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【關(guān)鍵詞】地理信息科學(xué) 地理信息系統(tǒng) 地下管線 數(shù)字檔案

中圖分類號：C922 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

1.系統(tǒng)總體架構(gòu)

根據(jù)軟件需求分析，軟件系統(tǒng)中的表示邏輯、業(yè)務(wù)邏輯、后臺數(shù)據(jù)庫被分離為三個不同的層次，各司其職。表示邏輯負責(zé)用戶界面及信息的輸入、輸出，業(yè)務(wù)邏輯負責(zé)事務(wù)處理，后臺數(shù)據(jù)庫負責(zé)業(yè)務(wù)邏輯中的數(shù)據(jù)持久保存。三個層次通過網(wǎng)絡(luò)分布環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議TCP/IP連接。

數(shù)據(jù)層是是業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)視圖，是業(yè)務(wù)處理的基礎(chǔ)；業(yè)務(wù)邏輯層是業(yè)務(wù)本身的邏輯表達，業(yè)務(wù)邏輯通常是不斷變化的；表現(xiàn)層是業(yè)務(wù)邏輯圖形化的表達，是用戶參與系統(tǒng)的界面。

系統(tǒng)體系架構(gòu)要考慮的核心是將數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表現(xiàn)層分離，保持它們的獨立性，以便使系統(tǒng)能很好地適應(yīng)未來的變化和擴展。利用接口的方式將三層之間松散耦合起來，這樣當(dāng)每一層單獨改變時不會影響其它層的運作。

總體上系統(tǒng)包括三個層面，數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表現(xiàn)層。它們的關(guān)系如下圖所示：

2.系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

2.1數(shù)據(jù)的管理功能

管線數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的采集、輸入、建庫以及維護。

系統(tǒng)具有對普查所獲得的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理能力，能夠方便、有效、快速地把普查獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)格式，從而進入系統(tǒng)。

管線圖與地形圖繪制，圖形庫與屬性數(shù)據(jù)庫雙向更新。

數(shù)據(jù)庫安全性控制，為保護系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，不被隨意修改或破壞，應(yīng)建立安全機制，只有被授權(quán)的操作人員才能使用系統(tǒng)和修改數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)具有海量圖庫管理能力。可對轄區(qū)內(nèi)的任意圖幅統(tǒng)一管理，進行各種操作（增加、刪除、檢索等）。

系統(tǒng)建立點、線屬性庫，可任意增加、刪除、修改屬性庫結(jié)構(gòu)字段，可對數(shù)據(jù)庫中的記錄進行增加、刪除、修改、查詢操作。

2.2綜合查詢、統(tǒng)計功能

系統(tǒng)具備圖元的雙向檢索功能，用戶可方便地了解圖形與屬性庫的相關(guān)信息。系統(tǒng)具有管線點、線專業(yè)屬性庫的條件檢索功能，檢索條件可由用戶系統(tǒng)交互式設(shè)定。

按道路名、對象類型、專業(yè)、圖號、對象的屬性字段、空間位置等查詢?nèi)我夥秶墓芫€及附屬物。

對任意指定范圍，任意的一個或幾個專業(yè)，對一個或幾個屬性字段進行單一和組合查詢。所查實體按適當(dāng)?shù)谋壤糯螅瑫r列出其相關(guān)屬性及文檔、圖紙等。

2.3管線工程規(guī)劃管理功能

管線竣工后將有關(guān)符合《寶安區(qū)城建檔案室地下管線數(shù)據(jù)導(dǎo)入規(guī)范》的測量成果數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機差錯、錄入，轉(zhuǎn)換入庫。

對現(xiàn)狀管線數(shù)據(jù)庫進行修改與更新操作。

系統(tǒng)基本功能由十大模塊組成，包括管網(wǎng)管理、輔助設(shè)計、三維圖形處理、數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、圖形打印、資產(chǎn)統(tǒng)計、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)幫助。其功能結(jié)構(gòu)如下圖：

圖2.1系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

3.系統(tǒng)的主要應(yīng)用

3.1數(shù)據(jù)快速入庫

寶安區(qū)地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是一個面向城市的、現(xiàn)代化的、數(shù)字化的包含各種市政專業(yè)管線的綜合管線信息系統(tǒng)。系統(tǒng)不僅能夠記錄歷史數(shù)據(jù)，并在日常管理中及時對各專業(yè)管線數(shù)據(jù)進行更新、維護，實現(xiàn)地下管網(wǎng)信息的動態(tài)更新。

系統(tǒng)在數(shù)據(jù)導(dǎo)入方面采取了多種手段，面向檔案系統(tǒng)目前以數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)換導(dǎo)入的方式為主。在充分考慮已有竣工測量資料的基礎(chǔ)上，專門為本區(qū)定制了以工程技術(shù)要素表為原型的數(shù)據(jù)導(dǎo)入工具。通過對包含有各種專業(yè)管線節(jié)點坐標(biāo)、埋深和材質(zhì)等全方位信息的工程技術(shù)要素表的讀取，生成管線及管線設(shè)施的圖形和屬性表，并在檢查無誤后直接入庫。這將大大簡化工程數(shù)據(jù)的導(dǎo)入程序，同時提高了錄入效率。另一方面，為保證工程技術(shù)要素表的準(zhǔn)確性和完整性，系統(tǒng)將對檔案審查單元提出更高的要求。

3.2綜合查詢輸出

建設(shè)檔案歸檔的另一個目的就是利用。怎么能提高檔案利用率，也是我們檔案人十分關(guān)注的另一個焦點。系統(tǒng)是否擁有一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)全方位查詢和輸出的功能也因此成為衡量一個檔案系統(tǒng)好壞的重要指標(biāo)。

寶安區(qū)地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)提供了按重要地物、道路名稱、道路中心線、管線設(shè)施及工程屬性信息等多種查詢方式，并可實現(xiàn)地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)的分幅、批量及各種比例尺的打印出圖工作；實現(xiàn)管線數(shù)據(jù)分層、分區(qū)顯示、輸出、查詢、編輯等功能；能夠按年代、按類型、按增量等多種方式進行統(tǒng)計分析，并輸出報表和專題地圖；建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，在業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)間實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；為應(yīng)用部門提供及時、準(zhǔn)確、全面的有關(guān)管線信息，實現(xiàn)對城市綜合管線的計算機輔助管理，為相關(guān)部門提供管理和決策依據(jù)及輔助手段。

4.系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢

有別于專業(yè)管線GIS系統(tǒng)，該系統(tǒng)著重于檔案管理方面，對分析和三維方面要求較低，相反對于和傳統(tǒng)檔案的掛接方面則要求更高。通過本系統(tǒng)不但能夠向?qū)I(yè)管線那樣，按照圖形要素查詢，還可以通過建設(shè)、施工、設(shè)計、監(jiān)理單位等工程屬性查詢和統(tǒng)計，一定條件下甚至可以通過這類查詢調(diào)看該工程的文字掃描資料。這也是數(shù)字城建檔案館不可或缺的重要部分。

從與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理方式的比對來看，海量數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用徹底打破了僅有數(shù)量龐大的圖紙和光盤的格局，一定程度上減輕了大量占用庫房面積的情況。地下管網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的可靠性和可移植性，決定了該系統(tǒng)可以通過定期的數(shù)據(jù)庫異地備份的手段提高地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全系數(shù)。地下管線信息的快速檢索能有效的提高調(diào)取、查閱數(shù)據(jù)的速度，節(jié)省查閱時間。數(shù)據(jù)的定位與輸出功能也更為強大，能更加有效的為施工單位提供施工開挖前圖紙準(zhǔn)備，必要的時候可以為專業(yè)部門、應(yīng)急指揮部門提供有效準(zhǔn)確的定位和打印輸出服務(wù)。系統(tǒng)的應(yīng)用也使我們從令人昏迷的紙質(zhì)文件庫房中解脫出來?？⒐?shù)據(jù)的快速實時更新方式徹底顛覆了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)更新入庫的方式。通過數(shù)據(jù)表的方式更為安全精確，提高工作效率的同時也避免了野外重復(fù)采集調(diào)繪等資源的不合理配置。

5.系統(tǒng)應(yīng)用的社會效益

5.1服務(wù)的快捷性和多樣性

由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)入庫的周期比較長，在查詢服務(wù)方面多以紙質(zhì)檔案查詢?yōu)橹?，不但查詢速度慢而且服?wù)較為單一。地下管網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用真正從源頭上（工程報建開始到竣工驗收）進行把關(guān)，有效提升了竣工測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在竣工測量數(shù)據(jù)（工程技術(shù)要素表）移交后經(jīng)過校正可直接入庫，如此一來將大大縮短相對于重復(fù)探測成圖的周期。傳統(tǒng)后期探測成圖到入庫的周期至少要六個月，而直接從竣工測量數(shù)據(jù)入庫的時間可以控制在一個月以內(nèi)，從而使查詢服務(wù)更為快捷。服務(wù)方面也將不再只拘泥于傳統(tǒng)紙質(zhì)圖紙的調(diào)閱，可以提供更為準(zhǔn)確的圖形查詢、屬性查詢、疊加或分層查詢、范圍查詢以及精確定位查詢輸出服務(wù)。

5.2優(yōu)化資源配置

目前大多數(shù)城市地下管網(wǎng)都是多頭管理的狀況，國土部門每年要花大量經(jīng)費在管線的后期探測上，造成了大量公共資源的浪費。建設(shè)部如果城市建設(shè)主管部門，在工程竣工的同時把數(shù)據(jù)收集上來，通過數(shù)據(jù)共享的方式傳輸給國土部門作為補充，那么每年將節(jié)省大量的社會公共資源。

建設(shè)部第136號令第四條明確規(guī)定，建設(shè)單位在申請領(lǐng)取建設(shè)工程規(guī)劃許可證前，應(yīng)當(dāng)?shù)匠墙n案管理機構(gòu)查詢施工地段的地下管線工程檔案，取得該施工地段地下管線現(xiàn)狀資料。地下管網(wǎng)系統(tǒng)的建立和應(yīng)用更能強化體現(xiàn)這一政策意圖。將有效的提高查詢輸出質(zhì)量，更好的為新項目開工準(zhǔn)備提供服務(wù)。一定程度上減少或避免因盲目施工而造成地下管線被挖斷的事故出現(xiàn)，降低因事故帶來的資源浪費和社會不利影響。

【參考文獻】

涂圣文,蘇州;城市地下管線管理信息系統(tǒng)[J];市政技術(shù);2005年06期

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關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；教學(xué)方法；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）24-0118-02

一、引言

地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS）與地理學(xué)、地圖學(xué)、測繪科學(xué)、遙感科學(xué)與技術(shù)、計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)密切相關(guān)，同時涉及土地科學(xué)、資源學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃等學(xué)科知識，是一門典型的交叉型學(xué)科，同時也是一門應(yīng)用性很強的學(xué)科。隨著GIS技術(shù)在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用，對具有創(chuàng)新能力和解決實際問題能力的GIS專業(yè)新型人才的需求也在不斷增長，而現(xiàn)有的高校GIS專業(yè)課程的教學(xué)現(xiàn)狀還不能滿足社會對GIS專業(yè)人才的特殊需求。因此，對高校GIS專業(yè)課程的教學(xué)改革與實踐研究就顯得尤為必要和迫切了。

二、高校GIS專業(yè)課程教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題

近年來，隨著地理信息系統(tǒng)的快速發(fā)展，我國人才市場供求矛盾顯得尤為突出，一方面是社會對高層次人才的大量需求，另一方面是高校輸送的GIS專業(yè)畢業(yè)生社會實踐能力不強。GIS專業(yè)是應(yīng)用性很強的專業(yè)，地理信息系統(tǒng)本科專業(yè)是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主，GIS專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量高低直接關(guān)系到通過高等教育培養(yǎng)的專業(yè)人才能否適應(yīng)當(dāng)前社會發(fā)展的需求。由此，為了更好地適應(yīng)社會發(fā)展的需求，為社會輸送優(yōu)秀人才就要不斷深化GIS專業(yè)課程的教學(xué)改革。

1.教育理念落后。目前高校GIS專業(yè)課程所采用的教學(xué)模式仍是傳統(tǒng)的講授模式，注重對學(xué)生理論知識的傳授，忽略了GIS專業(yè)的應(yīng)用性特點，缺乏對學(xué)生實際操作能力的重視，忽視了對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。不同的教學(xué)方法適用于不同的專業(yè)課程，在教學(xué)活動中引入適合本專業(yè)特點的教學(xué)方法，會起到事半功倍的效果，教學(xué)質(zhì)量也會有大幅的提升。而GIS專業(yè)應(yīng)用性很強的特點也要求教師在教學(xué)方法上有所改進。

2.實踐教學(xué)缺乏。實踐教學(xué)是一個較為復(fù)雜的教學(xué)活動，一般指教學(xué)活動中的實驗、設(shè)計、實習(xí)、實踐等，是高等教育教學(xué)的重要組成部分，也是GIS專業(yè)自身特點的要求。GIS專業(yè)作為一個應(yīng)用性十分強的專業(yè)，通過課程設(shè)計、模擬實訓(xùn)、社會調(diào)查、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)論文等具體的實踐環(huán)節(jié)，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。但是目前許多高校在課程設(shè)計上實踐課的課時偏少、對實踐教學(xué)投入的經(jīng)費少等原因，雖然經(jīng)過了多年的摸索實踐，基本上形成了完整的體系，但實踐環(huán)節(jié)還是顯得十分薄弱。

3.教學(xué)手段運用單一。多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠提供圖文、聲像并茂的多種感官刺激，能夠創(chuàng)設(shè)形象、直觀的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，同時還能提供大量的信息資源。如果能夠運用這些網(wǎng)絡(luò)資源和多媒體手段，不僅有利于學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)、主動探索精神的培養(yǎng)，還有利于學(xué)生認知結(jié)構(gòu)的形成與發(fā)展。但目前在高校地理信息系統(tǒng)專業(yè)的課堂教學(xué)中，基本上采用PPT講授的方法，對于其他多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源的使用還很少。

