地理信息科學專業(yè)培養(yǎng)方案
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地理信息科學專業(yè)培養(yǎng)方案范文第1篇
關鍵詞：教學內容；地理信息系統(tǒng)原理；研討式
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）09-0116-02
一、《地理信息系統(tǒng)原理》實施研討式教學的必要性
（一）信息化條件下大學本科教學模式的需求
目前，傳統(tǒng)的教學模式以被動的接收信息與知識、靠記憶獲取知識已經不符合時代潮流，不能滿足信息化時代對大學生提出的要求。從教與學各個方面進行教學改革，以教促學是信息化時代本科教學的需要。大學本科生畢業(yè)之后，幫你解決問題的是你思維，不是你記住多少，記住什么，而是你怎么想的，怎么解決問題。信息時代的教學模式在文化繼承的同時更注重培養(yǎng)人的創(chuàng)造性，實現(xiàn)對文化的不斷超越，這是信息時代對每一個社會成員素質的基本要求。
（二）“數字湖南”人才建設的需求
“四個湖南”即綠色湖南、創(chuàng)新型湖南、數字湖南和法治湖南，其中創(chuàng)新是發(fā)展的動力和活力，數字化是重要支撐。建設數字湖南，充分利用信息技術，是“四個湖南”建設的基礎和支撐，是加快建設“兩型社會”的客觀要求和必然選擇。地理信息科學（GIS）專業(yè)學生是“數字湖南”建設的潛在與貯備人才，是“數字湖南”建設的生力軍。
（三）貫徹實施國家高等教育質量工程的需求
21世紀，知識經濟化、經濟全球化和高度信息化，對新世紀人才提出了更高的要求。人才強國的戰(zhàn)略把教育工作提高到一個新的高度，高等教育由精英教育走向大眾化教育，素質教育納入到整個教育質量體系之中。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》把全面提高質量作為高等教育發(fā)展的核心任務，高等教育質量工程成為教育發(fā)展與改革的重點。
二、《地理信息系統(tǒng)原理》課程研討式教學內容
（一）《地理信息系統(tǒng)原理》課程教學重點與教學難點
《地理信息系統(tǒng)原理》是地理信息科學專業(yè)的核心課程，也是測繪工程、土地資源管理等專業(yè)的主干課程。地理信息系統(tǒng)是利用計算機技術對地球表層空間中的地理分布數據進行采集、儲存、管理、分析和顯示的技術系統(tǒng)，處理和管理的對象是地理空間實體數據及其關系。課程主要目的是使學生掌握空間數據的存貯、管理和組織方式和空間分析的方法，了解地理信息系統(tǒng)學科的基本特征，了解國內外大型地理信息系統(tǒng)軟件的空間數據結構組織，并掌握常用GIS軟件的操作。根據《地理信息系統(tǒng)原理》課程特點和教學目的，本課程的教學重點為空間數據獲取方式與空間數據質量、空間數據模型、兩種常用空間數據結構和編碼方式、空間數據庫的組織方式、空間分析的原理與方法。本課程的教學難點為空間數據模型、兩種常用空間數據結構、空間分析的原理。
（二）《地理信息系統(tǒng)原理》課程研討式問題的設計
依據《地理信息系統(tǒng)原理》課程的教學重點和教學難點，結合數字城市建設對人才的實際需求，在地理信息科學專業(yè)和測繪工程專業(yè)設置4―6個研討式的問題，以教師提出問題，學生思考與討論問題，教師引導式解決問題的方式進行教學。在研討式教學過程中，研討式的問題的設置是關鍵，設置的問題需要能激起學生的興趣，又能結合信息化時代對地理信息科學的相關要求。以長沙市公交線路的空間分布、空間數據建模、空間數據編碼與路徑分析為例，設置5個研討式的問題，學生在課堂上分小組討論問題，并總結小組答案，組長描述解決問題的過程與最終解決問題的方式。
三、《地理信息系統(tǒng)原理》課程研式教學方式
（一）小班模式
針對30人以下的小班教學，研究GIS本科專業(yè)必修課程課堂教學時學生參與方式，確保即能完成教學任務又能激發(fā)學生學習積極性。30人以下的小班，以5人為一個小組，6個小組，每個小組通過課前收集資料，課堂討論與組長匯報解決方案，課后整理總結。《地理信息系統(tǒng)原理》共設置5個研討式問題，3個問題在理論課堂解決，2個問題在實驗課堂解決。
（二）大班模式
針對30人以上的大班教學，依據學生個體差異，分2個大組進行研討式問題的設計，提供2組研討式問題。每組研討式問題列出5個研討式問題，每個小組通過課前收集資料，課堂討論與組長匯報解決方案，課后整理總結。3個問題在實驗課堂解決，2個問題在理論課堂解決。
四、《地理信息系統(tǒng)原理》課程研討式教學的效果
在2011級和2012級地理信息系統(tǒng)和測繪工程專業(yè)的《地理信息系統(tǒng)原理》課程實行研討式教學，課程總課時為32理論，16實驗，其中地理信息系統(tǒng)專業(yè)采用小班教學模式，在3次理論和2次實驗課堂中采用研討式教學。測繪工程專業(yè)采用大班教學模式，在2次理論和3次實驗課堂中采用研討式教學。
從表1可以看出，采用研討式教學模式，學生參與度明顯提高，能夠體現(xiàn)學生學習的積極性和主動性。但研討式教學時教學進度比較慢，《地理信息系統(tǒng)原理》共48課時，教學內容比較多，受到課時的限制，研討式教學的內容和研討式教學的問題不應設置的太多，因此，研討式問題的設置一定是教學重點和教學難點，研討式教學目的是為了學生更好地理解教學難點內容。
參考文獻：
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The Discussion on Teaching Content and Mode of Geographic Information System
