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弹性可伸缩GIS实验课程设计

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摘要:《GIS实验》是普通高校地理科学类本科专业的必修课程之一,也是学生掌握GIS基本技能的重要基础课程,具有不可替代的重要作用。本文首先针对该课程开设过程中存在的问题进行了分析,并针对这些问题提出了弹性可伸缩的课程设计方案,主要解决了专业适配及教学内容连贯性、系统性等体系性方面的问题。该方案能够适应专业特点、学情及GIS技术的不断发展,在教学实践中,收到了良好的效果。

关键词:GIS实验;课程设计;课程改革;实验教学

GIS是地学、测绘科学与计算机科学等多学科交叉融合发展起来的一种综合性学科与技术。GIS课程是高校地理科学类专业必修的基础课程之一,具有举足轻重的作用[1]。GIS实验课程,连接着GIS学科的理论、方法、工具等三个要素,起着纽带和桥梁的作用[2]。学生正是通过GIS实验,理解和巩固理论知识,学习解决实际问题的方法,熟悉和掌握GIS工具软件。该课程对于学生提高动手实践能力具有重要的作用[3]。我院自2001年开设GIS实验课程以来,通过多年的教学实践,针对存在的问题,总结出一套弹性可伸缩的GIS实验课程设计解决方案,收到了良好的教学效果。

一GIS实验教学中存在问题分析

依据最新的《普通高等学校本科专业目录》,地理科学类专业共包含四个专业:地理科学、自然地理与资源环境、人文地理与城乡规划、地理信息科学[4]。目前,以上四个专业,在我院均有开设。在以上四个地理科学类专业的GIS实验课程教学活动中,陆续发现了一些课程设计方面的问题,总结如下。

(一)专业适配性问题统一的课程内容设计,无法适应各专业灵活多变的需求。不同的专业特点,对GIS实验课程有着不同的要求和侧重点,具体如表1所示。从表中可以看出,地理信息科学专业对GIS实验课程的要求明显不同于其他三个专业,其对空间分析、建模、二次开发的要求明显更高。两外三个专业,主要侧重于数据、空间分析应用和地图制图。(二)教学内容设置的连贯性问题如表2所示,各个专业GIS实验课程相关的先修课程、后续课程有所不同。从表中可以看出,先修课程是一致的。而后续课程,对于地理信息科学专业来说,几乎所有的GIS相关课程都要以该课程为基础;对于其他专业,后续课程相对较少,GIS主要作为工具来使用。这就要求GIS实验课程内容设置方面,能够与前后课程,尤其是后续课程的要求保持连贯性,能够衔接起来。

(三)教学内容设置的系统性问题目前,GIS实验课程内容设置的系统性方面,仍存在较大的问题。主要体现在以下几个方面。理论知识的体系化与实验课程相脱节:比如校正、配准和数字式投影转换,其原理在理论上是一致的,成体系的,而实验课程并没有反映这一点。实验数据缺乏系统性:每一个实验使用一套独立的数据,各个实验之间,实验数据缺乏系统性,不能覆盖整个实验课程的各个周期。

二弹性可伸缩的GIS实验课程设计

针对以上问题,本次课程内容设置改革,提出了一套弹性可伸缩的课程内容设计解决方案。该方案主要以模块化方法来设置课程内容,实现了专业适配,并保证了课程内容设置的连贯性、系统性。[5]该方案将课程内容划分为基础性实验、验证性实验、综合性实验、高级实验等四个模块。具体如下:1.基础性实验:主要包括软件操作基础、空间数据采集、校正、变换、编辑、制图。2.验证性实验:主要包括空间数据查询、空间分析流程验证性实验,如插值、栅格分析、DEM分析、叠置分析、邻近性分析、网络分析等。3.综合性实验:强调设计性、应用性。4.高级实验:建模、宿主式开发。根据各专业特点,针对各专业对GIS实验课程的要求与侧重点不同,从模块中选择相应实验进行组合,形成了弹性可伸缩的课程内容设计方案,具体如表3所示。该设计方案对课程可能涉及的内容进行了模块化处理,通过课程模块的灵活组合,在以下几个方面实现了弹性可伸缩的实验内容配置。1.专业适配:各专业只需根据其专业特点及要求,灵活组合课程内容。2.适应学情:学生可以根据自身情况,从各模块中,自主选择相应课程进行学习。3.学时分配:针对课堂与课外、讲授与自学,机动搭配。4.考核方案:可弹性配置考核方案,主要使用综合性实验进行考核。5.GIS技术的不断发展:通过高级课程模块,设置了一些新技术方面的实验,供学生学习使用。

三效果评价

实施该课程改革方案以后,我们以自然与人文两个专业为例,进行了初步的效果评价工作。效果评价采用了主观评价与客观评价两种方法[6,7]。主观评价主要通过调查问卷的形式,调查使用该方案前的三个年级和使用该方案后的一个年级,通过数据对比,发现学生对课程的满意程度增长了16%,对实验课程内容的掌握熟练程度增长了14%。客观评价通过考核成绩统计的方式,统计使用该方案前的三个年级和使用该方案后的一个年级的优秀率和良好率,两个指标分别上升了7%和13%。从上述指标可以看出,采用该方案后,GIS实验课程教学效果有了较大的提高。主观评价主要通过调查问卷的形式,调查使用该方案前的三个年级和使用该方案后的一个年级,通过数据对比,发现学生对课程的满意程度增长了16%,对实验课程内容的掌握熟练程度增长了14%。客观评价通过考核成绩统计的方式,统计使用该方案前的三个年级和使用该方案后的一个年级的优秀率和良好率,两个指标分别上升了7%和13%。从上述指标可以看出,采用该方案后,GIS实验课程教学效果有了较大的提高。

作者:李兆恒 吴孟泉 肖鲁湘 单位:鲁东大学

弹性可伸缩GIS实验课程设计责任编辑:张雨    阅读:人次