計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)地理信息技術(shù)教學(xué)改革

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摘要：地理信息技術(shù)是信息技術(shù)的重要分支，高校計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)有必要開(kāi)設(shè)相關(guān)課程。結(jié)合地理信息技術(shù)的課程性質(zhì)和多學(xué)科交叉、實(shí)踐性強(qiáng)和前沿性的特點(diǎn)，從明確教學(xué)目標(biāo)、改革教學(xué)內(nèi)容體系和豐富教學(xué)方法三方面進(jìn)行改革，以滿(mǎn)足計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)地理信息技術(shù)課程的需要。

關(guān)鍵詞：地理信息技術(shù)；教學(xué)改革；計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，地理信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于國(guó)土管理[1]、城市規(guī)劃[2]、災(zāi)害評(píng)估[3]和公共安全[4]等諸多領(lǐng)域。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)快速發(fā)展，地理信息技術(shù)和這些新技術(shù)融合趨勢(shì)越來(lái)越明顯[5]。目前，許多高校開(kāi)設(shè)了地理信息技術(shù)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)，如地理信息系統(tǒng)、遙感科學(xué)與技術(shù)、空間信息與數(shù)字技術(shù)等，培養(yǎng)相關(guān)專(zhuān)門(mén)人才，同時(shí)，一些其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)，如資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、環(huán)境科學(xué)、城市規(guī)劃，由于行業(yè)應(yīng)用的需要，也開(kāi)設(shè)了地理信息系統(tǒng)等相關(guān)課程。地理信息技術(shù)作為信息技術(shù)的重要分支，計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生有必要深入了解，因此，很有必要在在計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)相關(guān)課程。

1課程性質(zhì)及特點(diǎn)

在計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)，地理信息技術(shù)一般作為專(zhuān)業(yè)方向課或?qū)I(yè)選修課開(kāi)設(shè)。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生需掌握地理信息技術(shù)的基本原理、基本方法和相關(guān)應(yīng)用，為學(xué)生在信息技術(shù)中綜合集成地理信息技術(shù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。由于課程的特殊性，該課程明顯具有以下特點(diǎn)[6]：多學(xué)科交叉、實(shí)踐性強(qiáng)、具有前沿性特征。

1.1多學(xué)科交叉

地理信息技術(shù)課程以3S為核心，集成了地理學(xué)、地圖學(xué)、測(cè)繪學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等眾多學(xué)科的相關(guān)理論和技術(shù)，是多科學(xué)交叉的產(chǎn)物。由于涉及學(xué)科領(lǐng)域眾多，要求學(xué)生必修具有相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)。對(duì)于計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，學(xué)生僅僅具備了扎實(shí)的計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，其他學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)嚴(yán)重不足。這要求教師在教學(xué)過(guò)程中，需要考慮到學(xué)生的實(shí)際情況，根據(jù)需要適當(dāng)補(bǔ)充其他相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)。

1.2實(shí)踐性強(qiáng)

地理信息技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，地理信息技術(shù)的應(yīng)用促使技術(shù)體系不斷完善，進(jìn)而促進(jìn)了相關(guān)理論體系的形成。同時(shí)，新的理論體系進(jìn)一步促進(jìn)地理信息技術(shù)的發(fā)展，并不斷擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域。因此，地理信息技術(shù)學(xué)科內(nèi)容包括了基本理論研究、技術(shù)方法和技術(shù)應(yīng)用三方面，既是一門(mén)基礎(chǔ)理論學(xué)科，又是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。這就要求教師在教學(xué)過(guò)程中既要講解本課程中的基礎(chǔ)理論，又要巧妙地將基本理論與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，這樣有利于學(xué)生加深對(duì)基本理論的理解，提高學(xué)生運(yùn)用地理信息技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

1.3前沿性

地理信息技術(shù)自誕生以來(lái)，已經(jīng)形成完善的理論體系和技術(shù)方法，隨著新興IT技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，地理信息技術(shù)的發(fā)展和更新也日新月異。因此，地理信息技術(shù)課程呈現(xiàn)了前沿性的明顯特點(diǎn)。

2地理信息技術(shù)教學(xué)改革

2.1明確教學(xué)目標(biāo)

