高等教育院校《地理信息系統》課程教學改革路徑

陳凌偉

（唐山師范學院，河北 唐山 063000）

客觀角度來看，《地理信息系統》作為高校中的一門重要的交叉性學科，不但和地理學、測繪科學、地圖學、計算機科學以及數學教學之間密切相關，而且也涉及到了資源學、城鄉規劃以及環境科學等多個專業與學科知識。所以，做好本課程教學工作意義重大。然而，結合現實情況來看，《地理信息系統》教學當中存在諸多問題，這也使得學生常常難以把握課程知識要點并且實踐學習效果不佳，嚴重阻礙了本課程育人效能的發揮。面對此情況，我們有必要正視《地理信息系統》教學的不足之處，在此基礎上，對教學設計、教學模式等加以針對性的革新，從而在保證教學有效性的同時，為各個相關專業和相關課程教學的良好推進鋪路搭橋。

一、《地理信息系統》課程教學的現狀問題

《地理信息系統》（Geographic Information System）作為GIS 技術與學科教學的融合體，是一門理實并重、交叉性強、實踐性高以及發展速度快的學科，故而對于教與學的方法有著很高的要求，這也使得課程教學存在諸多問題。

（一）課程學習難度較大

本課程涉及面較廣，包含了地理學、計算機科學、數學以及遙感科學等多方面的內容，這給學生的課程學習帶來一定挑戰。結合現實情況來看，隨著高等教育“寬口徑、厚基礎”以及“大類招生”等方面改革的推進，選修《地理信息系統》的學生越來越多。這其中不但包括了地質類、地理類以及環境類專業學生，而且也包括了社會學、歷史學、醫學以及物理學等專業學生。由于不同專業學生在學科基礎方面的差異性較大，造成其在專業知識基礎以及認知能力方面各有不同，給本課程教學的良好推進帶來巨大影響。

（二）操作訓練推進不佳

其次，《地理信息系統》作為一門理實兼備的課程，理論性、實踐性以及科學性較高，所以，在教學實踐中，必須要做到理實并重，只有這樣才能保證課程育人效果的良好發揮。然而，受到課時等因素的影響，教師往往難以對相關知識點進行有效講解和輔導。尤其是在實踐練習環節，如何給學生提供良好的實踐指導和練習輔導，是擺在課程教師面前的一道難題。

（三）教學方法有待優化

在科技飛速發展的背景下，GIS 技術應用范圍不斷擴大，升級和換代速度也在不斷加快。在此背景下，《地理信息系統》課程內容也在不斷擴展和翻新。隨之而來的是，學習難度的加大，內容深度的加強。而結合教學實情來看，以往言語直輸的教學方式并不能有效保證教學的質量和容量，所以如何落實教學設計以及模式方面的革新，也是本課程教學改革亟須處理的問題。

（四）課程考評需要完善

在高等教育中，考評作為重要一環，對于課程教學實效有著直接性的影響，《地理信息系統》也不例外。然而，在本課程中考評通常都是以筆試考評為中心，在此基礎上，兼顧課堂表現以及操作訓練等方面的考評，這也使得很多學生產生“唯分論”的思想，嚴重阻礙了考評教育促進效能的發揮。與此同時，主體單一以及模式固化等問題的存在，也嚴重影響了學生GIS 學習的熱情，使得教學效果不盡人意。

二、《地理信息系統》課程教學的改革路徑

（一）甄選內容，搭建認知結構

在《地理信息系統》教學實踐中，我們的教法模式切不可圍繞孤立知識點內涵的強調來展開，而是要注重學生整體認知結構的搭建，以此來進一步保證教學實效，為學生課程認知的加深、課程技能的掌握奠基。而若想實現這一目標的話，我們有必要做好教學內容方面的甄選工作，明確各個知識點以及具體操作在整體知識框架當中的具體位置與地位，使學生能夠逐步了解其中的互動聯系，在新知以及舊知之間逐步架構起一條堅固的橋梁。具體來說，教師要秉承“從零教起”的理念，結合課程知識點，進行逐一化的詳細講解與介紹。同時，要在減少知識講授時間的同時，把重點放在那些GIS 關鍵概念以及關鍵原理的講解當中。在此基礎上，要多增加一些趣味性的互動探討環節，以此來激起學生的學習熱情，點燃他們在思維與意識方面的火花。例如，在講授“數據的采集與處理”時，我們可從4D 產品方向著手，依據信息手段之便展示一些4D 產品的制備技術方面的圖片或音頻，在此基礎上，指引學生結合視聽資源進行有效探討，然后引出數字視圖、遙感影像以及DEM 數據等方面的知識點。通過此舉來搭建一個節奏緊湊、互動有效以及視聽一體化的GIS 課堂，讓學生能夠在自己熟悉且喜愛的信息手段推動下以及互相探討分析的帶領下，去更加便捷和深刻地把握章節知識點的內涵精髓。