ZHAO Chun-yan，CHU Rong
（College of Science，Central South University of Forestry & Technology，Changsha，Hunan 410004，China）
地理信息科學專業(yè)培養(yǎng)方案范文第2篇
關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；教學方法；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：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、地圖學、測繪科學、遙感科學與技術、計算機科學、數學密切相關，同時涉及土地科學、資源學、環(huán)境科學、城鄉(xiāng)規(guī)劃等學科知識，是一門典型的交叉型學科，同時也是一門應用性很強的學科。隨著GIS技術在眾多領域的應用，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)應用型人才為主，GIS專業(yè)課程的教學質量高低直接關系到通過高等教育培養(yǎng)的專業(yè)人才能否適應當前社會發(fā)展的需求。由此，為了更好地適應社會發(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)課程所采用的教學模式仍是傳統(tǒng)的講授模式，注重對學生理論知識的傳授，忽略了GIS專業(yè)的應用性特點，缺乏對學生實際操作能力的重視，忽視了對學生綜合能力的培養(yǎng)。不同的教學方法適用于不同的專業(yè)課程，在教學活動中引入適合本專業(yè)特點的教學方法，會起到事半功倍的效果，教學質量也會有大幅的提升。而GIS專業(yè)應用性很強的特點也要求教師在教學方法上有所改進。
2.實踐教學缺乏。實踐教學是一個較為復雜的教學活動，一般指教學活動中的實驗、設計、實習、實踐等，是高等教育教學的重要組成部分，也是GIS專業(yè)自身特點的要求。GIS專業(yè)作為一個應用性十分強的專業(yè)，通過課程設計、模擬實訓、社會調查、畢業(yè)實習、畢業(yè)論文等具體的實踐環(huán)節(jié)，能夠提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生自主學習的能力，培養(yǎng)學生分析、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計上實踐課的課時偏少、對實踐教學投入的經費少等原因，雖然經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.教學手段運用單一。多媒體和網絡技術能夠提供圖文、聲像并茂的多種感官刺激，能夠創(chuàng)設形象、直觀的交互式學習環(huán)境，激發(fā)學生的學習興趣，提高教學質量，同時還能提供大量的信息資源。如果能夠運用這些網絡資源和多媒體手段，不僅有利于學生主動發(fā)現(xiàn)、主動探索精神的培養(yǎng)，還有利于學生認知結構的形成與發(fā)展。但目前在高校地理信息系統(tǒng)專業(yè)的課堂教學中，基本上采用PPT講授的方法，對于其他多媒體技術和網絡資源的使用還很少。
4.教學考評模式簡單。地理信息系統(tǒng)是一門應用領域十分廣泛的學科，是以培養(yǎng)應用型人才為主，因此教學考評模式不能延用傳統(tǒng)的考核模式，應更多地強調學生在學習過程中的變化與發(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；注重激勵性評價，培養(yǎng)學生的自信心和自尊心。但目前許多高校GIS專業(yè)教學評價模式仍以單一的筆試成績來評價所有學生，教學考評模式過于簡單，不能真實、全面地反映學生的學習成績。
三、地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程教學改革措施
1.注重案例教學。案例教學法是指利用已有的案例作為個案讓學生分析和研究，在此基礎上提出各種解決問題的方案，從而提高學生分析、解決問題的能力的一種教學方法。案例教學作為一種行之有效的教學法已被廣泛引入我國高校課堂。GIS專業(yè)課程具有應用性很強的特點，把案例教學引入課堂，能夠提高學生理論水平與實踐能力，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際分析問題、解決問題的綜合能力，從而提高教學效率，提升教學質量。
2.加強教學實踐環(huán)節(jié)。教學實踐是地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程教學的重要環(huán)節(jié)，計算機類課程是GIS專業(yè)的基礎課，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。實踐教學環(huán)節(jié)是對理論教學的補充與深化，能夠使學生熟練掌握arcgis、ERDAS等軟件，也是對學生應用能力的培養(yǎng)。同時，野外考察實習也是GIS專業(yè)必不可少的實踐環(huán)節(jié)，是對校內實踐課程的補充，其目的是使學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。除此之外，讓學生參與科研也是一種很好的實踐教學，教師根據情況可以讓學生參與教師本人或其他教師的科研項目，讓學生從實踐中學習，這樣不僅能對所學理論知識融會貫通，還能培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。因此，高校地理信息系統(tǒng)專業(yè)在課程的設計方面應適當加大實踐操作環(huán)節(jié)，對于掌握理論課所講授的基本內容，提高學生的實際動手能力、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，都具有十分重要的意義。
