地理信息系統空間分析教學改革研究

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摘要：為了提升《地理信息系統空間分析》課程的教學水平，提高學生采用空間分析方法研究地球表層系統科學問題的能力，本文針對課程內容及課程體系、課程教學方法、課程考核模式三方面提出改革措施：教學內容改革將學術研究與理論培訓有機地融合在一起，提高課堂研討式教學的地位，提高學生的實踐能力和學習的主動性。教學方法改革引入“科研—教學—傳播”相結合的復合型人才培養模式，營造“以學生為中心”的課堂氛圍。課程考核模式改革改變了單一的考核方法，根據學生的學習階段和目標分階段評價及時反饋，培養學生嚴謹的學習態度。

關鍵詞：空間分析；教學改革；教學方法；教學內容

GIS空間分析課程是地理信息科學專業必修課程，是學生進行地學問題分析與建模及GIS應用實踐的理論基礎。本課程的目的和任務是在學生掌握地理信息系統原理的基礎上，深入了解GIS中常用的空間分析方法的理論，并能夠熟練應用專業軟件進行實踐操作，屬于整個課程體系中的高階課程[1]。雖然本課程包含的空間分析的原理和知識對培養高質量的地理信息科學專業人才有很大作用，但是使學生充分理解空間分析的原理和方法卻面臨很多困難。對此，近幾年我們對本課程的教學內容、教學方法、考核模式等做了一系列的探索和改革，取得了顯著的效果。

一、教學內容改革

1.引入應用實例分析，促進理論知識的理解。GIS空間分析的教學中，不應該一味地進行“灌輸式”的教學，不利于培養學生創新性的思維，扼殺學生的學習興趣。在課堂教學中積極引進GIS空間分析在地學中的應用實例，通過大量的研究實例讓學生體會到空間分析在實際應用中發揮的重要作用，深刻認識到本專業的發展前景和重要性[2]。例如在學習地形因子分析時，列舉數字地形模型在分布式水文模型的構建、生境適宜性分析和評價、機器學習算法的遙感圖像自動分類、視域分析和視覺頻數分析等領域的應用實例，針對這些應用實例，在課堂上和同學們一起討論GIS地形分析能夠提取哪些地形因子？這些地形因子的數據源和獲取方法是什么？這些地形因子可以解決哪些地學問題？不僅可以使學生了解知識的體系和結構，還能夠了解相關知識在實際場景中的應用。2.適當拓展教學內容，構建完善的知識體系。理論知識的學習是為了將來在實踐中應用，地理信息專業的從業者僅僅掌握空間分析一門課程是遠遠不夠的，若不能對前期基礎課程有充分地了解也不可能透徹地理解空間分析的原理及應用案例。因此為了使學生更加容易理解GIS空間分析的原理和方法，有必要對某些擴展知識進一步地講解。遙感導論和地圖學是GIS空間分析的先修課程，在對遙感數據源及處理技術與地圖投影的相關知識講解清楚的基礎上，做好與本課程的銜接，在高階課程上凸顯多課程交叉的重要性，引導學生重視知識體系的構建，同時也為學生以后在相應領工作或研究奠定良好的理論基礎[3]。3.落實研究性教學理念，培養應用復合型人才。研究性教學模式可以為培養復合型人才提供良好的教育、學習及科研環境，近年來問題導向和項目導向的培養方式已經獲得了廣泛地認可[4]。在課堂教學上改變了傳統的教學內容，使學生充分參與到地理信息系統項目的設計、調研、執行、總結等各個環節中，充分調動學生的積極性、培養學生的自主學習能力和解決問題的能力。例如可以圍繞流域水環境管理信息系統這一主題，將項目的設計和執行過程納入到教學內容中，教師和學生共同開展流域水環境公共政策的研究與交流，設計和開發水環境管理信息系統，尋求保護流域生態環境公眾參與和行動的有效途徑和方案。在教學內容改革中落實研究型教學的理念，提高學生的實踐能力、學術水平，培養符合社會需求的應用復合型人才。

二、教學方法改革

1.引入分組討論的教學方法。傳統的“灌輸式”教學完全靠教師承擔教學任務，無法做到以學生為中心，因此我們提倡采用分組討論式的教學方法，教師根據學生的知識水平和實際經驗進行分組，從GIS空間分析前沿和熱點問題中篩選出數個不同的選題。各小組圍繞自己課題收集到的資料、研究背景、研究意義、研究方法、技術路線及可行性等進行開題匯報、中期考核和終期答辯，并有教師與同學進行提問。通過這樣一個“被動轉主動”的教學方法改革，給學生帶來的好處是非常明顯的，學生課堂發言更加活躍，學習的積極性明顯提高，提出值得思考的問題更多，給教學過程帶來了方便、注入了活力。2.引入現代化教學方法。在課堂上引入與課程相關的PPT、視頻、圖片、網站、軟件來輔助加深學生的理解。GIS空間分析課程特別強調分析數據、分析方法和分析結果的可視化表達，一個內容充實、圖表豐富的PPT可以充分調動學習氛圍，使抽象的GIS理論和思維過程具體形象地展現出來?，F代化的教學方法為GIS空間分析的課程講授提供了新的平臺，越來越多的學生使用現代化的技術去體驗豐富的空間數據分析手段和方法，分享和交流空間分析技術和經驗，使學生在充分感受到現代化教學平臺優勢的同時，為自身知識體系的豐富和完善提供了新的途徑，從而能夠循序漸進地學好本門課程，為將來從事相關工作打好堅實的基礎。

三、考核模式改革

《GIS空間分析》課程的考試改革提出采用“過程性考核+期末考核”成績評價方式，其中過程性考核由“課堂考核+小組匯報+實驗報告”三部分構成[5]；期末考核指期末閉卷考試。各部分成績考核的內容及所占的比例如下：過程性考核占總成績的50%，其中課堂考核占15%，包括課堂聽講情況，到課率、課堂提問、平時作業等；小組匯報占20%，考察小組研究性學習的匯報情況，針對小組對GIS應用問題的調研考察匯報和成果分析匯報評定研討小組成績；實驗報告成績占15%，重點考察學生的實驗報告的完成情況，檢驗學生對于GIS軟件空間分析操作的掌握情況；期末閉卷考試約占總成績的50%。

四、結語

《地理信息系統空間分析》課程的教學改革本著以學生為中心、研究性、激勵性的原則，注重對教學內容、教學方法和評價體系的改革，通過引入實例分析、拓展教學內容、改變教學理念，將分組討論和現代化的教學方法相結合，建立健全完善的考核指標體系，一方面調動了學生學習的積極性，另一方面也鍛煉了學生在GIS專業領域的實踐能力和解決實際問題的能力。在本課程的教學改革中還存在很多問題，需要在教學中針對不同研究興趣的GIS專業的學生進行有針對性地培養，有利于學生在不同的應用領域掌握地理信息科學的專業知識。

參考文獻：

[1]李少英,陳健飛,林媚珍,王芳.“GIS空間分析原理與方法”課程教學改革探索.科教文匯,2016,(01):60-64.

[2]王磊,何雪云.通訊原理課程教學改革的探索與研究[J].教育現代化,2018,(19):100-101.

[3]林曉玲.創新創業視角下高?？鐚W科創新課程體系的構建探析[J].大學教育,2017,(01):1-5.

[4]宋義林,高樹枚,陳剛.基于應用型人才培養的研究性教學模式的探索與實踐[J].黑龍江高教研究,2014,(06):142-144.

[5]盧曉東.考試如何激發創新[J].教育學術月刊,2017,(02):3-18.-100-

作者:那曉東 段美惠 單位:哈爾濱師范大學