GIS专业计算机类课程教学改革方案

　　摘要：计算机类知识体系是GIS专业产生、发展与教育的重要基础和主要内容之一，其课程体系结构与教学方式直接影响到地理信息系统专业的教学水平与学生培养质量。目前，全国共有151所高校招收GIS专业本科生(2009年“中国教育与科研计算机网”统计数据)，其中大多数院校的GIS专业依托其原有的地理学、测绘学等学科建成。

　　关键词：地理信息系统,计算机教学,本科教育,人才培养

　　1 GIS专业教学现状

　　近年来随着大家对GIS学科特点认识的深入，各院校对GIS专业学生的计算机能力培养给予了越来越多的重视，但同时也遇到了一些新的问题，较为典型的如：盲目增加计算机类课程课时、计算机课程体系设置不合理以及缺乏与GIS专业课程的联系等。以云南大学为例，其资环学院下设的GIs专业成立于2001年，一开始以地理、测绘、环境科学类课程为主，在随后进行的3次较大的课程体系设置改革中，逐渐加大了计算机科学课程所占比重，增设了大量的计算机相关实践类课程。但是，GIs专业的学生毕业时仍然存在因计算机知识的欠缺而无法完全满足用人单位需要，升学后也面临着因为计算机知识的匮乏而无法顺利进行GIS科学研究的情况。究其原因，本校GIS专业教学发展至今，在地理学、地图学、遥感及环境科学等课程上已具备了较为成熟的课程体系和经验丰富的师资队伍，学生能从中受到良好的培养，所以在毕业时可以较好地掌握这些学科的理论知识，同时具备良好的专业素养;然而，对计算机学科知识的掌握，特别是在实际动手能力上还比较欠缺。因此，如何在不影响学生牢固掌握地理学、地图学、遥感及环境科学等学科知识的前提下提高GIS专业学生的计算机能力特别是实践能力，已成为GIS专业教学改革工作中亟待解决的问题。

　　本文认为，在进行计算机类课程教学改革之前，必须考虑到以下几个方面的因素：

　　1)不能盲目地以增开计算机类课程为手段来实现提高学生计算机水平的目的，以免造成严重侵占地理、测绘、遥感类课程的课时，最后将有可能导致培养出“四不像” 的GIS专业学生。

　　2)注重计算机教学与GIS专业课程的衔接，使学生建立对GIS科学理念的理解以及完善对GIS科学体系的整体把握，而不是分离地进行计算机知识的学习。

　　3)在完善计算机课程的校内实验教学的同时，也应考虑进一步加强校外实践教学，通过建立校外产学研基地等措施，为培养兼具理论知识与应用技能于一身的复合型GIS专业人才打下坚实的基础。

　　综上所述，只有充分把握GIS专业的学科特点，平衡好各门知识的课程比例，力求在课程教学方式上有所突破，并结合其他有效手段，才能真正提高GIS专业学生计算机理论水平和应用能力。

　　2 培养目标的制定

　　在GIS专业的学习中，计算机类课程犹如一条线索，始终贯穿整个本科学习过程中，它为GIS专业其他领域知识的学习奠定了重要的基础和提供了必要的保障。例如，测量学软件的应用、GPS软件使用、计算机遥感制图等课程，都离不开计算机相关知识的学习。因此，GIS专业计算机类课程的培养目标应定位为：确保学生接受专业化、系统化的计算机课程教学，培养具备良好的计算机基础的GIS专业复合型人才。这里，根据本校GIS专业的课程体系设置，给出了一个计算机类课程教学(包括理论和实验)的目标表(见从表1中可以看出，由于GIS的主要专业课程是安排在2～3年级，因此计算机类的相关主要课程也均分布于这2个学年，特别是3年级的计算机类课程，其主要目的便是将计算机理论知识与操作技术应用到GIS专业中去，而4年级则是综合应用GIS各个领域的知识解决实际问题。此外， 由于学分的限制不能开设的计算机类课程可开设专题讲座、成立科研兴趣小组，通过专家培训或自学等方法对相关知识进行深入的学习和研究。

　　3 课程设置与GIS专业课程的衔接

　　由于GIS专业本身的多元复杂性使得开设的课程种类多、内容广，若不注重不同种类课程之间的衔接则容易使学生模糊学科界线、搞不清专业培养目标，最后可能导致在GIS软件应用方面没有高职或大专毕业的学生强，而在软件开发上又竞争不过计算机专业的“四不像” 学生，出现了“高不成，低不就，就业难，转行多” 等现象。

