GIS程序設計實踐教學改革研究

摘要：《GIS程序設計》課程是一門涉及計算機程序設計理念和地理信息系統專業知識的綜合性課程，本文以該課程實踐教學中存在的問題為出發點，從實驗內容設置、實驗教學方法和手段改進、管理體系及評價考核機制等方面，提出了新的實踐教學改革方法與思路。

關鍵詞：地理信息系統（GIS）；程序設計；實踐教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）41-0043-02

《GIS程序設計》是地理信息系統（GIS）專業的基礎專業課之一。它涉及到面向對象程序設計的一般知識、開發環境、編程語言及GIS中地圖數據組織、地圖的表達、可視化、查詢及系統設計等多方面專業知識，是一門綜合性課程。它對學生的實踐動手能力、開發能力、創新能力要求較高，也是一門實踐性很強的課程。因此，本文針對該課程實踐教學環節進行重點研究，分析了目前實踐教學中存在的主要問題，并針對問題，從實驗內容設置、實驗教學方法和手段改進、管理體系及評價考核機制等方面，提出了《GIS程序設計》的實踐教學改革方法。

一、實踐教學中存在的問題

目前，在GIS程序設計教學中存在以下幾方面的問題。

1.重教輕學，重理論輕實踐。在教學理念上，一方面重教輕學，一味給學生灌輸GIS程序設計的基本理論，忽略師生之間的互動，學生學習興趣不濃，往往產生厭學情緒；另一方面，重理論輕實踐，導致培養出的學生，熟知《GIS程序設計》的語言知識，各個接口方法，擅長紙上談兵，應付各種卷面考試，遇到實際問題，卻無從下手。

2.實踐教學缺乏明確的考核方式和評價體系。對于設計和實習等綜合性實踐教學，沒有制定明確的考核評分標準，實踐課的最終考核成績大多是根據教師的印象和其他相應理論課程的考試成績作為參考而給定的。同時，其實驗課成績在本門課程最終成績考核中的比重不高，導致學生對實驗的重視程度較低。

二、實踐教學改革

針對以上問題，本文將從實驗內容設置、實驗教學方法和手段、管理體系及評價考核機制等方面對實驗教學進行改革。

1.實驗內容設置。考慮到《GIS程序設計》課程中內容多而零散、難度大、學生難上手、興趣不濃、動手能力要求較高等諸多問題，本課程在實踐教學中，以地理信息系統（GIS）組件ArcGIS Engine作為實驗平臺，并結合實驗平臺ArcGIS Engine的特點，將實驗內容安排為ArcGIS Engine中控件的使用，地圖打開、保存，圖層管理，地圖顯示，要素查詢，專題圖表達，空間分析等。

2.實驗教學方法與手段。（1）構建開放性的實驗環境。①內容開放性及可選性：對實驗內容進行開放，允許學生在眾多的實驗中選擇自己感興趣的實驗。②地點開放：允許學生既可以在專業機房進行實驗，也可以在宿舍或家里進行實驗，教師定期指導即可。③指導方式開發性及多樣化：可以充分利用電話、郵件、QQ、遠程協助等網絡手段及通訊方式進行溝通，提供多樣化的指導方式，幫助學生解決問題。④人員組合開放：根據實驗的需要，實驗小組可散可合，靈活機動，并允許跨班級跨年級組合，可以讓不同層次、特點的學生組合在一起，相互激勵，取長補短，有利于更好開展實驗，提高效率。（2）培養學生自主學習能力。教學目的應是“授之于漁”，而非“授之于魚”。老師要教會學生如何分析問題，如何解決問題的思維模式，為此，GIS程序設計課程的教學重點在于培養學生應用ArcGIS Engine組件去解決實際問題的能力。在實現一個小程序時，都會用到其他的基礎知識，為鞏固基本功能，又不至于覺得枯燥，應鼓勵學生將基本功能封裝成一個個功能組，并互相交流，使用時調用這些功能組，一方面，加深學生理解組件的開發優勢，另一方面增加他們的興趣，可以由自己寫的功能組實現復雜的功能，從而培養他們舉一反三的能力，同時拓寬他們的自學空間，使學生積極主動地應用基本功能實現復雜的功能，從而培養學生的創造能力。（3）以項目為驅動，培養實踐創新能力。通過讓學生參與科研項目活動，可有效培養學生的實踐創新能力。首先鼓勵學生申報學校的大學生科技創新項目，近幾年筆者指導學生申報了校園下水道信息管理系統、校園垃圾桶的優化布局選址等科技創新項目，以加強對學生創新能力的鍛煉；其次，組織學生參與全國性的GIS開發競賽，如Esri開發競賽、SuperMap杯全國高校GIS大賽，參與競賽，進行項目自主開發與實施，可加大提高學生的創新能力和協作能力；最后，鼓勵學生參加教師的相關科研活動。參與具體真實的科研活動，既有利于鞏固學生獲得的課堂知識，又可以讓學生學到課堂以外的實際知識，同時培養學生發現問題、分析問題和解決問題的綜合能力。

3.實驗評價管理與考核機制。實驗教學效果的好壞與實驗教學考核方式是緊密相連的，因此，在實驗課評價管理與考核過程中，摒除了以前那種放羊式的日常實驗管理模式以及僅考慮最終結果不顧中間過程的考核模式，而是采取中間過程的基礎性實驗一次一小檢，最終的綜合性實驗最后一大檢，每次檢查評價記錄在案。其中基礎性實驗評價記錄每次完成的情況，而綜合性實驗評價記錄實驗完成的好壞情況，分為優、良、中、差四個等級記錄。同時考慮該門課程對學生的實踐能力及動手能力要求較高，因此將實驗課成績與平時成績在整個課程成績所占的比重提高，由以前的30%提高到50%，從而提升學生對實驗的重視程度。

通過新模式下的實踐教學及對教學成果的調查分析，筆者認為，在本文提出的實踐教學改革方法的指導下，可使絕大部分同學掌握GIS開發的基礎能力，同時，針對少數對開發感興趣的同學，可有效加強開發能力的培養，提高他們綜合處理問題、分析問題的能力，增強GIS程序開發的綜合素質。

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基金項目：華南農業大學2011年教育教學改革與研究項目

作者簡介：吳小芳（1979-），女，湖北荊州人，副教授，博士，現從事地圖制圖學，地理信息系統理論與方法，GIS在土地、林業以及城市管理中的研究和教學工作。