地理信息系统应用案例范文

导语：如何才能写好一篇地理信息系统应用案例，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】地理信息科学 地理信息系统 地下管线 数字档案

中图分类号：C922 文献标识码：A 文章编号：

1.系统总体架构

根据软件需求分析，软件系统中的表示逻辑、业务逻辑、后台数据库被分离为三个不同的层次，各司其职。表示逻辑负责用户界面及信息的输入、输出，业务逻辑负责事务处理，后台数据库负责业务逻辑中的数据持久保存。三个层次通过网络分布环境下的标准协议TCP/IP连接。

数据层是是业务的数据视图，是业务处理的基础；业务逻辑层是业务本身的逻辑表达，业务逻辑通常是不断变化的；表现层是业务逻辑图形化的表达，是用户参与系统的界面。

系统体系架构要考虑的核心是将数据层、业务逻辑层、表现层分离，保持它们的独立性，以便使系统能很好地适应未来的变化和扩展。利用接口的方式将三层之间松散耦合起来，这样当每一层单独改变时不会影响其它层的运作。

总体上系统包括三个层面，数据层、业务逻辑层、表现层。它们的关系如下图所示：

2.系统的功能结构

2.1数据的管理功能

管线数据和属性数据的采集、输入、建库以及维护。

系统具有对普查所获得的数据进行预处理能力，能够方便、有效、快速地把普查获得的数据转换为系统所需要的数据格式，从而进入系统。

管线图与地形图绘制，图形库与属性数据库双向更新。

数据库安全性控制，为保护系统数据的安全，不被随意修改或破坏，应建立安全机制，只有被授权的操作人员才能使用系统和修改数据。

系统具有海量图库管理能力。可对辖区内的任意图幅统一管理，进行各种操作（增加、删除、检索等）。

系统建立点、线属性库，可任意增加、删除、修改属性库结构字段，可对数据库中的记录进行增加、删除、修改、查询操作。

2.2综合查询、统计功能

系统具备图元的双向检索功能，用户可方便地了解图形与属性库的相关信息。系统具有管线点、线专业属性库的条件检索功能，检索条件可由用户系统交互式设定。

按道路名、对象类型、专业、图号、对象的属性字段、空间位置等查询任意范围的管线及附属物。

对任意指定范围，任意的一个或几个专业，对一个或几个属性字段进行单一和组合查询。所查实体按适当的比例放大，同时列出其相关属性及文档、图纸等。

2.3管线工程规划管理功能

管线竣工后将有关符合《宝安区城建档案室地下管线数据导入规范》的测量成果数据，经计算机差错、录入，转换入库。

对现状管线数据库进行修改与更新操作。

系统基本功能由十大模块组成，包括管网管理、辅助设计、三维图形处理、数据导入导出、图形打印、资产统计、系统管理、系统帮助。其功能结构如下图：

图2.1系统功能结构图

3.系统的主要应用

3.1数据快速入库

宝安区地下管网地理信息系统是一个面向城市的、现代化的、数字化的包含各种市政专业管线的综合管线信息系统。系统不仅能够记录历史数据，并在日常管理中及时对各专业管线数据进行更新、维护，实现地下管网信息的动态更新。

系统在数据导入方面采取了多种手段，面向档案系统目前以数据表转换导入的方式为主。在充分考虑已有竣工测量资料的基础上，专门为本区定制了以工程技术要素表为原型的数据导入工具。通过对包含有各种专业管线节点坐标、埋深和材质等全方位信息的工程技术要素表的读取，生成管线及管线设施的图形和属性表，并在检查无误后直接入库。这将大大简化工程数据的导入程序，同时提高了录入效率。另一方面，为保证工程技术要素表的准确性和完整性，系统将对档案审查单元提出更高的要求。

3.2综合查询输出

建设档案归档的另一个目的就是利用。怎么能提高档案利用率，也是我们档案人十分关注的另一个焦点。系统是否拥有一个能实现数据全方位查询和输出的功能也因此成为衡量一个档案系统好坏的重要指标。

宝安区地下管网地理信息系统提供了按重要地物、道路名称、道路中心线、管线设施及工程属性信息等多种查询方式，并可实现地下管网数据的分幅、批量及各种比例尺的打印出图工作；实现管线数据分层、分区显示、输出、查询、编辑等功能；能够按年代、按类型、按增量等多种方式进行统计分析，并输出报表和专题地图；建立统一的数据库，在业务管理系统间实现数据共享；为应用部门提供及时、准确、全面的有关管线信息，实现对城市综合管线的计算机辅助管理，为相关部门提供管理和决策依据及辅助手段。

4.系统应用的优势

有别于专业管线GIS系统，该系统着重于档案管理方面，对分析和三维方面要求较低，相反对于和传统档案的挂接方面则要求更高。通过本系统不但能够向专业管线那样，按照图形要素查询，还可以通过建设、施工、设计、监理单位等工程属性查询和统计，一定条件下甚至可以通过这类查询调看该工程的文字扫描资料。这也是数字城建档案馆不可或缺的重要部分。

从与传统数据管理方式的比对来看，海量数据库的应用彻底打破了仅有数量庞大的图纸和光盘的格局，一定程度上减轻了大量占用库房面积的情况。地下管网系统数据库的可靠性和可移植性，决定了该系统可以通过定期的数据库异地备份的手段提高地下管网数据的安全系数。地下管线信息的快速检索能有效的提高调取、查阅数据的速度，节省查阅时间。数据的定位与输出功能也更为强大，能更加有效的为施工单位提供施工开挖前图纸准备，必要的时候可以为专业部门、应急指挥部门提供有效准确的定位和打印输出服务。系统的应用也使我们从令人昏迷的纸质文件库房中解脱出来。竣工数据的快速实时更新方式彻底颠覆了传统数据更新入库的方式。通过数据表的方式更为安全精确，提高工作效率的同时也避免了野外重复采集调绘等资源的不合理配置。

5.系统应用的社会效益

5.1服务的快捷性和多样性

由于传统数据入库的周期比较长，在查询服务方面多以纸质档案查询为主，不但查询速度慢而且服务较为单一。地下管网系统的应用真正从源头上（工程报建开始到竣工验收）进行把关，有效提升了竣工测量数据的质量。在竣工测量数据（工程技术要素表）移交后经过校正可直接入库，如此一来将大大缩短相对于重复探测成图的周期。传统后期探测成图到入库的周期至少要六个月，而直接从竣工测量数据入库的时间可以控制在一个月以内，从而使查询服务更为快捷。服务方面也将不再只拘泥于传统纸质图纸的调阅，可以提供更为准确的图形查询、属性查询、叠加或分层查询、范围查询以及精确定位查询输出服务。

5.2优化资源配置

目前大多数城市地下管网都是多头管理的状况，国土部门每年要花大量经费在管线的后期探测上，造成了大量公共资源的浪费。建设部如果城市建设主管部门，在工程竣工的同时把数据收集上来，通过数据共享的方式传输给国土部门作为补充，那么每年将节省大量的社会公共资源。

建设部第136号令第四条明确规定，建设单位在申请领取建设工程规划许可证前，应当到城建档案管理机构查询施工地段的地下管线工程档案，取得该施工地段地下管线现状资料。地下管网系统的建立和应用更能强化体现这一政策意图。将有效的提高查询输出质量，更好的为新项目开工准备提供服务。一定程度上减少或避免因盲目施工而造成地下管线被挖断的事故出现，降低因事故带来的资源浪费和社会不利影响。

【参考文献】

涂圣文,苏州;城市地下管线管理信息系统[J];市政技术;2005年06期

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关键词：地理信息系统；教学方法；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）24-0118-02

一、引言

地理信息系统（简称GIS）与地理学、地图学、测绘科学、遥感科学与技术、计算机科学、数学密切相关，同时涉及土地科学、资源学、环境科学、城乡规划等学科知识，是一门典型的交叉型学科，同时也是一门应用性很强的学科。随着GIS技术在众多领域的应用，对具有创新能力和解决实际问题能力的GIS专业新型人才的需求也在不断增长，而现有的高校GIS专业课程的教学现状还不能满足社会对GIS专业人才的特殊需求。因此，对高校GIS专业课程的教学改革与实践研究就显得尤为必要和迫切了。

二、高校GIS专业课程教学现状与存在的问题

近年来，随着地理信息系统的快速发展，我国人才市场供求矛盾显得尤为突出，一方面是社会对高层次人才的大量需求，另一方面是高校输送的GIS专业毕业生社会实践能力不强。GIS专业是应用性很强的专业，地理信息系统本科专业是以培养应用型人才为主，GIS专业课程的教学质量高低直接关系到通过高等教育培养的专业人才能否适应当前社会发展的需求。由此，为了更好地适应社会发展的需求，为社会输送优秀人才就要不断深化GIS专业课程的教学改革。

1.教育理念落后。目前高校GIS专业课程所采用的教学模式仍是传统的讲授模式，注重对学生理论知识的传授，忽略了GIS专业的应用性特点，缺乏对学生实际操作能力的重视，忽视了对学生综合能力的培养。不同的教学方法适用于不同的专业课程，在教学活动中引入适合本专业特点的教学方法，会起到事半功倍的效果，教学质量也会有大幅的提升。而GIS专业应用性很强的特点也要求教师在教学方法上有所改进。

2.实践教学缺乏。实践教学是一个较为复杂的教学活动，一般指教学活动中的实验、设计、实习、实践等，是高等教育教学的重要组成部分，也是GIS专业自身特点的要求。GIS专业作为一个应用性十分强的专业，通过课程设计、模拟实训、社会调查、毕业实习、毕业论文等具体的实践环节，能够提高学生的学习兴趣，培养学生自主学习的能力，培养学生分析、解决问题的能力以及创新能力。但是目前许多高校在课程设计上实践课的课时偏少、对实践教学投入的经费少等原因，虽然经过了多年的摸索实践，基本上形成了完整的体系，但实践环节还是显得十分薄弱。

3.教学手段运用单一。多媒体和网络技术能够提供图文、声像并茂的多种感官刺激，能够创设形象、直观的交互式学习环境，激发学生的学习兴趣，提高教学质量，同时还能提供大量的信息资源。如果能够运用这些网络资源和多媒体手段，不仅有利于学生主动发现、主动探索精神的培养，还有利于学生认知结构的形成与发展。但目前在高校地理信息系统专业的课堂教学中，基本上采用PPT讲授的方法，对于其他多媒体技术和网络资源的使用还很少。

