地理信息系统专业汇总十篇

时间:2022-06-03 03:32:11

序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇地理信息系统专业范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。

地理信息系统专业

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关键词:地理信息系统(GIS) 社会需求 市场定位 专业建设

学科专业建设是大学发展的永恒主题,要想建设成为高水平的大学,高水平的专业建设是基础。按照教育生态学的观点,人才质量是专业发展的核心,满足社会需求是专业发展的目标,社会适应性是专业发展的基础,战略规划是专业发展的基石。地理信息系统专业是长江大学地球科学学院的重点建设专业,目前已进人规划、建设阶段。笔者在分析社会需求的基础上,探讨了地理信息系统专业人才培养方案中的课程体系设置、实践能力训练、以及如何全面提高学生素质以满足社会发展需求的一系列问题。

1社会对GIS从业人员的需求

    1) GIS专业程序员或系统员大致有4方面的要求:①编程语言要求。比如要求熟练掌握cc+十语言,更高要求是精通C# , C十+Java, JSP,  VB. NET中的某种语言,熟悉VC++, JBuilder等编程环境,熟悉某种建模工具构建系统模型;② GIS平台要求。如要求熟练掌握某种主流GIS平台及二次开发技术,更高要求的是对WebGIS、三维GIS的开发有一定了解;③数据库技术要求。熟悉某种数据库,更高要求是能基于Oracle等大型数据库进行开发;④要求有一定的项目经验。

    2) GIS市场梢售或管理人员这部分人员不开发系统,做市场或管理,要求有行业知识与背景,更重要的熟悉市场,懂得一定的管理知识,专业知识要求不高,只要熟悉相关GIS软件就足够了。

    3)相关行业的应用或分析人员由于80%的信息都和空间位置有关,GIS作为一种应用工具能服务于众多行业,而且GIS也只有在应用中才能体现其生命力,特别是行业的GIS深度应用。其要求就是除了有GIS专业知识外,需要有应用领域的专业知识。

    4)与GIS相关的数据人员空间数据是GIS的核心,对一个GIS项目来说,相当大一部分资金用于数据的采集、生产与维护,这个方向对GIS人员需求量较大,要求是能熟练使用相关GIS软件,比如利用GIS软件进行矢量化,利用软件对遥感和航测数据进行处理等。

    5) GIS教育或研究人员越来越多毕业生加入了考研大军,部分学生毕业后仍然从事前面所述的工作,也有部分学生毕业后进人高等院校或者科研院所从事GIS教育与研究。GIS教育与研究大致可分为GIS基础理论研究、GIS实现技术研究、GIS应用及其探索。相应的,在数学基础、计算机技术以及应用行业背景知识上会有更高的要求。

根据上面的社会需求分析,长江大学GIS本科毕业生的市场定位主要分为3类:GIS研发、GIS市场与管理、GIS应用。不同的市场定位对教育的需求是不同的,对于GIS研发人员来说,计算机技术是最重要的,对于GIS市场与管理人员来说,需要有一定的市场分析能力或管理知识,而对相关行业的GIS应用或分析人员来说,需要有应用领域的专业知识。

2基于市场定位,设置灵活的课程体系

    为了让学生能满足社会的需求,必须基于市场定位来调整培养目标,制定人才培养方案。具体思路可以概括为以下3点:①厚基础、宽口径、突出特色;②在课程设置上突出不同的市场定位,学生选修时加强择业引导;③加强学生实践能力的培养。

    按照这个思路来制定人才培养方案,其中学科知识模块的构建与课程体系的设计是人才培养方案中重要的方面,应适应多样化人才培养规格的需要,使培养的人才不仅能适应企业对技术和经济的需要,熟练地解决本专业的技术问题,同时还要依据市场的变化和需要,较快地适应不同技术领域之间的转换。

    在课程体系设置中,按照厚基础、宽口径的要求,加强计算机、英语等能力的培养,保证其课程和应用的不断线;专业课程以大专业为基础设置,同时体现不同市场定位的需要,设置模块化的专业方向,根据市场需求情况,进行动态实施,具体措施如下:

 1)计算机技术是GIS专业的基础,特别是对于开发人员来说,计算机技术要求更高。因此,在课程设置中强调“三个一”(一个GIS平台、一个数据库平台、一门编程语言),要求每个学生能够精通一门编程语言,熟悉一个数据库平台,能基于一个GIS平台进行操作和二次开发。

    2)设置模块化的专业方向,体现不同就业方向的需要。如设置一些高级计算机技术课程模块,如计算机图形学、网络编程、数字图像处理等课程,这主要是针对部分学生将来可能从事软件开发的需要而设置的;设置一些管理类课程,这主要是为了培养学生既懂地理信息数据处理又懂管理,将来成为GIS市场销售或管理人员而设置的;设置一些应用专业模块,如数学地质、沉积岩石学等课程,将我校的一些优势学科核心课程开设为GIS专业的应用专业选修课,注重整合资源、交叉融合,充分发挥优势学科的辐射作用,引导部分同学选修,将GIS作为工具,以后从事这个领域的行业分析与应用工作。

    3)对学生进行择业、课程选择引导。学时是有限的,学生的精力和时间有限,学生的兴趣各异,在课程设置中将需要的、可能需要的分开,能够让学生有所为有所不为,分阶段量力而行。为了减少学生选课、就业的盲目性,学校、企业、学生三方协商,让学生能够利用寒暑假时间到企业参观、实习,了解企业,明确自己的职业倾向,有利于课程选择。另一方面学校积极鼓励学生到与本校建立友好关系的其他高校学习或实习,以便毕业后能在更大范围内寻找工作。

3将专业的发展与社会的发展相结合,全面提高学生素质

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一、前言

GIS教育自从20世纪90年代迅速发展以来,目前已经形成了从职业教育、中专教学、专科、本科、研究生的完整教育体系,培养的GIS专业人才也踏入社会、走上工作岗位。但随着GIS应用逐渐社会化的同时,GIS的专业化趋势也愈加明显,缺乏专业特色的GIS教学也使得部分学校的学生难以适应市场的需要,甚至出现专业停办的现象。所以,在新时期和新形式下继续探索GIS专业教育方法,密切联系具体领域,和具体的行业应用结合起来,形成具有专业特色的GIS教育势在必行。

二、GIS专业教育教学现状

2.1 课程设置缺乏侧重点

目前,在本科GIS教育中, GIS专业的课程设置主要包括4类:地理类、测绘与遥感类、计算机科学与技术类和GIS专业类,它们组成了GIS本科专业素质教育的核心课程。这类教学体系大多针对性不强,侧重点不强。很多同学学完之后感觉到又多又杂,很难把握,常常感到困惑。实际上目前国内从事GIS教育的各高等院校,各有各的背景,各个学校的侧重点应该不同。虽然GIS专业具有应用上的广泛性,但是在制定大纲的同时更应体现术业有专攻,各个学校在开设课程时最好结合自身的特长有侧重点地让学生专门学习一些跟专业相关的课程,充分发挥自己的特长。如南京大学、南京师范大学主要培养资源开发、应用方面的专业人才,河海大学的数字水利、东南大学的数字交通等都是结合自己的特长而形成了明显的特色。中国矿业大学的GIS专业是依托测绘工程专业发展起来,应该突出测绘和矿业特色,培养为能源战线服务的GIS人才。