　　因此在进行课程改革过程中应首先使学生建立对GIS科学理念的理解以及对科学体系的整体把握，而不是分离地进行各个课程模块的学习。以计算机课程的设置为例，分为专业基础课和专业必修课，其中专业基础课如计算机基础、程序设计语言、算法设计等和普通计算机专业的学习差不多;但是专业必修课程如数据库设计、GIS设计与实现、计算机遥感制图、GIS二次开发等就应加强与GIS其他课程模块的衔接，突出GIS专业计算机学习目标与普通计算机专业学习目标的不同。例如， 同样是数据库设计课程，但对于GIS专业的学生来说不仅要掌握普通关系型数据库的相关知识，更重要的是掌握什么是空间数据库，如何进行空间数据建库、空间查询、空间分析等操作，而这一切的基础.空间数据又是从何而来?由此展开，学生就能逐渐理解测绘、遥感、地理以及计算机知识在整个GIS专业中的地位及相互作用，避免盲目地、搞不清目地的学习。

　　在明确学生把握了GIS学科体系的基础上，各高校可依托各自的优势突出GIS专业特色，进行有针对性的应用领域的人才培养，如中国地质大学信息工程学院的GIS专业偏向培养具有一定地学背景的软件人才;南京邮电大学的地理与生物信息学院依托学校长期培养通信和IT行业人才的基础和优势，将培养GIS在通信领域的专业人才作为其专业特色; 而华中农业大学将GIS运用于农业生产与服务作为GIS专业的主要培养目的。这些特色化、专业化的人才培养模式正好解决了由于GIS学科本身所带来专业课程系统的膨胀，给人造成GIS无所不能、无所不包印象的问题，而且也让学生学有所专，加强GIS在某一领域的应用能丸培

　　4 校内外实验及实践教学

　　尽管GIS专业的课程中开出了大量的计算机类实验课程，基本上实现了理论与实验1：1的比例配置，但学生的实际应用能力仍然难以有所突破，经过调查分析，其主要原因首先是指导教师精力有限，通常1个教师在90min的实验课时间内要负责指导平均40个学生的实验操作，每个学生得到指导的时间约2min左右，指导时间太少;其次，由于不同学生的学习能力和学习目标不同，统一化的实验题目和指导难以满足部分学生深入学习的要求，使得这一部分学生的实际应用能力没有得到相应的提高。因此，如何提高实验课程的教学效率对计算机实践能力的提高起着至关重要的作用。通过汲取国内一些知名院校计算机实验课程的成功改革经验，建立了教学辅助平台，通过自动判题、试题分级测试、作品展示等功能既减轻了教师批改作业的负担，又使其有更多的时间投入到指导学生完成实验作业的工作中，也在一定程度上实现分级培养的目标，满足不同学生的学习要求。

　　此外，还应加强校外产学研基地的建立，主要可以起到2个方面的作用：一方面产学研基地在实践教学中有着校内实验室无法替代的作用，学生在真实的工作环境中更容易培养解决实际问题的能力，并且能体验真实项目流程以及尽早适应企业的人事管理等，既锻炼了实际应用能力，又为日后的就业奠定了良好的基础; 另一方面，可利用产学研基地培养专业教师的工程化经验，可分批指派教师参与基地项目建设，献计献策，既达到了高校服务社会的目的，又提高了专业教师的项目经验，使其在教学中发挥更好的作用，为学生的培养提供了有利的师资保证。

　　5 科学评价机制的建立

　　对现有的以笔试为主的评价方法进行改革，应本着重视主体性原则，侧重对实践能力的考察和评价。学生作为评价的主体，应充分发挥主体优势，激励学生通过多种多样的方式如参加计算机认证、举办作品展示、参加每年全国性的GIS大赛等对自己的实际综合应用能力进行主动地评价，而非被动地只通过一张试卷决定学习的好坏。另外，在对教师的评教中，改变过去单一的课堂评价的模式，将竞赛组织、指导学生参加各种活动、积极参与高校社会化服务活动等也作为评价的标准，通过激励教师最终带动学生提高专业知识的实践能力。

　　6 计算机类课程师资队伍的建设

　　建议GIS专业在招聘专业教师的时候可考虑计算机科学专业背景教师的录用，这样的考虑主要原因是：①有计算机专业学习背景的教师不仅具备了扎实的计算机专业知识，同时对计算机课程体系设置和教材的选择均有较好的把握，不仅保证了规范的计算机知识教学，同时也能根据非计算机专业学生的特点因材施教：②为了避免计算机专业教师知识背景单一，可通过培训、深造和自学等方式，补充GIS专业领域的其他相关知识，以保证教学质量， 同时也可为其他非计算机专业的教师的科研工作提供帮助，形成互补。

　　以上是作者在教学实践工作中对于GIS专业计算机课程教学的思考和一些改革探索，目的旨在进一步提高GIS专业的办学质量，培养兼具理论知识与应用技能于一身的复合型GIS专业人才，同时也希望能为开设GIs专业的其他国内院校提供一些有益的借鉴。

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