4.教学考评模式简单。地理信息系统是一门应用领域十分广泛的学科，是以培养应用型人才为主，因此教学考评模式不能延用传统的考核模式，应更多地强调学生在学习过程中的变化与发展，提高分析问题、解决问题的能力；提倡开卷、闭卷多种评价手段，理论实践多元评价目标；注重激励性评价，培养学生的自信心和自尊心。但目前许多高校GIS专业教学评价模式仍以单一的笔试成绩来评价所有学生，教学考评模式过于简单，不能真实、全面地反映学生的学习成绩。

三、地理信息系统专业课程教学改革措施

1.注重案例教学。案例教学法是指利用已有的案例作为个案让学生分析和研究，在此基础上提出各种解决问题的方案，从而提高学生分析、解决问题的能力的一种教学方法。案例教学作为一种行之有效的教学法已被广泛引入我国高校课堂。GIS专业课程具有应用性很强的特点，把案例教学引入课堂，能够提高学生理论水平与实践能力，培养学生理论联系实际分析问题、解决问题的综合能力，从而提高教学效率，提升教学质量。

2.加强教学实践环节。教学实践是地理信息系统专业课程教学的重要环节，计算机类课程是GIS专业的基础课，注重理解计算机原理和运用计算机软件，提高实际操作能力，如C++语言课程的上机操作。GIS的核心课程也要求学生掌握各种GIS软件的操作，这些都需要在机房上机操作。实践教学环节是对理论教学的补充与深化，能够使学生熟练掌握arcgis、ERDAS等软件，也是对学生应用能力的培养。同时，野外考察实习也是GIS专业必不可少的实践环节，是对校内实践课程的补充，其目的是使学生更深层次地理解基本理论，掌握基本地理信息的野外采集与表征方法，为GIS中空间信息的收集、处理、表达与分析打下坚实的基础。除此之外，让学生参与科研也是一种很好的实践教学，教师根据情况可以让学生参与教师本人或其他教师的科研项目，让学生从实践中学习，这样不仅能对所学理论知识融会贯通，还能培养学生解决实际问题的能力。因此，高校地理信息系统专业在课程的设计方面应适当加大实践操作环节，对于掌握理论课所讲授的基本内容，提高学生的实际动手能力、培养学生的创新思维，都具有十分重要的意义。

3.积极运用网络资源与多媒体手段。20世纪90年代以来，随着计算机技术和现代信息技术的快速发展，网络资源及多媒体手段已广泛应用于教育领域的各个方面。在传统教学中难以精确描述、学生难以充分理解的抽象内容通过多媒体手段能予以较好解决。地理信息系统技术的发展之迅速，意味着GIS专业的师生不断更新知识才能保持专业上的技术优势。Internet上的地理信息系统教育为地理信息系统专业的师生提供了一种重要的学习方式。这些网站介绍了GIS的相关概念和应用、各类数据来源以及处理方式等相关问题。同时，许多著名的GIS软件生产公司的网址，如ESRI公司，这类网址上包含了软件产品介绍、软件包、程序设计技巧、大型数据及软件免费下载方法等信息。远程用户可以直接下载某些GIS程序进行教学演示。除此之外，GIS精品课程也为GIS专业课程教学提供了丰富的精品资源，GIS精品课程的教学资源包括教学大纲、教案、课程教材、实习教材、实习指导书、习题集等，为师生提供了多种可供选择的学习方式。总之，丰富的网络资源也为教师和学生提供了一个良好的学习环境，大大优化了教学过程，丰富和完善了教学内容，提高了教学质量。网络与多媒体的运用使教学效果起到事半功倍的作用，而且也提高了学生的学习兴趣，同时也加强了学生综合素质和能力的培养。

4.强化教学评价改革。地理信息系统是一门理论知识与实践能力高度结合的课程，注重提高学生对理论知识的把握和实际的操作能力，而传统的笔试量化评价的考核方式却不能如实地反映学生的这种能力，因此在量化成绩时应采用多样化的考核方式。这种方法主要包括平时考试+期末考试、机试+笔试。平时成绩应以学生参加案例讨论、野外实习、交流、问题回答、出勤、课后作业等作为依据；期末考试也应重点考核学生理论联系实际、分析和解决问题的能力；机试所占比例可达40%，这样更能真实地反映学生的实际操作能力。这种多样化的考核方式从多方面考核了学生，注重知识测试和能力测试，对提高学生学习的积极性以及提升学生各方面的能力起到了积极的作用。

四、结语

地理信息系统具有很强的实践性和理论指导性相结合的特点。随着地理信息系统的快速发展，社会对GIS专业毕业生的要求也越来越高，知识面广、基础理论知识扎实、实践能力强及高素质的复合型人才已成为用人单位的宠儿，而教学改革是培养这种复合型人才的重要途径。通过采用多样化的教学方法，应用丰富的网络资源以及采用多媒体手段和改革教学评价体系，学生不仅能更好地掌握和运用理论知识，而且能培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生的实际操作能力，为其以后步入社会打下坚实的基础。

参考文献：

[1]沈婕，汤国安，杨红，等.我国地理信息系统专业教材建设应用与发展[J].地球信息科学，2007，9（4）：98-103.

[2]边馥苓.我国高等GIS教育：进展、特点与探讨[J].地理信息世界，2004，（5）：16-19.

[3]盛业华，郭达志，杜培军.地理信息系统课程教育的实践与思考[J].测绘通报，2000，（6）：40-42.

[4]柳林，李万武.市场需求导向的GIS专业知识结构和课程体系的构建[J].测绘科学，2011，36（1）：32-34.

[5]罗明良，汤国安，周旭，等.我国大陆高校地理信息系统教育发展与空间分异分析[J].地理信息世界，2009，（6）：17-33.

[6]许捍卫，张友静，张行南.21世纪高校GIS本科人才培养方案的研究[J].地理信息世界，2003，（4）：55-56.

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[关键词]旅游管理 GIS 实验教学

一、旅游管理专业开展GIS实验课程的重要性

1.地理信息系统的特点。地理信息系统(GIS,Geographical Information System)是在计算机软硬件支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它具有以下几个基本特征:数据的空间定位特征、空间关系处理的复杂性、海量数据管理能力。GIS的处理对象是地理数据。地理数据除属性和时间特征外,还具有空间位置特征,这是GIS区别于其他信息系统的根本特征。因此,GIS除了要处理一般的属性数据外,还要处理相应的空间位置数据和空间关系。

2.地理信息系统在旅游业中的应用。旅游业所涉及的信息与地理位置有着密切的关系。例如旅游景区的位置、旅游道路的信息、客源地的分布等,都属于空间数据。目前GIS在旅游业中主要应用于以下几个方面:(1)旅游信息的查询。通常游客在选择出游之前首先要查询旅游地的各方面信息。而GIS具有的数据采集、组织、管理等功能可以提供旅游地全面的地理区位信息。(2)旅游开发与规划。在旅游开发规划方面,GIS主要的应用有旅游资源的空间分析、旅游地发展条件分析、旅游客源市场分析、旅游环境的空间分析、旅游景区经营管理中的静态与动态空间配置分析、旅游流量流向分析等。(3)旅游专题制图。随着GIS技术的不断发展,电子地图也越来越成熟。和传统纸质地图相比,电子地图具有地图编辑方便、数据存储与管理方便、表达信息多样、成本低等优点。因此,GIS技术应经被用于旅游专题地图的制作。

二、实验内容设计

1.基础性实验。基础性实验的主要目的是使学生熟悉GIS软件的界面、基本功能,了解软件的基本操作、空间数据的采集、管理与处理,掌握空间数据的分析与应用方法。实验内容主要包括熟悉基本功能模块、数据的采集和处理、空间信息查询、图形数据和属性数据的编辑、空间数据的可视化表达、缓冲区分析、叠置分析、网络分析等内容。

2.综合性实验。主要是在学生掌握GIS基本功能、分析方法的基础上,结合本专业的知识来分析解决在实际中遇到的问题。实验内容主要包括:制作某区域的旅游资源分布图;景点的可视域分析;确定旅游区的保护范围;为景区周边的宾馆、饭店等设施布局;景点之间最短路径分析。这几个实验都是旅游管理实践中经常遇到的问题,涉及到了地图学、旅游规划原理等相关理论背景,并且涵盖了大部分GIS空间分析功能。

3.设计性实验。设计性实验要求学生综合多门学科的知识,充分运用已学到的知识发现问题、分析问题、解决问题。实验的主要内容包括:根据地区景区之间的网络拓扑关系,设计一日游路线;分析某地区的旅游环境,对旅游环境进行评价,并分析经济、社会发展等因素对该地区旅游的影响。通过实验,锻炼学生运用GIS工具来解决相对较为复杂的专业问题的能力,最大限度发挥学生学习的主动性。

三、实验教学方法与手段

实验教学内容的实施需要通过先进的教学方法和手段才能取得良好的教学效果。根据不同的实验类型、实验内容,针对不同的对象,采取不同的教学方法与手段,既注重锻炼学生的基本技能,又兼顾能力发展的协调性、系统性,全面提高学生的实践能力。

1.学生自我训练为主,教师引导为辅。GIS实验教学以学生自我训练为主,学生在教师的指导下,从了解实验背景、学习相关理论知识开始,通过实验教学,能够掌握基本操作技能。在综合性和设计性实验学习阶段,建立以学生为中心的实验教学模式,在教师的引导下,学生运用所学知识分析问题,自行寻找解决问题的方案,实施方案。

2.以案例教学为主。案例教学能够使学生通过一个个由浅入深、由简到繁的案例,了解GIS的基本原理和功能,掌握GIS在旅游管理专业的应用方法。案例的选择非常重要,应根据实验教学内容、教学目的和教学要求进行选择。案例教学方法能够将地理信息系统基础理论知识与学生本专业的理论知识联系起来,调动学生的积极主动性,激发学生学习的热情和兴趣。

3.注重课后训练。实验报告的撰写一般在课后完成,要求以电子文档的形式提交。实验报告的内容包括实验背景、原理、实验目的、数据、操作步骤、实验结果等。其中,实验操作过程要求既有文字,又有截图,力求将其操作过程表达清楚完整,同时防止学生之间的相互拷贝;实验结果要求文字与图表相结合,引导学生对实验结果进行分析,最终解决问题。通过课后实验报告的撰写,可以促进学生自主训练、探索创新的能力,

4.合理的考核评价标准。考核评价的方式可以采取“平时成绩+操作技能+考试成绩”相结合的实验考核标准。其中,平时成绩包括学生考勤、课堂表现等。操作技能主要指通过学生提交的实验报告检验实验的完成情况,包括采用的实验方法是否合理、操作步骤是否正确、实验结果正确与否、图表的表示是否准确完整、是否拷贝等。通过多层次的考核标准,综合考查学生的学习效果,充分调动学生学习的积极性,提高学生的实践探索能力。

四、总结与展望

对于旅游管理专业的学生来讲,掌握GIS技术是非常必要的。旅游管理专业GIS实验教学的内容应紧密结合本专业理论原理,合理选择实验案例,运用恰当的实验教学方法和手段,以学生自我训练为主、教师引导为辅的方式,同时注重学生的课后训练,制定合理的考核评价标准,从而调动学生学习的兴趣,锻炼学生实践能力、探索能力,提高学生独立分析问题、解决问题的能力。

参考文献:

[1]汤国安,刘学军,闾国年等.地理信息系统教程.北京:高等教育出版社,2007.