3.積極運用網絡資源與多媒體手段。20世紀90年代以來，隨著計算機技術和現(xiàn)代信息技術的快速發(fā)展，網絡資源及多媒體手段已廣泛應用于教育領域的各個方面。在傳統(tǒng)教學中難以精確描述、學生難以充分理解的抽象內容通過多媒體手段能予以較好解決。地理信息系統(tǒng)技術的發(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習方式。這些網站介紹了GIS的相關概念和應用、各類數據來源以及處理方式等相關問題。同時，許多著名的GIS軟件生產公司的網址，如ESRI公司，這類網址上包含了軟件產品介紹、軟件包、程序設計技巧、大型數據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程序進行教學演示。除此之外，GIS精品課程也為GIS專業(yè)課程教學提供了豐富的精品資源，GIS精品課程的教學資源包括教學大綱、教案、課程教材、實習教材、實習指導書、習題集等，為師生提供了多種可供選擇的學習方式。總之，豐富的網絡資源也為教師和學生提供了一個良好的學習環(huán)境，大大優(yōu)化了教學過程，豐富和完善了教學內容，提高了教學質量。網絡與多媒體的運用使教學效果起到事半功倍的作用，而且也提高了學生的學習興趣，同時也加強了學生綜合素質和能力的培養(yǎng)。
4.強化教學評價改革。地理信息系統(tǒng)是一門理論知識與實踐能力高度結合的課程，注重提高學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生的這種能力，因此在量化成績時應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。平時成績應以學生參加案例討論、野外實習、交流、問題回答、出勤、課后作業(yè)等作為依據；期末考試也應重點考核學生理論聯(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生，注重知識測試和能力測試，對提高學生學習的積極性以及提升學生各方面的能力起到了積極的作用。
四、結語
地理信息系統(tǒng)具有很強的實踐性和理論指導性相結合的特點。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、基礎理論知識扎實、實踐能力強及高素質的復合型人才已成為用人單位的寵兒，而教學改革是培養(yǎng)這種復合型人才的重要途徑。通過采用多樣化的教學方法，應用豐富的網絡資源以及采用多媒體手段和改革教學評價體系，學生不僅能更好地掌握和運用理論知識，而且能培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的實際操作能力，為其以后步入社會打下堅實的基礎。
參考文獻：
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地理信息科學專業(yè)培養(yǎng)方案范文第3篇
關鍵詞：GIS，實驗教學，案例教學
收稿日期：2007―09―15
項目來源：黑龍江省新世紀高等教育教改工程項目（2006）“資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革與實踐”階段性成果。
作者簡介：張慧(1976―)，女，漢族，專業(yè)：地理信息系統(tǒng)，助教。
前言
資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)是國家教育部1999年頒布實施的高校新專業(yè)目錄中新設立的專業(yè)，旨在培養(yǎng)具有資源、環(huán)境與規(guī)劃管理能力的綜合性人才。GIS即地理信息系統(tǒng)，用于處理、管理多種地理空間實體數據及其關系，解決復雜的規(guī)劃、決策和管理問題。為滿足社會發(fā)展的要求,培養(yǎng)面向資源規(guī)劃和管理專業(yè)的高素質專業(yè)人才,不斷加強地理信息系統(tǒng)課程的實踐教學使學生掌握GIS基本技能,培養(yǎng)分析應用能力和創(chuàng)新精神是十分必要的。
一、GIS技術在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應用
(一)建立城鄉(xiāng)規(guī)劃數據庫
隨著“數字地球”概念的提出,各個城市也開始了“數字城市”建設的步伐。數字城市是從工業(yè)化時代向信息化時代轉換的基本標志之一，城市信息化建設中的一項很重要的工作就是城市空間信息基礎數據庫的建設。主要內容包括：
基礎地理信息：主要包括城市系列比例尺基本地形圖、城市地下空間信息圖件及4D產品等內容。
規(guī)劃專業(yè)信息：城市規(guī)劃專業(yè)信息的主要內容包括：總體規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃、控制性規(guī)劃、專題規(guī)劃、用地規(guī)劃、道路規(guī)劃等，以圖形數據為主，基本涵蓋了城市規(guī)劃工作的全部內容。