4.教學(xué)考評模式簡單。地理信息系統(tǒng)是一門應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛的學(xué)科，是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主，因此教學(xué)考評模式不能延用傳統(tǒng)的考核模式，應(yīng)更多地強調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的變化與發(fā)展，提高分析問題、解決問題的能力；提倡開卷、閉卷多種評價手段，理論實踐多元評價目標(biāo)；注重激勵性評價，培養(yǎng)學(xué)生的自信心和自尊心。但目前許多高校GIS專業(yè)教學(xué)評價模式仍以單一的筆試成績來評價所有學(xué)生，教學(xué)考評模式過于簡單，不能真實、全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。

三、地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程教學(xué)改革措施

1.注重案例教學(xué)。案例教學(xué)法是指利用已有的案例作為個案讓學(xué)生分析和研究，在此基礎(chǔ)上提出各種解決問題的方案，從而提高學(xué)生分析、解決問題的能力的一種教學(xué)方法。案例教學(xué)作為一種行之有效的教學(xué)法已被廣泛引入我國高校課堂。GIS專業(yè)課程具有應(yīng)用性很強的特點，把案例教學(xué)引入課堂，能夠提高學(xué)生理論水平與實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際分析問題、解決問題的綜合能力，從而提高教學(xué)效率，提升教學(xué)質(zhì)量。

2.加強教學(xué)實踐環(huán)節(jié)。教學(xué)實踐是地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，計算機類課程是GIS專業(yè)的基礎(chǔ)課，注重理解計算機原理和運用計算機軟件，提高實際操作能力，如C++語言課程的上機操作。GIS的核心課程也要求學(xué)生掌握各種GIS軟件的操作，這些都需要在機房上機操作。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是對理論教學(xué)的補充與深化，能夠使學(xué)生熟練掌握arcgis、ERDAS等軟件，也是對學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。同時，野外考察實習(xí)也是GIS專業(yè)必不可少的實踐環(huán)節(jié)，是對校內(nèi)實踐課程的補充，其目的是使學(xué)生更深層次地理解基本理論，掌握基本地理信息的野外采集與表征方法，為GIS中空間信息的收集、處理、表達與分析打下堅實的基礎(chǔ)。除此之外，讓學(xué)生參與科研也是一種很好的實踐教學(xué)，教師根據(jù)情況可以讓學(xué)生參與教師本人或其他教師的科研項目，讓學(xué)生從實踐中學(xué)習(xí)，這樣不僅能對所學(xué)理論知識融會貫通，還能培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。因此，高校地理信息系統(tǒng)專業(yè)在課程的設(shè)計方面應(yīng)適當(dāng)加大實踐操作環(huán)節(jié)，對于掌握理論課所講授的基本內(nèi)容，提高學(xué)生的實際動手能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，都具有十分重要的意義。

3.積極運用網(wǎng)絡(luò)資源與多媒體手段。20世紀(jì)90年代以來，隨著計算機技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)資源及多媒體手段已廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域的各個方面。在傳統(tǒng)教學(xué)中難以精確描述、學(xué)生難以充分理解的抽象內(nèi)容通過多媒體手段能予以較好解決。地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展之迅速，意味著GIS專業(yè)的師生不斷更新知識才能保持專業(yè)上的技術(shù)優(yōu)勢。Internet上的地理信息系統(tǒng)教育為地理信息系統(tǒng)專業(yè)的師生提供了一種重要的學(xué)習(xí)方式。這些網(wǎng)站介紹了GIS的相關(guān)概念和應(yīng)用、各類數(shù)據(jù)來源以及處理方式等相關(guān)問題。同時，許多著名的GIS軟件生產(chǎn)公司的網(wǎng)址，如ESRI公司，這類網(wǎng)址上包含了軟件產(chǎn)品介紹、軟件包、程序設(shè)計技巧、大型數(shù)據(jù)及軟件免費下載方法等信息。遠程用戶可以直接下載某些GIS程序進行教學(xué)演示。除此之外，GIS精品課程也為GIS專業(yè)課程教學(xué)提供了豐富的精品資源，GIS精品課程的教學(xué)資源包括教學(xué)大綱、教案、課程教材、實習(xí)教材、實習(xí)指導(dǎo)書、習(xí)題集等，為師生提供了多種可供選擇的學(xué)習(xí)方式。總之，豐富的網(wǎng)絡(luò)資源也為教師和學(xué)生提供了一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，大大優(yōu)化了教學(xué)過程，豐富和完善了教學(xué)內(nèi)容，提高了教學(xué)質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)與多媒體的運用使教學(xué)效果起到事半功倍的作用，而且也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時也加強了學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。

4.強化教學(xué)評價改革。地理信息系統(tǒng)是一門理論知識與實踐能力高度結(jié)合的課程，注重提高學(xué)生對理論知識的把握和實際的操作能力，而傳統(tǒng)的筆試量化評價的考核方式卻不能如實地反映學(xué)生的這種能力，因此在量化成績時應(yīng)采用多樣化的考核方式。這種方法主要包括平時考試+期末考試、機試+筆試。平時成績應(yīng)以學(xué)生參加案例討論、野外實習(xí)、交流、問題回答、出勤、課后作業(yè)等作為依據(jù)；期末考試也應(yīng)重點考核學(xué)生理論聯(lián)系實際、分析和解決問題的能力；機試所占比例可達40%，這樣更能真實地反映學(xué)生的實際操作能力。這種多樣化的考核方式從多方面考核了學(xué)生，注重知識測試和能力測試，對提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性以及提升學(xué)生各方面的能力起到了積極的作用。

四、結(jié)語

地理信息系統(tǒng)具有很強的實踐性和理論指導(dǎo)性相結(jié)合的特點。隨著地理信息系統(tǒng)的快速發(fā)展，社會對GIS專業(yè)畢業(yè)生的要求也越來越高，知識面廣、基礎(chǔ)理論知識扎實、實踐能力強及高素質(zhì)的復(fù)合型人才已成為用人單位的寵兒，而教學(xué)改革是培養(yǎng)這種復(fù)合型人才的重要途徑。通過采用多樣化的教學(xué)方法，應(yīng)用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源以及采用多媒體手段和改革教學(xué)評價體系，學(xué)生不僅能更好地掌握和運用理論知識，而且能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力，為其以后步入社會打下堅實的基礎(chǔ)。

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[關(guān)鍵詞]旅游管理 GIS 實驗教學(xué)

一、旅游管理專業(yè)開展GIS實驗課程的重要性

1.地理信息系統(tǒng)的特點。地理信息系統(tǒng)(GIS,Geographical Information System)是在計算機軟硬件支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。它具有以下幾個基本特征:數(shù)據(jù)的空間定位特征、空間關(guān)系處理的復(fù)雜性、海量數(shù)據(jù)管理能力。GIS的處理對象是地理數(shù)據(jù)。地理數(shù)據(jù)除屬性和時間特征外,還具有空間位置特征,這是GIS區(qū)別于其他信息系統(tǒng)的根本特征。因此,GIS除了要處理一般的屬性數(shù)據(jù)外,還要處理相應(yīng)的空間位置數(shù)據(jù)和空間關(guān)系。

2.地理信息系統(tǒng)在旅游業(yè)中的應(yīng)用。旅游業(yè)所涉及的信息與地理位置有著密切的關(guān)系。例如旅游景區(qū)的位置、旅游道路的信息、客源地的分布等,都屬于空間數(shù)據(jù)。目前GIS在旅游業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個方面:(1)旅游信息的查詢。通常游客在選擇出游之前首先要查詢旅游地的各方面信息。而GIS具有的數(shù)據(jù)采集、組織、管理等功能可以提供旅游地全面的地理區(qū)位信息。(2)旅游開發(fā)與規(guī)劃。在旅游開發(fā)規(guī)劃方面,GIS主要的應(yīng)用有旅游資源的空間分析、旅游地發(fā)展條件分析、旅游客源市場分析、旅游環(huán)境的空間分析、旅游景區(qū)經(jīng)營管理中的靜態(tài)與動態(tài)空間配置分析、旅游流量流向分析等。(3)旅游專題制圖。隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展,電子地圖也越來越成熟。和傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖相比,電子地圖具有地圖編輯方便、數(shù)據(jù)存儲與管理方便、表達信息多樣、成本低等優(yōu)點。因此,GIS技術(shù)應(yīng)經(jīng)被用于旅游專題地圖的制作。

二、實驗內(nèi)容設(shè)計

1.基礎(chǔ)性實驗?；A(chǔ)性實驗的主要目的是使學(xué)生熟悉GIS軟件的界面、基本功能,了解軟件的基本操作、空間數(shù)據(jù)的采集、管理與處理,掌握空間數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用方法。實驗內(nèi)容主要包括熟悉基本功能模塊、數(shù)據(jù)的采集和處理、空間信息查詢、圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的編輯、空間數(shù)據(jù)的可視化表達、緩沖區(qū)分析、疊置分析、網(wǎng)絡(luò)分析等內(nèi)容。

2.綜合性實驗。主要是在學(xué)生掌握GIS基本功能、分析方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合本專業(yè)的知識來分析解決在實際中遇到的問題。實驗內(nèi)容主要包括:制作某區(qū)域的旅游資源分布圖;景點的可視域分析;確定旅游區(qū)的保護范圍;為景區(qū)周邊的賓館、飯店等設(shè)施布局;景點之間最短路徑分析。這幾個實驗都是旅游管理實踐中經(jīng)常遇到的問題,涉及到了地圖學(xué)、旅游規(guī)劃原理等相關(guān)理論背景,并且涵蓋了大部分GIS空間分析功能。

3.設(shè)計性實驗。設(shè)計性實驗要求學(xué)生綜合多門學(xué)科的知識,充分運用已學(xué)到的知識發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。實驗的主要內(nèi)容包括:根據(jù)地區(qū)景區(qū)之間的網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系,設(shè)計一日游路線;分析某地區(qū)的旅游環(huán)境,對旅游環(huán)境進行評價,并分析經(jīng)濟、社會發(fā)展等因素對該地區(qū)旅游的影響。通過實驗,鍛煉學(xué)生運用GIS工具來解決相對較為復(fù)雜的專業(yè)問題的能力,最大限度發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

三、實驗教學(xué)方法與手段

實驗教學(xué)內(nèi)容的實施需要通過先進的教學(xué)方法和手段才能取得良好的教學(xué)效果。根據(jù)不同的實驗類型、實驗內(nèi)容,針對不同的對象,采取不同的教學(xué)方法與手段,既注重鍛煉學(xué)生的基本技能,又兼顧能力發(fā)展的協(xié)調(diào)性、系統(tǒng)性,全面提高學(xué)生的實踐能力。

1.學(xué)生自我訓(xùn)練為主,教師引導(dǎo)為輔。GIS實驗教學(xué)以學(xué)生自我訓(xùn)練為主,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,從了解實驗背景、學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識開始,通過實驗教學(xué),能夠掌握基本操作技能。在綜合性和設(shè)計性實驗學(xué)習(xí)階段,建立以學(xué)生為中心的實驗教學(xué)模式,在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生運用所學(xué)知識分析問題,自行尋找解決問題的方案,實施方案。

2.以案例教學(xué)為主。案例教學(xué)能夠使學(xué)生通過一個個由淺入深、由簡到繁的案例,了解GIS的基本原理和功能,掌握GIS在旅游管理專業(yè)的應(yīng)用方法。案例的選擇非常重要,應(yīng)根據(jù)實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目的和教學(xué)要求進行選擇。案例教學(xué)方法能夠?qū)⒌乩硇畔⑾到y(tǒng)基礎(chǔ)理論知識與學(xué)生本專業(yè)的理論知識聯(lián)系起來,調(diào)動學(xué)生的積極主動性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和興趣。

3.注重課后訓(xùn)練。實驗報告的撰寫一般在課后完成,要求以電子文檔的形式提交。實驗報告的內(nèi)容包括實驗背景、原理、實驗?zāi)康?、?shù)據(jù)、操作步驟、實驗結(jié)果等。其中,實驗操作過程要求既有文字,又有截圖,力求將其操作過程表達清楚完整,同時防止學(xué)生之間的相互拷貝;實驗結(jié)果要求文字與圖表相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進行分析,最終解決問題。通過課后實驗報告的撰寫,可以促進學(xué)生自主訓(xùn)練、探索創(chuàng)新的能力,

4.合理的考核評價標(biāo)準(zhǔn)。考核評價的方式可以采取“平時成績+操作技能+考試成績”相結(jié)合的實驗考核標(biāo)準(zhǔn)。其中,平時成績包括學(xué)生考勤、課堂表現(xiàn)等。操作技能主要指通過學(xué)生提交的實驗報告檢驗實驗的完成情況,包括采用的實驗方法是否合理、操作步驟是否正確、實驗結(jié)果正確與否、圖表的表示是否準(zhǔn)確完整、是否拷貝等。通過多層次的考核標(biāo)準(zhǔn),綜合考查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)生的實踐探索能力。

四、總結(jié)與展望

對于旅游管理專業(yè)的學(xué)生來講,掌握GIS技術(shù)是非常必要的。旅游管理專業(yè)GIS實驗教學(xué)的內(nèi)容應(yīng)緊密結(jié)合本專業(yè)理論原理,合理選擇實驗案例,運用恰當(dāng)?shù)膶嶒灲虒W(xué)方法和手段,以學(xué)生自我訓(xùn)練為主、教師引導(dǎo)為輔的方式,同時注重學(xué)生的課后訓(xùn)練,制定合理的考核評價標(biāo)準(zhǔn),從而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,鍛煉學(xué)生實踐能力、探索能力,提高學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力。

參考文獻:

[1]湯國安,劉學(xué)軍,閭國年等.地理信息系統(tǒng)教程.北京:高等教育出版社,2007.

