高職院校“GIS設計與開發”課程教學改革探索

徐 艷，黃 瑞，馬 玉 銀，王 海 玫

高職院校“GIS設計與開發”課程教學改革探索

徐 艷，黃 瑞，馬 玉 銀，王 海 玫

“GIS設計與開發”是高職院校GIS專業課程體系中，基于GIS與計算機編程的一門實踐性較強的綜合性課程。結合高職院校教學環境和學生知識背景，論述該課程的教學目標與教學內容，分析了目前教學過程中存在的問題，探討了教學進程安排、教學方式多樣化、實踐教學層次化和理實考核形式并重等改革方案。教學實踐證明，基于平時教學經驗基礎上提出的教學改革方案，加深了學生對組件式開發的基本概念和基本原理的理解，強化了學生應用組件式技術開發GIS應用系統技能的掌握，從而提高了課程教學質量，達到了預期的教學目標。

高職；GIS設計與開發；教學改革；實踐性

“GIS設計與開發”是高職院校GIS專業核心課程之一，是將軟件工程等理論和GIS軟件開發相結合的產物。[1]因此，先修課程涉及“地理信息系統”“地圖制作”“計算機輔助技術”“VB程序設計語言”等GIS原理性課程和計算機專業技術課程。在課程教學過程中，如何幫助學生建立豐富的知識結構，培養正確的學習方法，激發學生的學習興趣是課程教學的重點，值得思考與探索。

一、教學目標及教學內容

地理信息系統開發分為獨立開發、單純二次開發和集成二次開發三種。獨立開發難度太大，單純二次開發受GIS提供的編程語言的限制差強人意，因此，結合GIS工具軟件與可視化開發語言的集成二次開發方式，成為GIS應用開發的主流方式。[2]開課前學生已掌握GIS的基本原理，并具備程序開發基礎能力，可以開展本課程教學。

（一）教學目的

通過本課程的學習，使學生了解GIS設計的方法、過程和實現技術；[3]培養學生的基本操作技能、邏輯思維能力、文檔編寫能力和軟件設計能力，使學生建立系統化的GIS軟件開發思想，通過對實驗模塊的思考、理解、設計和創作，培養學生解決實際問題的能力。[4]為今后從事GIS設計與應用奠定基礎。

（二）教學內容

結合高職院校GIS專業人才培養計劃，“GIS設計與開發”采用集成二次開發方式，選用ESRI公司的組件式MapObjects與可視化開發工具VisualBasic2008集成開發平臺，展開理論和實踐內容教學（如表1）。理論教學圍繞MO的組成、功能及主要對象等，并借助簡單示例引導入門；實踐教學通過示例演示，使學生對MO產生較全面深入的認識；最后，通過整合，展示如何通過MO構建一個完整的應用系統。

二、存在問題及原因分析

（一）學生因素

1.高職類學生普遍對計算機開發技術掌握程度不高，對軟件開發和編程存在恐懼心理，很大程度上影響了學生學習的積極性。該課程知識點具有綜合性和技術性，尤其是VB+MO面向對象程序設計課程的思維不好掌握。

2.在上機操作中不善于主動交流學習。部分學生本身VB編程語言基礎較弱，再結合MO集成開發難度加大，遇到問題根據自己的理解找相似的模式套用，或可以按照教師的操作流程來做，但是，不理解背后原理及整個流程的意義，不會主動與教師和同學進行交流探討，缺乏主動學習意識，久而久之，對課程學習失去信心及耐性。

表1實踐課程教學內容

（二）教學因素

1.缺少對學生學習興趣的激發。傳統的教學模式“以教師為中心，學生被動接受”的填鴨式教學方法，忽略了對學生主動學習和探索精神的培養，降低了學生的學習興趣。

2.不能針對學生基礎參差不齊而做到因人施教。學生來自于不同地方、不同學校，在計算機知識的掌握程度上大不相同。如果在教學中，只考慮到基礎好的學生而講得偏快，就會有部分學生無法跟上教師的節奏，影響其學習積極性；如果只考慮基礎不是很好的學生而講得偏慢，就會在整體上影響教學進度，同時，也會降低部分學生的學習興趣。

三、教學改革的探索

（一）合理安排教學進程，引導學生自主學習

因為課程涉及計算機編程語言和GIS二次開發語言，知識點和內容較多，不易講解透徹和理解到位，需要教師在課程開設前系統把握教學內容，合理安排理論知識和操作演練的教學過程。同時，對于每一節課的教學安排，需要在課堂上精講多練，主要內容要講解詳細、條理清晰；對于學生不好理解和不易把握的知識點，可以提供教師自身的經驗和方法，以供學生借鑒學習；對于學生可以理解的內容，只需表達主要問題，引導學生自主學習即可，讓學生在思考問題時能更深入了解教師所講過的知識點。

