項目驅動的GIS專業實踐教學模式探索*

羅津　方朝陽　劉影　盧成芳　俎曉芳　高丹（1、江西師范大學地理與環境學院，江西南昌330022 2、鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點實驗室，江西南昌330022）

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項目驅動的GIS專業實踐教學模式探索*

羅津1，2方朝陽1，2*劉影1，2盧成芳1俎曉芳1高丹1，2
（1、江西師范大學地理與環境學院，江西南昌330022 2、鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點實驗室，江西南昌330022）

摘要：文章以GIS專業實踐教學的重要性及其問題入手，簡要分析了各種實踐教學方法在GIS專業的適用性，進而引出以項目驅動的GIS專業實踐教學模式的探討。作者結合教學經歷從課堂項目實踐練習、課后項目跟蹤、校內學生項目申請、校外競賽項目拓展、項目過程管理與項目成果總結多個方面對項目驅動的實踐教學方式方法進行了剖析。從執行效果看作為一種綜合性較強的實踐教學模式探索，具有一定的實際意義，但執行方案尚不夠系統化、規范化，有待進一步檢驗和完善。

關鍵詞：項目驅動；GIS；實踐教學

*文章得到江西省高等學校教學改革研究省級課題“基于跨年級協同模式的GIS應用型人才實戰化培養探索與實踐”（編號：JXJG-13-2-8）和“以項目驅動的GIS專業實踐教學模式探索與實踐”經費資助（編號：JXJG-14-2-6）。

Abstract:This article starts with the importance as well as the problem of the practice teaching in GIS major and briefly analyses the applicability of different kinds of practice teaching means in GIS major and then discusses the practice teaching pattern in GIS major driven by projects. The author analyses the practice teaching means in GIS major driven by projects, with combining the limited teaching experience with several aspects such as practice exercises of class project, the after-class tracking of the project, the project application for the students on campus, the extension of the competitive project outside campus, the management of the project process and the conclusion of the project achievement. Seen from the implementation effect, it has certain significance as a practice teaching pattern exploration with relatively great comprehensiveness. However, the implementation program is not systematized and normalized enough and need further test and improvement.

Keywords:project driving; practice teaching; GIS

一、概述

地理信息系統專業是教育部在90年代末設置的本科專業，專業課程既涉及多個基礎理論學科交叉（如地理學、管理學、數學），又是一門應用性較強的技術綜合性學科（如測量學、地圖制圖學、計算機科學）。課程教學內容體系還不十分完善，尤其在實踐教學方面，在教學過程中有賴于教師需要掌握好各學科知識點理論與實踐的相對平衡。各個高校對GIS課程的教學目標、教學內容和教學方法等要求都存在著較大的差異，一定程度上制約了地理信息系統實踐教學質量的提高。研究GIS實踐教學對于教師提升教學水平和學生專業技能具有重要意義。

二、GIS實踐教學中存在的問題

GIS專業課程的教師需具備寬厚的理論基礎和較為豐富的實踐經驗，這對于大多數長期重視理論教學的教師是一項考驗。對學生而言，無論是將來專業工作還是學術深造，GIS實踐都是必須要跨越的一個重要環節。教學實踐表明，GIS專業的學生實踐能力不強，從教學角度看或多或少地存在如下問題：（1）部分教師由于教學與科研任務繁重，上課準備不充分；（2）GIS課程理論部分內容多、原理性強，數學抽象，比較深奧，教師講解點到為止，深度不夠或理論性太強，學生消化不了；（3）GIS課程實踐教學的配套教材相對匱乏，自編教材水平參差不齊，系統性不夠；（4）案例數量少且案例單元相互獨立，脫離實際，學生不感興趣，難以吸引和帶動學生參與；（5）因教學師資、軟硬件設施、學生基礎等各方面因素局限，無法對GIS實踐教學進行有效的評估和考核，一定程度也影響了整個課程的教學效果和學生專業知識和技能的掌握。

表1　GIS課程教學模式

三、GIS實踐教學方法探討

為提高GIS實踐教學質量，有效培養學生的專業技能，特別是動手能力問題，諸多專家與學者們對不同的教學方法和模式、教學體系等方面進行了研究，并取得一定成果[1-6]。有研究者根據GIS課程教學內容的不同，總結了相應的教學模式，具有一定的實用性。

