信息化测绘体系下GIS教学实践与思考
摘要:在构建“智慧地球”的新信息时代，测绘工程专业GIS 教学赋予了新的使命和任务。文章分析了国内外GIS教育现状，比较了GIS 专业与测绘工程专业GIS教学的异同，从教材、教学模式、教学目标、考核方式的改革入手阐述了测绘工程专业GIS教学的目的、主要内容、培养学生的主要方式、方法,强调了案例教学和教师素养的重要性。
关键词:测绘工程专业 地理信息系统 案例教学
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)02(a)-0000-00
2009年1月28日IBM首席执行官彭明盛在奥巴马与美国工商业领袖举行“圆桌会议”上首次提出“智慧地球”（Smart Earth），这是建立在“数字地球”基础上全新的概念，智慧地球将实现物体信息全面感知、可靠传递和智能处理。2009年8月7日，温家宝总理在无锡考察时指出，传感网是一个全新的技术领域，物联网将与水、电、气、路一样，成为地球上的一类新的基础设施。美国科学院院士Michael F.Goodchild提出人人都是传感器的概念， Google Earth与Virtual Earth相继问世，所有这一切预示着一个新的信息时代来临了[1,2]！在这个新时代，地理信息系统作为测绘工程专业一门重要的专业基础课,为推动提供按需测量和按需服务的信息化测绘进程赋予了新的使命和任务。如何教好这门跨学科、实践性与理论性都非常强的课程，作者根据几年来从事GIS教学的实践及经验,对其教学内容、方式、方法等进行探讨,以期得到同行专家们的指教。
1 国内外GIS教育现状
与西方发达国家相比，我国GIS教学起步较晚。自1997年教育部对高等教育专业目录修订, 目前全国约有500多所高校依托测绘学、地理学、计算机、土木、农林、地矿等学科设置GIS专业或方向，约200所高校建立了GIS实验室[3]，招生规模逐步扩大。但我国各开设地理信息系统专业的学校对地理信息系统教学的理解、课程体系不尽相同，采用教材也有一定差异，有些学校偏重学生理论知识讲授，而另一些学校则注重学生动手能力的培养。西方发达国家如美国纽约州立大学、英国爱丁堡大学、德国斯图加特大学等GIS教学起步教早，招生规模较小，通常均将有关数理、计算机及测绘学科列入GIS专业核心课程之中。一方面十分重视研究型教学，另一方面强调理论与实践结合，学生毕业设计大都与科研单位或者企业的研究项目有关[4,5]。
2 GIS专业与测绘工程专业的GIS教育比较
相对于GIS专业而言,测绘工程专业GIS课程教育有自己的特点。首先教学目标不同，GIS专业教育非常重视基础理论的教学，既要求强化GIS基本技能，又要求掌握GIS基本理论，测绘工程专业GIS课程学习以具体应用为目的, 主要是让同学们了解GIS概念和基本原理,熟悉GIS软件的操作和应用,学会应用GIS分析、解决专业问题。其次学生的专业基础和背景知识不同，GIS是一门集计算机科学、地理学、测绘遥感学、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，GIS专业学习需要比较广博的知识基础,其中地理学基础、计算机基础和数理基础尤为重要。GIS专业学生经过严格的地理学、地图学与测量学的训练,具有比较扎实的地理学和地图学基础,同时数理和计算机基础也比较好, 而测绘工程专业学生,尽管具有扎实的地理学、地图学知识,但是计算机基础相对薄弱。另外测绘工程专业GIS课程课时较少，一般为32学时左右，而GIS本科专业GIS课程开设的课时一般为64课时。因此, 测绘工程专业的GIS教学必须根据自身特点和实际需求对课程内容作出合理的筛选并合理调整教学方法和手段。
3测绘工程专业GIS教学改革
3.1 教学目标、教材及教师
依据我校自身特点和相关兄弟院校的经验确定我校测绘工程专业GIS课程的基本教学目标为:掌握GIS的基本概念,熟悉空间数据组织和管理常用方法,了解空间数据采集和输入、数据质量分析的基本方法和内容,掌握GIS空间分析的基本方法与特点、解决实际问题的流程,具备应用GIS解决自己测绘专业领域实际问题的能力。为了实现这个目标, 安排理论课32学时，实验课12学时，订立了相应的教学大纲、教学计划和实验大纲。为切实使学生能将GIS与专业相结合，将GIS课程安排在三年级下半学期开设，此时学生已具备了比较宽的本专业知识面，确保他们能找到GIS技术在本专业应用的突破口，在难点问题上接受得更快；另外,这期间基础课及部分专业课已学习结束,避免了与测量实习的冲突。