[2]陈建.非GIS专业地理信息系统课程实验教学研究初探―以资源环境与城乡规划管理专业为例.南京晓庄学院学报,2005,21(6).

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一、《地理信息系统》课程开设的必要性

1. 地学研究的重要手段

《地理信息系统》课程是许多地理学科的主干课程，GIS对整个地学界的研究手段与方法带来革命性的变化。GIS是综合处理和分析空间数据的一种计算机技术系统，它将地理空间数据与计算机技术相结合，采用模型分析、综合分析等方法，对资源环境、区域规划、管理与决策、灾害防治等方面的规划、管理、决策及研究提供决策支持。它发展之快、应用之广、影响之深刻是其它地理学科无可比拟的。目前，高等学校的地学类学科大都开设了GIS方面的课程，环境、地质、农业、林业、国土、规划等部门，对GIS也给予越来越多的重视。因此进行地理教学与研究有必要了解或掌握GIS技术。

2.21世纪人才培养的需要

21世纪最宝贵的是人才，培养掌握和应用GIS方面的人才是当前地理教学改革的一个重要方面，作为高等师范院校地理教育专业，我们培养的人才主要是面向21世纪的中学地理教师，而他们的使命又是培养21世纪的建设者，所以开设的课程必须具有代表性和说服力。

二、《地理信息系统》课程教学存在的问题

1.课程设置不尽合理

GIS是一门综合性学科，要求学生具有计算机、数学以及地学的相关知识，尤其是要开设《计算机基础》、《程序设计》、《高等数学》、《概率统计》等课程，但很多高校地理教育专业无法满足相应教师需求或无法安排足够课时，致使学生对《地理信息系统》课程部分教学内容很难接受。

2.软硬件设施不足

GIS是一门实践性很强的学科，实习时数在总课时中所占比例很大，因此在开设课程的同时，需要相应的GIS实验室。实验室所需设备不多，40～50台计算机组成的局域网、一台数字化仪、绘图仪及扫描仪完全可以满足教学和部分科研的硬件要求，软件方面目前用的较多的有中国地质大学的MAPGIS和美国的ARC/INFO系列软件。但在很多高校地理教育专业开设的《地理信息系统》课程都无法保证实践教学的软硬件设施，主要以理论知识传授为主，使得学生学习时枯燥乏味，缺乏激情和动力。

3.教学模式有待改进

在我国应试教育影响下，学生养成了被动的学习习惯，缺乏自主学习的能力和意志，从而造成专业学习的高分低能现象，高校地理教育专业教学也存在“灌输式”教育现象。为了21世纪人才培养的需要，应鼓励学生个性发展、自主学习，相应地，依据学科背景和专业特色，研究和实践新的考核模式势在必行。

4.学生层次不一

学生素质参差不齐，对计算机掌握程度不同，加上文理科学生思维方式以及学习兴趣等差异，致使统一的《地理信息系统》课程教学无法充分发挥学生主动性，教学效果不佳。

三、《地理信息系统》课程教学改革探索

1.善用多媒体技术

利用多媒体技术进行计算机辅助教学是现代高校教育普遍采用的形式。GIS的理论性和技术性要求学生不仅要掌握其理论知识，还要有丰富的实践经验，因此在教学中渗透实践课程非常必要。合理设置实践课程，与课堂教学穿行，使学生深入理解课堂教学中学到的有关GIS的基本理论、基本知识和基本技术方法，并熟悉流行GIS工具软件的使用、掌握软件开发与数据处理等技能。

2.实行多层次教学

根据学生素质差异和爱好，可以把学生分为基本理论、软件开发和软件应用三个层次，这种层次教学模式可以使不同能力的学生各尽所能，各有所获。学生自由分组，在共同完成基本理论课程学习后，以课题小组的形式各自完成任务。基本理论组以掌握GIS的基本理论、基本知识和基本技术方法等为主，主要是为了满足中学地理教学需求，考核方式为闭卷考核或提交学习笔记和GIS相关论文；软件开发组对学生计算机能力要求较高，包括GIS工具软件和GIS应用系统的开发，需增加上机实践的课时，考核方式为提交软件成果；软件应用组要充分掌握一至两种GIS专业软件的使用，并能用GIS专业软件解决和分析地理学中的一些问题，可以制作基本的图件，需增加上机实践的课时，考核方式为制作指定地理专题图。

3.提倡文理分科

地理学在高等教育中属于理科，授予理学或管理学学位。因此在地理学专业招生中，一般只招收理科生，但由于在高中阶段地理属于文科，为适应地理学科综合性和实用性发展的需要，2000年后，我国许多高校地理专业招生纷纷实行文理兼收，这有利于所培养的人才满足就业市场需要。但文理科学生在学习背景、学习方式、学习效果上的差异，使得传统模式的GIS教学无法满足全体学生需求。文科生在接受GIS相关知识上存在难度，但他们的地理基础好于理科生，为平衡这种差异，文理分科教学是最好的选择。

4.强化案例教学

哈佛大学在20 世纪初创造了案例教学法，即围绕一定的培训目的，把现实生活中真实的情景加以典型化处理，形成供思考分析和决断的案例，通过独立分析研究和相互讨论的方式，来提高分析问题和解决问题能力。采用案例教学法，可以提高学生对GIS的兴趣以及应用 GIS 进行综合分析和解决实际问题的能力。实施地理信息系统案例教学，要通过若干个案例设计，把GIS基本概念和基本操作融合，形成一个有序的、多样的案例群，构建一个完整的教学过程，并突出案例的针对性、趣味性、完整性和实用性。

5.促进教学研结合

GIS是地学研究的重要手段和方法，让学生参与科研是培养学生能力、进行地学研究和思维的有效手段。学生对GIS的基本理论、基本知识和基本技术方法学习后，通过相关GIS项目的研究，让学生认识到GIS的重要性，激发其学习兴趣。在教与学中进行研究，在研究中进行教学。

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[关键词]地理信息系统 设计与开发 地方院校 教学质量

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）16-0042-03

地理信息系统（Geographical information system，简称GIS）融合了地理学、测绘学、信息科学、计算机科学等学科知识，是一门交叉学科，具有强大的生命力。随着计算机科学的高速发展，地理信息系统展现了超凡的学科融合能力，应用的深度和广度迅速提升。到目前为止，地理信息系统已经应用在国土、测绘、气象、地震、林业、军事、水利、环境、交通、环保等领域，全社会对GIS专业人才的需求迅速增长。[1]据统计，全国共有350多所高等学校近800个专业开设地理信息系统课程。[2]矢量化与建库、空间数据处理与分析、GIS软件开发与系统管理分别是GIS工作人员应具备的三个层次技能。GIS软件开发是GIS专业毕业生的主要就业途径，占GIS从业人员的32.01%。[3]各高校GIS专业越来越重视学生GIS开发能力培养。[4]地方院校GIS专业毕业生主要服务于地方社会经济发展需要，GIS设计与开发以行业结合应用型为主。故地方院校地理信息系统专业的GIS设计与开发课程以培养学生从事GIS应用项目设计与开发能力为目标，具有很强的实践性。地方院校受生源、基础设施以及师资条件等影响，GIS设计与应用教学效果普遍不尽如人意。GIS设计与开发需要教师具有丰富的行业设计与开发经验，同时需要丰富多彩的实例演示，这就对教师提出了很高的要求。GIS设计与开发需要学生具有很强的逻辑思维能力，并具备一定的数学和计算机功底。地方院校特别是地方师范类院校地理信息系统专业女性比例较高，其计算机基础和数学功底相对薄弱。鉴于此，笔者结合自己的教学实践，对GIS设计与开发教学内容与手段等方面进行探讨，以期为提高GIS设计与开发教学质量提供借鉴。

一、GIS设计与开发课程教学特点

地理信息系统开发目前以组件式开发为主流。[5]通过专业地理信息系统平台提供的可视化开发组件，可以快速便捷地搭建自己的GIS应用程序，嵌入常见地理信息系统功能，为进一步与应用行业融合提供接口。目前，各高校GIS设计与开发大都采用组件开发，且一般选用ArcGis，SuperMap，Mapgis，Mapinfo的二次开发平台。

GIS设计与开发课程教学具有如下特征：1.实践性强。GIS设计与开发以应用开发为主，需要依靠大量项目实践来培养学生的动手能力。2.学科交叉性强。本课程融合了计算机科学、数学学科和具体应用行业学科知识，学科交叉性强，需要学生具有很强的学习能力、软件开发能力和逻辑思维能力，这样才能很好地将地理信息系统技术融入行业应用当中。3.教学方式灵活。GIS设计与开发是一门动手能力很强的课程，传统的以理论讲授为主的教学方式难以满足课程教学需要。GIS设计与开发常采用项目教学法[6]、分组教学法等，以增强学生在学习过程中的主体性、趣味性、能动性。因此，GIS设计与开发教学的重点不在于理论知识，而在于实践教学。[7]以实践操作深化理论知识，使得学生在不断掌握软件开发技能的同时，完成理论知识的顿悟。

二、GIS设计与开发课程教学优化模式探讨

（一）强化GIS设计与开发课程群设计

GIS设计与开发是GIS专业的一门主干课程，需要配套一系列课程构建GIS设计与开发课程群来辅助教学。其设计应遵循以下原则：1.理论与实践相结合，强化实践教学；2.因材施教，注重个性差异；3.坚持知识、能力、素养协调发展与综合提高原则[8]；4.注重系统性和完整性；5.以需求为导向，坚持课程可调整性原则。

基于当前对GIS设计与开发人才的需求以及地方院校课程设计情况，GIS设计与开发课程群应包括计算机组成原理、数据库概论、数据结构与算法、GIS算法与数据结构、程序设计、软件工程、软件设计模式、计算机图形学、地理信息系统概论、地理信息系统工程、GIS软件开发、WebGis开发等课程，囊括了GIS设计与开发过程中所需的大部分知识，全面反映了“概念―原理―方法―操作―应用”五位一体的特征。