[2]陳建.非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程實驗教學(xué)研究初探―以資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)為例.南京曉莊學(xué)院學(xué)報,2005,21(6).

篇4

一、《地理信息系統(tǒng)》課程開設(shè)的必要性

1. 地學(xué)研究的重要手段

《地理信息系統(tǒng)》課程是許多地理學(xué)科的主干課程，GIS對整個地學(xué)界的研究手段與方法帶來革命性的變化。GIS是綜合處理和分析空間數(shù)據(jù)的一種計算機技術(shù)系統(tǒng)，它將地理空間數(shù)據(jù)與計算機技術(shù)相結(jié)合，采用模型分析、綜合分析等方法，對資源環(huán)境、區(qū)域規(guī)劃、管理與決策、災(zāi)害防治等方面的規(guī)劃、管理、決策及研究提供決策支持。它發(fā)展之快、應(yīng)用之廣、影響之深刻是其它地理學(xué)科無可比擬的。目前，高等學(xué)校的地學(xué)類學(xué)科大都開設(shè)了GIS方面的課程，環(huán)境、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國土、規(guī)劃等部門，對GIS也給予越來越多的重視。因此進行地理教學(xué)與研究有必要了解或掌握GIS技術(shù)。

2.21世紀(jì)人才培養(yǎng)的需要

21世紀(jì)最寶貴的是人才，培養(yǎng)掌握和應(yīng)用GIS方面的人才是當(dāng)前地理教學(xué)改革的一個重要方面，作為高等師范院校地理教育專業(yè)，我們培養(yǎng)的人才主要是面向21世紀(jì)的中學(xué)地理教師，而他們的使命又是培養(yǎng)21世紀(jì)的建設(shè)者，所以開設(shè)的課程必須具有代表性和說服力。

二、《地理信息系統(tǒng)》課程教學(xué)存在的問題

1.課程設(shè)置不盡合理

GIS是一門綜合性學(xué)科，要求學(xué)生具有計算機、數(shù)學(xué)以及地學(xué)的相關(guān)知識，尤其是要開設(shè)《計算機基礎(chǔ)》、《程序設(shè)計》、《高等數(shù)學(xué)》、《概率統(tǒng)計》等課程，但很多高校地理教育專業(yè)無法滿足相應(yīng)教師需求或無法安排足夠課時，致使學(xué)生對《地理信息系統(tǒng)》課程部分教學(xué)內(nèi)容很難接受。

2.軟硬件設(shè)施不足

GIS是一門實踐性很強的學(xué)科，實習(xí)時數(shù)在總課時中所占比例很大，因此在開設(shè)課程的同時，需要相應(yīng)的GIS實驗室。實驗室所需設(shè)備不多，40～50臺計算機組成的局域網(wǎng)、一臺數(shù)字化儀、繪圖儀及掃描儀完全可以滿足教學(xué)和部分科研的硬件要求，軟件方面目前用的較多的有中國地質(zhì)大學(xué)的MAPGIS和美國的ARC/INFO系列軟件。但在很多高校地理教育專業(yè)開設(shè)的《地理信息系統(tǒng)》課程都無法保證實踐教學(xué)的軟硬件設(shè)施，主要以理論知識傳授為主，使得學(xué)生學(xué)習(xí)時枯燥乏味，缺乏激情和動力。

3.教學(xué)模式有待改進

在我國應(yīng)試教育影響下，學(xué)生養(yǎng)成了被動的學(xué)習(xí)習(xí)慣，缺乏自主學(xué)習(xí)的能力和意志，從而造成專業(yè)學(xué)習(xí)的高分低能現(xiàn)象，高校地理教育專業(yè)教學(xué)也存在“灌輸式”教育現(xiàn)象。為了21世紀(jì)人才培養(yǎng)的需要，應(yīng)鼓勵學(xué)生個性發(fā)展、自主學(xué)習(xí)，相應(yīng)地，依據(jù)學(xué)科背景和專業(yè)特色，研究和實踐新的考核模式勢在必行。

4.學(xué)生層次不一

學(xué)生素質(zhì)參差不齊，對計算機掌握程度不同，加上文理科學(xué)生思維方式以及學(xué)習(xí)興趣等差異，致使統(tǒng)一的《地理信息系統(tǒng)》課程教學(xué)無法充分發(fā)揮學(xué)生主動性，教學(xué)效果不佳。

三、《地理信息系統(tǒng)》課程教學(xué)改革探索

1.善用多媒體技術(shù)

利用多媒體技術(shù)進行計算機輔助教學(xué)是現(xiàn)代高校教育普遍采用的形式。GIS的理論性和技術(shù)性要求學(xué)生不僅要掌握其理論知識，還要有豐富的實踐經(jīng)驗，因此在教學(xué)中滲透實踐課程非常必要。合理設(shè)置實踐課程，與課堂教學(xué)穿行，使學(xué)生深入理解課堂教學(xué)中學(xué)到的有關(guān)GIS的基本理論、基本知識和基本技術(shù)方法，并熟悉流行GIS工具軟件的使用、掌握軟件開發(fā)與數(shù)據(jù)處理等技能。

2.實行多層次教學(xué)

根據(jù)學(xué)生素質(zhì)差異和愛好，可以把學(xué)生分為基本理論、軟件開發(fā)和軟件應(yīng)用三個層次，這種層次教學(xué)模式可以使不同能力的學(xué)生各盡所能，各有所獲。學(xué)生自由分組，在共同完成基本理論課程學(xué)習(xí)后，以課題小組的形式各自完成任務(wù)?；纠碚摻M以掌握GIS的基本理論、基本知識和基本技術(shù)方法等為主，主要是為了滿足中學(xué)地理教學(xué)需求，考核方式為閉卷考核或提交學(xué)習(xí)筆記和GIS相關(guān)論文；軟件開發(fā)組對學(xué)生計算機能力要求較高，包括GIS工具軟件和GIS應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，需增加上機實踐的課時，考核方式為提交軟件成果；軟件應(yīng)用組要充分掌握一至兩種GIS專業(yè)軟件的使用，并能用GIS專業(yè)軟件解決和分析地理學(xué)中的一些問題，可以制作基本的圖件，需增加上機實踐的課時，考核方式為制作指定地理專題圖。

3.提倡文理分科

地理學(xué)在高等教育中屬于理科，授予理學(xué)或管理學(xué)學(xué)位。因此在地理學(xué)專業(yè)招生中，一般只招收理科生，但由于在高中階段地理屬于文科，為適應(yīng)地理學(xué)科綜合性和實用性發(fā)展的需要，2000年后，我國許多高校地理專業(yè)招生紛紛實行文理兼收，這有利于所培養(yǎng)的人才滿足就業(yè)市場需要。但文理科學(xué)生在學(xué)習(xí)背景、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)效果上的差異，使得傳統(tǒng)模式的GIS教學(xué)無法滿足全體學(xué)生需求。文科生在接受GIS相關(guān)知識上存在難度，但他們的地理基礎(chǔ)好于理科生，為平衡這種差異，文理分科教學(xué)是最好的選擇。

4.強化案例教學(xué)

哈佛大學(xué)在20 世紀(jì)初創(chuàng)造了案例教學(xué)法，即圍繞一定的培訓(xùn)目的，把現(xiàn)實生活中真實的情景加以典型化處理，形成供思考分析和決斷的案例，通過獨立分析研究和相互討論的方式，來提高分析問題和解決問題能力。采用案例教學(xué)法，可以提高學(xué)生對GIS的興趣以及應(yīng)用 GIS 進行綜合分析和解決實際問題的能力。實施地理信息系統(tǒng)案例教學(xué)，要通過若干個案例設(shè)計，把GIS基本概念和基本操作融合，形成一個有序的、多樣的案例群，構(gòu)建一個完整的教學(xué)過程，并突出案例的針對性、趣味性、完整性和實用性。

5.促進教學(xué)研結(jié)合

GIS是地學(xué)研究的重要手段和方法，讓學(xué)生參與科研是培養(yǎng)學(xué)生能力、進行地學(xué)研究和思維的有效手段。學(xué)生對GIS的基本理論、基本知識和基本技術(shù)方法學(xué)習(xí)后，通過相關(guān)GIS項目的研究，讓學(xué)生認識到GIS的重要性，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。在教與學(xué)中進行研究，在研究中進行教學(xué)。

篇5

[關(guān)鍵詞]地理信息系統(tǒng) 設(shè)計與開發(fā) 地方院校 教學(xué)質(zhì)量

[中圖分類號] G642 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）16-0042-03

地理信息系統(tǒng)（Geographical information system，簡稱GIS）融合了地理學(xué)、測繪學(xué)、信息科學(xué)、計算機科學(xué)等學(xué)科知識，是一門交叉學(xué)科，具有強大的生命力。隨著計算機科學(xué)的高速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)展現(xiàn)了超凡的學(xué)科融合能力，應(yīng)用的深度和廣度迅速提升。到目前為止，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在國土、測繪、氣象、地震、林業(yè)、軍事、水利、環(huán)境、交通、環(huán)保等領(lǐng)域，全社會對GIS專業(yè)人才的需求迅速增長。[1]據(jù)統(tǒng)計，全國共有350多所高等學(xué)校近800個專業(yè)開設(shè)地理信息系統(tǒng)課程。[2]矢量化與建庫、空間數(shù)據(jù)處理與分析、GIS軟件開發(fā)與系統(tǒng)管理分別是GIS工作人員應(yīng)具備的三個層次技能。GIS軟件開發(fā)是GIS專業(yè)畢業(yè)生的主要就業(yè)途徑，占GIS從業(yè)人員的32.01%。[3]各高校GIS專業(yè)越來越重視學(xué)生GIS開發(fā)能力培養(yǎng)。[4]地方院校GIS專業(yè)畢業(yè)生主要服務(wù)于地方社會經(jīng)濟發(fā)展需要，GIS設(shè)計與開發(fā)以行業(yè)結(jié)合應(yīng)用型為主。故地方院校地理信息系統(tǒng)專業(yè)的GIS設(shè)計與開發(fā)課程以培養(yǎng)學(xué)生從事GIS應(yīng)用項目設(shè)計與開發(fā)能力為目標(biāo)，具有很強的實踐性。地方院校受生源、基礎(chǔ)設(shè)施以及師資條件等影響，GIS設(shè)計與應(yīng)用教學(xué)效果普遍不盡如人意。GIS設(shè)計與開發(fā)需要教師具有豐富的行業(yè)設(shè)計與開發(fā)經(jīng)驗，同時需要豐富多彩的實例演示，這就對教師提出了很高的要求。GIS設(shè)計與開發(fā)需要學(xué)生具有很強的邏輯思維能力，并具備一定的數(shù)學(xué)和計算機功底。地方院校特別是地方師范類院校地理信息系統(tǒng)專業(yè)女性比例較高，其計算機基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)功底相對薄弱。鑒于此，筆者結(jié)合自己的教學(xué)實踐，對GIS設(shè)計與開發(fā)教學(xué)內(nèi)容與手段等方面進行探討，以期為提高GIS設(shè)計與開發(fā)教學(xué)質(zhì)量提供借鑒。

一、GIS設(shè)計與開發(fā)課程教學(xué)特點

地理信息系統(tǒng)開發(fā)目前以組件式開發(fā)為主流。[5]通過專業(yè)地理信息系統(tǒng)平臺提供的可視化開發(fā)組件，可以快速便捷地搭建自己的GIS應(yīng)用程序，嵌入常見地理信息系統(tǒng)功能，為進一步與應(yīng)用行業(yè)融合提供接口。目前，各高校GIS設(shè)計與開發(fā)大都采用組件開發(fā)，且一般選用ArcGis，SuperMap，Mapgis，Mapinfo的二次開發(fā)平臺。

GIS設(shè)計與開發(fā)課程教學(xué)具有如下特征：1.實踐性強。GIS設(shè)計與開發(fā)以應(yīng)用開發(fā)為主，需要依靠大量項目實踐來培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。2.學(xué)科交叉性強。本課程融合了計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)學(xué)科和具體應(yīng)用行業(yè)學(xué)科知識，學(xué)科交叉性強，需要學(xué)生具有很強的學(xué)習(xí)能力、軟件開發(fā)能力和邏輯思維能力，這樣才能很好地將地理信息系統(tǒng)技術(shù)融入行業(yè)應(yīng)用當(dāng)中。3.教學(xué)方式靈活。GIS設(shè)計與開發(fā)是一門動手能力很強的課程，傳統(tǒng)的以理論講授為主的教學(xué)方式難以滿足課程教學(xué)需要。GIS設(shè)計與開發(fā)常采用項目教學(xué)法[6]、分組教學(xué)法等，以增強學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體性、趣味性、能動性。因此，GIS設(shè)計與開發(fā)教學(xué)的重點不在于理論知識，而在于實踐教學(xué)。[7]以實踐操作深化理論知識，使得學(xué)生在不斷掌握軟件開發(fā)技能的同時，完成理論知識的頓悟。

二、GIS設(shè)計與開發(fā)課程教學(xué)優(yōu)化模式探討

（一）強化GIS設(shè)計與開發(fā)課程群設(shè)計

GIS設(shè)計與開發(fā)是GIS專業(yè)的一門主干課程，需要配套一系列課程構(gòu)建GIS設(shè)計與開發(fā)課程群來輔助教學(xué)。其設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：1.理論與實踐相結(jié)合，強化實踐教學(xué)；2.因材施教，注重個性差異；3.堅持知識、能力、素養(yǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展與綜合提高原則[8]；4.注重系統(tǒng)性和完整性；5.以需求為導(dǎo)向，堅持課程可調(diào)整性原則。

