面向就業的高校GIS實踐教學體系構建

摘 要:GIS專業特點要求必須加強GIS實踐教學。文章從當前GIS實踐教學存在的不足出發，建立了基于數據獲取，空間數據庫建立，空間分析與建模，GIS軟件開發的實踐體系教學框架，并進一步論述了該框架中每一個實踐教學內容及其意義，并提出了實踐教學順利完成的保障體系。

關鍵詞:地理信息系統面向市場實踐教學體系

中圖分類號:P208文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(b)-0133-02

1 GIS就業方向

1.1 GIS學科及其特點

地理信息系統應強烈的社會需求產生，是一門集地理學、測繪學、計算機科學、空間科學、系統學和管理學等為一體的交叉邊緣學科[1]。該學科具有學科集成滲透性強，理論和應用并重，技術和實踐要求高，發展速度及內容更新快等特點[2]。GIS專業人需要扎實的理論基礎和豐富的實踐能力。目前各高校重理論輕實踐的教學理念脫離了市場的需求，不利于畢業生的就業，需要構建完善的GIS實踐體系。該體系的構建可以將社會責任心、追求科學的精神以及嚴謹的學術作風內化在學生的素質中，有利于促進GIS專業應用型、復合型人才培養目標的實現。因此GIS專業的實踐教學已逐漸成為各高校關注的焦點[3-5]。

1.2 就業方向分析

GIS廣泛應用于土地、交通、國防、城市管理、水利、電力、農業、林業、電信等不同行業和部門。GIS專業畢業生主要從事GIS理論研究、應用研究、軟件開發等三個方面的工作。畢業生的需求主要來源于地理信息系統公司、政府部門、高等院校和科研院所。GIS公司是大部分畢業生的選擇，實踐動手能力是GIS公司衡量畢業生能力的重要指標。因此構建滿足市場需求的實踐教學體系，提高畢業生動手能力是十分必要的。

2 GIS本科專業的實踐教學體系構建

2.1 GIS專業實踐教學現狀

GIS實踐教學目前存在很多問題，主要表現在以下幾個方面:

1)實踐的教學模式是一種應試教育。在當前GIS實踐教學中主要采取為以教師為中心的模式，教師制定詳細的指導方案并進行演示，學生按照指導方案完成實驗。該實踐教學方法忽視了學生的主體作用，不利于學生創新性的培養。在整個教學過程中學生處于一種盲目被動接受的狀態，知其然而不知其所以然，從而產生學習上的困惑，打消了學習的主動性、興趣性、積極性。

教師只注重程序化訓練，不能發揮學生主動性;重知識傳授，不能發揮學生動手和分析能力培養不夠;注重灌輸式教學方法多，沒有研討式、啟發式教學方法，不利于培養學生的創新意識和創新能力[5]。

2)實踐教學內容更新緩慢。GIS在基礎理論、應用領域、技術手段等方面發展迅速，實踐教學內容要根據當前發展的需求不斷更新，緊跟時代的步伐。當前很多老師在上實踐課時用著同一本實驗教學指導書，使用老的實驗案例，采用一成不變的方法，教授一成不變的實驗內容，這與GIS的特點是相違背的。

3)實踐數量少，實踐重要性認識不夠。GIS應用性特點要求在教學中要重視理論教學，更要重視實踐教學。然而目前GIS實踐教學總是從屬于某一理論課程，這就導致實踐課程數量少，教師在教學過程中重視知識的傳授而忽視能力的培養，學生對于實驗課也是應付了事。

4)實踐軟硬件需求難以滿足。GIS的快速發展需要在軟硬件方面給予足夠的支持。有些學校，特別是新開該專業的學校缺少擁有實踐經驗的教師，缺少實踐數據和設備，導致實踐教學難以開展。

2.2 GIS實踐教學體系的框架

根據GIS的含義可知GIS由數據采集、數據編輯、庫管理、空間分析、系統開發等五大部分組成(如圖1)，于是GIS的實踐主要包括數據獲取、數據庫的建立、空間分析以及系統開發。

2.3 GIS實踐教學內容及意義

GIS實踐教學內容是GIS實踐的核心。GIS實踐內容的設置要不僅要和專業緊密相關聯，也要和時代技術發展相聯系，操作起來具有靈活性和現勢性，能夠有效提高學生利用GIS的知識和工具解決實際應用問題的能力。具體講主要設計以下實踐內容:

空間數據的獲取、處理與建庫。空間數據是GIS的基礎，不能夠正確的獲取數據，GIS的空間分析功能便是無源之水、無本之木。目前獲取GIS空間數據的方法包括數字地圖測量、紙質地圖的矢量化、遙感圖像的分析與處理等方法。在該實踐教學過程中，教師將學生分成小組，并給每個小組設定具體的項目，提出數據實現目標，提供必要的儀器及資料。各小組成員進行分工合作，根據目標采用一系列數據采集的方法，建立滿足要求的空間數據庫。教師在該實踐過程中進行全程跟蹤、指導、驗收數據。