（二）多模式的培养学生实践能力

目前，大部分GIS课程理论教学以教师讲授为主，且实验教学过程多采用学生被动学习的传统模式，即由教师进行程序演示与操作，再由学生进行模仿或根据实验指导书编程重现。在此模仿过程中，学生往往更多的关注了代码的书写，而未能主动思考，不能激起学生的主观能动性和创造性，大大降低了程序运行成果所获得实践成功的成就感。因此，应该采取多种教学模式激发学生的学习积极性，多角度培养学生的实践能力，具体如图1所示。

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图1 GIS软件设计与开发课程教学架构示意图

项目示范型。以教师科研成果作为典型案例，从项目的背景、需求、设计、编码、测试进行分析、讲解、示范以及实践，将学生带入学科前沿和具体工程实践中，加深学生对知识的理解，让学生直观地感受解决实际问题的快乐，激发学生学习兴趣，充分展现“读、想、练、用”的教学要素。

团队协作型。GIS设计与开发设计项目过程复杂，涉及面广，需要发挥团队精神，互补互助，达到最大工作效率。在实践教学中可以将全班学生分为几个小组，根据教学知识点假设项目背景拟定题目，教师担任指导，由学生分组自学、协作完成教学工作。小组中一人负责问题分析，担任项目甲方，负责提出需求；一人负责与甲方沟通，建立规范化需求清单；两人负责系统设计与系统原型快速构建；一人负责项目测试；建立系统设计之后，全组分工协作完成系统开发工作。

开发竞赛型。GIS开发大赛注重学生的知识综合运用以及解决实际问题的能力培养，从选题、需求分析、设计、编码到最后的测试，周期长、任务多样、难点多，能锻增强学生团队协作意识并磨炼学生意志，非常接近工作状态，能使学生尽早接受社会竞争。目前，除ESRI和SuperMap每年均会举办一次全国性GIS大赛外，很多高校会举办一些校内竞赛，其中GIS设计与开发均是其重要的竞赛项目，这为GIS设计与开发教学提供了很好的实践教学平台。

校企合作型。通过与相关GIS软件公司合作建立实习基地，让学生参与具体的项目，为学生提供进入社会和接触实际项目锻炼的机会，使学生在辅助完成项目的同时，熟悉项目流程、认清重点和难点、提升开发技能等。同时加强校企技术交流，邀请企业技术总监、项目经理举办不同类型的专题讲座，增强学生项目阅读能力。

软件测试型。通过对GIS系统进行黑白盒测试，发现GIS设计与开发中的关键点、难点以及常见Bug分布情况，可加深学生对知识的认知并提升软件设计与开发能力，避免自己在设计与开发过程中犯同类错误。

就业引导型。按照学生兴趣爱好以及就业意向进行应用行业分组，与相关行业企业、协会、就业指导中心建立联系，举办企业专题、行业发展前沿、就业指导等讲座以及到企业中参观学习业务流程、观摩企业成果，扩展学生学术视野与知识面，了解业界动态，建立行业发展与GIS应用交集，缩短学生与社会、企业之间的距离。

（三）围绕课程群打造教学团队

教学团队对教学质量起决定性作用，是学科建设与发展最重要的基础性资源。GIS设计与应用课程群学科交叉广泛，知识增长点众多，发展迅速，这就需要教师不断扩展学科领域和提升知识结构，以优化与提升整个教学团队。地方院校多数将学校定位为“教学为主型”，教研仅限同门或相似课程教师间的交流，根本谈不上团队建设。[9]众多实践表明，科学研究是团队建设的核心与抓手。科学研究可以以项目为纽带团结各层次、各学科人才，凸显学科带头人与技术骨干的作用，能形成良好的传帮带氛围，建立以点带面形成合力的局面。在项目资助与带动下，才能实现学科交叉融合、知识结构更新、人才交流，才能吸引高层次人才来校教学与研究，形成良性的“引进、培养、锻炼”长效发展机制。因此，可以有针对性的凝练研究方向，覆盖GIS设计与开发课程群，在科学研究中建立教学团队。

三、结语

GIS设计与开发能力很大程度决定了GIS专业学生的就业前景，是GIS专业培养的主要目标之一。GIS设计与开发具有很强的实践性，其能力的培养需要综合性、系统性、多学科的实践教学体系支撑。从GIS设计与开发课程群设计以及围绕课程群打造教学团队、多模式实践教学三个方面可丰富GIS设计与开发教学体系，促进学生由被动学习向主动获取转变，优化和提高教学质量。同时，我们应该认识到，GIS设计与开发教学质量优化提高是一个长期的过程，应在教学工作中不断摸索与总结，探索新的教学模式、教学方法和教学理论，促进教学质量稳固提升。

[ 注 释 ]

[1] 边馥苓.我国高等GIS教育：问题、创新与发展[J].地理信息世界，2007（2）.

[2] 董隽.高等综合院校地理信息系统教学问题探讨[J].林区教学，2009（1）.

[3] 赵银军.高校地理信息系统人才培养探讨[J].测绘与空间地理信息，2010（1）.

[4] 蔡菲，孙英君，单宝艳等.地理信息系统专业学生GIS软件开发能力的培养[J].测绘通报，2008（6）.

[5] 钟广锐.基于SuperMap Objects的“GIS设计与开发”课程实验设计[J].地理空间信息，2007（2）.

[6] 黄猛，李攀.项目教学法在地里信息系统教学中的应用研究[J].时代教育，2012（5）.

[7] 赵冠伟.地理信息系统设计与开发课程教学质量优化探讨[J].实验室科学，2011（4）.

篇6

【关键词】地理信息系统；高中地理教学；理性知识

地理信息系统（GeographicalInformationSystems，简称GIS）是一种有效采集、存贮、管理、分析和表达地理数据的方法和技术，它能够直观地表达地理空间信息和属性信息，被称为地理学的第三代语言。它强大的空间查询、管理、分析和表达功能是传统的纸质地图所不能比拟的。教师应将地理信息系统运用于地理教学，结合地理学科性质，通过强化学生的地理空间概念，帮助学生分析和处理空间信息，引导学生理解地理事物空间分布特征、规律和成因，培养学生的地理思维能力，使学生从地理的视角看待地理现象和解决地理问题。

一、高中地理理性知识教学难度分析

1.理性知识

按照认知层次，将地理基础知识分为感性知识和理性知识。感性知识主要包括地名、地理景观、地理数据、地理分布及地理演变。以直观地图和文字表述为基础，学生运用记忆能力、观察能力、想象能力和空间能力等实现对感性知识的学习掌握。例如，通过记忆掌握地名及相应地理实体空间位置；通过对地理景观图和地理分布图的直接观察，实现对相应地理现象的描述。理性知识主要有地理特征、地理概念、地理规律、地理成因。例如，通过对地理景观的概括得出地理特征，对地理分布的归纳总结得出地理规律，对地理演变的分析得出地理成因等。

2.理性知识学习的难度

学生对地理基础知识的掌握不能只停留在感性知识上，而应该从感性知识的认知上升到理性知识的认知。理性知识的获得并不是对感性知识的简单叠加及对地图的简单观察，它对学生提出了更高的能力要求，需要运用思维能力对感性知识进行归纳、对比、综合分析来实现。而学生的知识构成以感性知识为主，并未涉及深层次的地理成因等知识，并且知识的获得大多以记忆为主。初中地理学习培养的主要是记忆和观察等学习能力，但学生对地理知识的总结、归纳、分析等思维能力很差，因此，要使学生独立实现地理基础知识中感性知识到理性知识的上升比较困难。

3.教学内容构成问题

初中地理课程从地形地势、气候、人口、资源、工农业发展等方面展开，帮助学生积累了丰富的地理感性知识。与初中地理基础知识的构成相比，高中地理基础知识以理性知识居多。从表中数据分析可知：理性知识的数目几乎是感性知识的两倍，而且高中地理理性知识以地理成因居多，其次是地理概念和地理特征，地理规律类知识较少。这样的知识构成特征对教师教学活动的开展提出了一定的要求，学生掌握了地理感性知识以后，教师要灵活运用教学工具引导学生从地理感性知识的认知上升到地理理性知识的认知。

二、GIS的功能在高中理性知识教学中的应用

1.灵活的图层管理功能

对地图进行点、线、面分层及分类管理。在教材中呈现的地图都是对各图层要素叠加后的综合地图，这样不利于学生认识地图中某一地理事物的分布特征。图层管理功能是制作专题地图、对地理数据进行空间分析的基础。在教学中，教师可以灵活运用各种图层，可对区域不同地理事物进行单独探讨，也可以根据需要对相关图层进行空间分析。

2.完备的专题地图制作功能

利用点、线、面、区域等多种图形元素，以及丰富的地图符号、文本类型、线型、填充色彩等表现类型，可详尽、直观、形象地完成电子地图数据的生成。首先，可以利用GIS软件绘制各种专题地图，如地形分布图、河流分布图、交通图、旅游分布图等。教师将其运用到具体地理事物的讲述中，使学生能够清楚地把握地理事物的空间分布特征与规律。例如，在我国地势呈三级阶梯状分布规律的教学中，可以运用GIS的数字高程模型，让学生直观学习，并结合地形剖面图探究学习三级阶梯的界限。其次，教师可以利用空间信息与地理信息的关联性，将数据信息图形化、可视化，方便学生理解。数据的可视化主要以面图、水平直方图、柱状图、线状图、饼状图和坐标散点图来呈现。地理数据转换成图像信息，获取地理事物分布特征与规律。例如，将中国人口密度的数据表制作成中国人口密度分层设色专题图来呈现人口分布的空间差异，更有利于学生总结人口的分布特征（图1）；同样将2012年我国各省市区经济密度数据制作成2012年我国各省市区经济密度分层设色专题图（图2），通过颜色不同直观认识相应的地理规律。

3.强大的空间分析功能

空间分析是地理信息系统这一学科最重要的内容，也是地理信息系统相关应用软件的核心功能。空间分析是基于空间数据的一种分析技术，通过对地理对象位置、分布、演变等信息的综合分析获取其相应的地理规律与成因。GIS具有叠加分析、缓冲区分析、网络分析等分析功能，教师可以根据课程需要将不同的专题地图进行叠加，对区域多种要素进行综合分析，这样不仅能让学生直观地认识地理特征，同时也让学生掌握了分析地理事物特征成因和总结地理规律的方法。

（1）空间叠合分析是指在统一的参照系统下，将同一区域中表示不同地理事物的图层叠加显示，以表达该区域的多种属性或者不同事物之间的联系。教学案例：在农业地域的形成与发展这一章节中，将某农业地域分布图与其相应的地形图、气候图、河流分布图等进行叠加，分析农业地域的成因及影响因素。在讲授我国商品粮基地这一问题时，在课堂中将中国商品粮基地分布图与中国政区图、等温线图、等降水量线图、中国三级阶梯地形图进行叠加分析，引导学生分析我国商品粮基地分布的自然条件及其分布规律。

（2）空间缓冲区分析是通过对点、线、面等地理对象的分析，确定某地理事物对周围事物的影响范围。教学案例：通过对不同等级城市的分析，让学生直观认识不同等级城市服务范围不同的规律；污染源的有害范围、洪涝灾害的影响范围等的缓冲分析，引导学生分析相关地理问题并提出解决方法；通过对铁路线的缓冲分析，并与城市分布图进行叠加分析，引导学生总结铁路促进城市发展的规律。通过教学的实践研究发现，地理信息系统很好地诠释了地理学科区域性和空间性的特征。将地理信息系统运用于地理理性知识的教学，实现了教师与学生的双赢。它在引导学生收集、分析、处理地理信息的同时，提高了学生的思维能力，使其实现了对地理理性知识的掌握。地理信息系统在地理教学中的普及是必然趋势，这对广大地理教师提出了更高的要求，不仅需要充实地理信息系统的相关知识，还要熟练运用地理信息系统的相关软件，将地理信息系统作为自己的教学工具呈现在课堂中。

参考文献：

[1]蔡淑花.GIS在中学地理教学中的应用浅析[J].教育时空,2011,(9):177.

