地理信息系统空间分析教学改革研究

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摘要：为了提升《地理信息系统空间分析》课程的教学水平，提高学生采用空间分析方法研究地球表层系统科学问题的能力，本文针对课程内容及课程体系、课程教学方法、课程考核模式三方面提出改革措施：教学内容改革将学术研究与理论培训有机地融合在一起，提高课堂研讨式教学的地位，提高学生的实践能力和学习的主动性。教学方法改革引入“科研—教学—传播”相结合的复合型人才培养模式，营造“以学生为中心”的课堂氛围。课程考核模式改革改变了单一的考核方法，根据学生的学习阶段和目标分阶段评价及时反馈，培养学生严谨的学习态度。

关键词：空间分析；教学改革；教学方法；教学内容

GIS空间分析课程是地理信息科学专业必修课程，是学生进行地学问题分析与建模及GIS应用实践的理论基础。本课程的目的和任务是在学生掌握地理信息系统原理的基础上，深入了解GIS中常用的空间分析方法的理论，并能够熟练应用专业软件进行实践操作，属于整个课程体系中的高阶课程[1]。虽然本课程包含的空间分析的原理和知识对培养高质量的地理信息科学专业人才有很大作用，但是使学生充分理解空间分析的原理和方法却面临很多困难。对此，近几年我们对本课程的教学内容、教学方法、考核模式等做了一系列的探索和改革，取得了显著的效果。

一、教学内容改革

1.引入应用实例分析，促进理论知识的理解。GIS空间分析的教学中，不应该一味地进行“灌输式”的教学，不利于培养学生创新性的思维，扼杀学生的学习兴趣。在课堂教学中积极引进GIS空间分析在地学中的应用实例，通过大量的研究实例让学生体会到空间分析在实际应用中发挥的重要作用，深刻认识到本专业的发展前景和重要性[2]。例如在学习地形因子分析时，列举数字地形模型在分布式水文模型的构建、生境适宜性分析和评价、机器学习算法的遥感图像自动分类、视域分析和视觉频数分析等领域的应用实例，针对这些应用实例，在课堂上和同学们一起讨论GIS地形分析能够提取哪些地形因子？这些地形因子的数据源和获取方法是什么？这些地形因子可以解决哪些地学问题？不仅可以使学生了解知识的体系和结构，还能够了解相关知识在实际场景中的应用。2.适当拓展教学内容，构建完善的知识体系。理论知识的学习是为了将来在实践中应用，地理信息专业的从业者仅仅掌握空间分析一门课程是远远不够的，若不能对前期基础课程有充分地了解也不可能透彻地理解空间分析的原理及应用案例。因此为了使学生更加容易理解GIS空间分析的原理和方法，有必要对某些扩展知识进一步地讲解。遥感导论和地图学是GIS空间分析的先修课程，在对遥感数据源及处理技术与地图投影的相关知识讲解清楚的基础上，做好与本课程的衔接，在高阶课程上凸显多课程交叉的重要性，引导学生重视知识体系的构建，同时也为学生以后在相应领工作或研究奠定良好的理论基础[3]。3.落实研究性教学理念，培养应用复合型人才。研究性教学模式可以为培养复合型人才提供良好的教育、学习及科研环境，近年来问题导向和项目导向的培养方式已经获得了广泛地认可[4]。在课堂教学上改变了传统的教学内容，使学生充分参与到地理信息系统项目的设计、调研、执行、总结等各个环节中，充分调动学生的积极性、培养学生的自主学习能力和解决问题的能力。例如可以围绕流域水环境管理信息系统这一主题，将项目的设计和执行过程纳入到教学内容中，教师和学生共同开展流域水环境公共政策的研究与交流，设计和开发水环境管理信息系统，寻求保护流域生态环境公众参与和行动的有效途径和方案。在教学内容改革中落实研究型教学的理念，提高学生的实践能力、学术水平，培养符合社会需求的应用复合型人才。

二、教学方法改革

1.引入分组讨论的教学方法。传统的“灌输式”教学完全靠教师承担教学任务，无法做到以学生为中心，因此我们提倡采用分组讨论式的教学方法，教师根据学生的知识水平和实际经验进行分组，从GIS空间分析前沿和热点问题中筛选出数个不同的选题。各小组围绕自己课题收集到的资料、研究背景、研究意义、研究方法、技术路线及可行性等进行开题汇报、中期考核和终期答辩，并有教师与同学进行提问。通过这样一个“被动转主动”的教学方法改革，给学生带来的好处是非常明显的，学生课堂发言更加活跃，学习的积极性明显提高，提出值得思考的问题更多，给教学过程带来了方便、注入了活力。2.引入现代化教学方法。在课堂上引入与课程相关的PPT、视频、图片、网站、软件来辅助加深学生的理解。GIS空间分析课程特别强调分析数据、分析方法和分析结果的可视化表达，一个内容充实、图表丰富的PPT可以充分调动学习氛围，使抽象的GIS理论和思维过程具体形象地展现出来。现代化的教学方法为GIS空间分析的课程讲授提供了新的平台，越来越多的学生使用现代化的技术去体验丰富的空间数据分析手段和方法，分享和交流空间分析技术和经验，使学生在充分感受到现代化教学平台优势的同时，为自身知识体系的丰富和完善提供了新的途径，从而能够循序渐进地学好本门课程，为将来从事相关工作打好坚实的基础。

三、考核模式改革

《GIS空间分析》课程的考试改革提出采用“过程性考核+期末考核”成绩评价方式，其中过程性考核由“课堂考核+小组汇报+实验报告”三部分构成[5]；期末考核指期末闭卷考试。各部分成绩考核的内容及所占的比例如下：过程性考核占总成绩的50%，其中课堂考核占15%，包括课堂听讲情况，到课率、课堂提问、平时作业等；小组汇报占20%，考察小组研究性学习的汇报情况，针对小组对GIS应用问题的调研考察汇报和成果分析汇报评定研讨小组成绩；实验报告成绩占15%，重点考察学生的实验报告的完成情况，检验学生对于GIS软件空间分析操作的掌握情况；期末闭卷考试约占总成绩的50%。

四、结语

《地理信息系统空间分析》课程的教学改革本着以学生为中心、研究性、激励性的原则，注重对教学内容、教学方法和评价体系的改革，通过引入实例分析、拓展教学内容、改变教学理念，将分组讨论和现代化的教学方法相结合，建立健全完善的考核指标体系，一方面调动了学生学习的积极性，另一方面也锻炼了学生在GIS专业领域的实践能力和解决实际问题的能力。在本课程的教学改革中还存在很多问题，需要在教学中针对不同研究兴趣的GIS专业的学生进行有针对性地培养，有利于学生在不同的应用领域掌握地理信息科学的专业知识。

参考文献：

[1]李少英,陈健飞,林媚珍,王芳.“GIS空间分析原理与方法”课程教学改革探索.科教文汇,2016,(01):60-64.

[2]王磊,何雪云.通讯原理课程教学改革的探索与研究[J].教育现代化,2018,(19):100-101.

[3]林晓玲.创新创业视角下高校跨学科创新课程体系的构建探析[J].大学教育,2017,(01):1-5.

[4]宋义林,高树枚,陈刚.基于应用型人才培养的研究性教学模式的探索与实践[J].黑龙江高教研究,2014,(06):142-144.

[5]卢晓东.考试如何激发创新[J].教育学术月刊,2017,(02):3-18.-100-

作者:那晓东 段美惠 单位:哈尔滨师范大学