2.2 软硬件设施与教学计划配合不佳,教学中实践和动手能力强调不够

在实际中相当多的学生缺乏实践,原因主要有:(1)客观因素。专业硬件设备的不完善,很多学校都缺乏相关的软硬件环境。软硬件设施与教学计划配合不佳,相关的知识教师虽然在课堂上讲了,但学生很难和实际的应用结合起来。(2)主观因素。主要体现在部分教师经验不足。有些教师由于各种因素本身缺乏实践,也没有相关的科研项目来支持,从而很难让学生通过项目来了解GIS开发的实际过程,对教材所讲解的内容,理解得就不够透彻。

2.3 师资力量、办学管理经验不足

随着GIS技术的快速发展,社会对GIS人才的需求量快速增长,使得全国很多学校,一窝蜂的上GIS专业。一部分GIS专业的教师也是“半路出家”,原来可能只是从事相关的工作,可能对整个GIS的基础理论体系也不是非常的了解。在教学中常常有重此轻彼的现象出现,对GIS人才的培养造成不良影响,同时也使后续课程的学习受到一定的影响。作为教育者,我们更应该关注学生综合素质的提高,这也是所有行业对人才共同的需求和要求,企业更为注重的是学生的综合能力和发展的潜力。

2.4 缺乏准确地定位

GIS专业对计算机编程强调较多,好像编程已经成为GIS的代名词。从而学生把编程作为专业第一要务,而忽略相关理论知识的学习。当然勿庸质疑,编程是一种重要的能力,但在实际中要结合学生自身特点和社会的需求有选择有侧重地学习,不能胡子眉毛一把抓。

2.5 学科定位与培养目标不大一致

由于各学校的专业背景不同,师资构成不够合理,从而造成学科定位和培养目标不能一致。如工科人才在数理能力方面的培养力度不够,理论学习不深入;而理科学生在培养过程中,计算机能力不强,缺乏社会实践,实习不够,动手能力不强。

三、21世纪GIS专业教育方法

结合以上分析,可以认为在新的时期、新的挑战下培养GIS专业人才过程中应着重考虑以下几个方面:

3.1 专业定位。随着社会经济发展对GIS专业人才的需求,目前开设GIS专业的单位越来越多。这一形势对GIS专业在未来人才市场上的竞争力提出了严峻的挑战。为了确保各校GIS专业学生未来能在人才市场上占有一席之地,专业的定位必须准确,应该结合自己的特色,面向专业应用领域构建合适的GIS教学体系[1]。

3.2 培养具备高素质及合理知识结构的师资。由于与GIS相联系的相关学科多达十几门,与一般的传统专业教育相比,对从事GIS教学的师资人员在知识结构上有更高的要求。要求教学人员必须具备良好的专业素质、知识和广阔的知识面。

3.3 GIS专业教育培养目标及课程设置。为适应高新技术的发展及社会对人才的要求,针对GIS专业特点,应从多方面、多渠道收集相关资料,同时,也要结合国家教委公布的本科专业新目录中指出的加强基础教育,淡化专业界限,拓宽专业口径的思想。 要达到预期的培养目标和培养要求,同时也要有科学合理的课程设置作保证。在加强基础教育、淡化专业(大专业,小方向)和拓宽口径的原则下,将专业课程设置的重点定位在应用型人才培养上。

3.4 教学与实验方法。针对GIS课程的特点,在教学与实验方法上,应紧紧围绕其“三基”及教学大纲和教学目的[2]。在教学上,首先让学生了解GIS课程学习的重要意义,并通过GIS在各领域的应用实例,使学生产生浓厚的学习兴趣。其次,根据学生的专业及知识结构特点,有选择地突出GIS的重点和难点问题,深入浅出地对GIS的关键技术作以讲解;在教学方式上,采取讲解、演示、课堂讨论等多种形式相结合的方式,培养学生综合全面、突出重点、注重逻辑联系的思维和学习方法,以达到最佳的教学效果[3]。

四、结语

GIS作为空间信息管理的有效工具,在社会经济与建设中发挥着极其重要的作用。GIS专业教育的开展,在一定程度上为社会提供了良好的技术后备力量,只有在GIS专业教育中更好地使用社会发展的需要,才能切实作到理论联系实际,促进教学相长,并使GIS的专业教育达到一个新的高度。

参考文献

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[中图分类号] G633.55 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-10-263-1

1招聘单位的阻力与社会价值观的偏见

在地理信息系统(GIS)领域,其大学生就业问题主要表现在两个方面――招聘单位和应聘者。首先,对于国内目前的许多与地理信息系统相关的企业而言,由于IT市场的需求,这些企业单位往往都非常渴望招聘到高端的地理信息系统开发人员,从项目主管,到GIS工程师,再到GIS程序开发员,几乎每一项职业的需求量都有很大的年增长率。但,国内目前的GIS市场还正处于起步上升阶段,发展速度虽然迅猛,但是GIS企业却大多为中小企业,规模不大,资金不足,并没有足够的能力承担起新人的培养。因此,在众多企业的要求里,较丰厚的工作经验往往成为了阻碍GIS专业毕业生成功进入企业单位的门槛。

(此次图为2004年至2011年,广西师范学院资源与环境学院各届GIS毕业生所在行业变化趋势图,可见,事业、企业单位是GIS专业学生的主要流向渠道,但由于事业单位裁员、企业单位规模小等多因素的影响,二者的变化并不稳定,GIS专业毕业生的就业状况也并不是特别理想)

至于除企业单位以外的最大一类招聘单位――事业单位和国有企业,情形也不容乐观。由于目前大多数国有大中型企业和事业单位正经历着减员增效的宏观调控时期,从而使得它们接受应届毕业生的积极性不高,毕业生能够直接进入这类招聘单位的机会也会相对减少。

另外,对于所有的GIS用人单位而言,据胡都不了避免地存在着两大类“偏见性”问题――“盲目追求高学历”和“性别歧视”。目前社会上将学历作为唯一用人标准的风气比较盛行,认为毕业于“名校”的学生就一定比毕业于“二三流学校”的学生好,无疑,这种非理性的人才高消费很大程度上妨害了GIS专业人才的合理使用。

“大学生就业难,女大学生就业更难”这种现象在各行各业中也并不少见。由“性别歧视”所造成的对女大学生的偏见和错误的价值取向,使得很多GIS用人单位在一开始就将女大学生拒之门外。

2大学生自身问题的存在

其次,对于应聘者自身而言,急功近利、惧怕风险、只求安稳等心理使得他们在求职过程中的表现也不尽如人意。再加上之前有关就业问题的初步探讨中所提及到的大学生自身固有的“个人问题”,也限制了大学生在求职时所应该表现出来的能力与形象。

3 GIS单位的需求架构和职业分类

由于之前我们相对缺乏对国外GIS专业就业问题的了解,在此,我们援引由美国城市与区域信息系统协会,Urban and Regional Information System Association(以下简称URISA)在2007年7月对美国本土在IT/GIS行业中的2400多个对象进行的一次调查结果。

据调查,我们得知美国GIS专业的就业方向并不局限于编程开发,其就业方向主要有三大方面:

GIS技术人员:包括数据转换、数字化、数据处理等;

GIS分析/GIS顾问:进行空间分析、数据管理、咨询等;

GIS开发人员:软件开发、代码编写和测试

在GIS单位需求架构上,调查还显示,大部分受访者(达总受访人数的63.7%)受雇于政府相关部门,是GIS专业毕业生的最大雇主。超过四分之一(达27.4%)的受访者的工作单位有超过1000 的雇员。他们所在单位平均雇佣员工2593 人,其中每个机构平均有61 个GIS 工作人员,受访者所在部门平均为8 个。当然,更多的受访者(58.9%)所在机构的GIS员工数小于10,所在部门小于5。近三分之二(63.8 %)的受访者表示,他们的组织在过去的五年中增加了地理信息系统工作人员的数量。

