

传统的教育资源和缺乏互动的教育模式，早已不能满足现代高等教育的教育要求。本文以CDIO工程教育模式理念为基础，从一体化的设计原则出发，针对《地理信息系统原理》课程教学资源的构建、网络教学平台的建设管理和与之相匹配的教学理念的设计三个方面，提出了教学改革的具体实施建议，期望能在相关的学科基础课程和专业课程的教学改革中起到了借鉴作用。具体的改革实施建议有待在后续的实际应用研究中检验和完善。

参考文献：