[2]袁书琪.地理教育学[M].北京:高等教育出版社,2001.

[3]邓生娥,叶乐安.ArcView在中学地理教学中的运用[J].科技创新导报,2008,(1):91-92.

篇7

关键词：地理信息系统；MapInfo开发；MapX控件；蚁群算法

中图分类号：F259.27 文献标识码：A

Abstract： In this paper， an object-oriented programming language Visual Basic development tool， using MapInfo software， integration MapX controls to achieve a support Changsha MapInfo emergency logistics and distribution systems， use of improved ant colony algorithm for path optimization， using MATLAB software to verify the validity of the and feasibility.

Key words： geographic information systems； MapInfo development； MapX control； ant colony algorithm

地理信息系统（GIS）是一个以地理数据库为基础，在计算机的硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述，并采用地理模型分析方法，实时提供多种空间和动态的地理数据，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。20世纪90年代以来，地理信息系统在全球得到了空前迅速的发展，广泛应用于各个领域，产生了巨大的经济效益和社会效益。

地理信息系统的集成二次开发是指利用专业的GIS工具软件，如ArcView、MapInfo等实现地理信息系统的基本功能，以通用软件开发工具，尤其是可视化开发工具，如Delphi、Visual C++、Visual Basic、Power Builder等为开发平台，进行二者的集成开发。集成二次开发目前主要有两种方式：一种是OLE/DDE，采用OLE Automation技术或利用DDE技术，用软件开发工具开发前台可执行应用程序，以OLE自动化方式或DDE方式启动GIS工具软件在后台执行，利用回调技术动态获取其返回信息，实现应用程序中的地理信息处理功能；另一种是GIS控件，利用GIS工具软件生产厂家提供的建立在OCX技术基础上的GIS功能控件，如ESR的MapObjects、MapInfo公司的MapX等，在Visual Basic、Delphi等编程工具编制的应用程序中，直接将GIS功能嵌入其中，实现地理信息系统的各种功能。

1 利用MapInfo绘制地图

MapInfo Professional 7.0是目前世界上最为完备、功能强大、全面而直观的桌面地图信息系统。MapInfo Professional 7.0可以帮助用户在数据库中不同的数据之间建立关联，在同一环境下显示，并迅速提示数据之间的关系以及易被忽视的数据模式，从而做出快速的决策，提高运作效率。利用MapInfo软件，以网上获得的栅格地图为蓝本，MapInfo Professional 7.0 SCP软件绘制的长沙市区域物流城市节点如图1所示。

2 集成MapX控件

MapInfo MapX是一个用来做地图化的OCX控件，它可以在应用程序中加入强大的制图功能。可以把数据用地图的形式显示出来，使数据更易于理解。由于MapX是一个OCX控件，所以它可以被集成到使用Visual Basic、PowrBuilder、Visual C++等开发的客户端应用程序以及使用Lotus Script的Lotus Notes中。本设计以Visual Basic为开发工具，集成MapX控件，设定GeoSet的路径，地图就可以在View窗口中直接显示了。MapX对其进行设置属性、调用方法或相应事件，即可实现数据可视化、专题分析、地理查询、地理编码等丰富的地图信息系统功能。MapX可以和远程数据库连接，可以使用SQL语句进行查询，可以通过数据绑定而把记录显示在地图中，还可以按照数据的地理信息进行各种统计与查询。如果和GPS相结合还可以实现在途动态跟踪和定位。

3 算法实现

3.1 改进后的信息素更新规则

（2）设置循环次数，即Nc=Nc+1。

（3）设置禁忌表，将蚂蚁禁忌表的索引号设为k=1。

（4）设置蚂蚁数目，蚂蚁数目的变化为k=k+1。

（5）判断路径是否在搜索热区内按照式（5）～（7）计算出每只蚂蚁应当移动到下一条路径的概率，并实现蚂蚁的移动。

（6）当蚂蚁从i点出发到达j点时，对其所经过的路径上的信息素进行更新并修改禁忌表，将禁忌表指针按照当前状况进行修改，即将新城市j置于禁忌表tabuk中。

（7）执行步骤2～6，直到每只蚂蚁都找到了一条包含所有节点的可行路径。

（8）在新生成的所有可行解中找到一条最短路径，这条最短路径就是本次迭代中的最优路径。

（9）判断循环次数，若循环次数小于10次，则对蚂蚁找到的最优路径按照本次迭代最优值进行信息素更新； 若循环次数超过10次，则按照全局信息素进行更新。

（10）对所有蚂蚁经过的每一条路径，按式（1）～（4）进行一次全局信息素的更新。

（11）循环执行2～10，直到连续多次的迭代中没有出现更优解或Nc的值已经达到最大迭代次数，停止运算，输出当前值作为最优解。

4 仿真实验

某地区突发公共卫生事件，需要对各个医院运送药品，物资配送中心为该地某医药公司，位置已知，有8 个医院需要紧急救援物资，物资种类有两种，每个医院编号以及需求量已知，各个需求点允许到达最晚时间已知。车辆运输速度为60km/h，车辆数为5，车辆载重量为10t，配送中心以及各医院间的距离已知，配送中心对各医院送货，使每个医院在规定时间之内得到物资，同时使配送时间最短。

利用改进蚁群算法，采用Matlab 7.0编程对距离求解，可得到四条路径为：1-5-3-1；1-2-1；1-9-6-1；1-4-7-8-1。因为在编程时将配送中心定义为编号1，医院定义为编号2-9，所以实际得出四条路径为：第一辆车的配送路径为：配送中心-4

-2-配送中心；第二辆车的配送路径为：配送中心-1-配送中心；第四辆车的配送路径为：配送中心-8-5-配送中心；第五辆车的配送路径为：配送中心-3-6-7-配送中心。

5 结束语

本文以长沙市区域物流为研究对象，研究应急物资调运信息系统中的路径优化、物资分配、车辆优化调度等核心问题，以面向对象程序设计语言Visual Basic为开发工具，借助MapInfo软件，集成MapX控件，开发一个支持长沙市应急物流配送的MapInfo系统，利用改进蚁群算法进行路径优化，应用MATLAB软件验证了改进蚂群算法路径优化的有效性和可行性。实践证明，支持长沙市应急物流配送的MapInfo开发系统， 较好地满足了应急物资调运的时效性需求，具有一定的参考价值。

参考文献：

[1] 谢金龙，翟玲英，段圣贤. 物流地理[M]. 2版. 北京：高等教育出版社，2014.

[2] 谢金龙，李陶然，王俊风. 物流信息技术与应用[M]. 2版. 北京：北京大学出版社，2014.

[3] 谢金龙，武献宇. 基于Dijkstra和GIS湖南省应急物流的模型研究[J]. 微型机与应用，2013（1）：9-11.

[4] 何小年，谢小良. 带装载量约束的物流配送车辆路径优化研究[J]. 计算机工程与应用，2009，45（34）：236-240.

篇8

关键词：GIS技术；基础地理教育；应用

中图分类号：G633.5 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）05-0-03

引言

随着信息技术的突飞猛进，人类社会已步入信息时代，各种信息技术已经悄然的影响着人类的生活方式，工作思维。当前的教育观念也在发生着重大改变。传统的地理教学中往往依靠教材的图表分析来调动学生的积极性，然而，这种单一的教学方式已不能实现培养信息社会型人才的要求。随着地理信息系统的广泛应用，打开了中学地理教学的新视野。地理信息系统是一个拥有强大功能的工具，近年来，备受广大中学地理教师的青睐。

一、地理信息系统的涵义及其在基础地理教育中的重要性

1.什么是地理信息系统

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是20世纪60年代中期开始逐渐发展起来的一门新的技术，它是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。GIS与其他信息系统相比，主要特点在于它能将空间和属性信息有机的结合起来，从空间和属性两个方面对现实对象进行查询，检索和分析，并将结果以各种直观的形式准确，形象的表达出来。其次，可以将空间数据和属性数据结合起来，以降低数据结构的复杂性，使数据存储，管理一体化。

利用GIS技术可以将复杂的地理景观甚至抽象的地理概念用三维的，动态的方式直观的表现出来，还可以制作虚拟的场景来展现地理教学中不容易掌握的内容，这不但提升了教学效果，还可以提高学生学习的兴趣和积极性。

2.GIS在基础地理教育中的重要性

GIS技术在地理教学，尤其是基础地理教学中起着重要的作用。根据现代地理教学理论，现代信息技术教学理论，无论是从适应现代地理学的发展还是从培养新型人才的要求来看，中学地理教学都应该引入GIS技术。通过GIS技术可以对跨地域的资源数据进行观察、探索，揭示其中隐含的模式，发现内在的联系和发展趋势，特别是GIS能将空间和属性信息结合带来数据的可视化，这为地理教学中使用好地理图像、地理图表提供了一种新的方法。

GIS技术在中学地理教学中的应用，为推动以教师为中心的教学模式向以学生为中心的教学模式的转移打下了坚实的基础；激活了地理教学内容，突出了地理学习的探究性，促进了教学氛围的轻松活泼，激发了学生学习地理科学的热情，加速了教育手段的现代化；对于促进教学模式，教学方法的改革和提高学生的创造力发面起着较大作用。结合当前信息技术与学科课程整合改革，GIS定将在地理教学活动中占有重要地位。综上所述，将GIS技术应用于地理教学中是完全有必要的。