規(guī)劃文檔信息：規(guī)劃文檔信息主要包括：規(guī)劃管理、用地、建設工程、報建、法規(guī)、規(guī)劃設計等，以文檔信息為主，是規(guī)劃業(yè)務辦公流程中的重要數據，一般以數據庫方式進行管理是規(guī)劃部門長期積累的成果資料。
(二)建設和維護城鄉(xiāng)規(guī)劃信息系統(tǒng)
城市規(guī)劃信息系統(tǒng)（UrbanPlanningInformationSystem，簡稱UPIS）是一個由人、計算機等組成，能對城市規(guī)劃相關信息的收集、傳送、儲存、加工、維護和使用的系統(tǒng)，它不僅僅是一個技術系統(tǒng),而且是一個管理系統(tǒng)、社會系統(tǒng)。城市規(guī)劃信息系統(tǒng)是以實現(xiàn)城市規(guī)劃建設和管理為主要目標，在功能上要求支持空間信息的查詢、支持規(guī)劃工作的日常業(yè)務辦公流程以及公眾的信息服務，因此，這是一個屬于城市規(guī)劃部門的操作型的實用系統(tǒng)。系統(tǒng)以GIS技術為基礎，面向辦公自動化管理，對圖、文信息進行有效集成。
(三)城鄉(xiāng)規(guī)劃中引進GIS進行輔助設計
利用GIS技術，可以獲取詳盡、可靠、準確的測繪基礎數據，大大提高了城市規(guī)劃的科學性。同時GIS技術強大的制圖和空間分析能力，可在短時間內提供多方案比選，增加了規(guī)劃設計方案的合理性。而且，GIS可提供自動地生成各種規(guī)劃用圖、表格和報告的工具，利于數據庫的更新，因而還可以實現(xiàn)城市規(guī)劃的動態(tài)監(jiān)控。通過對GIS的研究和使用，還可增強測繪人員和城市規(guī)劃人員的協(xié)作，使信息的獲取和使用臻于統(tǒng)一，促進城市規(guī)劃工作。
二、教學內容的設置
GIS對于不同學科,其研究內容和研究重點存在差異。目前,全國開設GIS課程的高校很多,涉及的專業(yè)也很多,面向資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)的GIS主要是從事關于資源開發(fā)、環(huán)境保護、城市規(guī)劃建設、土地管理等方向的工作,結合專業(yè)本身的特點和市場的需求考慮,該專業(yè)的GIS課程教學內容和教學方法應主要以空間數據的處理、分析和規(guī)劃設計為主。即空間數據的信息化和應始終成為資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程的主線。
三、實踐教學的改革
(一)實踐教學的課程內容設置
重基礎知識傳授,忽視技術應用是當前GIS教學中存在的一個問題。
地理信息系統(tǒng)是一門理論與實踐、知識與能力高度統(tǒng)一的課程，實驗教學也是本課程的重要環(huán)節(jié)。它對于掌握理論課所講授的基本內容、提高學生的創(chuàng)新思維，都具有十分重要的意義。實驗教學應按照教學大綱的要求制定實驗教學大綱，并一次安排實驗課教學。按照實驗目的的不同，將實驗看分為“原理驗證實驗”與“創(chuàng)新實驗”兩部分。原理驗證實驗重在幫助學生掌握地理信息系統(tǒng)的基本操作與基本技能，學生可以根據實驗指導教材所述方法步驟完成。這部分實驗內容分為基本技能和綜合實習兩部分，通過完成實驗作業(yè)可以對一些難理解的重要環(huán)節(jié)做到真正理解并能夠應用，并可用通過實習課作業(yè)的完成情況檢驗學生理論課的學習狀況，及時調整并補充理論課的教學內容；創(chuàng)新實驗由學生自己提出實驗構想與實驗方案，報指導教師，在指導教師的幫助下，由學生獨立完成，以拓寬學生的思維，培養(yǎng)學生的主觀能多性與創(chuàng)新能力。
(二)實踐教學方法
根據不同的實驗目的和內容，采用不同的教學方法。對于原理驗證實驗中的基本技能實習內容，主要采用的教學方法為多媒體課件演示；對于綜合實習部分的內容，采用的是案例教學。通過對真實、典型事例的分析和解決思路、方法的講解和演練，使學生進一步理解非典型事物與事理，提高學生綜合運用所學的知識，分析問題和解決問題的能力。案例教學不是要求唯一標準的答案,而是要求學生發(fā)揮主觀能動作用,增強實踐和運用知識的能力與經驗。在典型案例教學中案例的素材取之于實踐,有真實的細節(jié)，在教學過程中,學生真實地面對問題,其處理和解決的方法就是以后工作中的實際應用3。
對于創(chuàng)新實驗部分采用的教學方法主要是自學、討論和教師單獨指導。大學生可以通過獨立申請大學生創(chuàng)新基金或是通過參加各種單位舉辦的地理信息系統(tǒng)的創(chuàng)新大賽來進行創(chuàng)新實驗，在創(chuàng)新實驗的過程中通過由學生自己設計、自己實施和教師指導,充分發(fā)揮主動性、創(chuàng)造性，提高學生綜合能力，提前進入工作適應期,為畢業(yè)后較早進入狀態(tài)奠定基礎。
(三)實踐教學的檢驗方法
要想培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維、綜合素質、拓寬知識面,就必須改革考試方法和考試內容,使考試方式靈活多樣。以前的考試方法,大部分要求學生對課本內容死記硬背,常造成高分低能現(xiàn)象。通過改革，采用筆試+機試（分值比重6：4）。筆試部分主要考察學生的基本理論知識掌握程度，而機試部分主要考察學生的實際動手能力和獨立分析解決問題的能力。通過學生對該課程的教學反饋來看,這項改革取得了不錯的效果,在某種程度上改變了學生平時不努力、考試突擊過關的不良學風。
參考文獻：
〔1〕胡曉東.淺談GIS技術在城市規(guī)劃中的應用，科技資訊，2005NO.26，138―139.