當然教無常法。教學方式也不限于表1中的幾種，不同學生、不同教師可以采用不同方式教學，只要能有效地讓學生領會要意，掌握原理、方法，達到教學目的的教學方式都是好方式。

甚至同一內容也可以用不同的教學方式來組織教學，甚至綜合多種方式組織多個老師服務于一門課的實踐教學都是可行的。

四、項目驅動的GIS實踐教學模式探索

不可否認，上述談到的各種教學模式在針對GIS課程的不同階段和內容的實踐教學時發揮了重要作用，對學生有一定的指導效果。從畢業后參加工作的學生反饋，該方式亦存在一定不足。

GIS專業涉及的多個課程往往由不同的老師講授，講解的風格、重點、示例各有特色，對單個知識點有明確的GIS實踐教學的內容和練習。然后在實際工作中，GIS理論和技術進行落地應用時，往往是一個從可行性分析——需求調研——需求分析——總體設計——概要設計——詳細設計——軟件編碼與測試——系統交付，再到軟件維護的系統級軟件工程完整流程。GIS實踐教學環節各個階段實踐教學案例之間缺乏一條貫穿始終的主線，導致學生掌握的技能也顯得支離破碎，在面對稍微復雜一點系統性GIS應用工作時經常會顯得力不從心。這促使我們作為GIS專業的教學老師進一步思考和探索改進教學方式和方法。

以江西師范大學地理與環境學院地理信息科學專業《GIS軟件工程》課程教學為例，在“卓越工程師計劃”的支持下，結合上述問題和思考，我們在教學過程中，采用項目驅動的方式逐年加強了2009級到2013級學生GIS實踐教學的學時比例，并對學生提出了相對以往更高的實踐目標要求。

在教學過程中從課堂教學、課后作業、業余參賽、賽后總結論文等幾個方面強化了GIS專業實踐能力的訓練。

表2　課程實踐中學生所需完成的基本任務

（一）課堂項目實踐練習

在《GIS軟件工程》和《MapGIS軟件及應用》兩門課程的實踐教學中引導學生根據個人興趣進行選題立項。把立項目標作為整個課程的考核目標，然后按照GIS軟件工程的常規執行過程，與學生一起協商分解項目目標，以具體需求為導向，逐個功能進行模仿學習和改造實現。以學生自主選題立項的項目為主線，串聯一個個獨立的小案例，最后通過系統集成完成一個完整小項目，達到該課程的教學目標和學生實踐鍛煉的目的。

在這個過程中，不僅關注培養學生的GIS的實踐操作和開發能力，同時注重培養學生分析問題、解決問題、撰寫文檔的邏輯思維能力。通過兩門課程64個學時的理論講解以及課后的項目驅動實踐學習，盡管對部分同學而言，有一定難度，但基本認同這種系統化的訓練方式有助于提升學生的GIS專業技能。

綜合而言，該方法具有如下特點：（1）鞏固了《GIS軟件工程》中模塊設計的部分理論知識，課堂完成的一個小功能都可當成一個小模塊。（2）激發學生興趣，在相應示例的支持下完成自選項目的功能，學生注意力比較集中，容易培養學生的成就感。（3）興趣和技能循序漸進的夯實，最后由量變到質變，學生開發能力得到不斷提高，在面對開發困難時也更多耐心[7]。（4）實踐課堂講授的實踐相對有限，雖然課后同學們可以通過自主學習進行強化練習和開發，但可能由于經驗不足，文檔編寫會稍顯稚嫩，應可以接受，畢竟課堂講授部分的實踐訓練更多在于熟悉《GIS軟件工程》的階段和過程要求。

（二）課后項目點評

為真正提升學生GIS實踐能力，除課堂講授外，我們從三個方面努力提高學生對于專業、作業的興趣。

1.開通教學資料與項目過程管理互動網站

開設教學資源與項目過程管理互動網站www.jxnugis.com，開展如下工作：（1）發布教學資料。將課堂講授的PPT、參考資料、源碼等上傳到網站，供同學們課余下載查閱學習。（2）發布課堂作業與項目階段性成果。結合項目實踐過程，將學生的課堂實踐作業和項目階段性成果及時發布到互聯網上，便于學生親友關注，從而促進學生認真完成并展示學習成果。（3）發布作業與項目成果評價。學生課程實踐的“可行性、完整性、美觀性、實用性”等方面進行分值評價，從而激勵學生精益求精。

