網(wǎng)絡(luò)GIS教學(xué)模式探討

摘 要 網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)GIS）已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的多個(gè)領(lǐng)域，也是地理信息系統(tǒng)專業(yè)本科教學(xué)的重要課程。因此，網(wǎng)絡(luò)GIS教育不僅對(duì)地理信息技術(shù)的普及具有重要意義，也是培養(yǎng)合格的GIS人才的需要。本文在總結(jié)網(wǎng)絡(luò)GIS課程特征的基礎(chǔ)上，分析了網(wǎng)絡(luò)GIS課程學(xué)習(xí)困難的原因，并針對(duì)這些原因制定了對(duì)應(yīng)的教學(xué)模式，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)GIS 教學(xué)模式 探討

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Network GIS Teaching Method

Abstract Network Geographic Information Systems （Network GIS） has been widely used in many fields of the national economy.It is also an important course of the undergraduate students who major in GIS. Therefore， the Network GIS education is of great significance not only to the geographical spread of information technology， but also to cultivate qualified GIS personnel.The paper summarized the characteristics of the Network GIS course and analyzed the learning difficulty of the course. Then researched the teaching method of the course.

Key words Network GIS； teaching method； research

網(wǎng)絡(luò)GIS是以網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)的地理信息系統(tǒng)，它在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下為各種地理信息科學(xué)的應(yīng)用提供GIS的基本功能（如分析工具，制圖功能）、分布式計(jì)算和空間數(shù)據(jù)管理的空間信息管理系統(tǒng)。①目前，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)GIS在GIS學(xué)科中的重要性日益凸顯。不少高等學(xué)校將其作為地理信息本科專業(yè)的一門必修課程。本文從網(wǎng)絡(luò)GIS課程的特征出發(fā)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)網(wǎng)絡(luò)GIS課程的教學(xué)模式進(jìn)行了探討。

1 網(wǎng)絡(luò)GIS課程的特征

網(wǎng)絡(luò)GIS課程除了具有學(xué)科交叉性、發(fā)展迅速、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)外，②③還具有以下特征：

1.1 表現(xiàn)形式多樣

網(wǎng)絡(luò)GIS產(chǎn)生于上世紀(jì)90年代，這就是最初的網(wǎng)絡(luò)GIS，常被稱為萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（WebGIS）。在近十年里，網(wǎng)絡(luò)GIS隨著網(wǎng)絡(luò)的普及和相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步而迅速發(fā)展，不僅性能上大幅提升，而且存在形式上也更加多樣。其不再局限于單一的萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)形式，發(fā)展了移動(dòng)GIS、 網(wǎng)格GIS、云GIS等多種表現(xiàn)形式。現(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)GIS常被分為狹義網(wǎng)絡(luò)GIS與廣義網(wǎng)絡(luò)GIS。④前者是指在一定時(shí)期內(nèi)特定形式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式對(duì)象技術(shù)的融合所形成的GIS系統(tǒng)，如基于C/S的網(wǎng)絡(luò)GIS、基于B/S的網(wǎng)絡(luò)GIS、基于空間Web服務(wù)的GIS、基于移動(dòng)與嵌入式的網(wǎng)絡(luò)GIS、基于網(wǎng)格的網(wǎng)絡(luò)GIS。后者不僅是狹義網(wǎng)絡(luò)GIS的統(tǒng)稱，同時(shí)還代表了不同狹義網(wǎng)絡(luò)GIS結(jié)合的產(chǎn)物，還包含了各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和不同的分布式軟件體系構(gòu)建起來的GIS應(yīng)用。可見，課程教學(xué)首先需要合理界定教學(xué)內(nèi)容。

1.2 技術(shù)種類繁多

每種網(wǎng)絡(luò)GIS可有不同的構(gòu)造模式，而不同的構(gòu)造模式又可選用不同的技術(shù)框架來實(shí)現(xiàn)。以分布式WebGIS為例，其目前大體可有四種技術(shù)框架：基于J2EE的WebGIS結(jié)構(gòu)、基于DCOM/COM+的WebGIS結(jié)構(gòu)、基于CORBA的WebGIS結(jié)構(gòu)和基于.Net的WebGIS結(jié)構(gòu)。這些不同的技術(shù)框架各有優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際應(yīng)用及教學(xué)中具有同等的重要性。如何講授并使學(xué)生掌握這眾多的技術(shù)是教學(xué)面臨的問題。