4 GIS从业人员的工作经验

在工作经验上,受访者有平均有13.8 年的工作经验,9.6 年的GIS 工作经验。大多数(85%左右)拥有学士学位或更高学历,三分之一以上(37.3%)拥有研究生学位,其中的大多数都表示,他们的职位需要这样的学位。他们在学校修的专业包括地理学(44.2%)、GIS(33.1%)、环境科学(12.2%)、计算机科学(11.0%)和规划(10.2%)。

5各类GIS职业的工薪情况

在工作待遇水平上,受访者2006 年年薪的平均收入为60050 美元,比2003 年的52750 美元增长了13.8%。收入差别主要取决于不同的职位、工作地点和类型以及雇主等因素,而受雇于县级政府部门的受访者工资增长了33.3%以上。另外经过GIS 专业认证的受访者收入平均年薪比未经过GIS 专业认证的高9000美元以上。

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【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2011)03-0014-01

地理信息系统专业是测绘科学与技术、地理学、计算机科学等学科的新兴交叉学科。在进行精品课程建设过程中,涉及的课程类别多、跨度大。郑州大学地理信息系统专业开设于2001年,至今十年的教学和科研过程中,我们除了进行正常的教学和科研工作外,还努力开展精品课程的建设,在此过程中,一些问题值得思考。

一、团队建设是精品课程建设的关键

在精品课程建设中,教师是主力,不管是教学内容的选择,还是教学活动的开展都要依靠教师进行实施,教学团队的组建能有效的把教师队伍有机的组合起来,取长补短。根据地理信息系统专业的学科特点,我们把本专业的所有教师分成四个教学团队,测量教学团队、地理学教学团队、计算机教学团队、3S技术教学团队。每个教师在一个教学团队中,定时进行教研活动,如集体备课、集中听课、青年教师导师制、集体制作课件、集体出试卷和改卷等。通过团队建设把分散的教师队伍形成合力,集思广益,增强教师的凝聚力,在精品课程建设中起到了关键作用。各团队在几年精品课程的建设中,获得建设的精品课程有五门,其中《自然地理学》、《地理信息系统原理与应用》、《遥感技术》成功申请为郑州大学精品课程,《测量技术》、《计算机图形学》为学院精品课程,并积极争取把校级精品课程申请为省级精品课程。通过精品课程的建设也发现了一些问题,如相关课程之间有重复现象,我们要求重复的内容进行整合,上课过程中把重复内容在一门课程中讲解,进而避免了内容上的冗余现象,提高了教学效率。由于教师之间的交流增加了,每门课程之间的连续和衔接更好,在教学中更能突出重点和难点,为后续课程的学习打好基础。因此,团队建设是精品课程建设的关键。

二、教材的选择和编著是精品课程建设的重要环节

在精品课程的建设过程中,教材的选择是重要环节,现在教材品种多样,“十一五”规划教材,“21世纪”课程教材、地理信息教学委员会推荐教材等,但要找一本完全适合我校本专业和本学科的教材比较困难,所以我们在选择教材时力求是精品中的精品,有时选择一本教材后,还要指定若干本其他教材作为补充。为了更好的把握授课内容能与我们专业方向相一致,反映地理信息在水利与环境中的特点,我们编著的一批教材,如《地理信息系统原理》、《遥感技术》、《地理信息系统专业英语》等六本专业教材,这些教材不但能反映科学性和先进性,还把教师的一些最新的科研成果纳入教材中,使科研和教学相长。在出版教材的过程中,任课教师在查询大量的资料过程中,对教学过程的把握以及内容的取舍都有很好的心得体会,课程的讲解更加游刃有余。所以,教材的选择和编著是精品课程建设的重要环节。

三、学生参与是精品课程建设的必要条件

精品课程建设的主要目的是为了更好的服务教学,在教学过程中学生参与是必要条件,而要想把精品课程建设好,学生必须全方位的参与。根据本专业的特点,我们在每门精品课程的建设中,把学生的参与作为建设精品课程的前提和必要条件。首先,在每门精品课程的课件完成后,通过对学生的讲授来检验,并听取学生的意见和建议,以此来对课件进行修改和补充。其次,在课件的制作过程中,把对本课程感兴趣的学生召集起来,收集资料,激发学生对本门课程的热情,从学生的角度来考虑问题,使课件的制作更符合学生的需求。第三,把学生的创新作品和大赛作品作为精品课程建设的一部分,例如,我们从每年学生参加的全国地理信息系统大赛和创新大赛,把比较好的和获奖作品纳入到精品课程中,一方面,使获奖学生的作品得到展示。另一方面,为下一届学生参加创新大赛提供范例,提高学生的创新和参加大赛的兴趣。在精品课程建设中由于学生的参与,讲课的效果更好,学生更乐意接受。

四、教学方法和教学手段的提高是精品课程建设的重要途径

现代化的教学方法和教学手段是精品课程建设的重要途径。精品课程的教学要打破传统的单一的教学模式,打造课堂教学与网络教学相结合的立体化教学模式。在教师的教学过程中,要以学生为中心,科学组织教学资料,为学生创建网上自主学习平台,并将教学大纲、课程简介、教案、课件、教学案例、实验方法和实验内容等有关课程教学信息上网,为学生提供个性化学习平台,提高学生的自主学习能力。根据教与学的效果的要求,实现传统的教学方法、教学手段与现代信息技术手段有机结合,通过网络将知识、重点、难点以及学识风范展现给学生,使学生通过网络平台能自主获取知识、提高素质,实现教师与学生由面对面的教学转变为多种形式的互动。为了满足学生个性化学习的需求,我们还要不断的更新网络上的课程内容以及学生自主学习的辅助资料和参考书,努力营造学生可以自主学习的条件和环境,使优良的课程资源能吸引更多的学习者,为更多的学生服务。

参考文献

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论文摘要地理信息系统(GIS)是一门新兴学科,专业英语课程设置、教学内容和教学模式等方面无法适应专业发展的要求。本文针对存在的问题,根据地理信息系统的特点进行了专业英语教学模式改革实践,提出了“精炼课堂教学,活化课外研学,强化实践教学,完善评估措施”的教学模式。

0 引言

GIS是目前各个领域都在应用的一门新兴学科,该学科及技术主要来源于英语国家,不仅前沿理论、技术以英语体现,从应用角度来说,一些优秀软件仅有英文版。在引进时往往受到语言障碍的制约,严重影响到对新技术的及时理解和应用。因此,GIS专业的学生必须掌握足够的专业英语知识,才能熟练地掌握运用GIS专业知识。

1 GIS专业英语教学的现状

1.1 教材难觅

目前GIS公开出版的专业英语教材很少甚至根本没有,大多是任课教师自编教材。教师自编教材往往是将一些英文的学术论文汇编起来,或是选用原版专业文献或是专业书籍的片段。学生使用以后,普遍感到专业词汇太多、句子较长、内容枯燥,因而产生厌学情绪。

1.2 教学模式陈旧

调查显示,目前60% 以上的专业英语教师以课堂上逐字逐句讲解课文为主。①在这种教学模式下,整个教学过程以教师为中心,教师扮演知识传授者的角色,学生扮演知识接受者的角色,学生的主动性和积极性受到了限制。听、说、写等综合运用英语能力也不能提高。