地理信息科學專業(yè)培養(yǎng)方案范文第4篇
關鍵詞：項目課題模式；GIS原理；課程設計
中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）08-1828-03
地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）是一門集計算機科學、人工智能、網絡通訊技術、地理學、測繪學、環(huán)境科學、城市科學、空間科學、信息科學和管理科學等為一體的新興邊緣交叉學科，它的涉及面廣、技術性強、應用領域多。目前，全國有500多所高校開設了與GIS相關的專業(yè)和課程[1]。但各個高校所依托的學科部門不同，在GIS教學課程設計上也各有側重。但“GIS原理”作為該專業(yè)的一門重要的、核心基礎課程，在很多學科專業(yè)都有學習。以我系為例，我系現(xiàn)有地理科學、旅游管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃和GIS四個專業(yè)，除旅游管理外，其他三個專業(yè)都開設了該課程，旅游管理也有一門專門的“旅游GIS”作為選修課。而該門課程理論性和實踐性都很強，只學理論或者只學實踐都是不合理的。因此，我系該課程的安排都是理論和實踐并重，在教學方法上不斷探索和改進，探索先進有效的教學理念和方法已經成為GIS教學的教改熱點。
基于項目課題的教學模式，也稱為項目驅動的教學模式，是一種建立在建構主義教學理論基礎上的新方法，建構主義學習理論認為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學習者在一定的情境下，借助他人的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構方式獲得的探究式教學模式。與傳統(tǒng)的教學方法相比，“項目驅動”教學法能更大地激發(fā)學生的學習興趣和求知欲望，充分調動學生的學習積極性和主動性，從而培養(yǎng)學生自主學習、分析問題、解決問題的能力和協(xié)作、創(chuàng)新、探索的精神[2]。該文主要探討基于項目課題模式的“GIS原理”課程設計方案。
1 地理信息系統(tǒng)實驗課程教學現(xiàn)狀分析
1.1 國內外現(xiàn)狀教學現(xiàn)狀
國外教學靈活多樣，學生采用小課堂，教師不再是課堂的主體，學生也不是被動的接受和聽課，而是通過自己發(fā)掘的問題，采用小組討論的方式進行探討。我國在“GIS原理”教學中，大多還采用傳統(tǒng)的授課式，實驗安排也是按照理論-實踐-理論-實踐的大體思路[3-4]。該方法具有一定有優(yōu)點，學生在理論知識學過后馬上進行相應的實驗，便于對所學的理論知識盡快的消化和理解，這有利于后續(xù)理論知識的學習；但該方法對實驗課程采取分散學習的方法，學生僅僅熟悉部分的軟件操作，自身很少進行技能的總結和聯(lián)通，容易造成學過就忘、考過就忘的現(xiàn)象。通過對很多同學調查發(fā)現(xiàn)，70%的同學都認為，該方法不利于實驗課學習。
1.2 我校“GIS原理”教學現(xiàn)狀
根據教育部教學改革精神，我校對GIS專業(yè)實驗教學進行討論，加重應用型學科的實驗教學部分，增強學生動手能力和綜合分析問題的能力。在專業(yè)課開設上，實驗課比重上升，一種方式是將原理論部分和實驗部分課時量均比較大的課程，分為兩門課程，實驗課作為技術學習單獨列為一門課程，以GIS二次開發(fā)為例，原來的一門課程54個學時，現(xiàn)在修改為兩門課，一門課以理論為主，另一門為專門實踐課，兩門課程的學時總計84學時，大幅度提升了實驗時間。第二種方式是在原理論課程基礎上，增加了為期一周的專業(yè)課程設計。通過一周的專項實驗來全面提升學生的動手能力和獨立解決問題的能力。如“GIS原理”、“計算機地圖制圖”、“遙感技術與應用”等。
2 課程設計要求
2.1 注重實驗項目的綜合性、連貫性
實驗內容設計不能僅僅依靠參考書一個小項目一個小項目的完成，實驗數據要求學生自己獲取，項目盡可能跟老師的科研課題或參與的橫向課題一致，這樣既保證了項目的意義，又能充分利用教師的科研成果。實驗不再是枯燥的簡單操作，而有了一定的研究價值。
2.2 培養(yǎng)學生獨立解決問題的能力
實驗項目以小組為單位，小組成員可對實驗中遇到的問題進行討論，并查閱相關的資料進行解決。實驗具體方案也由小組成果共同制定，方案的正確與否在后一階段的實驗中會得以檢驗。通過學生獨立自主思考，而不是老師按步驟指導來完成項目。
2.3 項目階段由易到難，總體難易程度適宜