1.3 更新?lián)Q代快

信息技術(shù)的更新一直是日新月異的。網(wǎng)絡(luò)GIS以一系列信息技術(shù)（如網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、多媒體技術(shù)、程序設(shè)計(jì)技術(shù)等）為支撐，⑤其往往跟隨支撐技術(shù)的更新而更新。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)GIS本身的理論與技術(shù)也在不斷革新。從萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展來看，在十年間已經(jīng)歷了四個(gè)階段：靜態(tài)地圖發(fā)布、靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)制圖、交互式網(wǎng)絡(luò)制圖和分布式地理信息服務(wù)。而支撐技術(shù)的更新?lián)Q代更為迅速，如動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)ASP，從推出到被替代也就3～4年的時(shí)間。課程教學(xué)也要順應(yīng)這種發(fā)展，做到與時(shí)俱進(jìn)。

2 網(wǎng)絡(luò)GIS課程學(xué)習(xí)難度分析

在多年的教學(xué)中，學(xué)生普遍反映了解課程的重要性并對(duì)其有較大的興趣，但同時(shí)大部分也認(rèn)為該課程學(xué)習(xí)難度大。根據(jù)他們的反饋信息，總結(jié)出以下幾個(gè)難點(diǎn)。

2.1 知識(shí)點(diǎn)難掌握

掌握知識(shí)點(diǎn)不是原封不動(dòng)地記住書上的定義或者說明，而是熟悉并能運(yùn)用知識(shí)。本課程包含大量的名詞或者定義，盡管授課時(shí)針對(duì)每個(gè)名詞或者定義都給出了詳細(xì)的說明，而學(xué)生當(dāng)時(shí)也理解了，但一段時(shí)間后卻又忘了，實(shí)際上并沒有真正掌握。他們的“理解”只是針對(duì)文字說明的字面意義的了解，并沒有在大腦中轉(zhuǎn)化為實(shí)體的形象，因此，更無法指導(dǎo)具體的應(yīng)用。

2.2 技術(shù)多難取舍

如前所述，每一種網(wǎng)絡(luò)GIS可有一套或多套構(gòu)造技術(shù)體系。由于這些技術(shù)體系在實(shí)際應(yīng)用中的地位相當(dāng)而課程的學(xué)時(shí)又有限，于是，通常有兩種教學(xué)方式：一種是只深入地講解一種技術(shù)體系；另一種是對(duì)各種技術(shù)體系分別進(jìn)行概要的介紹。第一種方式是教師為學(xué)生做了取舍，其弊端在于既沒有與實(shí)際需求相結(jié)合也沒有顧及學(xué)生的興趣。第二種方式是使學(xué)生對(duì)每種技術(shù)體系都略有了解，但將深入學(xué)習(xí)哪種或哪幾種技術(shù)的選擇問題留給了學(xué)生。

2.3 實(shí)習(xí)任務(wù)難完成

本課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其實(shí)習(xí)課時(shí)長(zhǎng)一般為12～16學(xué)時(shí)，實(shí)習(xí)內(nèi)容為：基于一定的網(wǎng)絡(luò)GIS平臺(tái)完成一個(gè)具體應(yīng)用的原型系統(tǒng)。其目的是希望通過實(shí)踐使學(xué)生具有開發(fā)網(wǎng)絡(luò)地理信息應(yīng)用系統(tǒng)的能力。要求是每個(gè)學(xué)生完成二次開發(fā)平臺(tái)的熟悉、網(wǎng)絡(luò)編程語言的學(xué)習(xí)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、編碼調(diào)試等工作。面對(duì)這樣的教學(xué)要求，大部分學(xué)生的反映如下：一是時(shí)間緊任務(wù)重；二是涉及內(nèi)容多為初學(xué)，遇到問題容易退縮；三是在課下缺少可以交流、討論的對(duì)象。

3 教學(xué)模式探討

針對(duì)教學(xué)過程中碰到的難點(diǎn)和學(xué)生反饋的學(xué)習(xí)困難問題，筆者在多年的教學(xué)實(shí)踐中反復(fù)摸索，探索出了以下教學(xué)模式。

3.1 教學(xué)內(nèi)容瞻前顧后與顧全大局

所謂瞻前是指充分了解學(xué)生已學(xué)的科目，也是了解大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。如若學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程，則在教學(xué)過程中就不必介紹該內(nèi)容；而如果學(xué)生之前并沒有涉及網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容，那么就應(yīng)該補(bǔ)充這方面的知識(shí)。所謂顧后是指充分了解學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)中即將開設(shè)的課程，即了解后續(xù)課程需要哪些知識(shí)作為支撐，以及還有哪些課程是對(duì)本課程的擴(kuò)展。對(duì)后續(xù)課程中需要的支撐知識(shí)應(yīng)該做適量的介紹，而對(duì)有擴(kuò)展課程的內(nèi)容應(yīng)概要介紹。同時(shí)，GIS學(xué)科的多學(xué)科性與交叉性決定了專業(yè)課程體系的多樣性，⑥課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)還要考慮自身專業(yè)優(yōu)勢(shì)和特色。