1.3 课时有限

GIS是多学科的交叉学科,需要掌握的基础知识较多,在总课时有限的情况下,专业英语不能占用过多的课时。大部分高校设置的是30-54课时,与教学大纲规定的100-120个学时相差甚远,使得教学难于展开。

1.4 评价方式单一

任何成功的专业英语教学都需要有效的评估措施,英语技能测试应该包括听、说、读、写四个部分。②而目前,一般的专业英语考试内容仅包括阅读和写作两部分。因为没有听说的考试内容,学生和教师往往对听说训练有所忽视。

2 GIS专业英语教学改革实践

要有效培养学生专业英语运用能力,就必须从教学模式上下工夫。本文研究按照“精炼课堂教学,活化课外研学,强化实践教学,完善评价措施”的思路,进行GIS专业英语教学模式改革实践。

2.1 课堂教学

课堂教学是实施素质教育的主渠道。本研究的课堂教学主要包括两大部分:一是科技英语阅读;二是专题学习。专题学习主要有专业词汇及其构词法,翻译基本理论、技巧,专业文献检索,应用写作,GIS最新技术介绍等主题。课堂教学可分三个阶段进行:

(1)初级阶段:英国著名的语言学家D.A.Wilkins指出:“Without grammar little can be conveyed, without vocabulary nothing can be conveyed”。因此,这一阶段的教学重点在专业英语词汇的构词法和专业词汇及术语的学习。由于具有一定的专业特点,一些单词的意思与公共英语中不一样,有些专业术语远远的偏离了单词本身的含义,因此,在专业英语词汇教学过程中要特别注意一些词汇在公共英语以及专业英语中的不同含义。

(2)中级阶段:本阶段重点是培养学生阅读和翻译专业书刊文献的能力。通过前一阶段的学习,学生已经掌握了一定的GIS专业英语基础知识和一定的专业英语词汇量,具备一定阅读和理解专业英语文章的能力。因此,教师不必对课文的每句话都进行精讲。复杂的长句往往是学生学习的难点,课程讲解的重点应放在此类句子上。

(3)高级阶段:专业英语教学不仅应该培养学生掌握一定的专业英语词汇和阅读技能,更重要的是要培养他们掌握用专业英语查找资料,进行交流所必需的方法和技巧。高级阶段要结合专业的特点,侧重英语应用能力的提高。教给学生专业文献检索、应用写作等技能。

2.2 自主研学

“外语不是教会的,而是学会的”。在课时量有限的情况下,单靠课堂教学无法达到满意的教学效果。因此,专业英语教师要创造条件引导学生课外大量阅读和积极参加其他各种课外活动。帮助学生选择有效的学习方法,制定合理的学习计划,培养学生的自主学习能力。

(1)自主研学的途径:传统的教学法只有一本教材,以本为本,这必然导致输入的单一性。GIS专业英语缺乏教材,但同时也给了专业英语教师更多的灵活性。网络上大量的英语专业网站资源涵盖了各方面的专业知识,并常常更新,与新技术联系紧密,给师生提供了丰富的学习的材料。教师应指导学生查找与专业相关的网站,让学生学会利用这些资源进行自主探究性学习。在这种查找和学习过程中,突破了地理环境制约,学生在占有大量资料的基础上最大限度地接受信息、感知语言,有效运用专业英语。

(2)自主研学的方法:信息时代提供了众多的知识获取途径,课堂和教师已不再是获得知识的唯一渠道,自主研学、拓展训练、思维创造,给学生创造更加宽松的环境,这是本教学模式改革的核心要义。本研究自主研学主要采用任务型教学法。具体的教学任务被置于循序渐进的情境中来完成,即先向学习者呈现问题,然后针对具体任务展开教学,最后展示学习所取得的成果。③任务型教学方法以小组的形式展开。通过以下四个步骤实现。  布置任务:在此环节中, 教师为学生布置学习任务,带着具体任务,学生完成作业的过程中就有了明确的目标和较好的主动性。例如,在学习GIS专业英语第一单元“A gentle introduction to GIS”时,可以提供“Why is GIS important? ”“Why is GIS so hot?”“The Market value of GIS.”等专题的课外作业,要求学生以小组为单位,到课外查找本小组所选专题的材料,并整理自己所搜集的材料。

自主探究:学生在明确了探究的目的、问题后展开自主探究的学习活动。学生利用相关工具收集信息,并分析、加工、评价所获得的信息。在搜集资料的过程中必然会面对大量用专业英语表述的网页或篇章,学生必须首先读懂素材,了解素材的主要内容才能确定它是否符合相关的主题要求。

小组讨论:在教师组织指导下,学生对所获得的素材进行课堂讨论或辩论。在讨论过程中学生拥有大量的语言实践机会,学生由被动转为主动,学习气氛由沉闷变为活跃。此外,不同背景、不同思维方式、甚至不同性别的学生,可以起到互补的作用,尤其是那些胆小、语言表达能力差的学生,小组讨论为他们创设了和谐的氛围,减少了心理压力。这种英语教学法,有助于学生加深对所学内容的理解,尤其对培养学生的英语口头表达能力大有益处。

成果展示与交流:在小组讨论结束后,每个小组推荐一个代表,向全班同学展示本小组的学习成果。然后教师和全班同学参与评价。为了展示成果,学生必须熟悉素材内容,积极地进行思维活动,重新组织语言,用完整而精练的语言陈述和回答问题。

2.3 强化实践

专业英语课是一门实践课,运用能力的提高需要靠学生的大量实践。实践的形式多种多样,如即兴演讲、专题讨论等。例如,对于GIS专业来说,使用专业软件非常频繁。行业内使用的最优秀专业软件如ArcGIS、Mapinfo等都是全英文软件。我校GIS专业有包含这些软件的实验室。专业英语教学正好可以利用这一教学设施进行实践教学;另外专业英语实践教学还可与毕业设计相结合,由学生对自己感兴趣的方面进行调研、选题,查阅英文参考资料和文献,并在检索的基础上,着重就所选专题的综述类论文资料进行阅读,并写一份检索报告和英文摘要。这项工作使学生既阅读了专业英语资料,又对毕业设计的程序及文献综述和英文文摘的书写有所了解,也为毕业设计打下了基础。

2.4 完善评价

完善的评价体系是监控教学任务完成的中心环节。在教学实践中,我们采用形成性评估与终极性评估相结合的策略。形成性评估主要体现为:教师把学生课堂教学、自主研学、和强化实践阶段进行的过程纳入最后的评估,并给出成绩;终极性评估采用期末闭卷考试的形式。学生的最后成绩由两部分共同组成,学生听、说、读、写、译的能力得到了全面的评估。

3 结语

“授人以鱼不如授人以渔”。本课题组自2006年以来,正是以这样的教学理念,着重培养学生的学习策略,让学生学会学习,做学习的主人。本研究的教学模式充分利用先进的信息技术为教学服务,把第一课堂和第二课堂结合起来,体现了引导学生积极参与语言实践,从形、声、文字等多方面刺激学生的感观,大大提高了知识的输入方式多元化和形象化,能够充分发挥新兴学科特有的优势,在教学内容、方法、时间和进度上能够给学生提供个性化的选择,从根本上改变了以教师为中心,以课堂为中心,以课本为中心的“三中心”传统教学方法。实践证明,“精炼课堂教学,活化课外研学,强化实践教学,完善评价措施”的教学模式,正是顺应社会的需求,在教学实践中行之有效的英语教学模式。