實驗項目設計難易適當，既不打擊學生的學習興趣，又不過于簡單。各階段內容由易到難，循序漸進，一步步培養(yǎng)學生的興趣。盡可能結合老師自身的項目完成，項目具有更多的實踐價值。
3 基于項目課題模式的GIS專業(yè)實驗課程設計
項目驅動教學模式基于項目課題模式的實驗課程，擯棄傳統(tǒng)教學中教師和學生的教與學的主動被動關系，以課題模式設計實驗內容，避免傳統(tǒng)教學對實驗內容獨立演示，菜單操作，學生簡單重復模擬的弊病，注重對軟件應用的獨立性和自主性，提高自主分析問題和解決問題的能力。教師通過設定的課題，要求學生個人或者以小組模式進行問題分析和討論，并學會自主查詢相關資料以幫助對問題的解決，這種方式能最大的讓學生參與到問題的分析與解決中來，而不是老師提出解決思路，步驟，學生僅僅完成機械性操作。
以“GIS原理”為例，傳統(tǒng)教學強調知識點，如數據編輯與采集、數據格式轉換，空間數據庫建立，空間分析等等，每個實驗之間是相互獨立的，并且都由教師預先準備好實驗數據，教師提出任務和具體要求，學生只需按每個實驗分步完成就可以了。該方法讓學生在實驗中注重簡單的操作而忽略了對問題的分析和每步數據之間的銜接性，在以后參與實際項目時，學生稍微遇到點問題就不知從何入手。
在此基礎上，我們提出將所有實驗內容串聯(lián)起來，通過一個較為完整的系統(tǒng)性項目，讓學生從數據準備開始全部自己完成，如果前期數據完成不好，則會影響到后期的進一步數據處理，通過該種方法，鍛煉學生在完成項目時全面思考，注意前后數據間的銜接和分析。
3.2 基于項目課題模式的課程實驗設計
根據以上基本思路，我系“GIS原理”課程實驗設計采取項目課題模式，整個課程實驗為期1周，學生采用小組模式，5人左右為一個實驗小組，共同負責一個實驗項目。項目題庫由專業(yè)教研室老師共同討論擬定，一般10-15個供選擇，各實驗小組在題庫中自由選擇項目。一經選定，后續(xù)的所有實驗階段都以該項目為準，不能隨意變更。下面以實驗項目“鄉(xiāng)鎮(zhèn)級土地利用數據庫建立及成果分析”為例，介紹該課程的設計思路。
每一個階段都會進行成果匯報，各小組推選1～2人進行該組項目的成果報告，并進行成果展示，同時對遇到的問題及解決辦法進行交流，其他組同學可以提問并給出好的建議。全班所有同學對改組實驗結果進行成績評定，學生評價與教師評價各占50%，最為該組實驗成績。四個階段的平均成績作為該組最后的實驗課程成績。
4 結論
我系通過對該課程的綜合改革，實驗教學安排上，隨理論課堂的實驗課時由以前的28課時減少到14課時，但在課程結束后，專門開設為期1個星期的專業(yè)課程設計。這樣，既滿足了學生平時對軟件基本操作的學習，同時又滿足了對項目課題的綜合性實習；既結合理論進行了驗證性實驗，又有較大規(guī)模的綜合能力培養(yǎng)，學生獨立處理問題和分析問題的能力得到較大的提升。基于項目課題模式的課程實驗設計，能盡可能地帶動學生完成一個完整的項目或課題，且各階段相互銜接，也可以促進學生在每一個后續(xù)階段對前一階段的結果進行檢驗和改正。我系學生通過該方法的學習，反饋回來的意見總體較好，很多同學表示，通過為期一周的學習，對軟件應用不再迷茫和畏懼，綜合能力得到提升，團隊協(xié)作也進一步加強。
參考文獻：
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地理信息科學專業(yè)培養(yǎng)方案范文第5篇
關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；遙感數字圖像處理；教學改革
作者簡介：劉春國（1973-），男，河南上蔡人，河南理工大學測繪與國土信息工程學院，講師；盧曉峰（1981-），女，河南洛陽人，河南理工大學測繪與國土信息工程學院，講師。（河南焦作454000）
基金項目：本文系河南理工大學教育教學改革研究項目（項目編號：2008JG035）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）10-0081-02
當前，遙感已經或正在走向全面應用階段。國際遙感應用發(fā)展的實用化、業(yè)務化、產業(yè)化、精細化特征明顯，但我國遙感應用水平還不高，根本原因是基礎研究薄弱，缺乏多學科人才共同努力。[1]培養(yǎng)一大批經過系統(tǒng)知識培訓、熟練掌握遙感科學理論和應用技能的地理信息科學人才，滿足社會對地理遙感信息高技術人才的迫切需求，是高等教育的責任所在。