二、中学地理教学中引入GIS技术分析

1.GIS技术在中学地理教学方法中的运用

GIS技术用于地理教学须以教育理论与信息理论为指导，以GIS与其他辅助开发软件为主要支撑工具，将理论与实践相结合，GIS技术与传统教育方法相结合。传统的教学手段和教学方式注重文字的推理和记忆，至多运用挂图、课本插图或投影片来进行授课，在一定程度上可以加深学生对于知识的理解，但由于这些都是静态的显示，在视觉上也无法即时对比感知，而且使用起来也不太方便。GIS技术的出现，可以帮助教师用简捷的手法形象地展现思维重组、理性升华的认知过程，这无疑会使课堂结构的优化上升到一个新层次，也使教师对教材结构的开发重组进入一个新境界，将抽象的理论和地理现象直观化，形象化。从培养学生创造性思维及快乐学习的角度出发，从而使学生认知水平的再提高成为可能。下面以中学地理的部分重要内容为例来进行应用分析：

案例1：行政区划

例如讲到中国的行政区划时，利用GIS软件可以将34个省级行政单位的名称、分布及范围逐个以动态闪烁的方式显示，而且分别赋予属性，可以即时查询每个省级行政区的面积、人口、社会经济情况等内容。这样教师在授课时辅助教学可以使学生有直观的了解，使学生一目了然。

案例2：地貌演变

高中地理第一册“地壳的变动与地表形态”这一节内容，地貌的演变是中学地理地貌教学的较难理解的内容，尤其是褶皱和断层的形成过程较抽象，传统的平静静态教学方法难以达到满意的教学效果。使用GIS技术的真三维显示与动态模拟功能，模拟岩石受力分布及相关地貌的形成过程与结果：如岩石受到强的压力和张力时会发生断裂，并沿断裂面有错动或位移的现象，上升的一侧地貌表现为断裂山或高地，而相对下沉的地貌则表现为裂谷或低地；如受内力作用的影响，岩石在水平方向上受挤压导致褶皱，受外力作用的影响，背斜中心的岩石易被侵蚀形成谷地，而向斜中心岩石坚固不易被侵蚀，则形成山脉。这样一个漫长复杂的地貌演变过程，动态模拟功能可以在瞬间完成。让学生对所学的知识有比较深刻形象透彻的理解。

案例3：地形分析

在地形分析中，传统的平面地图缺乏对山峰、山谷、山脊、鞍部与陡崖等概念的直观形象的可视化表达，不易学生观察理解。利用GIS技术的数字高程模型创建模块，通过先绘制二维等高线并赋予高程值，再创建三角网，进而建立数字高程模型，并进行可视化表达处理，便可展示出一座山体，直观地观察山峰、山谷、山脊、鞍部、陡崖等多种地形。

案例4：天体运动

在天体运动教学中，一般的教学挂图三维效果不突出且缺乏动感，不易掌握其运行规律。通过GIS技术的二次开发系统，可用其三维动画制作工具，建立场景，制作太阳、地球与月球的彩色三维表现以及地球和月球的运动轨迹，并指定月球轨迹与地球的链接，进而完成天体的运动制作。这种方式进行教学，不仅能具体鲜活的模拟出抽象的天体运动，而且可以调动学生的积极性，使学生产生强烈的求知欲，那么在教师进行讲解时，学生就会集中注意力，主动学习，更好的掌握天体的运动规律。

用GIS技术制作相应的课件进行教学，图片比投影片更准确，比挂图更清晰；图形呈现的方式也灵活多样。不但可以充实教学内容，还能培养学生的积极性，活跃课堂气氛。

2.将GIS技术引入到教学内容中

据调查显示，目前学生对地理普遍不喜欢，在七门学科中，地理仅排在物理之后，位居第二位，属于比较难学的课程。造成这样一种结果的主要原因：一方面是多数教材在知识内容上不同程度的存在着“繁、难、多、旧”的情况；另一方面，地理课堂教学不够生动，很多教师注重结论性的知识而忽视了灌输知识的过程，再加上对于地理了解不深，导致学生为了应付考试而死记硬背，最终导致学生对于地理学习缺乏兴趣。因此提高中学地理教学质量水平是当务之急，应从根本入手，变抽象为具体，变静态为动态，化繁杂为简单，引起学生主动学习的兴趣。

将GIS应用于教学内容中，大大改善了传统教学手段存在的弊端。运用GIS技术制作教学数字地图，信息容量大，知识精度高，集图、文、声、像信号于一体，以动静结合和可触可感的方式，把教学内容立体地呈现在学生的面前，为学生提供多样的外部刺激，使学生获得的信息更全面、更深刻。通过鼠标点击自由地在不同知识点之间进行转换，在较短的时间内接受大量的信息，使教学容量大为增加，也拓宽了学生的知识面。例如上面提到的在地形分析中，利用GIS技术创建数字高程模型（DEM），便可三维立体的显示出一座山体，让学生直观地观察山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等多种地形。还可以让学生亲自上机操作，并通过旋转动态技术，使山峰的方向任意旋转，或变换颜色以突出某种山体。这种教学明显调动了学生的积极性和主动性，加深了学生对地形特征的理解。让学生有身临其境的感觉，这是利用平面地图进行教学不能达到的效果。

GIS技术为主动式的学习提供了交互、开放的环境，可操作性强，在这一工具的辅助下，学生通过问题-数据-分析的学习过程获得探究问题的能力，全方位地调动学生学习的积极性，在心身悦愉的学习过程中，获得分析问题的技能。从而使有限的学习素材，通过GIS和学生的大脑，成为无限的学习天地；学生的智力在这种学习环境下将得到充分发挥。例如，在高中地理第二章，讲到全球多雨带、少雨带分布与实际干湿地区的分布关系时，往往从全球气压带、风带分布入手，通过投影、板图或计算机动画演示，标示出三圈环流的存在，再从近地面垂直气流上升、下降状况得出多雨带、少雨带的分布。这一过程老师讲述，学生思考仍感困难。GIS可以制作专题图显示和布局设计，可以根据需要制作多种专题地图：个别值地图、范围图、分级符号图、点密度图、柱状图、饼状图、二元主题专题图等。这样教师在授课时辅助教学可以使学生对雨带的分布和变化有直观的了解，使学生一目了然。在这一过程中，学生是主体，教材和地理信息系统构成学习的客体，教师是主导。而教师在整个学习过程中充分尊重学生，考虑学生们的选择与意见，并与他们进行平等的合作与探索，服务、帮助、引导学生取得最佳学习效果。例如，让学生自己动手，应用地理信息系统软件及图形处理软件制作教学挂图、矢量图，在此基础上，制作地理模型。通过从理论到实践，从感性认识上升到理性认识，往往能使学生体验到巨大的成就感。这不仅更符合教学规律，而且有利于学生智力的发展和创新思维的培养。

3.适度引入GIS知识培养学生地理素养

地理素质教育是中学生全面素质教育的重要组成部分，是知识经济时代地理教育的必然变革。地理空间是地理学永恒的主题，地理信息与其他信息的本质区别在于地理信息具有空间位置特征。现代地理学将空间分布与时间过程相结合，探求地理实体的空间分布格局及其成因和发展规律。这一系统思想在中学地理教学内容中应更多地体现，特别是在人文地理、经济地理的某些章节中。如高中地理下册，有关工业、农业、人口和城市等内容，学生在分析这些地理事物的空间分布特征、时间变化规律时，可以适当接受现代地理信息系统知识中的有关知识，认识到地理信息、地理数据的特殊性，以及人们对这些信息、数据进行各种综合处理、仿真模拟的意义等。从1994年开始，美国就召开了首届GIS在教育上的应用会议，会后便开始了Mapping Our City计划，该计划试图利用GIS技术，使美国城市的中学生将地理课教学内容与所在城市的社会、环境等问题联系起来，引导学生关注当地社会热点问题，借助GIS技术将这些问题可视化并寻找解决方案，最终达到在青少年中普及GIS知识，同时提高中学生科学素质的双重目的。

GIS技术作为一门高科技应用技术，发展非常迅速，对地理学界乃至整个社会产生深刻的影响，利用GIS培养学生的地理素养，提高学生的综合素质，已经成为中学地理教学的一项新任务。新一轮高中地理课程改革即将实施，其中把培养未来公民所具备的地理素养作为首要目标，强调信息技术在地理学习中的应用，只有把GIS纳入教学系统，地理教育才能适应知识经济时代的要求。新课程在地理“比修3”的第三节介绍了地理信息技术的应用，在选修模块7中专门安排了GIS的相关知识。但是，目前GIS在中学地理教学中的推广非常缓慢，面临的困难很多。只有教师转变观念，积极适应信息时代的要求，主动学习，选择有效地方法和途径，GIS教育就一定能受到学生的普遍欢迎，产生良好的效果。总之，GIS在信息社会具有举足轻重的地位，在中学地理教育中渗透GIS知识，培养学生的地理信息素养已经成为中学地理教师的当务之急。

三、中学地理教学中GIS应用技术的思考

GIS这一新的地理信息工具，在我国中学地理教育中的应用才刚刚起步，事实上由于教育决策者与地理教育者的认识不够，GIS技术运用于地理教学并没有引起足够的重视。即使有中学开始重视利用GIS进行教学，但由于教师和学生对信息技术的掌握程度，对教学效果有着直接影响。笔者在2009年12月在南充市六中、九中等和雅安市二中随机取样调查了四所中学的30位地理老师，他们对GIS的认知程度，结果如表1.