基金项目:中南林业科技大学教改课题“地理信息系统专业英语教学改革研究”

注释

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1. 地学研究的重要手段

《地理信息系统》课程是许多地理学科的主干课程,GIS对整个地学界的研究手段与方法带来革命性的变化。GIS是综合处理和分析空间数据的一种计算机技术系统,它将地理空间数据与计算机技术相结合,采用模型分析、综合分析等方法,对资源环境、区域规划、管理与决策、灾害防治等方面的规划、管理、决策及研究提供决策支持。它发展之快、应用之广、影响之深刻是其它地理学科无可比拟的。目前,高等学校的地学类学科大都开设了GIS方面的课程,环境、地质、农业、林业、国土、规划等部门,对GIS也给予越来越多的重视。因此进行地理教学与研究有必要了解或掌握GIS技术。

2.21世纪人才培养的需要

21世纪最宝贵的是人才,培养掌握和应用GIS方面的人才是当前地理教学改革的一个重要方面,作为高等师范院校地理教育专业,我们培养的人才主要是面向21世纪的中学地理教师,而他们的使命又是培养21世纪的建设者,所以开设的课程必须具有代表性和说服力。

二、《地理信息系统》课程教学存在的问题

1.课程设置不尽合理

GIS是一门综合性学科,要求学生具有计算机、数学以及地学的相关知识,尤其是要开设《计算机基础》、《程序设计》、《高等数学》、《概率统计》等课程,但很多高校地理教育专业无法满足相应教师需求或无法安排足够课时,致使学生对《地理信息系统》课程部分教学内容很难接受。

2.软硬件设施不足

GIS是一门实践性很强的学科,实习时数在总课时中所占比例很大,因此在开设课程的同时,需要相应的GIS实验室。实验室所需设备不多,40~50台计算机组成的局域网、一台数字化仪、绘图仪及扫描仪完全可以满足教学和部分科研的硬件要求,软件方面目前用的较多的有中国地质大学的MAPGIS和美国的ARC/INFO系列软件。但在很多高校地理教育专业开设的《地理信息系统》课程都无法保证实践教学的软硬件设施,主要以理论知识传授为主,使得学生学习时枯燥乏味,缺乏激情和动力。

3.教学模式有待改进

在我国应试教育影响下,学生养成了被动的学习习惯,缺乏自主学习的能力和意志,从而造成专业学习的高分低能现象,高校地理教育专业教学也存在“灌输式”教育现象。为了21世纪人才培养的需要,应鼓励学生个性发展、自主学习,相应地,依据学科背景和专业特色,研究和实践新的考核模式势在必行。

4.学生层次不一

学生素质参差不齐,对计算机掌握程度不同,加上文理科学生思维方式以及学习兴趣等差异,致使统一的《地理信息系统》课程教学无法充分发挥学生主动性,教学效果不佳。

三、《地理信息系统》课程教学改革探索

1.善用多媒体技术

利用多媒体技术进行计算机辅助教学是现代高校教育普遍采用的形式。GIS的理论性和技术性要求学生不仅要掌握其理论知识,还要有丰富的实践经验,因此在教学中渗透实践课程非常必要。合理设置实践课程,与课堂教学穿行,使学生深入理解课堂教学中学到的有关GIS的基本理论、基本知识和基本技术方法,并熟悉流行GIS工具软件的使用、掌握软件开发与数据处理等技能。

2.实行多层次教学

根据学生素质差异和爱好,可以把学生分为基本理论、软件开发和软件应用三个层次,这种层次教学模式可以使不同能力的学生各尽所能,各有所获。学生自由分组,在共同完成基本理论课程学习后,以课题小组的形式各自完成任务。基本理论组以掌握GIS的基本理论、基本知识和基本技术方法等为主,主要是为了满足中学地理教学需求,考核方式为闭卷考核或提交学习笔记和GIS相关论文;软件开发组对学生计算机能力要求较高,包括GIS工具软件和GIS应用系统的开发,需增加上机实践的课时,考核方式为提交软件成果;软件应用组要充分掌握一至两种GIS专业软件的使用,并能用GIS专业软件解决和分析地理学中的一些问题,可以制作基本的图件,需增加上机实践的课时,考核方式为制作指定地理专题图。

3.提倡文理分科

地理学在高等教育中属于理科,授予理学或管理学学位。因此在地理学专业招生中,一般只招收理科生,但由于在高中阶段地理属于文科,为适应地理学科综合性和实用性发展的需要,2000年后,我国许多高校地理专业招生纷纷实行文理兼收,这有利于所培养的人才满足就业市场需要。但文理科学生在学习背景、学习方式、学习效果上的差异,使得传统模式的GIS教学无法满足全体学生需求。文科生在接受GIS相关知识上存在难度,但他们的地理基础好于理科生,为平衡这种差异,文理分科教学是最好的选择。

4.强化案例教学

哈佛大学在20 世纪初创造了案例教学法,即围绕一定的培训目的,把现实生活中真实的情景加以典型化处理,形成供思考分析和决断的案例,通过独立分析研究和相互讨论的方式,来提高分析问题和解决问题能力。采用案例教学法,可以提高学生对GIS的兴趣以及应用 GIS 进行综合分析和解决实际问题的能力。实施地理信息系统案例教学,要通过若干个案例设计,把GIS基本概念和基本操作融合,形成一个有序的、多样的案例群,构建一个完整的教学过程,并突出案例的针对性、趣味性、完整性和实用性。

5.促进教学研结合

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1.GIS大赛分类

目前,比较成功的GIS赛事主要有由ESRI 中国(北京)有限公司发起的“ESRI 杯中国大学生GIS 软件开发大赛”、武汉中地数码有限公司发起的“全国高校GIS技能大赛”、北京超图软件股份有限公司发起的“Supermap杯全国高校GIS大赛”和中国地理信息产业协会发起的“全国大学生GIS技能大赛”(见表1)。

2. GIS大赛内容

四个GIS大赛每届都有一个主题和创意,参赛人数逐年增多,形式和内容不断丰富,面向不同学习阶段学生的知识结构设置不同比赛分组。不同的组织方设置的大赛内容不尽相同,具体差别如表2。

总体而言,大学生GIS 开发赛的内容按难易程度,分成制图组、空间分析组及软件开发组3 个层次。制图组的参赛题目可以是二维地图,也可以是三维场景,数据自备,要求地图美观专业、显示流畅、数据分层合理规范,不存在拓扑错误。空间分析的题目可参考赛会的备选题目,也可自行选定,但要求学生必须利用指定参赛GIS 软件平台的指定框架,不通过任何编程即完成许多与空间分析相关的工作,对学生的综合能力和分析能力要求较高。软件开发组则题目不限,充分发挥参赛者的想象力,依据大赛提供的开发平台,通过二次开发,最终提供可演示并能运行的软件应用程序以及相关的设计、说明文档和开发的源代码,旨在让学生结合相关行业应用,综合运用所学的专业基础知识,通过对所涉及相关行业领域知识的学习及补充,设计开发一个GIS 行业应用系统,难度大且对学生各方面能力要求高。整个参赛过程从选题、查找资料、方案设计到实际制作、提交设计报告和最终成果,涉及计算机与图形学、地理信息系统原理、地理信息系统设计与应用、GIS 控件初步开发、地图学等多门课程内容,是对学生所学多门课程及实验、课程设计、实习等知识的综合考查和运用。