基于當(dāng)前對GIS設(shè)計與開發(fā)人才的需求以及地方院校課程設(shè)計情況，GIS設(shè)計與開發(fā)課程群應(yīng)包括計算機組成原理、數(shù)據(jù)庫概論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、GIS算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計、軟件工程、軟件設(shè)計模式、計算機圖形學(xué)、地理信息系統(tǒng)概論、地理信息系統(tǒng)工程、GIS軟件開發(fā)、WebGis開發(fā)等課程，囊括了GIS設(shè)計與開發(fā)過程中所需的大部分知識，全面反映了“概念―原理―方法―操作―應(yīng)用”五位一體的特征。

（二）多模式的培養(yǎng)學(xué)生實踐能力

目前，大部分GIS課程理論教學(xué)以教師講授為主，且實驗教學(xué)過程多采用學(xué)生被動學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)模式，即由教師進行程序演示與操作，再由學(xué)生進行模仿或根據(jù)實驗指導(dǎo)書編程重現(xiàn)。在此模仿過程中，學(xué)生往往更多的關(guān)注了代碼的書寫，而未能主動思考，不能激起學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性，大大降低了程序運行成果所獲得實踐成功的成就感。因此，應(yīng)該采取多種教學(xué)模式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，多角度培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，具體如圖1所示。

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圖1 GIS軟件設(shè)計與開發(fā)課程教學(xué)架構(gòu)示意圖

項目示范型。以教師科研成果作為典型案例，從項目的背景、需求、設(shè)計、編碼、測試進行分析、講解、示范以及實踐，將學(xué)生帶入學(xué)科前沿和具體工程實踐中，加深學(xué)生對知識的理解，讓學(xué)生直觀地感受解決實際問題的快樂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，充分展現(xiàn)“讀、想、練、用”的教學(xué)要素。

團隊協(xié)作型。GIS設(shè)計與開發(fā)設(shè)計項目過程復(fù)雜，涉及面廣，需要發(fā)揮團隊精神，互補互助，達到最大工作效率。在實踐教學(xué)中可以將全班學(xué)生分為幾個小組，根據(jù)教學(xué)知識點假設(shè)項目背景擬定題目，教師擔(dān)任指導(dǎo)，由學(xué)生分組自學(xué)、協(xié)作完成教學(xué)工作。小組中一人負責(zé)問題分析，擔(dān)任項目甲方，負責(zé)提出需求；一人負責(zé)與甲方溝通，建立規(guī)范化需求清單；兩人負責(zé)系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)原型快速構(gòu)建；一人負責(zé)項目測試；建立系統(tǒng)設(shè)計之后，全組分工協(xié)作完成系統(tǒng)開發(fā)工作。

開發(fā)競賽型。GIS開發(fā)大賽注重學(xué)生的知識綜合運用以及解決實際問題的能力培養(yǎng)，從選題、需求分析、設(shè)計、編碼到最后的測試，周期長、任務(wù)多樣、難點多，能鍛增強學(xué)生團隊協(xié)作意識并磨煉學(xué)生意志，非常接近工作狀態(tài)，能使學(xué)生盡早接受社會競爭。目前，除ESRI和SuperMap每年均會舉辦一次全國性GIS大賽外，很多高校會舉辦一些校內(nèi)競賽，其中GIS設(shè)計與開發(fā)均是其重要的競賽項目，這為GIS設(shè)計與開發(fā)教學(xué)提供了很好的實踐教學(xué)平臺。

校企合作型。通過與相關(guān)GIS軟件公司合作建立實習(xí)基地，讓學(xué)生參與具體的項目，為學(xué)生提供進入社會和接觸實際項目鍛煉的機會，使學(xué)生在輔助完成項目的同時，熟悉項目流程、認清重點和難點、提升開發(fā)技能等。同時加強校企技術(shù)交流，邀請企業(yè)技術(shù)總監(jiān)、項目經(jīng)理舉辦不同類型的專題講座，增強學(xué)生項目閱讀能力。

軟件測試型。通過對GIS系統(tǒng)進行黑白盒測試，發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)計與開發(fā)中的關(guān)鍵點、難點以及常見Bug分布情況，可加深學(xué)生對知識的認知并提升軟件設(shè)計與開發(fā)能力，避免自己在設(shè)計與開發(fā)過程中犯同類錯誤。

就業(yè)引導(dǎo)型。按照學(xué)生興趣愛好以及就業(yè)意向進行應(yīng)用行業(yè)分組，與相關(guān)行業(yè)企業(yè)、協(xié)會、就業(yè)指導(dǎo)中心建立聯(lián)系，舉辦企業(yè)專題、行業(yè)發(fā)展前沿、就業(yè)指導(dǎo)等講座以及到企業(yè)中參觀學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)流程、觀摩企業(yè)成果，擴展學(xué)生學(xué)術(shù)視野與知識面，了解業(yè)界動態(tài)，建立行業(yè)發(fā)展與GIS應(yīng)用交集，縮短學(xué)生與社會、企業(yè)之間的距離。

（三）圍繞課程群打造教學(xué)團隊

教學(xué)團隊對教學(xué)質(zhì)量起決定性作用，是學(xué)科建設(shè)與發(fā)展最重要的基礎(chǔ)性資源。GIS設(shè)計與應(yīng)用課程群學(xué)科交叉廣泛，知識增長點眾多，發(fā)展迅速，這就需要教師不斷擴展學(xué)科領(lǐng)域和提升知識結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化與提升整個教學(xué)團隊。地方院校多數(shù)將學(xué)校定位為“教學(xué)為主型”，教研僅限同門或相似課程教師間的交流，根本談不上團隊建設(shè)。[9]眾多實踐表明，科學(xué)研究是團隊建設(shè)的核心與抓手。科學(xué)研究可以以項目為紐帶團結(jié)各層次、各學(xué)科人才，凸顯學(xué)科帶頭人與技術(shù)骨干的作用，能形成良好的傳幫帶氛圍，建立以點帶面形成合力的局面。在項目資助與帶動下，才能實現(xiàn)學(xué)科交叉融合、知識結(jié)構(gòu)更新、人才交流，才能吸引高層次人才來校教學(xué)與研究，形成良性的“引進、培養(yǎng)、鍛煉”長效發(fā)展機制。因此，可以有針對性的凝練研究方向，覆蓋GIS設(shè)計與開發(fā)課程群，在科學(xué)研究中建立教學(xué)團隊。

三、結(jié)語

GIS設(shè)計與開發(fā)能力很大程度決定了GIS專業(yè)學(xué)生的就業(yè)前景，是GIS專業(yè)培養(yǎng)的主要目標(biāo)之一。GIS設(shè)計與開發(fā)具有很強的實踐性，其能力的培養(yǎng)需要綜合性、系統(tǒng)性、多學(xué)科的實踐教學(xué)體系支撐。從GIS設(shè)計與開發(fā)課程群設(shè)計以及圍繞課程群打造教學(xué)團隊、多模式實踐教學(xué)三個方面可豐富GIS設(shè)計與開發(fā)教學(xué)體系，促進學(xué)生由被動學(xué)習(xí)向主動獲取轉(zhuǎn)變，優(yōu)化和提高教學(xué)質(zhì)量。同時，我們應(yīng)該認識到，GIS設(shè)計與開發(fā)教學(xué)質(zhì)量優(yōu)化提高是一個長期的過程，應(yīng)在教學(xué)工作中不斷摸索與總結(jié)，探索新的教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)理論，促進教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)固提升。

[ 注 釋 ]

[1] 邊馥苓.我國高等GIS教育：問題、創(chuàng)新與發(fā)展[J].地理信息世界，2007（2）.

[2] 董雋.高等綜合院校地理信息系統(tǒng)教學(xué)問題探討[J].林區(qū)教學(xué)，2009（1）.

[3] 趙銀軍.高校地理信息系統(tǒng)人才培養(yǎng)探討[J].測繪與空間地理信息，2010（1）.

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[6] 黃猛，李攀.項目教學(xué)法在地里信息系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].時代教育，2012（5）.

[7] 趙冠偉.地理信息系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)課程教學(xué)質(zhì)量優(yōu)化探討[J].實驗室科學(xué)，2011（4）.

篇6

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng)；高中地理教學(xué)；理性知識

地理信息系統(tǒng)（GeographicalInformationSystems，簡稱GIS）是一種有效采集、存貯、管理、分析和表達地理數(shù)據(jù)的方法和技術(shù)，它能夠直觀地表達地理空間信息和屬性信息，被稱為地理學(xué)的第三代語言。它強大的空間查詢、管理、分析和表達功能是傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖所不能比擬的。教師應(yīng)將地理信息系統(tǒng)運用于地理教學(xué)，結(jié)合地理學(xué)科性質(zhì)，通過強化學(xué)生的地理空間概念，幫助學(xué)生分析和處理空間信息，引導(dǎo)學(xué)生理解地理事物空間分布特征、規(guī)律和成因，培養(yǎng)學(xué)生的地理思維能力，使學(xué)生從地理的視角看待地理現(xiàn)象和解決地理問題。

一、高中地理理性知識教學(xué)難度分析

1.理性知識

按照認知層次，將地理基礎(chǔ)知識分為感性知識和理性知識。感性知識主要包括地名、地理景觀、地理數(shù)據(jù)、地理分布及地理演變。以直觀地圖和文字表述為基礎(chǔ)，學(xué)生運用記憶能力、觀察能力、想象能力和空間能力等實現(xiàn)對感性知識的學(xué)習(xí)掌握。例如，通過記憶掌握地名及相應(yīng)地理實體空間位置；通過對地理景觀圖和地理分布圖的直接觀察，實現(xiàn)對相應(yīng)地理現(xiàn)象的描述。理性知識主要有地理特征、地理概念、地理規(guī)律、地理成因。例如，通過對地理景觀的概括得出地理特征，對地理分布的歸納總結(jié)得出地理規(guī)律，對地理演變的分析得出地理成因等。

2.理性知識學(xué)習(xí)的難度

學(xué)生對地理基礎(chǔ)知識的掌握不能只停留在感性知識上，而應(yīng)該從感性知識的認知上升到理性知識的認知。理性知識的獲得并不是對感性知識的簡單疊加及對地圖的簡單觀察，它對學(xué)生提出了更高的能力要求，需要運用思維能力對感性知識進行歸納、對比、綜合分析來實現(xiàn)。而學(xué)生的知識構(gòu)成以感性知識為主，并未涉及深層次的地理成因等知識，并且知識的獲得大多以記憶為主。初中地理學(xué)習(xí)培養(yǎng)的主要是記憶和觀察等學(xué)習(xí)能力，但學(xué)生對地理知識的總結(jié)、歸納、分析等思維能力很差，因此，要使學(xué)生獨立實現(xiàn)地理基礎(chǔ)知識中感性知識到理性知識的上升比較困難。

3.教學(xué)內(nèi)容構(gòu)成問題

初中地理課程從地形地勢、氣候、人口、資源、工農(nóng)業(yè)發(fā)展等方面展開，幫助學(xué)生積累了豐富的地理感性知識。與初中地理基礎(chǔ)知識的構(gòu)成相比，高中地理基礎(chǔ)知識以理性知識居多。從表中數(shù)據(jù)分析可知：理性知識的數(shù)目幾乎是感性知識的兩倍，而且高中地理理性知識以地理成因居多，其次是地理概念和地理特征，地理規(guī)律類知識較少。這樣的知識構(gòu)成特征對教師教學(xué)活動的開展提出了一定的要求，學(xué)生掌握了地理感性知識以后，教師要靈活運用教學(xué)工具引導(dǎo)學(xué)生從地理感性知識的認知上升到地理理性知識的認知。

二、GIS的功能在高中理性知識教學(xué)中的應(yīng)用

1.靈活的圖層管理功能

對地圖進行點、線、面分層及分類管理。在教材中呈現(xiàn)的地圖都是對各圖層要素疊加后的綜合地圖，這樣不利于學(xué)生認識地圖中某一地理事物的分布特征。圖層管理功能是制作專題地圖、對地理數(shù)據(jù)進行空間分析的基礎(chǔ)。在教學(xué)中，教師可以靈活運用各種圖層，可對區(qū)域不同地理事物進行單獨探討，也可以根據(jù)需要對相關(guān)圖層進行空間分析。

2.完備的專題地圖制作功能

利用點、線、面、區(qū)域等多種圖形元素，以及豐富的地圖符號、文本類型、線型、填充色彩等表現(xiàn)類型，可詳盡、直觀、形象地完成電子地圖數(shù)據(jù)的生成。首先，可以利用GIS軟件繪制各種專題地圖，如地形分布圖、河流分布圖、交通圖、旅游分布圖等。教師將其運用到具體地理事物的講述中，使學(xué)生能夠清楚地把握地理事物的空間分布特征與規(guī)律。例如，在我國地勢呈三級階梯狀分布規(guī)律的教學(xué)中，可以運用GIS的數(shù)字高程模型，讓學(xué)生直觀學(xué)習(xí)，并結(jié)合地形剖面圖探究學(xué)習(xí)三級階梯的界限。其次，教師可以利用空間信息與地理信息的關(guān)聯(lián)性，將數(shù)據(jù)信息圖形化、可視化，方便學(xué)生理解。數(shù)據(jù)的可視化主要以面圖、水平直方圖、柱狀圖、線狀圖、餅狀圖和坐標(biāo)散點圖來呈現(xiàn)。地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像信息，獲取地理事物分布特征與規(guī)律。例如，將中國人口密度的數(shù)據(jù)表制作成中國人口密度分層設(shè)色專題圖來呈現(xiàn)人口分布的空間差異，更有利于學(xué)生總結(jié)人口的分布特征（圖1）；同樣將2012年我國各省市區(qū)經(jīng)濟密度數(shù)據(jù)制作成2012年我國各省市區(qū)經(jīng)濟密度分層設(shè)色專題圖（圖2），通過顏色不同直觀認識相應(yīng)的地理規(guī)律。