1998年教育部新增地理信息系統(tǒng)本科專業(yè)后，我國GIS教育發(fā)展形勢空前活躍。經過10余年的教學實踐和探索，逐步形成了比較穩(wěn)定的GIS專業(yè)課程體系與課程設置方案。[2-5]遙感系列課程（遙感物理與技術、遙感數字圖像處理、遙感地學分析與應用）成為GIS專業(yè)課程體系中的重要模塊，說明GIS學科建設的負責人已認識到培養(yǎng)掌握遙感技術的GIS人才的重要性。遙感數字圖像處理是遙感過程的重要一環(huán)。充分利用各種圖像處理算法從遙感數據中獲取各種生物物理參數和土地覆被/利用信息，可以為自然和人文生態(tài)系統(tǒng)的空間分布式模型提供輸入參數，在遙感技術應用中占有十分重要的地位。近幾年河南理工大學（以下簡稱“我校”）GIS專業(yè)開設了“遙感數字圖像處理”課程。圍繞如何提高“遙感數字圖像處理”課程教學質量，筆者從革新課程體系、協(xié)同教學、優(yōu)化教學內容、豐富實踐教學手段等方面進行了一系列探索。
一、革新遙感課程體系，突出“遙感數字圖像處理”課程地位
隨著遙感技術及其應用的迅速發(fā)展，很多專業(yè)開設了“遙感原理與應用”課程，內容分為三大模塊：遙感基礎、遙感圖像處理及分析方法和遙感專題應用。這種課程設置模式比較適合早期GIS專業(yè)遙感課程教學或選修遙感科學技術的某些專業(yè)，對于當前GIS專業(yè)遙感教學則存在明顯缺點。主要問題是對“遙感數字圖像處理”教學重視程度不夠，對數字圖像處理在整個遙感過程中的重要性體現(xiàn)不足，與遙感地理信息系統(tǒng)融合集成的一體化趨勢不相適應，與國民經濟各部門遙感業(yè)務日益普及的態(tài)勢不相適應，與社會信息化深入發(fā)展的狀況不相適應。人才培養(yǎng)滯后于社會需要，不能滿足對高素質地理遙感科技人才的需求。
我校GIS專業(yè)總結多年遙感課程教學實踐經驗，革新了遙感課程體系，設置了“遙感概論”、“遙感數字圖像處理”、“遙感應用分析”、“遙感數字圖像處理實驗”等遙感相關課程，規(guī)劃了遙感系列課程的主體教學內容。“遙感概論”要求學生掌握遙感及其應用的基本科學工程背景知識，重點內容是電磁波與地表物質相互作用的基本原理、遙感數據采集、傳輸和成像機理，從可見光-近紅外、熱紅外、微波（主動方式和被動方式）波譜段介紹遙感信息的獲取特點和技術發(fā)展，適當涉及大氣遙感、海洋遙感等應用領域和典型案例。“遙感數字圖像處理”要求學生掌握基于數字圖像處理方法獲取地球資源有用信息的科學與技術。由于學科交叉融合，數字圖像處理方法眾多，新理論、新方法不斷推出，課程重點主要著眼于圖像處理基本知識和遙感圖像處理常用算法，對一些探索性、前沿性和跨學科的內容從原理上予以概括介紹，如圖像亞像元分類、模糊分類和面向對象圖像處理等等。“遙感應用分析”采用理論、方法和實例相結合，選擇不同遙感應用領域的典型案例介紹，培養(yǎng)學生遙感專題分析技能，深化學生對于遙感科學技術應用現(xiàn)狀和廣闊前景的認識。“遙感數字圖像處理實驗”課程著眼于培養(yǎng)學生圖像處理技能，鞏固和深化理論課程教學內容，提高動手能力和理論聯(lián)系實際解決問題的能力。
我校GIS遙感系列課程設置方案把“遙感數字圖像處理”與“遙感數字圖像處理實驗”單獨設課，提升課程地位，加大課程學時，強化實踐技能訓練，對提高“遙感數字圖像處理”課程的教學成效很有益處。這種課程設置模式有助于培養(yǎng)GIS專業(yè)學生采用圖像分析方法解決遙感應用問題的能力，比較契合我國GIS專業(yè)本科教育遙感課程設置的發(fā)展態(tài)勢。
二、培育遙感系列課程教學群體，分工協(xié)作提高“遙感數字圖像處理”課程教學質量
GIS專業(yè)遙感系列課程設置要求具備一定規(guī)模的師資力量。遙感是多學科的綜合，交叉性強，研究方法不斷補充和更新，課程教學內容豐富。遙感系列課程的設置決定了課程之間存在密切的內部聯(lián)系。要提高“遙感數字圖像處理”課程教學質量，必須打破教師個人單兵作戰(zhàn)的慣常做法，加強與相關課程教師之間的協(xié)調和交流。培育組建了承擔遙感系列課程教學任務的教學群體。遙感課程教學組圍繞課程建設，整合優(yōu)化課程體系，充實更新教學內容，保證了課程之間教學內容的連貫性和相關性。課程教學組成員互相學習、借鑒、交流，協(xié)同規(guī)劃各課程教學環(huán)節(jié)的教學要求和學時分布，課程內容更加先進，課程結構更加協(xié)調，教學方法更加有效，教學手段更加豐富，實踐教學得以充實，教學科研聯(lián)系更加密切。遙感課程教學組的建立和協(xié)作對提高“遙感數字圖像處理”課程教學質量起了明顯的作用。
三、匯聚國內外優(yōu)秀教材成果，整合優(yōu)化教學內容體系