二、GIS实践教学设计与转化

1.从GIS大赛中暴露的实践教学问题

(1)实践教学内容跟不上时代步伐。GIS学科的一个突出特点是内容更新快、技术发展快。这对其实践教学提出的要求也必然是紧跟时代步伐,实践内容要随着信息时代的高速发展而不断更新。然而,现在很多教师在上实验课时仍然使用同一本实验教学指导书、一成不变的实验案例,教授一成不变的实验内容,这显然与GIS的时代要求相违背。因此,必须改变这种传统的实验教学内容,随着时展和技术的更新不断更新实践教学内容。

(2)课程设置不够合理。我校参赛选手大多是二、三年级学生,由于专业课程开设滞后,部分学生专业知识缺乏,不少学生不能根据竞赛题意准确、合理地设计方案,缺乏系统性,设计主题不明确、论证不全面。

(3)理论与实践联系不紧密。地理信息系统专业教学主要包括课堂理论讲授和实践操作两大部分。理论讲授的时候一般是通过图表、公式、文字的方式,很难将其在实际中的应用形象地表达出来;实践时同样如此,由于成熟的商业化软件均有简单的交互界面和完善的封装功能,绝大部分操作通过菜单完成,在实践过程中学生很难联想到软件底台所运用到的理论知识,大部分只是熟记操作步骤,就软件学软件,造成理论学习与软件应用实践之间的脱节。

(4)学生被动实践。在实践教学上,由于受现有教学资源和条件的限制,教学必需的基本实践很难实现,学生的一些创意更加难以实现。在多数情况下,学生只是被动地接受教师安排的简单验证性实验,只能被动地根据实践基地的生产进度和要求进行阶段性实践(往往只是简单的重复性劳动),这种学习过程缺乏主动性,达不到预期的学习效果。

综上所述,如何针对大学生GIS 开发竞赛的特点、性质,结合实验课、课程设计、实习以及毕业设计(论文) 等实践教学的内容,加强GIS 开发设计实践教学,克服上述不足,提高大学生GIS 开发设计基本功成为GIS 专业实践教学改革的主要着眼点之一。

2.课程体系改革设计

以上所列的问题普遍存在,这就要求GIS实践教学必须转变思路,紧密结合人才培养目标,从学生和GIS专业特点精密结合的角度进行思考,才能切实实现GIS理论教学与实践教学的有机结合,通过实践增强学生对GIS抽象理论的直观理解,提升基本技能,增强学习兴趣。为此,本学院对地理信息系统专业实践课程体系、教学内容与教学模式进行改革与探索。

针对GIS 大赛的内容和形式以及创新人才培养的需要,制定了地理信息系统专业新的培养计划,确定了专业培养目标和创新人才培养方案。在教学内容上强调理论和实践并重,加强设计性实验环节。为了满足学生参加全国大学生GIS大赛的需要,将相应课程提前,在大三结束之前学完重点专业基础理论课和技术课。因此,在制定地理信息系统专业新的教学计划时,压缩课内学时数,减少必修课数量,增加选修课和公共选修课,以减轻学生负担,让学生有更多的时间参与实践和扩展知识面。同时,为了适应现代社会和科学技术发展的需要、适应创新人才培养的需要,在教学内容和课程设置方面做到厚基础、宽口径、重实践。改变知识面的狭窄局面,将知识量的增加转变为知识结构的优化,加强综合性、设计性实践环节的教学和训练,改变以往课程数量多而全的特点,加强重要课程,让学生学懂学透,优化课程进程顺序,让课程之间衔接达到最优。

为使教学内容和课程设置多样化、个性化,满足不同学生的不同需要,促使其兴趣爱好、专业特长得到充分发挥,将技术类课程按深度不同、容量不同、特点不同分为两个层次。

第一个层次是地理信息基础类课程,目的是使学生掌握地理信息技术最基本的原理和技术,打好基础。如“测量学”、“遥感概论”、“地理信息系统概论”等课程。在这个层次中,除了理论教学外,还安排验证性实验,目的是让学生通过实际动手,掌握一般的实验方法和技巧,巩固已学到的理论知识。

第二个层次,为了提升学生的综合能力和创新能力,加强课程设计环节,开设了“专题地图设计”、“GIS设计及应用”、“资源与环境遥感”等课程。

另外将各种地理信息软件穿插于各门相关课程中,如ArcGIS、MapGIS、ENIV、SPSS等软件。在这一层次中,目的是培养学生综合已学知识的能力,充分调动主观能动性,培养和发挥创新精神和个性特长以及协作能力。这部分的实验主要是非验证性实验,可让学生自主设计和开展实验,从而极大地激发创新欲望,对培养他们的实际动手能力和创新精神是非常有利的。将GIS大赛的赛前培训常规化、制度化和课程化,可以适时选拔优秀学生参加全国以及各种形式的GIS大赛,为创新人才的不断涌出创造条件。

为了保障专业实践教学环节和地理信息系统专业实验课程的实施,学校投入大量经费,设立了地理信息系统实验室、地图制图实验室、遥感实验室和软件开发开放实验室。实验室可以面向本科生和研究生开设多门地理信息系统专业实验课、创新实验、课程设计和毕业设计等,还可以承担学生的课外GIS大赛辅导和各类GIS大赛赛前培训任务。将实践教学方式分为校内实验教学、校内专业实习、校企实习基地、校企共建实验室、大学生科技创新、全国GIS校园大赛和GIS职业资格认证,它们之间紧密结合为学生提供实践学习机会。

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【中图分类号】G451 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)21-0016-02

一 引言

地理信息系统(Geographic Information Systems,简称GIS)是一种集采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息于一体的计算机系统,是分析和处理地理数据的通用技术。地理信息技术与纳米技术、生物技术一起被美国劳动部确认为正在发展和最具前途与潜力的三大重要技术。GIS融合了地理学、计算机科学与技术、测绘科学与技术、遥感科学与技术、空间科学与技术以及管理科学等众多学科的最新科学理论与技术成就,成为一门新兴、前沿和交叉的学科。一方面,该学科的发展给地学、测绘、资源、环境、水利等传统学科的理论与技术方法带来变革。另一方面,也带动了地理信息产业的发展,并在国家信息化和国民经济建设各方面发挥着重要的作用。一些大的信息化项目,如数字北京、数字奥运、数字黄河、数字水利、数字城市及数字地球,都离不开GIS技术的支持,也促进了全国对GIS方向的人才需求。我国在GIS高等教育和人才培养方面也取得了较快的发展。从1998年教育部设立GIS本科专业开始到2011年年底,我国已有超过160所高等院校开办了GIS专业,有500多所高等院校开设了GIS专业和相关课程,并结合了地理、地质、大气、水利、农业、林业、测绘、计算机和通信等不同专业背景。但是迅速扩展的专业和学生规模使得师资力量不能满足发展的需要,近几年,各个高校大量吸纳年轻教师,现在很多年轻教师已成为教师中的重要组成部分和有生力量。以郑州大学GIS专业为例,其青年教师的比例高达40%,青年教师已成为教学科研的骨干力量,是本专业发展的希望和未来,因此,如何培养青年教师的问题成为GIS专业的重要问题。本文以郑州大学GIS专业的发展为背景,探讨地理信息系统专业青年教师教学能力的培养问题。

二 地理信息系统专业青年教师教学方面存在的普遍问题

1.重科研能力,轻教学能力

近几年,我校GIS专业引进的青年教师,大部分是“985”“211”高校或中科院毕业的博士,具有较强的科研能力,基础知识较扎实,已有5人获得国家自然科学基金项目的资助,质量较高,数量也较多,但所有的青年教师中没有一人是师范院校毕业,没有经过系统的高等教育理论的学习,缺乏教学上的严格训练,在教学过程中出现了很多问题。更为严重的是,很多青年教师更愿意搞科研,而不愿意在教学中投入更多的时间,所以青年教师的教学技能培养问题一直得不到根本的解决。