虽然这次调查的范围较小，但是也能基本反映西部地区大部分中学地理教育者对于GIS认识的现状。GIS给我们的启发就是：改革目前的中学地理教育，包括从考试大纲、教材到练习，从实际教学到最终的考试评价，我们应该更多的追求培养学生的地理技能目标，而不是追求去机械识记没有用的地理数据和现成结论。在新的国家基础教育课程改革中，充分借鉴了世界上先进归家的教育理念，其中地理课程标准对中学地理教育提出了适应未来人才竞争和发展要求变革，特别是提出了要构建基于现代信息技术的地理课程，这正是我们翘首以待的。

GIS是一个功能强大的地理使用工具，GIS的地理观念也在逐渐改变着地理教育者的地理思维方式；作为地理空间信息处理的基本手段之一，GIS必将成为中学地理教学的重要内容和必要工具。GIS技术应用于地理教学有很大的前景。将GIS技术引入中学地理教育具有前沿性的尝试，广泛的应用必然推动中学地理教育的改革与发展，提高GIS在中学地理教学中的应用发展水平，并逐步缩小与发达国家中学地理教育的差距。

四、结语

借用中科院院士著名的地图与信息系统专家陈述彭老师的观点“定性描述是地理学的第一代语言，地图是地理学的第二代语言，地理信息系统是地理学的第三代语言”。其实这也是广大地理教师的共识，也充分体现出GIS技术的重要性与价值所在，现在，以GIS为核心的3S（GIS、遥感系统RS、全球定位系统GPS）集成已写入中学地理课本作为新的重要的教学内容，这要求中学教师不仅要学习什么是GIS技术？更需要用GIS技术进行中学地理教学，中学地理教学强调对学生的全面素质教育，要求在对各种地理知识的掌握基础上重视学生能力的培养及地理思维方式的培养，优化教学信息环境，这就需要在地理教学中引入GIS技术。可以说，GIS技术已逐渐成为基础地理教学的高新手段。

总之，随着现代教育技术的高速发展，越来越多的教学手段和教学工具被逐步引入到中学的教学中，较PowerPoint，Author ware等教学辅助软件而言，操作GIS平台一般需要计算机专业知识，对于中学地理教师来说还存在很大的困难，更何况要将GIS应用在地理教学中。因此如何掌握GIS技术？基于GIS的教学模式有哪些？GIS应用于教学对学生心理发展有何影响？这些问题都值得地理老师继续学习与研究的。因此每个中学地理教师都应具备“终生学习”的教育理念。

参考文献

[1]黄杏元，马劲松，等.地理信息系统概论[M].北京：高等教育出版社，2001：1-27，141-183.

[2]汤国安，杨昕，等.ARCGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].北京：科学出版社，2007：137-193.

[3]邬伦，等.地理信息系统—原理、方法和应用[M].科学出版社，2001：24.

[4]李佩武，周江，等.GIS技术及其在地理教育中的应用分析[J].天津教育，2005（6）：52-53.

[5]王才军. 浅谈GIS在中学地理教育中的应用[J].地理教育，2004（3）：30.

[6]吴香英，江波.在中学地理中 GIS的应用[J].景德镇高专学报，2007（22）：98，113.

[7]曹飞跃.GIS技术在中学地理教学中的应用与思考[J].中国现代教育装备，2007（12）：130-131.

[8]姚晓军，张富学，等.GIS在中学地理教学中的应用刍议[J].四川教育学院学报，2006，22（10）：55-58.

[9]李朝奎，邓丽霞，等.地理信息技术辅助中雪地里教学模式研究[J].测绘工程2007，16（6）：66-69.

[10]王万里.GIS的发展与中学地理素养的培养[J].教学教材研究，2004（6）：45.

[11]李晓云.GIS技术在高中地理教学中的思考[J].甘肃科技，2006，22（5）：229-230.

作者简介：谌 柯（1966-）男，四川三台人，高级实验师，西华师范大学法学院学士，主要从事地理教育和3S技术研究工作。

张道川（1969-）男，四川广安人，中教一级，主要从事中学地理教育。

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关键词： 工作过程；课程体系；职业教育；GIS

中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）05-0273-03

0引言

中国的职业教育，涵盖了14000所中等职业学校、1100所高等职业学校，拥有1600万中职生、700万高职生这些以形象思维为主的教育对象[1]。而当前的很多高职院校，仍然按照“学科体系”来设置课程。在学科体系的课程中，岗位工作中所需的各项知识、技能和态度等分散于不同的课程，甚至是不同学科的课程中；加上专业基础课、专业课、实训和实践课程分段排列，使学生难以理解和掌握岗位工作活动的完整过程和相关要求。如何使高职课程设置和内容区别于本科，充分体现其职业性、应用性、技术性特征，是高职教育研究的重要课题。本文结合昆明冶金高等专科学校地理信息系统与地图制图技术专业的课程体系改革，对以工作过程为导向的课程体系开发进行了探讨。

1课程体系开发思路

工作过程导向的目的在于：克服学科体系下结构化内容的学习，而有利于工作过程相关内容的学习。进行新的课程体系开发，要对原有的学科体系进行重新思考，是对原有学科体系的解构与新的行动体系重构的过程[2]。课程开发思路：

①根据GIS职业岗位群中归纳整合出的典型职业工作过程，分析构成职业能力的工作任务的总和，确定“行动领域”。②按照教学论要求，对职业行动领域进行归纳，构建学习领域。即：将前面整合的工作任务转换成综合化的学习性工作任务，并以此设计工作过程系统化的课程，组织建设工作过程系统化的课程资源。③对学习领域中的学习情境进行设计，可采取项目导向或任务驱动来组织教学，设计教学方法。

2工作过程系统化的GIS专业课程体系开发

2.1 工作任务分析只有进行系统的、有效的工作分析，才能准确地确定工作知识，把握工作结构。目前云南省的大部分GIS企业均是立足于测绘行业而发展起来的，尤其是中小型GIS企业，它们对GIS高技能人才的要求是具备地理信息数据生产、地理信息技术服务、大比例尺地形测图和中小比例尺地图编制能力。其主要工作集中在大比例尺数字地形图测绘、4D产品生产、土地利用更新调查与建库、地图编制等几个方面。通过对云南省GIS行业发展及现状进行调查，以及对近几年学生的就业情况分析，确定我校GIS专业的就业岗位群是：数字测图、地理信息数据生产、地图制图、摄影测量与遥感、地籍测绘、工程测量[3]。

据此，我校聘请了与毕业生就业岗位相对应的不同性质、类型、规模、层次的企业专家，进行GIS工作任务分析。由于企业专家来自不同的企业，其工作性质和内容都不尽相同，可采用头脑风暴法，尽可能地把不同意见展现出来，然后整合不同专家的意见，形成工作任务分析表[4]。如表1。

按各岗位群的工作任务划分，以工作过程为导向，形成以下行动领域和学习领域，如图1。

2.2 学习领域课程方案设计学习领域在形式上相当于学科体系的课程，又与之有所区别。学科体系中各门课程的知识相对来说是孤立的，自成体系，缺乏沟通综合。有些课程理论性强，与企业实际运用的知识、技术、工艺、方法等相距甚远，理论教学与技能训练相互脱离，学生毕业后不能适应企业的实际需要。而学习领域包括了学科体系中相关的课程知识，将相关课程知识融合在一个学习领域，可在一个学习领域的学习中按照工作过程组织教学，学生的学习贴近于实际[5]。

通过对数字测图、地理信息数据生产、地图制图、地籍测绘、摄影测量与遥感、工程测量岗位的工作任务和职业能力分析，按照从简单到复杂的工作任务，根据教学论，分析应构建的课程门类、课程结构，确定哪些课程应该整合、如何整合，哪些课程的边界应该重新划分，哪些工作内容在教学过程中没有涉及到，以及得出各项工作的重要程度、难易程度等[5]，从而导出工作过程系统化的课程体系，即地理信息系统与地图制图技术专业“学习领域”课程方案。见表2。

在本方案中， “地形测量”学习领域仅学习测绘基本知识和传统地形测图方法，重点培养学生常规测绘仪器的操作技能和测图能力。将“测绘工程CAD”作为数字测图的制图基础在第二学期的前段开设，后段再开设“数字测图”。基于地理信息数据生产过程，将“地理信息系统技术应用、空间数据库技术应用、地图制图”三个学习领域安排在第三学期同步开设，将学科体系下“地理信息系统技术应用”课程中原空间数据组织与管理部分的内容并入“空间数据库技术应用”课程，原地理信息与地图制图部分的内容分解到“地图制图”学习领域中，“地理信息系统技术应用”学习领域重点培养学生GIS软件操作技能、GIS数据采集与处理能力、综合运用空间分析方法解决实际问题的能力。“空间数据库技术应用”学习领域课程主要培养学生SQL Server数据库管理软件的操作技能、运用ArcSDE组织和管理空间数据的能力。将“遥感技术应用、数字摄影测量、控制测量和GNSS定位测量”四个学习领域课程安排在第四学期同步开设，重点培养学生利用航空摄影影像和各种遥感影像资料、测绘仪器和计算机系统，测绘地形图，制作4D产品的能力。各门课程以工作过程为导向，进行了重新整合和序化，而知识的总量不变。

2.3 学习情境设计学习情境是一个项目化、案例化的学习单元，它把理论知识、实践技能与实际应用环境结合在一起。学习情境在形式上相当于学科体系中课程的章节，又与之有所区别。学科体系下课程的章节是按知识的结构由简单到复杂进行排列，而学习情境在选择合适的载体基础上，由项目或任务引出，是按照任务的难易程度进行排列。可在一个学习情境的学习中按照工作步骤组织教学，学生在完成一个个项目或任务的过程中增长知识，积累经验，熟悉工作过程[6]。

以“地理信息系统技术应用”学习领域为例，设计了5个学习情境[7]：认识GIS、空间数据采集与质量控制、空间数据处理、空间查询与分析、地理信息系统技术综合应用。每个学习情境都是以任务驱动，围绕任务的实施和完成来组织教学内容，设计教学方法和教学手段。现以学习情境2――对空间数据的采集与质量控制的设计加以说明，如表3所示。

最后，在完成了学习情境的设计之后，要进行具体学习单元的设计，即对各学习情境进行细化，如表4所示。

3课程方案特点

与学科体系下的课程方案相比，本课程方案具有如下特点：

①本课程方案是在分析、整理典型职业活动的工作过程的前提下，按照由简单到复杂的工作任务进行重构，形成工作过程系统化的课程方案，适合于具有形象思维特点的高职学生的学习；

②工作中的场景通过学习领域来体现，教师在学习情境中以项目导向来组织教学，采取任务驱动法、案例教学法等进行教学，学生实践以完成工作任务为目标，实现了教学做合一，理论与实践合一，突出了工学结合；

③学生通过完成多个项目或任务，不仅积累了经验，而且掌握了工作的技能和完整工作过程的思维能力。

本方案在昆明冶金高等专科学校2008、2009、2010级地理信息与地图制图技术专业的教学中开始实施，已取得显著成效。学生在学习过程中能整体把握今后的职业工作过程及工作任务，学习目的性强，学习效率高、效果好，学生的职业能力和素质得到较大提升。

4结语

当前的职业教育改革，除了完成工作过程系统化的课程开发外，还有两个最紧迫的任务，就是任务驱动的系列教材开发和“双师型”教师的培养。因此，高职院校应该大力推动专业教师深入生产企业第一线，尽快使专业教师成为具有企业经验的“双师型”人才，在此基础上，才能够顺利进行工作过程导向的系统化课程开发与实施，以及配套的系列教材开发。

参考文献：

[1]姜大源.基于职业科学的职业教育学科建设辨析[J].中国职业技术教育，2007（4）.