（二）堅持多媒體輔助教學方式，激發學生學習熱情

課程開設之初，選用視頻演示的方式向學生介紹GIS項目的應用，借助學生比較熟悉的ArcGIS、CAD平臺及ESRI軟件開發大賽成果展示等，讓學生理解GIS設計與開發的用途和價值。主體教學內容基本采用多媒體教學方法，將枯燥難懂的概念以直觀易懂的方式表現出來。在進行理論教學的同時，教師可做些簡單的編碼操作演示，讓學生了解基本開發過程，從而降低畏難情緒，提高學習興趣，提前熟悉上機操作環境和功能實現過程。

（三）精心設計實習內容，突出教學層次感

本課程是實踐性較強的課程，上機操作是教學過程的重要環節。要引導學生通過實踐來加深對課程中理論知識的理解，并通過實踐掌握GIS設計的方法技術，從而提高設計與編程能力。針對高職院校GIS專業學生基本情況，教學目標定位于培養學生應用VB2008+MO進行小型GIS程序的編寫能力。在教學過程中，側重提高學生程序設計的信心和成就感，通過提高程序調試的技巧，提升學生逐步掌握編寫較大程序的能力。

因此，在教學內容安排上，本課程要突出教學的層次感，從簡單設計型實驗開始，然后，根據學生的操作能力與對本課程的理解程度，使其慢慢接觸相對復雜的實驗，由淺入深，循序漸進。每個實驗都要學生進行設計調試，教師承擔引導和輔導作用。全課程由五個子項目和一個綜合項目組成六大項目的實驗報告冊（如表1）。[5-6]實踐內容側重于地圖編輯與制圖操作，回避坐標系和幾何對象等高難度的知識點，以保證學生通過該課程學會利用VB+MO完成GIS基本功能的設計與開發。最后，要求學生撰寫課堂實驗練習，課堂實驗練習按照實驗目的、實驗內容、實驗步驟及方法、實驗結果及總結的格式書寫，以培養學生的書面表達能力和總結能力。

（四）開展多種教學模式，培養學生自學能力

針對實踐教學環節，可采用小組進行GIS子項目開發練習；再選擇小課堂的方式，讓學生講解設計流程和代碼功能，演示編程結果；要求學生學會MapObjects在線幫助，利用幫助中的開發實例編碼進行自主學習和探索；最終，讓學生理解開發思路，分析已有程序，修改及調試程序，并就其中發生的問題進行集體討論，以增強學生的自主學習能力和探索能力。

（五）理論知識和上機操作考核并重，全面提高教學質量

課程考核選擇將理論考核和上機操作同步進行的方式。理論部分著重考查學生對基本概念和原理的掌握；上機操作側重考察學生的編程應用及空間思維能力。基于該課程的實踐型及應用型特點，再結合初學者的基本情況，在考試命題時理論題目需要精簡，上機題目選用平時上機操作項目，同時，教師對于學生存在問題應從解決問題的思路上給予相應指導。要全面衡量學生的學習情況，引導學生更加積極、主動、有效地學習，從而全面提高教學質量。

四、教學效果分析

高職院校“GIS設計與開發”課程教學目標，要求學生熟練地掌握GIS設計與開發的基本概念和原理，并具備應用組件式開發技術設計與開發GIS應用系統的能力。基于以上教學改革方案的實施，學生普遍反映在整個教學過程中，學習目的明確清晰、知識結構豐富易懂且教學方法多樣有趣。

“GIS設計與開發”是一門綜合性、實踐性和技術性要求較高的課程，不容易被初學者理解，在課程教學過程中存在著諸多困難。本文基于高職院校教學環境和學生基礎，結合教學實踐，分析了學生在學習課程中所存在的問題及原因，從而對教學方法進行了探討。而通過對該課程的教學改革實踐，充分調動了學生學習的自主性，有效利用了多種教學資源，重點培養了學生的操作能力，強化訓練了學生面向對象的設計思維。綜合來看，這項課程改革從諸多方面改善了教學效果，提高了教學質量。

[1]宋瑋，楊曉明.GIS設計與開發教學方法探討[J].測繪與空間地理信息，2010，33（1）：1-2.

[2]荊平.基于VisualBasic2008的地理信息系統設計開發案例教程[M].北京：清華大學出版社，2012.

[3]吳信才.地理信息系統設計與實現[M].北京：電子工業出版社，2010．

[4]張恒，劉群.GIS設計與開發課程實驗教學設計[J].實驗科學與技術，2009，7（4）：45-47.

[5]劉光.地理信息系統二次開發教程：語言篇[M].北京：清華大學出版社，2003.

[6]柳錦寶，張子民，張永福，等.組件式GIS開發技術與案例教程[M].北京：清華大學出版社，2010.

[責任編輯盛艷]

國家級教學資源庫建設項目“地理信息系統應用”（項目編號：20120106）

徐艷，女，揚州市職業大學資源與環境工程學院講師，碩士，主要研究方向為GIS應用與開發；黃瑞，男，揚州市職業大學辦公室副主任，副教授，博士，主要研究方向為高職教育；馬玉銀，男，揚州市職業大學資源與環境工程學院院長，教授，碩士，主要研究方向為高職教育；王海玫，女，揚州市職業大學資源與環境工程學院副院長，副教授，碩士，主要研究方向為國土資源管理。

G712

A

1674-7747（2017）09-0008-03