3.強大的空間分析功能

空間分析是地理信息系統(tǒng)這一學(xué)科最重要的內(nèi)容，也是地理信息系統(tǒng)相關(guān)應(yīng)用軟件的核心功能?？臻g分析是基于空間數(shù)據(jù)的一種分析技術(shù)，通過對地理對象位置、分布、演變等信息的綜合分析獲取其相應(yīng)的地理規(guī)律與成因。GIS具有疊加分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析等分析功能，教師可以根據(jù)課程需要將不同的專題地圖進行疊加，對區(qū)域多種要素進行綜合分析，這樣不僅能讓學(xué)生直觀地認識地理特征，同時也讓學(xué)生掌握了分析地理事物特征成因和總結(jié)地理規(guī)律的方法。

（1）空間疊合分析是指在統(tǒng)一的參照系統(tǒng)下，將同一區(qū)域中表示不同地理事物的圖層疊加顯示，以表達該區(qū)域的多種屬性或者不同事物之間的聯(lián)系。教學(xué)案例：在農(nóng)業(yè)地域的形成與發(fā)展這一章節(jié)中，將某農(nóng)業(yè)地域分布圖與其相應(yīng)的地形圖、氣候圖、河流分布圖等進行疊加，分析農(nóng)業(yè)地域的成因及影響因素。在講授我國商品糧基地這一問題時，在課堂中將中國商品糧基地分布圖與中國政區(qū)圖、等溫線圖、等降水量線圖、中國三級階梯地形圖進行疊加分析，引導(dǎo)學(xué)生分析我國商品糧基地分布的自然條件及其分布規(guī)律。

（2）空間緩沖區(qū)分析是通過對點、線、面等地理對象的分析，確定某地理事物對周圍事物的影響范圍。教學(xué)案例：通過對不同等級城市的分析，讓學(xué)生直觀認識不同等級城市服務(wù)范圍不同的規(guī)律；污染源的有害范圍、洪澇災(zāi)害的影響范圍等的緩沖分析，引導(dǎo)學(xué)生分析相關(guān)地理問題并提出解決方法；通過對鐵路線的緩沖分析，并與城市分布圖進行疊加分析，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)鐵路促進城市發(fā)展的規(guī)律。通過教學(xué)的實踐研究發(fā)現(xiàn)，地理信息系統(tǒng)很好地詮釋了地理學(xué)科區(qū)域性和空間性的特征。將地理信息系統(tǒng)運用于地理理性知識的教學(xué)，實現(xiàn)了教師與學(xué)生的雙贏。它在引導(dǎo)學(xué)生收集、分析、處理地理信息的同時，提高了學(xué)生的思維能力，使其實現(xiàn)了對地理理性知識的掌握。地理信息系統(tǒng)在地理教學(xué)中的普及是必然趨勢，這對廣大地理教師提出了更高的要求，不僅需要充實地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識，還要熟練運用地理信息系統(tǒng)的相關(guān)軟件，將地理信息系統(tǒng)作為自己的教學(xué)工具呈現(xiàn)在課堂中。

參考文獻：

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[3]鄧生娥,葉樂安.ArcView在中學(xué)地理教學(xué)中的運用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2008,(1):91-92.

篇7

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；MapInfo開發(fā)；MapX控件；蟻群算法

中圖分類號：F259.27 文獻標(biāo)識碼：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

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一個以地理數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機的硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述，并采用地理模型分析方法，實時提供多種空間和動態(tài)的地理數(shù)據(jù)，為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來的計算機技術(shù)系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代以來，地理信息系統(tǒng)在全球得到了空前迅速的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

地理信息系統(tǒng)的集成二次開發(fā)是指利用專業(yè)的GIS工具軟件，如ArcView、MapInfo等實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的基本功能，以通用軟件開發(fā)工具，尤其是可視化開發(fā)工具，如Delphi、Visual C++、Visual Basic、Power Builder等為開發(fā)平臺，進行二者的集成開發(fā)。集成二次開發(fā)目前主要有兩種方式：一種是OLE/DDE，采用OLE Automation技術(shù)或利用DDE技術(shù)，用軟件開發(fā)工具開發(fā)前臺可執(zhí)行應(yīng)用程序，以O(shè)LE自動化方式或DDE方式啟動GIS工具軟件在后臺執(zhí)行，利用回調(diào)技術(shù)動態(tài)獲取其返回信息，實現(xiàn)應(yīng)用程序中的地理信息處理功能；另一種是GIS控件，利用GIS工具軟件生產(chǎn)廠家提供的建立在OCX技術(shù)基礎(chǔ)上的GIS功能控件，如ESR的MapObjects、MapInfo公司的MapX等，在Visual Basic、Delphi等編程工具編制的應(yīng)用程序中，直接將GIS功能嵌入其中，實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的各種功能。

1 利用MapInfo繪制地圖

MapInfo Professional 7.0是目前世界上最為完備、功能強大、全面而直觀的桌面地圖信息系統(tǒng)。MapInfo Professional 7.0可以幫助用戶在數(shù)據(jù)庫中不同的數(shù)據(jù)之間建立關(guān)聯(lián)，在同一環(huán)境下顯示，并迅速提示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系以及易被忽視的數(shù)據(jù)模式，從而做出快速的決策，提高運作效率。利用MapInfo軟件，以網(wǎng)上獲得的柵格地圖為藍本，MapInfo Professional 7.0 SCP軟件繪制的長沙市區(qū)域物流城市節(jié)點如圖1所示。

2 集成MapX控件

MapInfo MapX是一個用來做地圖化的OCX控件，它可以在應(yīng)用程序中加入強大的制圖功能。可以把數(shù)據(jù)用地圖的形式顯示出來，使數(shù)據(jù)更易于理解。由于MapX是一個OCX控件，所以它可以被集成到使用Visual Basic、PowrBuilder、Visual C++等開發(fā)的客戶端應(yīng)用程序以及使用Lotus Script的Lotus Notes中。本設(shè)計以Visual Basic為開發(fā)工具，集成MapX控件，設(shè)定GeoSet的路徑，地圖就可以在View窗口中直接顯示了。MapX對其進行設(shè)置屬性、調(diào)用方法或相應(yīng)事件，即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化、專題分析、地理查詢、地理編碼等豐富的地圖信息系統(tǒng)功能。MapX可以和遠程數(shù)據(jù)庫連接，可以使用SQL語句進行查詢，可以通過數(shù)據(jù)綁定而把記錄顯示在地圖中，還可以按照數(shù)據(jù)的地理信息進行各種統(tǒng)計與查詢。如果和GPS相結(jié)合還可以實現(xiàn)在途動態(tài)跟蹤和定位。

3 算法實現(xiàn)

3.1 改進后的信息素更新規(guī)則

（2）設(shè)置循環(huán)次數(shù)，即Nc=Nc+1。

（3）設(shè)置禁忌表，將螞蟻禁忌表的索引號設(shè)為k=1。

（4）設(shè)置螞蟻數(shù)目，螞蟻數(shù)目的變化為k=k+1。

（5）判斷路徑是否在搜索熱區(qū)內(nèi)按照式（5）～（7）計算出每只螞蟻應(yīng)當(dāng)移動到下一條路徑的概率，并實現(xiàn)螞蟻的移動。

（6）當(dāng)螞蟻從i點出發(fā)到達j點時，對其所經(jīng)過的路徑上的信息素進行更新并修改禁忌表，將禁忌表指針按照當(dāng)前狀況進行修改，即將新城市j置于禁忌表tabuk中。

（7）執(zhí)行步驟2～6，直到每只螞蟻都找到了一條包含所有節(jié)點的可行路徑。

（8）在新生成的所有可行解中找到一條最短路徑，這條最短路徑就是本次迭代中的最優(yōu)路徑。

（9）判斷循環(huán)次數(shù)，若循環(huán)次數(shù)小于10次，則對螞蟻找到的最優(yōu)路徑按照本次迭代最優(yōu)值進行信息素更新； 若循環(huán)次數(shù)超過10次，則按照全局信息素進行更新。

（10）對所有螞蟻經(jīng)過的每一條路徑，按式（1）～（4）進行一次全局信息素的更新。

（11）循環(huán)執(zhí)行2～10，直到連續(xù)多次的迭代中沒有出現(xiàn)更優(yōu)解或Nc的值已經(jīng)達到最大迭代次數(shù)，停止運算，輸出當(dāng)前值作為最優(yōu)解。

4 仿真實驗

某地區(qū)突發(fā)公共衛(wèi)生事件，需要對各個醫(yī)院運送藥品，物資配送中心為該地某醫(yī)藥公司，位置已知，有8 個醫(yī)院需要緊急救援物資，物資種類有兩種，每個醫(yī)院編號以及需求量已知，各個需求點允許到達最晚時間已知。車輛運輸速度為60km/h，車輛數(shù)為5，車輛載重量為10t，配送中心以及各醫(yī)院間的距離已知，配送中心對各醫(yī)院送貨，使每個醫(yī)院在規(guī)定時間之內(nèi)得到物資，同時使配送時間最短。

利用改進蟻群算法，采用Matlab 7.0編程對距離求解，可得到四條路徑為：1-5-3-1；1-2-1；1-9-6-1；1-4-7-8-1。因為在編程時將配送中心定義為編號1，醫(yī)院定義為編號2-9，所以實際得出四條路徑為：第一輛車的配送路徑為：配送中心-4

-2-配送中心；第二輛車的配送路徑為：配送中心-1-配送中心；第四輛車的配送路徑為：配送中心-8-5-配送中心；第五輛車的配送路徑為：配送中心-3-6-7-配送中心。

5 結(jié)束語

本文以長沙市區(qū)域物流為研究對象，研究應(yīng)急物資調(diào)運信息系統(tǒng)中的路徑優(yōu)化、物資分配、車輛優(yōu)化調(diào)度等核心問題，以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言Visual Basic為開發(fā)工具，借助MapInfo軟件，集成MapX控件，開發(fā)一個支持長沙市應(yīng)急物流配送的MapInfo系統(tǒng)，利用改進蟻群算法進行路徑優(yōu)化，應(yīng)用MATLAB軟件驗證了改進螞群算法路徑優(yōu)化的有效性和可行性。實踐證明，支持長沙市應(yīng)急物流配送的MapInfo開發(fā)系統(tǒng)， 較好地滿足了應(yīng)急物資調(diào)運的時效性需求，具有一定的參考價值。

參考文獻：

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篇8

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù)；基礎(chǔ)地理教育；應(yīng)用

中圖分類號：G633.5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-828X（2013）05-0-03

引言

隨著信息技術(shù)的突飛猛進，人類社會已步入信息時代，各種信息技術(shù)已經(jīng)悄然的影響著人類的生活方式，工作思維。當(dāng)前的教育觀念也在發(fā)生著重大改變。傳統(tǒng)的地理教學(xué)中往往依靠教材的圖表分析來調(diào)動學(xué)生的積極性，然而，這種單一的教學(xué)方式已不能實現(xiàn)培養(yǎng)信息社會型人才的要求。隨著地理信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，打開了中學(xué)地理教學(xué)的新視野。地理信息系統(tǒng)是一個擁有強大功能的工具，近年來，備受廣大中學(xué)地理教師的青睞。

一、地理信息系統(tǒng)的涵義及其在基礎(chǔ)地理教育中的重要性

1.什么是地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）是20世紀(jì)60年代中期開始逐漸發(fā)展起來的一門新的技術(shù)，它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機軟硬件的支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來的計算機技術(shù)系統(tǒng)。GIS與其他信息系統(tǒng)相比，主要特點在于它能將空間和屬性信息有機的結(jié)合起來，從空間和屬性兩個方面對現(xiàn)實對象進行查詢，檢索和分析，并將結(jié)果以各種直觀的形式準(zhǔn)確，形象的表達出來。其次，可以將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來，以降低數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使數(shù)據(jù)存儲，管理一體化。

利用GIS技術(shù)可以將復(fù)雜的地理景觀甚至抽象的地理概念用三維的，動態(tài)的方式直觀的表現(xiàn)出來，還可以制作虛擬的場景來展現(xiàn)地理教學(xué)中不容易掌握的內(nèi)容，這不但提升了教學(xué)效果，還可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

2.GIS在基礎(chǔ)地理教育中的重要性

GIS技術(shù)在地理教學(xué)，尤其是基礎(chǔ)地理教學(xué)中起著重要的作用。根據(jù)現(xiàn)代地理教學(xué)理論，現(xiàn)代信息技術(shù)教學(xué)理論，無論是從適應(yīng)現(xiàn)代地理學(xué)的發(fā)展還是從培養(yǎng)新型人才的要求來看，中學(xué)地理教學(xué)都應(yīng)該引入GIS技術(shù)。通過GIS技術(shù)可以對跨地域的資源數(shù)據(jù)進行觀察、探索，揭示其中隱含的模式，發(fā)現(xiàn)內(nèi)在的聯(lián)系和發(fā)展趨勢，特別是GIS能將空間和屬性信息結(jié)合帶來數(shù)據(jù)的可視化，這為地理教學(xué)中使用好地理圖像、地理圖表提供了一種新的方法。

GIS技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用，為推動以教師為中心的教學(xué)模式向以學(xué)生為中心的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)移打下了堅實的基礎(chǔ)；激活了地理教學(xué)內(nèi)容，突出了地理學(xué)習(xí)的探究性，促進了教學(xué)氛圍的輕松活潑，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)地理科學(xué)的熱情，加速了教育手段的現(xiàn)代化；對于促進教學(xué)模式，教學(xué)方法的改革和提高學(xué)生的創(chuàng)造力發(fā)面起著較大作用。結(jié)合當(dāng)前信息技術(shù)與學(xué)科課程整合改革，GIS定將在地理教學(xué)活動中占有重要地位。綜上所述，將GIS技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)中是完全有必要的。