（二）優化案例，強化應用分析

在以往的教學中，很多GIS 教師不但希望強化學生在本課程方面的基礎能力，而且也希望能夠實現他們學科連通能力的提升目標，從而為他們專業學習以及專業發展鋪路搭橋。但是，他們往往都將課時花費在了某一個知識點的講解之上，并沒有結合有效的案例進行知識點的剖析講解與應用實踐。與此同時，在案例運用方面，也往往存在過于復雜或者過于陳舊等問題，學生很難從中獲得良好的學習參照。因此，如何保證案例的引入數量與應用質量，使我們有必要思考的問題。具體來說，我們有必要結合課程教學特點，引入一些實踐性、實用性和生活性較強的GIS 案例。在此基礎上，我們可將項目驅動等教學方法引入到課堂當中，指引學生圍繞具體案例，進行層次化的研究和分析。如我們可引入“本地教育資源均衡性規劃”的案例，指引學生結合所學內容，從相關背景、動態問題、數據來源、研究方法、結果分析等多個層面展開分析和探討，在此基礎上，讓學生做好案例研究微型報告的撰寫工作。通過此舉，來為學生搭建一個良好的新知運用、技能輸出平臺，進一步強化學生對于知識點的理解，強化他們利用GIS 分析以及處理實際問題的能力，從而讓教學效果得到有序化提升。

（三）信息改革，提升教育實效

如今，在高等教育改革深入推進的形勢下，教育信息化已經成為《地理信息系統》教學的重要改革趨勢。對此，我們有必要圍繞多媒體、微課以及網絡等手段來對本課程教學設計和教學模式加以革新，從而以開拓創新的舉措來進一步保證教學實效。

1.依托媒體手段，強化課程認知

在信息化時代，多媒體作為一種最為常見的教輔手段，有著趣味性強、直觀簡潔等特點，能夠以圖表、音頻以及影響等方式來將GIS 知識加以形象展現，為學生提供豐富有趣的GIS 學習參照，進而使他們能夠更加便捷和更加深刻地體悟到相關知識點的內涵要義，實現深化其課程認知和提高教學有效性的目標。對此，在教學實踐中，我們也要落實該手段的引入工作，讓GIS 課堂變得既精彩又高效。例如，在講授GPS、RS 以及GIS 集成的知識點時，我們可依托媒體手段之便，一方面展示諸如北斗、GPS、格洛納斯以及伽利略等衛星導航系統的介紹視頻，與學生一同對其定位精度、在軌數量等進行對比，以此來激起學生的學習熱情，引出GPS 集成等內容；另一方面也可展示3S 移動測量車、RTM 測量車以及車載導航等方面的圖片，通過此舉來搭建一個生活與GIS 集成化之間的橋梁，結合相關實物來帶領學生更好地認知三種技術的集成特點，讓學生能夠在自己熟悉且喜愛的多媒體手段下寓學于樂并且獲得深刻認知。

2.借助微課手段，混合翻轉教學

《地理信息系統》當中有很多實踐性強的內容，這也凸顯了強化操作訓練的重要性。然而，由于操作部分的課時占比通常較低，很難獲得好的教學收益。對此，我們不妨將視角放在微課之上，依托其操作簡便、針對性強以及內容精煉等特點，來對GIS 操作練習環節的教育進行混合式的革新，讓教學實效得到進一步提升。具體來說，在教學實踐中，我們要本著混合式的教育思路，一方面可針對理論模塊做好言語講授工作，在此基礎上，結合網絡視聽資源，設計相應的章節微課，然后借助其暫停、回放以及循環播放等功能來將關鍵的操作模塊加以呈現。接著，我們一方面可指引學生結合微課來展開GIS 操作練習；另一方面也可指引學結合微課來進行課后的GIS知識復習或實驗練習，通過此舉來讓他們能夠更好地利用碎片化時間以及實現有針對性的復習與練習，從真正意義上借鑒操作環節教學中課時不夠用、練習效率不高等問題。

除此之外，我們也可依托微課之便來打造一個翻轉式的GIS 課堂，讓學生能夠走向教學主位，依托自己活著同伴間的力量來進行GIS 知識點的探究、分析和實踐，從而使他們能夠感受到知識點的生成過程，推動其專業能力的有序化提升。例如，在講授時空數據存儲與分析的知識點時，我們可首先結合學生在興趣愛好、課程基礎等方面的實情，本質異組同質原則，在班內劃出多個4-6 人的GIS 小組并保證各組內部優差生比例趨于均衡，通過此舉來構建一個整體帶動和提升的課堂。在此基礎上，我們可展示一個“案例+任務分析”形式的微課。其中，案例可以是“共享電車的GPS 路線時空數據”，任務則可以設成“分析共享電車騎行路線時空數據，分析其管理與調度方法”。然后，我們可指引各組結合所學認知，積極搜集資料并一同分析思考和探究結論。最后，我們可指引各組依次闡述結論并在其相互補充看法的基礎上，結合其中的閃光點和不足點進行總結性點評。通過此舉不但能夠保證GIS 教學的趣味性和有效性，而且還能為學生協作、創新、實踐以及處理問題等能力的發展奠基，可謂是一舉多得。

（四）完善考評，鞏固教育成果

在《地理信息系統》的考評環節，我們有必要對其標準以及形式展開針對性的改革。首先，在標準方面，要積極構建起一個集期末考試、實驗練習、隨堂測試以及師生互動等標準于一體的考評框架，以此來保證考評的有效性和全面性。其次，在方式方面，要在師評的基礎上，積極將自評、組評以及企評等多種方式引入課堂，以此來為學生提供更為多樣的評價建議，拓展其專業思路并且明確其發展方向。除此之外，也要積極引入課程競賽等考評活動，讓學生能夠在獲得良好知識運用和思維創新契機的同時，讓教育成果得到有效鞏固。

總之，高校《地理信息系統》的教學改革并非朝夕之事。我們還需立足時代教育發展形勢，結合課程特點，在有效把握其中既有問題的基礎上，依托新的教育思路和方法去打造《地理信息系統》教學新常態，從而在提高教學有效性的同時，讓學生不但能夠學得更多，收獲更多，而且能夠走得更遠，飛得更高！