2.重知识教育,轻思想教育

教师对学生需要既教书又育人,很多青年教师在教书方面能够认真对待,传授知识不是问题,但在育人方面大多欠缺。主要表现在缺乏与学生的沟通,不了解学生的心理,上完课就走人,课后很少辅导,不能把握或不知如何去把握学生的心理和思想状况;有的青年教师缺乏耐心,工作不够细致,课后辅导也偏重专业知识方面,对学生的思想教育往往容易忽略或不重视。

3.重知识讲解,轻方法研究

教学是一门艺术,教师在上课时既要讲解知识,对课程的重点和难点进行精确的把握,又要讲究方法和技巧,这样

* 本文得到了河南省教育科学“十二五”规划课题(编号:[2011]-JKGHAD-0230)、郑州大学2012教研项目的共同资助学生才能充分理解和掌握。青年教师往往对知识的讲解较重视,但对教学的基本规律,教学的技能、手段和方法等不重视,在上课时教学方法显得较单一,直接影响了教学效果。

4.重理论教学,轻实践教学

地理信息系统专业是实践性较强的专业,要求学生有较强的实践动手能力,青年教师在讲课时往往较重视理论教学部分,对课程设计、毕业设计、课程实习、野外实习等实践教学不重视,有时甚至敷衍了事,严重影响了实践教学的效果,影响了学生的动手和实践能力培养,甚至影响了学生以后的就业。

5.重知识点,轻综合教学

地理信息系统专业是一门交叉学科,知识点较多,而且很分散,青年教师在讲授时,往往重视知识点的讲解,不能综合看问题,缺乏把知识点相互融合的意识,使学生在学习时很难把各个知识点有效地串联起来,影响学生的理解和应用。

三 地理信系统息专业青年教师教学能力培养的探索与实践

为了更好地解决以上问题,学校和学院一直在探索对青年教师的培养模式,对如何解决这些问题,出台了一系列的措施,现把一些探索的经验和实践措施予以总结。

1.教学能力的岗前培训制度

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二、GIS专业本科生创新能力培养的制约因素

目前,国内高校在GIS专业本科生自主创新能力培养方面总体处于摸索阶段,尽管或多或少地为学生提供了各种载体和平台,但尚未从根本上突破传统的教学模式。总体而言,制约GIS本科生创新能力培养的包括:

1.与国际水平相差较大,知识获取滞后

了解领域内的研究现状与趋势是进行创新的前提,进而才能从中发现问题,寻找创新点。GIS起源于加拿大,美国、欧洲、日本发展迅速,在该领域处于引导地位。虽然近二十年来我国也取得了显着的成绩,但总体水平仍与欧美发达国家有一定差距。由于外语水平有限,教师不能及时地追踪国外最新研究成果,导致学生接收新知识的途径减少,无法及时掌握研究前沿。此外,现有的GIS相关教材较多,其中的基本概念、经典理论和方法等内容大同小异,各编者会根据自身所做实际科研工作完成教材中案例教学内容的编写。但所做工作从项目立项、实际开展到成果发表、出版成册,通常要经历2-5年左右的时间。因此,教材内容的时效性难以保证,不能够反映最新的动态,而这部分内容恰恰是教材中最能够引发学生学习兴趣的部分。

2.学习主动性不足,创新意识不强

我国的教育模式和国外先进教学模式的根本区别就在于是否鼓励学生个性发展,自主学习[6]。兴趣是调动学生学习积极性最好的东西,更是进行创新的主要源动力之一。传统的教学注重理论讲授,多为“老师讲,学生听”的填鸭形式,缺少启发式和讨论式教学,势必压抑学生独立性和创造性的发挥[7]。限于现有的学生考核体系,学生被动地接收书本上的知识,不求甚解,严重缺乏对现有知识的质疑和发散性思维。

此外,仍有一部分学生将考试及格作为学习的主要目的,对书本上的知识死记硬背,没有独立思考的过程,难以应用专业知识解决实际问题。如,目前尚有一部分本科生毕业设计题目由指导老师提供,学生只需选择题目,对选题的意义、数据的来源及处理等问题缺乏思考,最终只是机械地完成工作,老师怎么说就怎么做,整个过程对老师的依赖程度很大,没有达到锻炼的目的。

3.动手能力较差,阻碍创新实践

GIS专业培养的人才,不但要有一定的理论基础,而且要具备不同层面的实际动手能力。学生中存在创新的主观愿望,但不知道如何去创新,他们在直觉思维能力、逻辑思维能力、联想思维能力、发散思维能力、逆向思维能力等方面都还比较稚嫩,需要加强培养和锻炼[8]。

此外,大部分学生实际动手能力欠缺,缺乏创新技能,即便有了好的想法,但不具备实现的途径,逐渐失去了信心与热情。在上机课上用软件进行图像数据处理时,学生只要按照老师说的输入几个参数、点几下鼠标就能得出分类结果,但大多数学生缺乏主动性,不去探究点击鼠标的背后是怎样的原理、怎样的算法。本科阶段学习的一个重要目的是要知其然且要知其所以然,只有主动地多问一些问什么,多思考、多动手,才能真正把知识应用起来,把软件当成一个工具,而不是为了用软件而用软件。

三、对策与建议

1.创造接触新知识的平台和途径

鉴于书本知识更新较慢的现状,GIS专业教师需及时追踪本领域最新国内外动态,补充到教学内容中来。如,在幻灯片中增加时效性较强的内容,带动学生讨论;向学生介绍国内外认可度较高的专业网站和论坛,引导学生自主学习;推荐领域内的 经典文献和最新研究成果等,让学生及时了解学科前沿。根本目的是使学生接收新知识的来源多元化,做到“眼观六路,耳听八方”。

“授人以鱼,不如授人以渔”,为使学生具备创新的意识,最为重要的是帮助学生建立自主发现问题、解决问题的思维模式。我学院针对本科三年级学生开设了科技论文写作与专业文献检索课程,教会学生文献检索的基本方法,综述和研究论文的写作要求,让学生自己检索并阅读文献,初步掌握学科动态。对于有能力的学生,教师可以推荐其阅读英文文献,不仅能了解国外最新学科动态,还可以提高自身英语水平。相应地,学生要花时间、花精力认真阅读,并写读书笔记。

此外,鼓励学生多去听讲座,听各类讲座。科研创新工作强调学科间的交织与借鉴,让学生不要局限于自己的专业,而要拓展视野、开阔思路,这有助于创新想法的形成。

2.教学方法改革,提高学生创新主动性

现代教学模式强调学生的主观能动性,教学要以学生为中心,使学生处于主动的地位。教师应当结合实际,不断完善教法、提高教学水平,调动学生的积极性。我校定期举办教师授课、说课竞赛,鼓励教师间的技能切磋和经验交流,最终作用于学生,产生积极影响。此外,我院探索性地进行了本科生导师制的尝试。学生选定导师后,可以尽早地了解到导师在做什么研究工作,为什么做,怎么做,并逐渐熟悉科研工作的基本流程、概念和一些具体环节。吸纳有能力的学生参与导师的研究项目,在导师的引导下,他们可以自主地完成小任务,并尝试发现新的、尚未解决的新问题。