二、中學(xué)地理教學(xué)中引入GIS技術(shù)分析

1.GIS技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)方法中的運用

GIS技術(shù)用于地理教學(xué)須以教育理論與信息理論為指導(dǎo)，以GIS與其他輔助開發(fā)軟件為主要支撐工具，將理論與實踐相結(jié)合，GIS技術(shù)與傳統(tǒng)教育方法相結(jié)合。傳統(tǒng)的教學(xué)手段和教學(xué)方式注重文字的推理和記憶，至多運用掛圖、課本插圖或投影片來進行授課，在一定程度上可以加深學(xué)生對于知識的理解，但由于這些都是靜態(tài)的顯示，在視覺上也無法即時對比感知，而且使用起來也不太方便。GIS技術(shù)的出現(xiàn)，可以幫助教師用簡捷的手法形象地展現(xiàn)思維重組、理性升華的認知過程，這無疑會使課堂結(jié)構(gòu)的優(yōu)化上升到一個新層次，也使教師對教材結(jié)構(gòu)的開發(fā)重組進入一個新境界，將抽象的理論和地理現(xiàn)象直觀化，形象化。從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維及快樂學(xué)習(xí)的角度出發(fā)，從而使學(xué)生認知水平的再提高成為可能。下面以中學(xué)地理的部分重要內(nèi)容為例來進行應(yīng)用分析：

案例1：行政區(qū)劃

例如講到中國的行政區(qū)劃時，利用GIS軟件可以將34個省級行政單位的名稱、分布及范圍逐個以動態(tài)閃爍的方式顯示，而且分別賦予屬性，可以即時查詢每個省級行政區(qū)的面積、人口、社會經(jīng)濟情況等內(nèi)容。這樣教師在授課時輔助教學(xué)可以使學(xué)生有直觀的了解，使學(xué)生一目了然。

案例2：地貌演變

高中地理第一冊“地殼的變動與地表形態(tài)”這一節(jié)內(nèi)容，地貌的演變是中學(xué)地理地貌教學(xué)的較難理解的內(nèi)容，尤其是褶皺和斷層的形成過程較抽象，傳統(tǒng)的平靜靜態(tài)教學(xué)方法難以達到滿意的教學(xué)效果。使用GIS技術(shù)的真三維顯示與動態(tài)模擬功能，模擬巖石受力分布及相關(guān)地貌的形成過程與結(jié)果：如巖石受到強的壓力和張力時會發(fā)生斷裂，并沿斷裂面有錯動或位移的現(xiàn)象，上升的一側(cè)地貌表現(xiàn)為斷裂山或高地，而相對下沉的地貌則表現(xiàn)為裂谷或低地；如受內(nèi)力作用的影響，巖石在水平方向上受擠壓導(dǎo)致褶皺，受外力作用的影響，背斜中心的巖石易被侵蝕形成谷地，而向斜中心巖石堅固不易被侵蝕，則形成山脈。這樣一個漫長復(fù)雜的地貌演變過程，動態(tài)模擬功能可以在瞬間完成。讓學(xué)生對所學(xué)的知識有比較深刻形象透徹的理解。

案例3：地形分析

在地形分析中，傳統(tǒng)的平面地圖缺乏對山峰、山谷、山脊、鞍部與陡崖等概念的直觀形象的可視化表達，不易學(xué)生觀察理解。利用GIS技術(shù)的數(shù)字高程模型創(chuàng)建模塊，通過先繪制二維等高線并賦予高程值，再創(chuàng)建三角網(wǎng)，進而建立數(shù)字高程模型，并進行可視化表達處理，便可展示出一座山體，直觀地觀察山峰、山谷、山脊、鞍部、陡崖等多種地形。

案例4：天體運動

在天體運動教學(xué)中，一般的教學(xué)掛圖三維效果不突出且缺乏動感，不易掌握其運行規(guī)律。通過GIS技術(shù)的二次開發(fā)系統(tǒng)，可用其三維動畫制作工具，建立場景，制作太陽、地球與月球的彩色三維表現(xiàn)以及地球和月球的運動軌跡，并指定月球軌跡與地球的鏈接，進而完成天體的運動制作。這種方式進行教學(xué)，不僅能具體鮮活的模擬出抽象的天體運動，而且可以調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生產(chǎn)生強烈的求知欲，那么在教師進行講解時，學(xué)生就會集中注意力，主動學(xué)習(xí)，更好的掌握天體的運動規(guī)律。

用GIS技術(shù)制作相應(yīng)的課件進行教學(xué)，圖片比投影片更準(zhǔn)確，比掛圖更清晰；圖形呈現(xiàn)的方式也靈活多樣。不但可以充實教學(xué)內(nèi)容，還能培養(yǎng)學(xué)生的積極性，活躍課堂氣氛。

2.將GIS技術(shù)引入到教學(xué)內(nèi)容中

據(jù)調(diào)查顯示，目前學(xué)生對地理普遍不喜歡，在七門學(xué)科中，地理僅排在物理之后，位居第二位，屬于比較難學(xué)的課程。造成這樣一種結(jié)果的主要原因：一方面是多數(shù)教材在知識內(nèi)容上不同程度的存在著“繁、難、多、舊”的情況；另一方面，地理課堂教學(xué)不夠生動，很多教師注重結(jié)論性的知識而忽視了灌輸知識的過程，再加上對于地理了解不深，導(dǎo)致學(xué)生為了應(yīng)付考試而死記硬背，最終導(dǎo)致學(xué)生對于地理學(xué)習(xí)缺乏興趣。因此提高中學(xué)地理教學(xué)質(zhì)量水平是當(dāng)務(wù)之急，應(yīng)從根本入手，變抽象為具體，變靜態(tài)為動態(tài)，化繁雜為簡單，引起學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣。

將GIS應(yīng)用于教學(xué)內(nèi)容中，大大改善了傳統(tǒng)教學(xué)手段存在的弊端。運用GIS技術(shù)制作教學(xué)數(shù)字地圖，信息容量大，知識精度高，集圖、文、聲、像信號于一體，以動靜結(jié)合和可觸可感的方式，把教學(xué)內(nèi)容立體地呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，為學(xué)生提供多樣的外部刺激，使學(xué)生獲得的信息更全面、更深刻。通過鼠標(biāo)點擊自由地在不同知識點之間進行轉(zhuǎn)換，在較短的時間內(nèi)接受大量的信息，使教學(xué)容量大為增加，也拓寬了學(xué)生的知識面。例如上面提到的在地形分析中，利用GIS技術(shù)創(chuàng)建數(shù)字高程模型（DEM），便可三維立體的顯示出一座山體，讓學(xué)生直觀地觀察山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等多種地形。還可以讓學(xué)生親自上機操作，并通過旋轉(zhuǎn)動態(tài)技術(shù)，使山峰的方向任意旋轉(zhuǎn)，或變換顏色以突出某種山體。這種教學(xué)明顯調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，加深了學(xué)生對地形特征的理解。讓學(xué)生有身臨其境的感覺，這是利用平面地圖進行教學(xué)不能達到的效果。

GIS技術(shù)為主動式的學(xué)習(xí)提供了交互、開放的環(huán)境，可操作性強，在這一工具的輔助下，學(xué)生通過問題-數(shù)據(jù)-分析的學(xué)習(xí)過程獲得探究問題的能力，全方位地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，在心身悅愉的學(xué)習(xí)過程中，獲得分析問題的技能。從而使有限的學(xué)習(xí)素材，通過GIS和學(xué)生的大腦，成為無限的學(xué)習(xí)天地；學(xué)生的智力在這種學(xué)習(xí)環(huán)境下將得到充分發(fā)揮。例如，在高中地理第二章，講到全球多雨帶、少雨帶分布與實際干濕地區(qū)的分布關(guān)系時，往往從全球氣壓帶、風(fēng)帶分布入手，通過投影、板圖或計算機動畫演示，標(biāo)示出三圈環(huán)流的存在，再從近地面垂直氣流上升、下降狀況得出多雨帶、少雨帶的分布。這一過程老師講述，學(xué)生思考仍感困難。GIS可以制作專題圖顯示和布局設(shè)計，可以根據(jù)需要制作多種專題地圖：個別值地圖、范圍圖、分級符號圖、點密度圖、柱狀圖、餅狀圖、二元主題專題圖等。這樣教師在授課時輔助教學(xué)可以使學(xué)生對雨帶的分布和變化有直觀的了解，使學(xué)生一目了然。在這一過程中，學(xué)生是主體，教材和地理信息系統(tǒng)構(gòu)成學(xué)習(xí)的客體，教師是主導(dǎo)。而教師在整個學(xué)習(xí)過程中充分尊重學(xué)生，考慮學(xué)生們的選擇與意見，并與他們進行平等的合作與探索，服務(wù)、幫助、引導(dǎo)學(xué)生取得最佳學(xué)習(xí)效果。例如，讓學(xué)生自己動手，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)軟件及圖形處理軟件制作教學(xué)掛圖、矢量圖，在此基礎(chǔ)上，制作地理模型。通過從理論到實踐，從感性認識上升到理性認識，往往能使學(xué)生體驗到巨大的成就感。這不僅更符合教學(xué)規(guī)律，而且有利于學(xué)生智力的發(fā)展和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

3.適度引入GIS知識培養(yǎng)學(xué)生地理素養(yǎng)

地理素質(zhì)教育是中學(xué)生全面素質(zhì)教育的重要組成部分，是知識經(jīng)濟時代地理教育的必然變革。地理空間是地理學(xué)永恒的主題，地理信息與其他信息的本質(zhì)區(qū)別在于地理信息具有空間位置特征?，F(xiàn)代地理學(xué)將空間分布與時間過程相結(jié)合，探求地理實體的空間分布格局及其成因和發(fā)展規(guī)律。這一系統(tǒng)思想在中學(xué)地理教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)更多地體現(xiàn)，特別是在人文地理、經(jīng)濟地理的某些章節(jié)中。如高中地理下冊，有關(guān)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、人口和城市等內(nèi)容，學(xué)生在分析這些地理事物的空間分布特征、時間變化規(guī)律時，可以適當(dāng)接受現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)知識中的有關(guān)知識，認識到地理信息、地理數(shù)據(jù)的特殊性，以及人們對這些信息、數(shù)據(jù)進行各種綜合處理、仿真模擬的意義等。從1994年開始，美國就召開了首屆GIS在教育上的應(yīng)用會議，會后便開始了Mapping Our City計劃，該計劃試圖利用GIS技術(shù)，使美國城市的中學(xué)生將地理課教學(xué)內(nèi)容與所在城市的社會、環(huán)境等問題聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注當(dāng)?shù)厣鐣狳c問題，借助GIS技術(shù)將這些問題可視化并尋找解決方案，最終達到在青少年中普及GIS知識，同時提高中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的雙重目的。

GIS技術(shù)作為一門高科技應(yīng)用技術(shù)，發(fā)展非常迅速，對地理學(xué)界乃至整個社會產(chǎn)生深刻的影響，利用GIS培養(yǎng)學(xué)生的地理素養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，已經(jīng)成為中學(xué)地理教學(xué)的一項新任務(wù)。新一輪高中地理課程改革即將實施，其中把培養(yǎng)未來公民所具備的地理素養(yǎng)作為首要目標(biāo)，強調(diào)信息技術(shù)在地理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，只有把GIS納入教學(xué)系統(tǒng)，地理教育才能適應(yīng)知識經(jīng)濟時代的要求。新課程在地理“比修3”的第三節(jié)介紹了地理信息技術(shù)的應(yīng)用，在選修模塊7中專門安排了GIS的相關(guān)知識。但是，目前GIS在中學(xué)地理教學(xué)中的推廣非常緩慢，面臨的困難很多。只有教師轉(zhuǎn)變觀念，積極適應(yīng)信息時代的要求，主動學(xué)習(xí)，選擇有效地方法和途徑，GIS教育就一定能受到學(xué)生的普遍歡迎，產(chǎn)生良好的效果?？傊珿IS在信息社會具有舉足輕重的地位，在中學(xué)地理教育中滲透GIS知識，培養(yǎng)學(xué)生的地理信息素養(yǎng)已經(jīng)成為中學(xué)地理教師的當(dāng)務(wù)之急。

三、中學(xué)地理教學(xué)中GIS應(yīng)用技術(shù)的思考

GIS這一新的地理信息工具，在我國中學(xué)地理教育中的應(yīng)用才剛剛起步，事實上由于教育決策者與地理教育者的認識不夠，GIS技術(shù)運用于地理教學(xué)并沒有引起足夠的重視。即使有中學(xué)開始重視利用GIS進行教學(xué)，但由于教師和學(xué)生對信息技術(shù)的掌握程度，對教學(xué)效果有著直接影響。筆者在2009年12月在南充市六中、九中等和雅安市二中隨機取樣調(diào)查了四所中學(xué)的30位地理老師，他們對GIS的認知程度，結(jié)果如表1.