該實踐項目能夠使學生從工程的角度去了解空間數據庫建立的整個過程，懂得團隊分工和合作。

空間分析與建模。空間分析是基于地理對象的位置和形態特征的空間數據分析技術[6]，是GIS區別于其它系統最根本的功能。

空間分析模型是GIS空間分析的數學模型，其建立過程主要包括:明確問題、分解問題、組建模型、檢驗結果和應用分析結果[7]。空間分析建模過程實質上是用直觀的圖形語言將一個具體的過程模型表達出來。在該模型中分別定義數據輸入、數據輸出空間處理工具，它們以流程圖的形式進行組合并且可以執行空間分析操作功能[8]。空間分析建模應用比較廣泛，例如水庫的選址、耕地質量評價、道路選擇等。該實踐主要包括諸如空間查詢、空間疊加、地形分析等基本空間分析功能和空間建模兩部分內容。在該實踐中各個小組結合教師的建議設定任務，自己設計解決思路，建立模型，采集數據，從而完成任務。該實踐能夠培養學生的主動性、獨立性、創新性。

GIS系統的開發。目前地理信息系統的開發主要有三種方法:獨立開發、單純二次開發、集成二次開發[9]。在該實踐中針對GIS的某一應用領域(道路、管網、醫藥)進行實習，以了解GIS的實際應用領域。該實踐通常有兩條途徑，一是在GIS軟件開發公司進行實習。該方式受外部條件影響較大，某些學校不易聯系到接受實習單位，或不能夠全部安排實習學生。二是學院根據各自的條件，選擇某一典型區域，就某一地理專題，從數據獲取到系統的二次開發等各環節，結合開設選修課、參加教師科研、GIS興趣小組等形式開展。教師在該實踐中以引導為主，技術方案解決為輔。通過該實踐項目，學生具有一定的軟件設計與開發能力，也為順利走上工作崗位奠定了良好的基礎。

3 實踐保障體系

3.1 提高教師的素質和創新能力[10]

實踐教學高質量的完成少不了高素質的專業師資隊伍。高校教師多數是畢業后直接進入高等院校教學，有著豐富的理論和高學歷，但缺乏實際工程經驗。要有計劃的支持一些教師參加一些培訓，到一些GIS公司參與實際項目，并且能夠從GIS公司聘請外聘教師，為實踐教學順利開展提供良好的教師團隊。

3.2 加強實驗室環境的建設

實驗室硬件條件是實踐教學的基礎。GIS實驗室是GIS實踐教學的場所，也是開展學術交流與合作，推動科技成果轉化，促進高新技術產業發展的基地[10]。要加大資金的投入，配備必要的軟硬件設備，還要包括全站儀、GPS等數據采集設備，掃描儀器、繪圖儀器等地圖輸入輸出設備。建立GIS開放實驗室，為有志于GIS科學研究的學生提供必要的條件，從而為拓展GIS的行業應用創建良好的氛圍，推動GIS應用的深入。

3.3 積極對外交流合作

地理信息系統是一種技術工具。其價值的體現在于服務與地方經濟。因此要積極和地方合作各個單位合作，讓地理信息系統充分利用起來，發揮其優勢。另外，為了提高學生的實際業務技能，學校可以可一些地理信息系統公司聯系，建立校外實踐教學基地。通過與實際單位簽定實習基地協議讓學生有更多機會參與實際工作， 積累實際工作經驗，一方面可以檢驗實踐教學的效果，另一方面也可根據學生在實習單位實踐的反饋情況對實踐教學內容作進一步的調整，同時增加學生的就業機會。

4 結語

地理信息系統的理論和技術方法已經滲透到自然科學和社會科學的各個領域。 社會對GIS專業人才的需求也越來越大，行業應用也越來越深入。培養出能動手，勤于動手，善于動手的地理信息系統高級人才是開設GIS專業大學的責任。GIS專業實踐教學體系的構建與時代有著密切的聯系，是一個不斷改進和完善的過程。因此學校要從實際出發，和地方結合，可學校背景結合，和社會需求結合，辦出特色GIS專業，培養出滿足社會需求的GIS專業人才。

參考文獻

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[4] 許婷，吉云松.地理信息系統專業實踐能力培養方案設計[J].地理空間信息， 2007，5(3):135～137.

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[6] 郭仁忠.空間分析[M].北京.高等教育出版社，2001.

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[10]許捍衛，張友靜.論GIS專業的實踐教學體系構建[J].測繪通報，2005，3:62～65.