教學內容和課程體系涉及高等教育人才培養(yǎng)的模式，決定了高等學校人才培養(yǎng)的規(guī)格，在很大程度決定了人才培養(yǎng)的質量和水平。[6]教學中適度引進世界著名高校的名牌課程教材和教學參考用書，是高等教育國際化的重要舉措。[7]遙感課程教學組重視遙感數字圖像處理課程教材和教學內容建設，收集了國內近些年出版的如戴昌達、章孝燦、湯國安、韋玉春、朱述龍等編寫的遙感數字圖像處理教材教參，注意引用吸收國外著名高校的遙感圖像處理相關教材教參，參考了John R. Jensen、John A. Richards、Robert A. Schowengerdt、Jay Gao、John R. Schott、Brandt Tso等人的遙感數字圖像處理著作，認真研討不同教材特點及其開課對象，針對遙感數字圖像處理理論性強、概念抽象、方法多樣、實踐性強的特點，根據教學對象和課程學時，按照系統(tǒng)性和前瞻性結合、理論與應用結合的要求，制訂了教學主體內容。課程內容分為11個部分：圖像基本知識、遙感圖像成像過程與數據特征、遙感圖像輻射校正、遙感圖像幾何變換與校正、遙感圖像增強、遙感圖像變換、遙感圖像分割、遙感圖像融合、遙感圖像分類、數字變化檢測、遙感圖像應用處理。優(yōu)化后的課程教學內容注意了與“遙感概論”、“遙感應用分析”等課程內容的有機銜接。對于與“遙感概論”課程有重疊的內容只做簡單回顧，如遙感成像過程、機理與數據特征，以少數典型應用案例揭示遙感數字圖像處理方法在遙感應用分析中的作用和地位；避免與先開課程內容重復，為后續(xù)課程做適度鋪墊。數字圖像處理方法多樣，課程重點介紹常用算法，使學生能掌握數字圖像處理原理，夯實基礎。對一些發(fā)展中的、前沿性的算法著重介紹算法的思想和原理，教導學生注重算法但不應局限于具體算法，培養(yǎng)學生發(fā)散思維、學習能力和創(chuàng)新思維。教學中適當區(qū)分遙感數字圖像系統(tǒng)處理和應用處理的差別。
四、重視實踐教學，多手段豐富實踐教學內容
實踐教學是創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)學生專業(yè)技能和理論實踐結合能力、激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和探索精神、提升科研能力，有著重要意義。GIS專業(yè)“遙感數字圖像處理”教學高度重視實踐教學環(huán)節(jié)，從課程體系設置、實驗課程內容設計、實驗室開放項目、畢業(yè)設計、大學生科研訓練計劃和教師科研課題等幾個方面為學生提供多樣化的實踐途徑，豐富了實踐教學體系。
從課程設置體系上，“遙感數字圖像處理”單獨設課，緊密聯(lián)系課程理論教學內容附設6個單元的基礎驗證性課堂實驗（見表1），增強學生對各種遙感圖像處理算法及其效果的感性認識。“遙感數字圖像處理”實驗課程單獨設課，結合“遙感數字圖像處理”課程和“遙感應用分析”課程知識，設置綜合設計型實驗6個模塊，培養(yǎng)和提高學生對知識與技能的綜合運用、自主學習的能力。
積極利用各種平臺，提供實踐課題，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。我校為了培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力和實踐能力，促進實驗室開放，設置了實驗室開放基金。在實驗室開放基金平臺支持下，設計了一些探索研究型實驗課題，鼓勵學生組團選擇實驗課題、查閱文獻、擬定實驗方案、實施實驗過程、撰寫實驗論文。大學生科研訓練計劃和本科畢業(yè)設計（論文）也是培養(yǎng)本科生創(chuàng)新能力的平臺。在實施學校大學生科研訓練計劃的年度，遙感課程組每年設計幾個遙感應用分析研究小課題，供學生參與大學生科研訓練，并從科研課題中提煉一些問題作為大學生畢業(yè)設計選題，引導學生參與到教師科研課題中。學生通過參與實驗室開放基金課題、大學生科研訓練計劃項目和教師科研課題，檢驗了專業(yè)知識，培養(yǎng)了探索精神、創(chuàng)造思維和合作能力。
五、結束語
本文總結了我校遙感課程教學組圍繞GIS專業(yè)“遙感數字圖像處理”課程教學實施的一系列教學改革措施。這些措施已經取得較好的成效，有不少GIS學生積極參與校實驗室開放基金項目、大學生科研訓練計劃項目和教師科研項目，每年GIS專業(yè)有近1/3的學生選擇與遙感圖像處理及遙感應用分析有關的畢業(yè)設計題目。人才培養(yǎng)是項長期復雜的系統(tǒng)工程，需要從師資、設備、教學等一系列軟硬件教學條件上予以保障。
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