2.利用學生評價課程和教師

為客觀評價教師教學工作效果和質量，學生可利用學校OA系統的選課子系統中的課程評價模塊，對教師的課程教學情況進行評價，以此促進教師不斷改進教學方式方法，形成教學過程的良性循環。

3.師生網絡互動

充分利用現有網絡環境，開通班級QQ群，把專業老師和輔導員加入其中，便于師生雙方及時了解學習動態和交流，一定程度上使得師生關系更加融洽，有利于課堂之外的個別問題的及時解決與學術指導的順利進行。

基于上述，針對實踐教學部分可以形成以“GIS專業課程項目實踐”為紐帶的教師學生互動評價的良性循環。

（三）校內學生項目申請

在課堂講授實踐練習和課后學習互動過程中，大部分學生的GIS專業技能得到一定的提升。但以項目為主線的課堂作業和練習更多關注的是過程，項目成果的高度和深度畢竟有限。為進一步引導學生以項目驅動開展GIS專業實踐技能的訓練，我們鼓勵學生以前期積累的項目成果為基礎，通過更加深入的調研和分析后，申請學校職能部門面向本科生設立的各種基金項目，如《江西師范大學實驗室開放項目》和《江西師范大學校團委2014年大學生學術課題》等。這類項目學校給予1000-2000不等的經費資助。在課堂實踐教學中表現突出的同學對此類項目申請表現出較強的參與信心。從2012年開始有兩個項目申請成功到校團委學術課題（2009級大三同學2組共8人），2013年則有3個項目（2009級大三同學2組共8人）獲批實驗室開放項目。

校內項目申請的方式對項目驅動的GIS專業實踐教學模式更增加了可操作性和經費支持的吸引力。同學們參與專業學習的積極性進一步提升。如果說課堂實踐教學是廣泛播種，校內項目申請則是優勝劣汰。

（四）校外競賽項目拓展

經過課堂、學校的項目歷練后，大部分同學在大三下學期時已經對GIS專業項目實踐有了較為深入的認識和體會，以及技術積累，為未來工作或學術深造奠定了一定的專業技能基礎。在面對社會日益加劇的就業壓力時，同學們都希望在大四畢業實習和畢業設計過程中能夠在專業技術層面得到更加系統性、綜合性的鍛煉。針對學生面臨的就業壓力下表現出來的強烈的專業技能求知欲，學院鼓勵學生參加各類國家級、省級行業協會或企業主辦的GIS大賽。比如ESRI舉辦的GIS設計大賽，MapGIS舉辦的高校技能大賽等。

我校GIS專業教師均建有GIS工作室，通過多年的積累，已經形成具有一定GIS專業軟件研發及應用的學生梯隊。由高年級同學逐層負責指導低年級同學，在教學和科研的過程中較好地解決了學生們專業技能培養缺乏指導和實踐鍛煉問題。在GIS工作室以GIS專業競賽為目標的參賽訓練中，學生能夠得到從項目設計方案——系統總體設計——編碼——測試——產品發布的系統性完整性的GIS軟件工程過程訓練，學生的學習自主性、積極性進一步提高，專業技能也顯著提升。

（五）項目過程管理

對很多本科同學而言，項目啟動容易，堅持很難，特別是通過正式申請獲批的項目，項目周期長，競爭大，審核嚴，更是如此。剛開始時激情澎湃，后面稍微遇到一些問題就可能打退堂鼓，這是項目驅動的GIS實踐教學模式執行時經常碰到的問題。

為了更好地鼓勵同學們從一開始就認識到項目執行周期的長期性和任務的艱巨性，我們參考企業項目管理流程，與參與項目實踐的同學進行了一系列的項目管理制度約定。

1.組建項目團隊，任命項目經理，召開正式的項目啟動會。項目成功后，邀請多位專業老師和參賽隊員召開項目啟動會，讓同學們認真對待項目執行過程，并做好充分的長期奮斗的心理準備。

2.嚴格考勤制度。為相對有效地約束項目組成員，以項目目標為核心，齊心協力，共同推進項目，要求所有成員通過指紋考勤機進行考勤記錄。通常參加比賽的主力軍是大四同學，從大三結束的暑假開始，每天至少保障6個小時的坐班項目時間，每周休息一天。實踐證明，越是要求嚴格、規范，絕大部分同學越是能夠堅持，甚至經常為了項目技術問題或文檔自愿晚上或周末加班。