鉴于目前专业教材大多集中在原理类，而技术方法及应用类教材相当缺乏，分布极不均衡， 而空间技术、计算机技术、信息技术和通讯技术等新技术的发展，地理信息系统和测绘学科都已发展到了新阶段，为此，我们比较了各个兄弟院校使用的教材，认为 “十一五”国家规划教材较好的体现了信息化测绘发展要求，选择黄杏元《地理信息系统概论》作为教材，并依据教学大纲对GIS教学内容进行系统的分析、提炼，应用部分则根据我系实践项目自行编写教学。实践证明在课时相对较少的情况下, 根据基本教学目标，选择合适的GIS教材，及对教学内容正确组织和筛选将成为教学成功与失败的关键。
教师的素质和涵养也是影响教学效果的重要因素。鉴于国内各大高校GIS教学大都为青年教师，他们具有扎实的专业理论知识，而教学经验、实践经验往往欠缺，如何创造机会引导青年教师搞好教学工作是各大高校必须认真思考、解决的问题。建议青年教师多聆听教授、专家、院士的讲课，多参加各类培训、讲课比赛，切实找出不足提高自己。同时青年教师应以身作做则，严于律己，用高尚的道德情操、严谨的治学风范和健全的人格魅力引导学生，做学生的良师益友。
3.2 教学模式和考核方式
在教学模式上我们设置多层次教学内容体系。依据教学大纲对GIS教学内容进行系统的分析、提炼，将教学内容归纳为四个级别:一级为基本概念、基本原理。二级为空间分析的基本技能和方法。三级为运用基本概念、基本原理，分析解决专业问题，主要是项目分析、点评。四级为创新理论与实践，主要是专业领域中比较成熟的新技术、新方法。
一、二级教学内容主要通过课堂讲授、习题、实验等教学方式实施，三、四级教学内容通过讲授、课堂讨论、自学、课程设计、综合实验、学术报告、专题讲座等形式落实，使学生开阔视野，开拓思路。在教学过程中启发、鼓励学生提出问题,思考问题, 引导学生积极探讨学科最新前沿问题，激发其创造性。
结合测绘工程专业地理信息系统的教学目标和课程本身的特点,采用作业、实验、读书报告、设计、考试等多种方式相结合的考核方式。鼓励学生广泛搜集相关资料,通过思考和实践,学生能大胆提出自己的见解。考试中除了考查学生对基本知识掌握的程度,增大了与实验相关的软件操作题和实际应用分析题。实践表明,适量增大应用分析题不仅有利于区分不同学生的学习效果,也有利于引导学生脱离死记硬背，改良学生平时不努力、考试突击过关的不良学风，能较好的体现教学效果，促进学生的学习积极性。
3.3 教学实践
为了使学生更好的了解怎样用GIS解决信息化测绘领域的问题，笔者在教学过程中大量运用测绘领域工程案例，将抽象的GIS知识融入应用实例来说明问题，如空间分析章节中选取同学熟知的道路改建，工业园选址等项目，直观、形象阐述缓冲区分析、叠置分析等概念，并推荐学生聆听该专题的相关讲座。 在教学实验当中，在整套实验数据支持下，我们根据教学内容精选了6个实验，从坐标系统、“5D”产品数据获取、空间数据集成、空间数据库建立、空间分析到空间数据质量，突出了测绘工程对信息获取、数据处理、空间分析和数据质量等方面能力的培养。笔者按照这一方法进行教学实践，从学生反馈的意见看，教学效果良好，受到学生的欢迎。
4 结语
在构建“智慧地球”的新信息时代，GIS空间分析能力的提高、数据采集的多元化、成熟软件的普及等使GIS成为信息化测绘重要组成部分，现代社会发展需要一大批能综合应用现代科学理论与技术,懂经济、善管理、兼备人文素养和科学精神的高层次工程技术人员，我们的高校应适应这一新的需求，用大智慧和新思维调整培养方向、培养方式和课程设置，迎接这一前所未有的机遇和挑战。
参考文献
[1] 马林兵,王海仙.“GIS软件工程”课程的多元教学法探讨[J].高等工程教育研究,2008(5):17-19.
[2] 石坚韧,潘晓东,王竹.基于GIS技术城市虚拟场地设计的教学系统[J].高等工程教育研究,2008(4):142-144.
[3] 朱庆伟.高校GIS专业课程设置的探索[J].测绘科学,2008,7,33(4):231-233.
[4] 王卫红,高德政.地理信息系统专业的课程体系设计[J].安徽农业科学,2008,36(29):12922-12923.
[5] 李红梅,张红延.面向课程的教学质量保证体系[J]高等工程教育研究,2010(2):62-64.
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