不同專(zhuān)業(yè)的地理信息技術(shù)課程由于教學(xué)目標(biāo)的不同，其教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法也完全不一樣[7]。對(duì)于地理信息技術(shù)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)而言，地理信息技術(shù)是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，其教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)地理信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，學(xué)生需要掌握基本原理、技術(shù)方法和典型應(yīng)用，為后序課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)于其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)而言，地理信息技術(shù)的課程的教學(xué)目標(biāo)則是以專(zhuān)業(yè)知識(shí)為背景，地理信息技術(shù)作為一種輔助技術(shù)手段更好的解決本行業(yè)相關(guān)的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)高素質(zhì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才，地理信息技術(shù)的課程教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握地理信息技術(shù)的基本原理和技術(shù)方法，為將來(lái)在工作中綜合集成地理信息技術(shù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.2改革教學(xué)內(nèi)容體系

根據(jù)計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)以及地理信息技術(shù)課程本身的特點(diǎn)，需要對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行很好的規(guī)劃。為了能夠與專(zhuān)業(yè)更好的緊密結(jié)合，在介紹地理信息技術(shù)的基本理論和基本原理的同時(shí)，特別需要突出空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)和空間分析原理與方法幾方面的內(nèi)容。經(jīng)過(guò)實(shí)際的教學(xué)探索，該課程的內(nèi)容主要包括以下四部分：①基礎(chǔ)知識(shí)，主要包括基本概念、坐標(biāo)系統(tǒng)和地圖投影；②GPS與定位技術(shù)，主要包括GPS工作原理和其他定位技術(shù)；③地理信息系統(tǒng)（GIS），主要包括空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、空間分析原理與方法及地圖制圖；④遙感技術(shù)（RS），主要包括遙感基本原理和遙感圖像處理。以上教學(xué)內(nèi)容基本覆蓋了地理信息技術(shù)的主要基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法。

2.3豐富教學(xué)方法

為提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以采用問(wèn)題探究式教學(xué)法、對(duì)比教學(xué)方和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)等多種方法相結(jié)合。探究式教學(xué)是指將探究式方法運(yùn)用到教學(xué)中，在教師的引導(dǎo)與協(xié)助下，學(xué)生作為教學(xué)主體，通過(guò)提出問(wèn)題、搜查資料、形成對(duì)問(wèn)題的解釋以及論證解釋等探究環(huán)節(jié)，自主建構(gòu)知識(shí)、獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)的過(guò)程，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的研究性活動(dòng)[8]。例如，在講解空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之前，教師給出空間數(shù)據(jù)例子及特點(diǎn)，讓學(xué)生根據(jù)學(xué)過(guò)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，自行總結(jié)在能夠?qū)⒖臻g數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)組織存放的方法?！皩?duì)比教學(xué)法”是將教材中有一定聯(lián)系和差異的教學(xué)內(nèi)容放在一起進(jìn)行對(duì)比討論和分析，找出其中的異同點(diǎn)，將有關(guān)的知識(shí)和理論遷移到另一對(duì)象上[9]。例如在講解空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)候，讓學(xué)生比較矢量結(jié)構(gòu)和柵格結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)未來(lái)的可能發(fā)展方向；在講解空間數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)候，讓學(xué)生將空間數(shù)據(jù)庫(kù)和適合存放大量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而引申出空間數(shù)據(jù)引擎的概念及作用。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自覺(jué)學(xué)習(xí)的能力[10]。例如將講解空間分析原理與方法時(shí)，要求學(xué)生結(jié)合所需知識(shí)，完成一個(gè)典型的“學(xué)校選址分析”的實(shí)際項(xiàng)目，教師只提供具體問(wèn)題、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，詳細(xì)的問(wèn)題建模、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果表達(dá)均要求學(xué)生自行完成。

3結(jié)　語(yǔ)

地理信息技術(shù)是信息技術(shù)的重要分支，高校計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)很有必要開(kāi)設(shè)相關(guān)課程。結(jié)合地理信息技術(shù)課程性別和特點(diǎn)，從明確教學(xué)目標(biāo)、改革教學(xué)內(nèi)容體系和豐富教學(xué)方法三方面進(jìn)行改革，以滿(mǎn)足計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)地理信息技術(shù)課程的需要。

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作者：陳紅順 單位：北京師范大學(xué)珠海分校