3.每周例會制：每周六晚19：00-21：00，項目指導老師與項目組全體成員召開項目周例會。由項目經理總結本周進展和遺留問題，介紹下周分工和時間任務安排，組員補充并提議。周會的召開使項目組成員隨時能夠統一項目目標，明確需要努力的方向。

4.每月月會制：項目組每月舉行一次月會，通常參賽項目周期4個月，會召開至少3次月會。每次邀請至少一位項目組以外的專業老師（不包含參賽項目指導老師）對項目階段性成果進行分析與評審，以便項目組更好地掌控項目的方向和進度。

5.每月活動制：每月月會后組織一次聚餐、打球、唱歌等集體活動，一方面階段性調節緊張的工作氛圍，另一方面增加團隊成員溝通和了解，消解項目執行過程中的歧義和誤解。每次月會后，項目執行可能困難重重，使得項目組成員越發團結和堅定地向著一致的項目目標繼續前進。

（六）項目成果總結

項目結題或比賽結束后，我們通常建議成功申請校內外項目或參加國家級、省級GIS專業競賽的同學整理項目文檔，提煉技術方案，并以此為基礎撰寫并發表學術論文或作為畢業設計選題進行進一步深化。盡管論文學術理論深度可能不夠，但為本科生未來深造進行了學術道路探索，亦不失為項目驅動的GIS實踐教學的成果的學術價值的體現。2013年指導1名學生發表學術論文，指導學生在中國地理學會（華中地區）獲得年會論文二等獎1名，三等獎2名。

我校GIS專業在ESRI主辦的全國2011年中國大學生GIS軟件開發競賽獲得三等獎1項（2008級4名本科生組隊），在201

2年全國大學生GIS應用技能大賽中獲得二等獎1項，在中國測繪學會主辦的2012年度全國高校GIS技能大賽中獲得二等獎1項，三等獎1項，2013年全國高校GIS技能大賽中獲得最佳用戶體驗獎1項，高級開發組三等獎1項，高級開發組優秀獎1項，2014年指導學生獲得團中央小平科技創新獎，2015年第十四屆挑戰杯團隊獲得江西省特等獎，全國三等獎。學生團隊屢獲殊榮從一定程度上反映了項目驅動的GIS專業實踐教學的成效，也提升了我校學生的就業成功率和滿意度，逐步在形成良性傳承。

2009級和2010級各有一名同學報考某985高校研究生復試時，正是由于其具備優良的學業基礎，又參加了全國GIS專業比賽并獲得獎項，而且還發表了一篇學術論文，在差額復試中脫穎而出贏得評委的一致肯定。

五、結束語

教無定法，有教無類。文章根據作者近幾年的教學經歷，從課程項目實踐、課后互動、校內項目申請、參賽項目實踐、項目總結等角度對項目驅動的GIS實踐教學的重要性及其探索過程做了剖析。其中所談到的方式方法尚不夠系統化，規范化，諸多細節還有待進一步改進，還需要實踐進一步檢驗和讀者的批評指正。

參考文獻

[1]周利軍.項目教學法在高師GIS教學中的應用[J].中國電力教育，2009，8：60-61.

[2]何秋生，李虹.項目驅動的創新綜合實踐教學模式的探索與實踐[J].中國電力教育，2014，30：83-84.

[3]吳孟泉，張安定，王周龍，等.賽課合一創新GIS實踐教學模式的探討[J].測繪科學，2014，7：166-170.

[4]鄭貴洲，王琪，晁怡，等.GIS專業人才培養的實踐教學體系構建[J].測繪科學，2014，9：148-152.

[5]鄒艷紅，陳東鋒，劉興權.GIS創新人才培養中實踐教學模式與方法探討[J].創新與創業教育，2013，2：26-28.

[6]呂秀琴，艾自興.“地理信息系統課程設計”教學內容和模式探討[J].實驗技術與管理，2012，1：165-167.

[7]郭先春，李大軍，程朋根，等.GIS二次開發課程案例化教學方法探索[J].測繪科學，2011，3：244-246.

*通訊作者：方朝陽（1971-），男，江西師范大學地理與環境學院，教授。

作者簡介：羅津（1979-），男，江西師范大學地理與環境學院，副教授。

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）09-0035-03