3.2 理論講解與形象認(rèn)識(shí)相結(jié)合

純理論的講解不僅容易使學(xué)生覺得乏味，也使知識(shí)點(diǎn)很難被真正理解和掌握。如“分布式”是本課程中最常見的名詞之一，文字解釋為數(shù)據(jù)和程序可不位于一個(gè)服務(wù)器上，而是分散到多個(gè)服務(wù)器。該解釋無法增加學(xué)生的形象認(rèn)識(shí)，更不知分布式是怎樣實(shí)現(xiàn)的。指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中配置具體的分布式應(yīng)用，一邊實(shí)踐一邊講解，不但使講解和認(rèn)知變得容易，還能提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

3.3 廣泛介紹與培養(yǎng)興趣點(diǎn)

有的學(xué)校將網(wǎng)絡(luò)GIS課程定位為通識(shí)課，旨在使更多的學(xué)生了解網(wǎng)絡(luò)GIS。作為GIS專業(yè)的學(xué)生，既要廣泛地了解網(wǎng)絡(luò)GIS的內(nèi)容，也要在某一方向上有所專攻。基于該培養(yǎng)目標(biāo)，筆者采取了廣泛介紹、培養(yǎng)興趣點(diǎn)的教學(xué)方式。廣泛介紹是指在教學(xué)中，講授內(nèi)容盡量廣泛概要。而學(xué)生在了解網(wǎng)絡(luò)GIS的眾多方向后，就可能選擇自己最感興趣的方向深入學(xué)習(xí)。根據(jù)學(xué)生的興趣點(diǎn)，可將學(xué)生劃分為不同的團(tuán)隊(duì)，指導(dǎo)他們進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、定期討論。最后，組織各團(tuán)隊(duì)圍繞自己的方向報(bào)告學(xué)習(xí)情況，相同學(xué)習(xí)方向的團(tuán)隊(duì)間進(jìn)行交流與討論。通過自主學(xué)習(xí)不但培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力，也使學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握更為牢靠。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)的構(gòu)建為實(shí)踐課的開展奠定了基礎(chǔ)。

3.4 基于團(tuán)隊(duì)的課程實(shí)踐

以團(tuán)隊(duì)的方式進(jìn)行課程實(shí)踐，在一定程度上減輕了每個(gè)人的工作量，使學(xué)生有更多的時(shí)間去思考、討論系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)也為學(xué)生提供了交流的環(huán)境，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神。

4 教學(xué)效果檢驗(yàn)

本課程的教學(xué)效果檢驗(yàn)主要由兩部分組成：一是理論考核；二是實(shí)踐成果檢驗(yàn)。理論考核主要檢查學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)GIS基本原理的掌握情況；實(shí)踐考核主要檢查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用情況以及二次開發(fā)的能力。

在使用該教學(xué)模式以來，不但學(xué)生的理論成績(jī)有了大幅度的提高，而且也能更好完成實(shí)習(xí)任務(wù)，所提交的成果也更有新意。并且，不少團(tuán)隊(duì)在后來參加的各類GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)大賽中取得了較好的成績(jī)。在教學(xué)反饋意見中，絕大部分學(xué)生認(rèn)可這種教學(xué)模式。

5 總結(jié)

網(wǎng)絡(luò)GIS是GIS專業(yè)的重要課程，探討和改進(jìn)其教學(xué)方法是任課教師的基本責(zé)任。筆者在深入分析課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以學(xué)生為本，從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)等方面對(duì)課程的教學(xué)模式進(jìn)行了探討，并在教學(xué)過程中取得了良好的教學(xué)效果。然而，教學(xué)模式的探討與改進(jìn)是無止境的，也沒有一種教學(xué)模式是永遠(yuǎn)適合的，需要在教學(xué)實(shí)踐中不斷地摸索。

注釋

① 孟令奎，史文中，張鵬林等.網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)原理與技術(shù)[M].科學(xué)出版社，2008.12.

② 杜培軍，閆志剛.對(duì)地理信息系統(tǒng)專業(yè)計(jì)算機(jī)類課程設(shè)置的探討[J].測(cè)繪通報(bào)，2005（1）：63-66.

③ 盛業(yè)華，杜培軍.地理信息系統(tǒng)專業(yè)的課程體系與專業(yè)建設(shè)[J].煤炭高等教育，2002（2）：59-61.

④ 張書亮，吳宇，徐潔慧，等.網(wǎng)絡(luò)GIS 及其內(nèi)容體系和應(yīng)用分析[J].地球信息科學(xué)，2007（2）：43-48.

⑤ 龔健雅.當(dāng)代地理信息技術(shù)[M].科學(xué)出版社，2004.7.

⑥ 姚頑強(qiáng)，李崇貴，馬慶勛，等.地理信息系統(tǒng)專業(yè)教學(xué)與教育改革研究[J].技術(shù)與創(chuàng)新管理，2011（2）：195-198.