雖然這次調(diào)查的范圍較小，但是也能基本反映西部地區(qū)大部分中學(xué)地理教育者對于GIS認識的現(xiàn)狀。GIS給我們的啟發(fā)就是：改革目前的中學(xué)地理教育，包括從考試大綱、教材到練習(xí)，從實際教學(xué)到最終的考試評價，我們應(yīng)該更多的追求培養(yǎng)學(xué)生的地理技能目標(biāo)，而不是追求去機械識記沒有用的地理數(shù)據(jù)和現(xiàn)成結(jié)論。在新的國家基礎(chǔ)教育課程改革中，充分借鑒了世界上先進歸家的教育理念，其中地理課程標(biāo)準(zhǔn)對中學(xué)地理教育提出了適應(yīng)未來人才競爭和發(fā)展要求變革，特別是提出了要構(gòu)建基于現(xiàn)代信息技術(shù)的地理課程，這正是我們翹首以待的。

GIS是一個功能強大的地理使用工具，GIS的地理觀念也在逐漸改變著地理教育者的地理思維方式；作為地理空間信息處理的基本手段之一，GIS必將成為中學(xué)地理教學(xué)的重要內(nèi)容和必要工具。GIS技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)有很大的前景。將GIS技術(shù)引入中學(xué)地理教育具有前沿性的嘗試，廣泛的應(yīng)用必然推動中學(xué)地理教育的改革與發(fā)展，提高GIS在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用發(fā)展水平，并逐步縮小與發(fā)達國家中學(xué)地理教育的差距。

四、結(jié)語

借用中科院院士著名的地圖與信息系統(tǒng)專家陳述彭老師的觀點“定性描述是地理學(xué)的第一代語言，地圖是地理學(xué)的第二代語言，地理信息系統(tǒng)是地理學(xué)的第三代語言”。其實這也是廣大地理教師的共識，也充分體現(xiàn)出GIS技術(shù)的重要性與價值所在，現(xiàn)在，以GIS為核心的3S（GIS、遙感系統(tǒng)RS、全球定位系統(tǒng)GPS）集成已寫入中學(xué)地理課本作為新的重要的教學(xué)內(nèi)容，這要求中學(xué)教師不僅要學(xué)習(xí)什么是GIS技術(shù)？更需要用GIS技術(shù)進行中學(xué)地理教學(xué)，中學(xué)地理教學(xué)強調(diào)對學(xué)生的全面素質(zhì)教育，要求在對各種地理知識的掌握基礎(chǔ)上重視學(xué)生能力的培養(yǎng)及地理思維方式的培養(yǎng)，優(yōu)化教學(xué)信息環(huán)境，這就需要在地理教學(xué)中引入GIS技術(shù)?？梢哉f，GIS技術(shù)已逐漸成為基礎(chǔ)地理教學(xué)的高新手段。

總之，隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的教學(xué)手段和教學(xué)工具被逐步引入到中學(xué)的教學(xué)中，較PowerPoint，Author ware等教學(xué)輔助軟件而言，操作GIS平臺一般需要計算機專業(yè)知識，對于中學(xué)地理教師來說還存在很大的困難，更何況要將GIS應(yīng)用在地理教學(xué)中。因此如何掌握GIS技術(shù)？基于GIS的教學(xué)模式有哪些？GIS應(yīng)用于教學(xué)對學(xué)生心理發(fā)展有何影響？這些問題都值得地理老師繼續(xù)學(xué)習(xí)與研究的。因此每個中學(xué)地理教師都應(yīng)具備“終生學(xué)習(xí)”的教育理念。

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作者簡介：諶 柯（1966-）男，四川三臺人，高級實驗師，西華師范大學(xué)法學(xué)院學(xué)士，主要從事地理教育和3S技術(shù)研究工作。

張道川（1969-）男，四川廣安人，中教一級，主要從事中學(xué)地理教育。

篇9

關(guān)鍵詞： 工作過程；課程體系；職業(yè)教育；GIS

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2012）05-0273-03

0引言

中國的職業(yè)教育，涵蓋了14000所中等職業(yè)學(xué)校、1100所高等職業(yè)學(xué)校，擁有1600萬中職生、700萬高職生這些以形象思維為主的教育對象[1]。而當(dāng)前的很多高職院校，仍然按照“學(xué)科體系”來設(shè)置課程。在學(xué)科體系的課程中，崗位工作中所需的各項知識、技能和態(tài)度等分散于不同的課程，甚至是不同學(xué)科的課程中；加上專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、實訓(xùn)和實踐課程分段排列，使學(xué)生難以理解和掌握崗位工作活動的完整過程和相關(guān)要求。如何使高職課程設(shè)置和內(nèi)容區(qū)別于本科，充分體現(xiàn)其職業(yè)性、應(yīng)用性、技術(shù)性特征，是高職教育研究的重要課題。本文結(jié)合昆明冶金高等專科學(xué)校地理信息系統(tǒng)與地圖制圖技術(shù)專業(yè)的課程體系改革，對以工作過程為導(dǎo)向的課程體系開發(fā)進行了探討。

1課程體系開發(fā)思路

工作過程導(dǎo)向的目的在于：克服學(xué)科體系下結(jié)構(gòu)化內(nèi)容的學(xué)習(xí)，而有利于工作過程相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。進行新的課程體系開發(fā)，要對原有的學(xué)科體系進行重新思考，是對原有學(xué)科體系的解構(gòu)與新的行動體系重構(gòu)的過程[2]。課程開發(fā)思路：

①根據(jù)GIS職業(yè)崗位群中歸納整合出的典型職業(yè)工作過程，分析構(gòu)成職業(yè)能力的工作任務(wù)的總和，確定“行動領(lǐng)域”。②按照教學(xué)論要求，對職業(yè)行動領(lǐng)域進行歸納，構(gòu)建學(xué)習(xí)領(lǐng)域。即：將前面整合的工作任務(wù)轉(zhuǎn)換成綜合化的學(xué)習(xí)性工作任務(wù)，并以此設(shè)計工作過程系統(tǒng)化的課程，組織建設(shè)工作過程系統(tǒng)化的課程資源。③對學(xué)習(xí)領(lǐng)域中的學(xué)習(xí)情境進行設(shè)計，可采取項目導(dǎo)向或任務(wù)驅(qū)動來組織教學(xué)，設(shè)計教學(xué)方法。

2工作過程系統(tǒng)化的GIS專業(yè)課程體系開發(fā)

2.1 工作任務(wù)分析只有進行系統(tǒng)的、有效的工作分析，才能準(zhǔn)確地確定工作知識，把握工作結(jié)構(gòu)。目前云南省的大部分GIS企業(yè)均是立足于測繪行業(yè)而發(fā)展起來的，尤其是中小型GIS企業(yè)，它們對GIS高技能人才的要求是具備地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)、地理信息技術(shù)服務(wù)、大比例尺地形測圖和中小比例尺地圖編制能力。其主要工作集中在大比例尺數(shù)字地形圖測繪、4D產(chǎn)品生產(chǎn)、土地利用更新調(diào)查與建庫、地圖編制等幾個方面。通過對云南省GIS行業(yè)發(fā)展及現(xiàn)狀進行調(diào)查，以及對近幾年學(xué)生的就業(yè)情況分析，確定我校GIS專業(yè)的就業(yè)崗位群是：數(shù)字測圖、地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)、地圖制圖、攝影測量與遙感、地籍測繪、工程測量[3]。

據(jù)此，我校聘請了與畢業(yè)生就業(yè)崗位相對應(yīng)的不同性質(zhì)、類型、規(guī)模、層次的企業(yè)專家，進行GIS工作任務(wù)分析。由于企業(yè)專家來自不同的企業(yè)，其工作性質(zhì)和內(nèi)容都不盡相同，可采用頭腦風(fēng)暴法，盡可能地把不同意見展現(xiàn)出來，然后整合不同專家的意見，形成工作任務(wù)分析表[4]。如表1。

按各崗位群的工作任務(wù)劃分，以工作過程為導(dǎo)向，形成以下行動領(lǐng)域和學(xué)習(xí)領(lǐng)域，如圖1。

2.2 學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程方案設(shè)計學(xué)習(xí)領(lǐng)域在形式上相當(dāng)于學(xué)科體系的課程，又與之有所區(qū)別。學(xué)科體系中各門課程的知識相對來說是孤立的，自成體系，缺乏溝通綜合。有些課程理論性強，與企業(yè)實際運用的知識、技術(shù)、工藝、方法等相距甚遠，理論教學(xué)與技能訓(xùn)練相互脫離，學(xué)生畢業(yè)后不能適應(yīng)企業(yè)的實際需要。而學(xué)習(xí)領(lǐng)域包括了學(xué)科體系中相關(guān)的課程知識，將相關(guān)課程知識融合在一個學(xué)習(xí)領(lǐng)域，可在一個學(xué)習(xí)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)中按照工作過程組織教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)貼近于實際[5]。

通過對數(shù)字測圖、地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)、地圖制圖、地籍測繪、攝影測量與遙感、工程測量崗位的工作任務(wù)和職業(yè)能力分析，按照從簡單到復(fù)雜的工作任務(wù)，根據(jù)教學(xué)論，分析應(yīng)構(gòu)建的課程門類、課程結(jié)構(gòu)，確定哪些課程應(yīng)該整合、如何整合，哪些課程的邊界應(yīng)該重新劃分，哪些工作內(nèi)容在教學(xué)過程中沒有涉及到，以及得出各項工作的重要程度、難易程度等[5]，從而導(dǎo)出工作過程系統(tǒng)化的課程體系，即地理信息系統(tǒng)與地圖制圖技術(shù)專業(yè)“學(xué)習(xí)領(lǐng)域”課程方案。見表2。

在本方案中， “地形測量”學(xué)習(xí)領(lǐng)域僅學(xué)習(xí)測繪基本知識和傳統(tǒng)地形測圖方法，重點培養(yǎng)學(xué)生常規(guī)測繪儀器的操作技能和測圖能力。將“測繪工程CAD”作為數(shù)字測圖的制圖基礎(chǔ)在第二學(xué)期的前段開設(shè)，后段再開設(shè)“數(shù)字測圖”?；诘乩硇畔?shù)據(jù)生產(chǎn)過程，將“地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用、空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用、地圖制圖”三個學(xué)習(xí)領(lǐng)域安排在第三學(xué)期同步開設(shè)，將學(xué)科體系下“地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用”課程中原空間數(shù)據(jù)組織與管理部分的內(nèi)容并入“空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用”課程，原地理信息與地圖制圖部分的內(nèi)容分解到“地圖制圖”學(xué)習(xí)領(lǐng)域中，“地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用”學(xué)習(xí)領(lǐng)域重點培養(yǎng)學(xué)生GIS軟件操作技能、GIS數(shù)據(jù)采集與處理能力、綜合運用空間分析方法解決實際問題的能力?！翱臻g數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用”學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程主要培養(yǎng)學(xué)生SQL Server數(shù)據(jù)庫管理軟件的操作技能、運用ArcSDE組織和管理空間數(shù)據(jù)的能力。將“遙感技術(shù)應(yīng)用、數(shù)字?jǐn)z影測量、控制測量和GNSS定位測量”四個學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程安排在第四學(xué)期同步開設(shè)，重點培養(yǎng)學(xué)生利用航空攝影影像和各種遙感影像資料、測繪儀器和計算機系統(tǒng)，測繪地形圖，制作4D產(chǎn)品的能力。各門課程以工作過程為導(dǎo)向，進行了重新整合和序化，而知識的總量不變。

2.3 學(xué)習(xí)情境設(shè)計學(xué)習(xí)情境是一個項目化、案例化的學(xué)習(xí)單元，它把理論知識、實踐技能與實際應(yīng)用環(huán)境結(jié)合在一起。學(xué)習(xí)情境在形式上相當(dāng)于學(xué)科體系中課程的章節(jié)，又與之有所區(qū)別。學(xué)科體系下課程的章節(jié)是按知識的結(jié)構(gòu)由簡單到復(fù)雜進行排列，而學(xué)習(xí)情境在選擇合適的載體基礎(chǔ)上，由項目或任務(wù)引出，是按照任務(wù)的難易程度進行排列?？稍谝粋€學(xué)習(xí)情境的學(xué)習(xí)中按照工作步驟組織教學(xué)，學(xué)生在完成一個個項目或任務(wù)的過程中增長知識，積累經(jīng)驗，熟悉工作過程[6]。

以“地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用”學(xué)習(xí)領(lǐng)域為例，設(shè)計了5個學(xué)習(xí)情境[7]：認識GIS、空間數(shù)據(jù)采集與質(zhì)量控制、空間數(shù)據(jù)處理、空間查詢與分析、地理信息系統(tǒng)技術(shù)綜合應(yīng)用。每個學(xué)習(xí)情境都是以任務(wù)驅(qū)動，圍繞任務(wù)的實施和完成來組織教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計教學(xué)方法和教學(xué)手段?，F(xiàn)以學(xué)習(xí)情境2――對空間數(shù)據(jù)的采集與質(zhì)量控制的設(shè)計加以說明，如表3所示。

最后，在完成了學(xué)習(xí)情境的設(shè)計之后，要進行具體學(xué)習(xí)單元的設(shè)計，即對各學(xué)習(xí)情境進行細化，如表4所示。

3課程方案特點

與學(xué)科體系下的課程方案相比，本課程方案具有如下特點：

①本課程方案是在分析、整理典型職業(yè)活動的工作過程的前提下，按照由簡單到復(fù)雜的工作任務(wù)進行重構(gòu)，形成工作過程系統(tǒng)化的課程方案，適合于具有形象思維特點的高職學(xué)生的學(xué)習(xí)；

②工作中的場景通過學(xué)習(xí)領(lǐng)域來體現(xiàn)，教師在學(xué)習(xí)情境中以項目導(dǎo)向來組織教學(xué)，采取任務(wù)驅(qū)動法、案例教學(xué)法等進行教學(xué)，學(xué)生實踐以完成工作任務(wù)為目標(biāo)，實現(xiàn)了教學(xué)做合一，理論與實踐合一，突出了工學(xué)結(jié)合；

③學(xué)生通過完成多個項目或任務(wù)，不僅積累了經(jīng)驗，而且掌握了工作的技能和完整工作過程的思維能力。

本方案在昆明冶金高等?？茖W(xué)校2008、2009、2010級地理信息與地圖制圖技術(shù)專業(yè)的教學(xué)中開始實施，已取得顯著成效。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能整體把握今后的職業(yè)工作過程及工作任務(wù)，學(xué)習(xí)目的性強，學(xué)習(xí)效率高、效果好，學(xué)生的職業(yè)能力和素質(zhì)得到較大提升。

4結(jié)語

當(dāng)前的職業(yè)教育改革，除了完成工作過程系統(tǒng)化的課程開發(fā)外，還有兩個最緊迫的任務(wù)，就是任務(wù)驅(qū)動的系列教材開發(fā)和“雙師型”教師的培養(yǎng)。因此，高職院校應(yīng)該大力推動專業(yè)教師深入生產(chǎn)企業(yè)第一線，盡快使專業(yè)教師成為具有企業(yè)經(jīng)驗的“雙師型”人才，在此基礎(chǔ)上，才能夠順利進行工作過程導(dǎo)向的系統(tǒng)化課程開發(fā)與實施，以及配套的系列教材開發(fā)。

參考文獻：

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[4]周虹.以工作過程為導(dǎo)向，設(shè)計數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程方案[J].科技信息， 2008（1）.