[2]姜大源.学科体系的解构与行动体系的重构[J].中国职业技术教育，2006（3）.

[3]吕翠华，张东明，赵文亮等.基于测绘背景的GIS应用性人才培养探讨[J].昆明冶金高等专科学校学报，2008（1）.

[4]周虹.以工作过程为导向，设计数控技术专业课程方案[J].科技信息， 2008（1）.

[5]张虹.培养应用型人才课程改革是关键[J].北京联合人学学报（人文社会科学版），2008（6）.

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【关键词】卓越工程师实践教学地理信息系统

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）03-0003-02

1.引言

2010年教育部启动“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），该计划是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。

武汉理工大学作为教育部首批“卓越工程师教育培养计划”试点院校，“卓越计划”的主要目标是着力提高学生的工程意识、工程素养和工程实践能力，培养适应我国经济社会发展需要的各类工程技术人才。地理信息系统（GIS）专业是一门工程性和实践性很强的学科，如何培养出高素质的、具有很强的工程实践能力的专业型地理信息系统人才，是摆在我们面前的一道难题。

国外大学地理信息系统的培养目标定位于讲授GIS理论及实践应用，要求学生掌握基本的GIS理论和GIS应用[1]。在实践课程设置方面，将实践教学与理论课程结合得更为紧密，集中安排类似于课程设计的实践环节，部分课程将实习穿插其中，重视测量工程、自然地理、人文地理、经济地理的野外实践，一些高校在课程实践教学中率先开始使用面向专题应用的实践教学模式，突出学生在专题应用情境等实践中学习[2]，强调学生的专业应用技能培养，要求学生必须在GIS实验室中完成一定的研究实验和创新实验。

目前我国GIS专业本科教育发展很快，从工程实践教学体系上不同背景GIS专业都汲取其各自学科的营养精华，重视GIS综合性实践活动的改革与建设，强调在人才培养上的教学与科研相结合，理论与工程实践相结合，取得了显著的成效[3]，但是与国外相比，在学生工程实践能力的培养方面还存在不足。有些教师存在重视基本原理和基本方法等理论方面的教育，对实践教学重要性的认识仍然不足。长期的应试教育，造成部分学生只重视理论课而轻视实验课，甚至相当一部分学生对实验课敷衍了事，更别谈向工程型人才转变了。因而从现在开始，应该着手对GIS实践教学体系和内容进行系统的研究，根据各学校GIS专业学科优势、企事业合作特点和特有的实践教学平台构建相应的实践教学模式，为特定的工程领域培养受欢迎的GIS人才。

2.研究意义

地理信息系统是一门技术性、实践性很强的新学科，是与计算机技术、地理学、测绘学、统计学等密切相关的一门交叉性、边缘性学科[4]。目前，GIS专业已经在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、地质、制图等领域发挥了重要作用，取得了良好的经济效益和社会效益[5]。正由于地理信息系统是一门多学科结合的综合性学科，实践性很强，研究GIS专业的实践教学改革来培养更高素养的卓越工程师具有非常重要的意义。

（1）实践教学能作为理论教学的重要补充内容。GIS专业培养的卓越工程师，不但要有深厚的理论基础，而且要掌握过硬的实践技术，而实践教学可以弥补学生在动手能力方面的欠缺。

（2）实践教学能显著提高教学质量。通过实践教学可以将理论与实践很好的结合起来，使得稍显枯燥的理论课程更容易被学生接受，更能激发学生的学习兴趣，也能够让学生了解GIS专业在社会中的应用领域和发展方向，让学生自主学习。

（3）实践教学能培养“来之能战”的卓越工程师。实践教学在培养学生的创新思维、科研能力方面的作用重大，在培养人才方面起着不可取代的作用。通过课内实验、课程设计、自主创新、企事业合作等实践教学全面增强学生独立分析和解决问题的能力、创造性思维能力，为将来工作和走向社会奠定了强大的基础。

3.研究内容

本研究以武汉理工大学资源与环境工程学院GIS专业的实践教学为研究对象，以资源、环境的特定应用领域为主线，旨在提高学生的实践动手能力，并以学校提出的“卓越人才工程培养”为契机，分析GIS专业的实践教学的现行模式的优缺点，提出新的实践教学要求、实践教学内容、实践教学方法和模式，提高教学水平和教学质量，培养合格的GIS人才。

（1）分析GIS专业实践教学现行模式的优缺点。经过8年的地理信息系统专业的建设，武汉理工大学资源与环境工程学院的GIS专业的实践教学模式取得了一定的成绩，提高了学生的动手能力，学生在课内实验、项目研发、创新实验、GIS竞赛方面都有了长足的进步，并且学生近几年的就业率也比较高，说明该专业培养的人才也得到了社会的认可。但科技和社会都在进步，现行的实践教学模式也有待加强，比如如何更好的激发学生的自主学习和创新能力就是摆在我们面前的问题。

（2）研究GIS专业实践教学要求。在科技进步飞速发展的今天，讨论GIS专业实践教学的基本要求。任何GIS专业的发展必须依托相关的其他学科的发展，将GIS技术用于具体的行业领域，才能使GIS永葆活力。本研究结合武汉理工大学资源与环境工程学院的优势学科（资源、环境），以资源、环境领域的专题应用为主线，以矿业资源、矿山环境为特定发展领域，探究GIS专业的实践教学要求。

（3）研究GIS专业实践教学内容。不同学校、依托不同的专业，GIS专业实践内容会有所不同。该文中所有的实践内容以资源、环境为主线，以提高学生的动手能力为指导，以培养卓越工程师为目标，来制定相应的实践内容。在实践教学内容的制定过程中，尽量做到实践课和理论课的平衡，以实践课来强化对理论课的理解，以理论来加强对实践的指导。实践教学内容应从课程实践、野外实践、创新实践、项目实践、竞赛实践、企业实践等方面来全方位考虑，针对学生的不同特长，从不同的实践方面来分别培养，从而做到由易到难，学生更容易掌握实践内容，提高自己的实践动手能力，培养出不同方向发展的专业型人才。

（4）研究GIS专业实践教学方法。好的方法是事情成功的一半，因此，在确定了实践教学内容后，就要制定能取得良好效果的教学方法。基本上来说， GIS专业实践教学方法可以概括为“先易后难”、“老师引导、学生自主”、“重视专题、加强应用”。“先易后难”就是首先通过简单的应用为引入点，以一个简单的GIS应用作为案例，激发学生对于GIS专业的兴趣，然后学生才愿意在更深入的方面做些实践，可以先进行课程实践和野外实践，然后过渡到竞赛实践、企业实践和创新实践。“老师引导、学生自主”就是在实践的过程中，不能像传统的填鸭式教育一样，要充分发挥学生的自主学习能力和敢于创新能力，给出一个问题，让学生自己设计实验方案和过程，培养学生解决科研问题的能力。“重视专题、加强应用”就是要以资源、环境这个特定领域为专题方向，引导学生将GIS技术应用到该领域，同时，鼓励学生参与各类型的竞赛项目，向学生提供参与教师项目和企业合作的机会，强化GIS在该专业领域的应用，以GIS专业来解决该领域的问题。同时，资源、环境优势学科领域也可以拓宽GIS专业的发展方向。

（5）研究GIS专业的实践考核方法。课程考核是促进学生学习的重要动力机制，也是考查学生学习效果的一种手段。虽然考核不是目的，但是可以通过考核适当给学生压力，让学生主动对不熟悉的内容进行巩固，达到增强学习效果的目的。对于实践的考核不能采用传统的笔试考核方式，要研究新的考核办法。可以通过老师出题，学生上机的方式来及时考核。也可以让学生自主选题，给出规定的时间后，让学生准备报告，现场答辩并演示选题成果。也可以让合作企业对学生的实践效果进行评价。通过多种考核方式，能够全方位提高学生的实践动手能力，为学生的工程化训练提供最终的考评结果。

4.研究方法

（1）对比研究。国内外已经有很多学者和教学研究者对实践教学改革都进行了探索[6-8]，因此，可以基于国内外GIS专业（尤其是与资源、环境的优势学科相关的GIS专业）的实践教学体系、方法和模式，对比武汉理工大学资源与环境学院GIS专业的实践教学体系、方法，分析该体系、方法的优缺点，好的方法继续保持并深化，有缺陷的地方提出相应的改革措施。

（2）调查研究。调研国内资源、环境领域的研究前沿，将GIS专业的实践教学内容与资源、环境领域的热点研究问题进行关联，对于武汉理工大学资源与环境工程学院的GIS专业来说，应该将矿山GIS作为最主要的应用领域，所有实践的内容以此为主线，培养为资源、环境领域服务的专门GIS工程人才。

（3）实例研究。基于实践教学内容中的课程实践、野外实践、创新实践、项目实践、竞赛实践等方面，以资源、环境领域为主线，在各个实践方面具体实施，验证实践内容和实践教学方法的效果。

（4）统计研究。通过采用调查问卷的形式来收集相关信息，比如就业率、竞赛成绩、创新成果、参与项目、企业合作成绩等，经过统计分析，来评价这些实践教学内容的教学效果。

5.总结

地理信息系统的实践教学对培养高素质的工程师具有很重要的意义，通过教学实践的改革研究，可以推动GIS专业人才创新能力的提高，可以培养“来之能战”的专业型工程人员，促进GIS专业的就业率。而且始终以资源、环境特定应用领域为切入点，所以实践教学的内容、实践教学方法的成果可以推广到其他类似的高校和科研单位，为其他高校和科研单位的人才培养提供一定的借鉴作用。甚至可以将实践教学成果进行提炼、总结，建立GIS实践示范工程，建设较高水平的科技创新基地，最后将其转化成科研成果和生产力。

参考文献

1.郑贵洲，赵雷. 地理信息系统(GIS)专业实践教学系统构建[J].测绘科学，2010,35（5）：250~253

2.罗德安,朱光,王晏民.构建具有行业特色的“GIS软件应用”课程的实践教学体系[J].中国建设教育，2006，10（10）：40~42

3.侯立春，徐磊，许正昊. 高师院校 GIS 课程教学与实践改革的探索[J].地理空间信息，2011,9（1）：146~148

4.黄杏元，汤勤.地理信息系统概论[M].北京：高等教育出版社，2001

5.杨树文，闫浩文，孙建国. 地理信息系统专业教学实践与改革探索[J].测绘科学，2011，36（1）：226~228

6.韦波，李景文，蓝贵文. 地理信息系统本科专业课程体系改革探索[J].高教论坛，2010（4）：34~36

7.石永明，田永中. 地理信息系统实验课程教学探讨[J].实验室科学，2011,14（1）：26~29