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一、空间数据库课程在高校中的现状

近年来,国际上成立了许多专门制定空间数据标准的联盟,商业数据库公司推出了针对空间数据库管理的系统,一些大学陆续开设了空间数据库方面的课程。并且近二十年以来空间数据库的研究已经产生了大量的空间数据模型、空间操作、空间查询方面的技术[1]。在空间数据库教学过程中选择什么,以及如何更好地在大学课堂教授空间数据库的知识成为高等教育所关注的一个问题。目前,我国开设地理信息系统专业的有超过170所高校,加上一些科研机构,全国约有200多个教育单位,每年培养GIS毕业生近万人[2]。各高校开设地理信息系统专业的学科背景不同,数据库相关课程教学内容和教授方法会形成差异,下面列举几门我国高校地理信息系统专业开设的与数据库相关课程,如数据库应用与技术、数据库原理、数据库原理与技术、空间数据库原理、空间数据库技术等,从课程名称上可以得出自教学内容中有些高校偏重原理,有些高校偏重技术实践。从数据流的角度来看,数据作为GIS的基础,在采集、编辑、存储、管理、查询、分析、制图输出等各个GIS的应用环节中都要涉及到。空间数据的组织与管理是地理学研究的一个重要领域,时空数据挖掘与知识发现、时空数据结构与数据模型、空间数据管理等方向,无一不是现今地理信息系统研究中的热点问题,因此,可以说空间数据库是GIS的核心,由上述可知,《空间数据库》课程是一门较新的GIS专业课,同时也是GIS专业的核心课程,通过本课程的教学,目的是让学生能够清楚空间数据库的基本概念、基本原理,掌握关系数据库与空间数据库系统的应用,并能完成合理的数据库设计;同时掌握Geodatabase相关理论,能够应用Geodatabase实现数据库,对部分学生要求具备地理信息专业领域中数据库的设计开发能力。因此针对于学生能力的培养,如何在《空间数据库》的教学中布置教学内容,如何合理地安排教学环节,对我们的教学工作提出了要求。

二、空间数据库课程相关问题

1.学科体系不同对教学内容的影响。在我国涉及地理信息系统的学科有工学、理学和管理学等,工科学校注重学生的工程系统的设计和实现能力,理科学校更注重培养学生的地理学思考和分析能力,但GIS领域人才培养的专业体系应不同于学科体系的划分,而是要针对人才培养的目的来确定。本科专业划分强调GIS领域各行各业人才的需求,即为就业教育,而不强调专业教育[3]。

2.毕业生就业中存在的问题。根据《2009年中国地理信息产业高校毕业生就业报告》及《2010年中国地理信息产业高校毕业生就业报告》的调查结果显示,招聘单位认为毕业生自身能力上的不足及学校课程设置不合理这两个原因,已经连续两年成为地理信息系统方向就业困难的主要因素。用人单位关注求职者的特点中,“拥有较强的动手能力,保证短期内上岗”这一要求也在近两年的调查中处于首要位置。在具体的行业应用中,空间数据库的应用十分广泛,现在我国城市道路交通管理、城镇社会信息管理、国土资源管理等诸多方面都会使用空间数据库技术。但是地理信息系统专业本科毕业生在这些行业中能做什么,用人单位面向本科毕业生提供的岗位是什么性质,这些问题,对实际的教学工作提出了要求。

3.根据本专业教学计划制定课程内容。在本专业的专业课程当中,空间数据库课程的先导课程地理系统原理,在该门课程中空间数据模型、空间数据结构和空间索引技术等内容会作为重点讲述内容,那么,在空间数据库课程中如何更好地承接之前学习过的知识,如何布置教学计划。同时,空间数据库能够对学生学习后续课程有什么作用,也是空间数据库课程要注意的问题。

三、空间数据库教学内容探讨

1.合理组织空间数据库内容。在针对于本科生的教学中,要重视基本概念的讲解,为学生将来的自我学习打下一个较好的基础,因此空间数据库课程中应该涵盖空间数据模型、空间数据结构、空间数据管理、空间查询语言(SQL基础及空间查询)、空间数据行业规范等内容。同时,在原理部分要对应一定的上机实习,例如在实际教学中遇到过学生对Arcgis中的数据模型不理解,创建数据集的时候不知道属性到底是什么,那么在讲授地理数据模型时既要讲清楚相关概念,可以以ArcGIS应用平台中的Geodatabase模型为例,由教师首先在文件地理数据库中创建一整套的北京市的数据,包含行政区划、主干道、轨道交通、餐饮、住宿、文化设施等内容,通过实际的例子告诉学生地理数据模型到底是什么,怎么建立模型,怎么通过数据库、数据集、要素类来逐层地组织数据,数据表中的每一行代表一个现实中的对象,每一列是对象特征的抽象,怎么表现数据,建立好的模型适用于什么应用,这样使得学生可以更好地理解原来较为抽象的概念。在原理内容的讲解中还要尽量避免和地理信息系统原理、地理信息系统应用技术等前导或后继课程的内容重复。

2.围绕空间数据库建模开展教学。在教学过程中,要让学生从初始就注重空间数据库建模流程。空间数据库的设计和创建与关系数据库建库流程相仿,也需要经过概念设计、逻辑设计和物理设计这样三个步骤。这样,就需要在教学过程中要重点讲解数据库的概念设计和逻辑设计环节,使学生掌握通过对具体问题进行需求分析进行概念模型设计,并掌握概念模型向逻辑模型的转换方法。在这一环节中可以引入一个贯穿于整门课中的案例,要求学生按照扩展ER模型来抽象实体,描绘实体属性,并构建实体之间的联系;通过规则将扩展ER模型中的实体和属性合理地转换到地理数据库中的要素类和数据集中,并按实体之间的联系建立相关规则;最后向建立好的数据集导入空间数据和属性数据。同时,这类内容可以让学生通过以分小组讨论的方式来分析问题和解决问题,以此来带动学生的学习兴趣。

3.SQL语言及其扩展。SQL语言对于所有数据库的学习来说都是最为核心的部分,因此在空间数据库教学中,也应该要求学生掌握SQL相关内容。在ArcGIS等地理信息系统软件中,对于属性数据和空间数据的查询都是封装好的,查询工作主要通过点选按钮以及列表选择为主,这样使得学生对于创建及查询数据只能看到表面现象,没有办法去了解软件的底层到底做了哪些工作,为了使学生能更好地理解数据的组织及应用,我们在课程中就要让学生使用SQL来对数据进行操作。在这一教学内容中可以分为以下两个阶段,第一,掌握标准SQL语言,包括数据表的创建,数据的查询,在这一阶段主要用标准SQL语言对非空间数据进行操作。第二,利用Oracle Spatial学习扩展SQL语言,包括创建具有SDO_GEOMETRY数据类型的表、创建控件索引、创建空间索引、插入空间数据、利用空间计算函数实现空间查询等。

4.教学平台的选择。教学中紧贴现有技术的发展,让学生掌握最新的相关知识数据库的管理,例如数据库中事务的管理及版本控制等。在授课中选取Geodatabase、Oracle及数据存储中间件ArcSDE这样三个空间数据组织管理比较成熟的产品来进行练习,实践内容主要围绕以下几部分:Oracle中属性查询和空间查询相关方法、通过空间算子进行查询、如何在Oracle中进行事务管理;ArcSDE的安装及其与Oracle的连接配置,ArcSDE的版本管理机制;在Geodatabase文件地理数据库中进行数据加载,规则创建以及数据组织。

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