[5]張虹.培養(yǎng)應(yīng)用型人才課程改革是關(guān)鍵[J].北京聯(lián)合人學(xué)學(xué)報（人文社會科學(xué)版），2008（6）.

篇10

【關(guān)鍵詞】卓越工程師實踐教學(xué)地理信息系統(tǒng)

【中圖分類號】G64 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）03-0003-02

1.引言

2010年教育部啟動“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”），該計劃是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。該計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)。

武漢理工大學(xué)作為教育部首批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點院校，“卓越計劃”的主要目標(biāo)是著力提高學(xué)生的工程意識、工程素養(yǎng)和工程實踐能力，培養(yǎng)適應(yīng)我國經(jīng)濟社會發(fā)展需要的各類工程技術(shù)人才。地理信息系統(tǒng)（GIS）專業(yè)是一門工程性和實踐性很強的學(xué)科，如何培養(yǎng)出高素質(zhì)的、具有很強的工程實踐能力的專業(yè)型地理信息系統(tǒng)人才，是擺在我們面前的一道難題。

國外大學(xué)地理信息系統(tǒng)的培養(yǎng)目標(biāo)定位于講授GIS理論及實踐應(yīng)用，要求學(xué)生掌握基本的GIS理論和GIS應(yīng)用[1]。在實踐課程設(shè)置方面，將實踐教學(xué)與理論課程結(jié)合得更為緊密，集中安排類似于課程設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)，部分課程將實習(xí)穿插其中，重視測量工程、自然地理、人文地理、經(jīng)濟地理的野外實踐，一些高校在課程實踐教學(xué)中率先開始使用面向?qū)ｎ}應(yīng)用的實踐教學(xué)模式，突出學(xué)生在專題應(yīng)用情境等實踐中學(xué)習(xí)[2]，強調(diào)學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用技能培養(yǎng)，要求學(xué)生必須在GIS實驗室中完成一定的研究實驗和創(chuàng)新實驗。

目前我國GIS專業(yè)本科教育發(fā)展很快，從工程實踐教學(xué)體系上不同背景GIS專業(yè)都汲取其各自學(xué)科的營養(yǎng)精華，重視GIS綜合性實踐活動的改革與建設(shè)，強調(diào)在人才培養(yǎng)上的教學(xué)與科研相結(jié)合，理論與工程實踐相結(jié)合，取得了顯著的成效[3]，但是與國外相比，在學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)方面還存在不足。有些教師存在重視基本原理和基本方法等理論方面的教育，對實踐教學(xué)重要性的認識仍然不足。長期的應(yīng)試教育，造成部分學(xué)生只重視理論課而輕視實驗課，甚至相當(dāng)一部分學(xué)生對實驗課敷衍了事，更別談向工程型人才轉(zhuǎn)變了。因而從現(xiàn)在開始，應(yīng)該著手對GIS實踐教學(xué)體系和內(nèi)容進行系統(tǒng)的研究，根據(jù)各學(xué)校GIS專業(yè)學(xué)科優(yōu)勢、企事業(yè)合作特點和特有的實踐教學(xué)平臺構(gòu)建相應(yīng)的實踐教學(xué)模式，為特定的工程領(lǐng)域培養(yǎng)受歡迎的GIS人才。

2.研究意義

地理信息系統(tǒng)是一門技術(shù)性、實踐性很強的新學(xué)科，是與計算機技術(shù)、地理學(xué)、測繪學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等密切相關(guān)的一門交叉性、邊緣性學(xué)科[4]。目前，GIS專業(yè)已經(jīng)在城市規(guī)劃管理、交通運輸、測繪、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、制圖等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益[5]。正由于地理信息系統(tǒng)是一門多學(xué)科結(jié)合的綜合性學(xué)科，實踐性很強，研究GIS專業(yè)的實踐教學(xué)改革來培養(yǎng)更高素養(yǎng)的卓越工程師具有非常重要的意義。

（1）實踐教學(xué)能作為理論教學(xué)的重要補充內(nèi)容。GIS專業(yè)培養(yǎng)的卓越工程師，不但要有深厚的理論基礎(chǔ)，而且要掌握過硬的實踐技術(shù)，而實踐教學(xué)可以彌補學(xué)生在動手能力方面的欠缺。

（2）實踐教學(xué)能顯著提高教學(xué)質(zhì)量。通過實踐教學(xué)可以將理論與實踐很好的結(jié)合起來，使得稍顯枯燥的理論課程更容易被學(xué)生接受，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能夠讓學(xué)生了解GIS專業(yè)在社會中的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展方向，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

（3）實踐教學(xué)能培養(yǎng)“來之能戰(zhàn)”的卓越工程師。實踐教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、科研能力方面的作用重大，在培養(yǎng)人才方面起著不可取代的作用。通過課內(nèi)實驗、課程設(shè)計、自主創(chuàng)新、企事業(yè)合作等實踐教學(xué)全面增強學(xué)生獨立分析和解決問題的能力、創(chuàng)造性思維能力，為將來工作和走向社會奠定了強大的基礎(chǔ)。

3.研究內(nèi)容

本研究以武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院GIS專業(yè)的實踐教學(xué)為研究對象，以資源、環(huán)境的特定應(yīng)用領(lǐng)域為主線，旨在提高學(xué)生的實踐動手能力，并以學(xué)校提出的“卓越人才工程培養(yǎng)”為契機，分析GIS專業(yè)的實踐教學(xué)的現(xiàn)行模式的優(yōu)缺點，提出新的實踐教學(xué)要求、實踐教學(xué)內(nèi)容、實踐教學(xué)方法和模式，提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)合格的GIS人才。

（1）分析GIS專業(yè)實踐教學(xué)現(xiàn)行模式的優(yōu)缺點。經(jīng)過8年的地理信息系統(tǒng)專業(yè)的建設(shè)，武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院的GIS專業(yè)的實踐教學(xué)模式取得了一定的成績，提高了學(xué)生的動手能力，學(xué)生在課內(nèi)實驗、項目研發(fā)、創(chuàng)新實驗、GIS競賽方面都有了長足的進步，并且學(xué)生近幾年的就業(yè)率也比較高，說明該專業(yè)培養(yǎng)的人才也得到了社會的認可。但科技和社會都在進步，現(xiàn)行的實踐教學(xué)模式也有待加強，比如如何更好的激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力就是擺在我們面前的問題。

（2）研究GIS專業(yè)實踐教學(xué)要求。在科技進步飛速發(fā)展的今天，討論GIS專業(yè)實踐教學(xué)的基本要求。任何GIS專業(yè)的發(fā)展必須依托相關(guān)的其他學(xué)科的發(fā)展，將GIS技術(shù)用于具體的行業(yè)領(lǐng)域，才能使GIS永葆活力。本研究結(jié)合武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院的優(yōu)勢學(xué)科（資源、環(huán)境），以資源、環(huán)境領(lǐng)域的專題應(yīng)用為主線，以礦業(yè)資源、礦山環(huán)境為特定發(fā)展領(lǐng)域，探究GIS專業(yè)的實踐教學(xué)要求。

（3）研究GIS專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容。不同學(xué)校、依托不同的專業(yè)，GIS專業(yè)實踐內(nèi)容會有所不同。該文中所有的實踐內(nèi)容以資源、環(huán)境為主線，以提高學(xué)生的動手能力為指導(dǎo)，以培養(yǎng)卓越工程師為目標(biāo)，來制定相應(yīng)的實踐內(nèi)容。在實踐教學(xué)內(nèi)容的制定過程中，盡量做到實踐課和理論課的平衡，以實踐課來強化對理論課的理解，以理論來加強對實踐的指導(dǎo)。實踐教學(xué)內(nèi)容應(yīng)從課程實踐、野外實踐、創(chuàng)新實踐、項目實踐、競賽實踐、企業(yè)實踐等方面來全方位考慮，針對學(xué)生的不同特長，從不同的實踐方面來分別培養(yǎng)，從而做到由易到難，學(xué)生更容易掌握實踐內(nèi)容，提高自己的實踐動手能力，培養(yǎng)出不同方向發(fā)展的專業(yè)型人才。

（4）研究GIS專業(yè)實踐教學(xué)方法。好的方法是事情成功的一半，因此，在確定了實踐教學(xué)內(nèi)容后，就要制定能取得良好效果的教學(xué)方法?；旧蟻碚f， GIS專業(yè)實踐教學(xué)方法可以概括為“先易后難”、“老師引導(dǎo)、學(xué)生自主”、“重視專題、加強應(yīng)用”?！跋纫缀箅y”就是首先通過簡單的應(yīng)用為引入點，以一個簡單的GIS應(yīng)用作為案例，激發(fā)學(xué)生對于GIS專業(yè)的興趣，然后學(xué)生才愿意在更深入的方面做些實踐，可以先進行課程實踐和野外實踐，然后過渡到競賽實踐、企業(yè)實踐和創(chuàng)新實踐?！袄蠋熞龑?dǎo)、學(xué)生自主”就是在實踐的過程中，不能像傳統(tǒng)的填鴨式教育一樣，要充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和敢于創(chuàng)新能力，給出一個問題，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案和過程，培養(yǎng)學(xué)生解決科研問題的能力。“重視專題、加強應(yīng)用”就是要以資源、環(huán)境這個特定領(lǐng)域為專題方向，引導(dǎo)學(xué)生將GIS技術(shù)應(yīng)用到該領(lǐng)域，同時，鼓勵學(xué)生參與各類型的競賽項目，向?qū)W生提供參與教師項目和企業(yè)合作的機會，強化GIS在該專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，以GIS專業(yè)來解決該領(lǐng)域的問題。同時，資源、環(huán)境優(yōu)勢學(xué)科領(lǐng)域也可以拓寬GIS專業(yè)的發(fā)展方向。

（5）研究GIS專業(yè)的實踐考核方法。課程考核是促進學(xué)生學(xué)習(xí)的重要動力機制，也是考查學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一種手段。雖然考核不是目的，但是可以通過考核適當(dāng)給學(xué)生壓力，讓學(xué)生主動對不熟悉的內(nèi)容進行鞏固，達到增強學(xué)習(xí)效果的目的。對于實踐的考核不能采用傳統(tǒng)的筆試考核方式，要研究新的考核辦法?？梢酝ㄟ^老師出題，學(xué)生上機的方式來及時考核。也可以讓學(xué)生自主選題，給出規(guī)定的時間后，讓學(xué)生準(zhǔn)備報告，現(xiàn)場答辯并演示選題成果。也可以讓合作企業(yè)對學(xué)生的實踐效果進行評價。通過多種考核方式，能夠全方位提高學(xué)生的實踐動手能力，為學(xué)生的工程化訓(xùn)練提供最終的考評結(jié)果。

4.研究方法

（1）對比研究。國內(nèi)外已經(jīng)有很多學(xué)者和教學(xué)研究者對實踐教學(xué)改革都進行了探索[6-8]，因此，可以基于國內(nèi)外GIS專業(yè)（尤其是與資源、環(huán)境的優(yōu)勢學(xué)科相關(guān)的GIS專業(yè)）的實踐教學(xué)體系、方法和模式，對比武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院GIS專業(yè)的實踐教學(xué)體系、方法，分析該體系、方法的優(yōu)缺點，好的方法繼續(xù)保持并深化，有缺陷的地方提出相應(yīng)的改革措施。

（2）調(diào)查研究。調(diào)研國內(nèi)資源、環(huán)境領(lǐng)域的研究前沿，將GIS專業(yè)的實踐教學(xué)內(nèi)容與資源、環(huán)境領(lǐng)域的熱點研究問題進行關(guān)聯(lián)，對于武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院的GIS專業(yè)來說，應(yīng)該將礦山GIS作為最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，所有實踐的內(nèi)容以此為主線，培養(yǎng)為資源、環(huán)境領(lǐng)域服務(wù)的專門GIS工程人才。

（3）實例研究?；趯嵺`教學(xué)內(nèi)容中的課程實踐、野外實踐、創(chuàng)新實踐、項目實踐、競賽實踐等方面，以資源、環(huán)境領(lǐng)域為主線，在各個實踐方面具體實施，驗證實踐內(nèi)容和實踐教學(xué)方法的效果。

（4）統(tǒng)計研究。通過采用調(diào)查問卷的形式來收集相關(guān)信息，比如就業(yè)率、競賽成績、創(chuàng)新成果、參與項目、企業(yè)合作成績等，經(jīng)過統(tǒng)計分析，來評價這些實踐教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)效果。

5.總結(jié)

地理信息系統(tǒng)的實踐教學(xué)對培養(yǎng)高素質(zhì)的工程師具有很重要的意義，通過教學(xué)實踐的改革研究，可以推動GIS專業(yè)人才創(chuàng)新能力的提高，可以培養(yǎng)“來之能戰(zhàn)”的專業(yè)型工程人員，促進GIS專業(yè)的就業(yè)率。而且始終以資源、環(huán)境特定應(yīng)用領(lǐng)域為切入點，所以實踐教學(xué)的內(nèi)容、實踐教學(xué)方法的成果可以推廣到其他類似的高校和科研單位，為其他高校和科研單位的人才培養(yǎng)提供一定的借鑒作用。甚至可以將實踐教學(xué)成果進行提煉、總結(jié)，建立GIS實踐示范工程，建設(shè)較高水平的科技創(chuàng)新基地，最后將其轉(zhuǎn)化成科研成果和生產(chǎn)力。

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