邱銀國 簡興 魯立江 張偉 張振國

摘 要：針對GIS專業(yè)GIS項目設計與開發(fā)課程教學存在的問題，從課程特點、社會需求、學生素質(zhì)提升等方面出發(fā)，對課程教學方法進行了優(yōu)化探索，為專業(yè)建設提供參考。

關鍵詞：GIS項目設計與開發(fā)；教學方法；專業(yè)實踐

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）14-178-02

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）是一門集計算機科學、測繪科學、地理學、遙感科學、信息科學等多學科技術為一體的新興學科[1-2]。隨著國家各級部門信息化進程的發(fā)展及國內(nèi)從事GIS工程開發(fā)的企事業(yè)單位的發(fā)展壯大，整個社會對GIS專業(yè)的專門人才的需求量也迅速增加[3]。GIS項目設計與開發(fā)是GIS專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，旨在培養(yǎng)學生從事GIS應用工程的分析和設計的能力[4]，知識內(nèi)容涉及眾多學科領域，是一門理論教學與實踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合的課程。該門課程教學質(zhì)量的好壞將直接影響學生日后從事GIS項目開發(fā)、設計的能力和水平[5]，從而在很大程度上決定了畢業(yè)生的就業(yè)率以及用人單位對學校畢業(yè)生水平的評價。由于該門課程實踐性強，許多沒有豐富GIS項目開發(fā)經(jīng)驗的教師很難深入地剖析課程的核心內(nèi)容，導致學生無法從課堂獲取所需知識，從而嚴重影響了課程教學效果。針對這種情況，筆者從教學內(nèi)容選取與組織、實驗教學環(huán)節(jié)安排、GIS競賽組織、科研創(chuàng)新訓練等方面進行了初步探討，以期能夠提高教學效果。

1 GIS項目設計與開發(fā)課程特點

GIS項目的開發(fā)模式經(jīng)歷了獨立開發(fā)、宿主型二次開發(fā)、基于GIS組件的二次開發(fā)、WebGIS開發(fā)等方式，目前WebGIS開發(fā)方法正成為GIS開發(fā)的主流方法。WebGIS是Internet技術應用于GIS開發(fā)過程的產(chǎn)物，它是基于網(wǎng)絡的客戶機/服務器結(jié)構的系統(tǒng)，Internet是客戶端和服務器之間信息交換的橋梁，用戶和服務器可以分布在不同的地點和不同的計算機平臺上。目前主流的WebGIS平臺包括ARCIMS、MapGIS IMS、SuperMap IS、TopMap World、MapXtreme等國內(nèi)外成熟產(chǎn)品。WebGIS以其跨平臺、靈活、可擴展等優(yōu)點深得GIS開發(fā)人員的青睞，眾多高校GIS專業(yè)教師也因此開始在GIS項目設計與開發(fā)課程中講授WebGIS的開發(fā)方法與流程。

與其它課程相比，GIS項目設計與開發(fā)有著自身的特點，主要包括以下3個方面：（1）綜合性強。該課程為多學科交叉課程，課程內(nèi)容涵蓋地理學、地圖學、工程學、數(shù)據(jù)庫、測繪科學等眾多方面。這就要求課程主講教師具備相關的學科背景知識，且該課程應有一定數(shù)量的先修課程以助于學生更好地掌握本門課程的內(nèi)容。（2）理論與實踐結(jié)合緊密。與其它課程不同，該課程的理論教學與實踐環(huán)節(jié)必須環(huán)環(huán)緊扣、相輔相成，不可獨立進行，理論教學內(nèi)容作為實踐環(huán)節(jié)的理論指導，實踐環(huán)節(jié)則作為理解與鞏固理論內(nèi)容的手段。缺乏理論指導的實踐環(huán)節(jié)，會使學生知其然而不知其所以然；未經(jīng)實踐環(huán)節(jié)鞏固的理論知識，會使學生覺得枯燥乏味、難以理解。（3）方法與工具更新速度快。GIS項目設計與開發(fā)涉及多種平臺、體系結(jié)構、開發(fā)語言、開發(fā)工具等因素，且這些因素種類繁多、日新月異。因此，該課程的教學內(nèi)容必須緊跟市場需求變化的步伐，不斷地將相關前沿內(nèi)容融入到課程教案之中，這不僅要求教師能夠時刻掌握學科前沿知識，也要求課程教案經(jīng)常更新，時刻與行業(yè)最新研究進展接軌。

2 課程教學方法優(yōu)化探索

2.1 引入實際案例教學 GIS工程涉及許多的方法理論，如軟件過程模型包括瀑布模型、演化模型、增量模型等8種模型，教師授課時若單純地講授理論知識，則學生很難區(qū)分不同概念之間的區(qū)別，容易混淆，且易產(chǎn)生枯燥乏味的感覺。為了避免這一情況的出現(xiàn)，教師在講授該類型的知識時，應創(chuàng)造條件引入實際案例，結(jié)合案例講解相關內(nèi)容，通過將復雜抽象的知識轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗笊鷦拥膶嵗?，可以加深學生對理論知識的理解，激發(fā)學生學習的興

趣，最終收獲事半功倍的效果。

教師在進行案例選取時應優(yōu)先考慮自己熟悉并具有豐富項目經(jīng)驗的案例類型，一方面可以確保在教學過程中能做到游刃有余、收放自如；另一方面可以將該案例貫穿課程的始終。筆者在教學過程中，以親身參與的某煤礦3D GIS分析與管理系統(tǒng)項目為例，在問題定義、需求分析、可行性分析、總體設計、詳細設計、編碼、測試、維護等階段均以該案例為參照進行講解，使學生對GIS項目設計與開發(fā)的全過程有了一個整體的了解。如在講解GIS系統(tǒng)功能模塊設計時，以煤礦3D GIS分析與管理系統(tǒng)為例講述功能模塊的劃分原則及常用方式，使采用不同的劃分方法所產(chǎn)生不同結(jié)果之間的區(qū)別一目了然，加深了學生對該部分內(nèi)容的掌握程度，極大地調(diào)動了學生學習的積極性。

在案例選擇時，教師還應考慮所選案例的時效性，即所選的案例應為當前實際生產(chǎn)中廣泛應用的類型。通過對案例的分解學習，學生不僅可以掌握課程大綱劃定的知識，還可以提前熟悉該類型項目的設計流程與開發(fā)方法，為將來的就業(yè)打下基礎。引導學生參與案例討論，并指導他們以程序員、UI工程師、軟件設計師的角色來分析問題并探討解決方案，可以為學生今后從事軟件工程師的工作打下基礎。

2.2 實踐內(nèi)容做到與時俱進 許多從事GIS軟件開發(fā)的人員都有個共同的觀點：學校課堂上講授的知識在參加工作以后派不上用場。筆者通過與部分GIS軟件工程師交流得知這種現(xiàn)象并不是個例，甚至有很多軟件工程師們當初并不是從學校畢業(yè)后就直接進入工作崗位的，而是通過參加各類計算機培訓機構之后才在如今的單位謀得一席之位。由此可見，高校的GIS教學方式到了必須改變的時候了。各類培訓機構之所以能培訓出符合社會需求的人才，究其原因，是它們能夠?qū)崟r掌握行業(yè)的發(fā)展動態(tài)，了解哪些專業(yè)內(nèi)容是符合當今行業(yè)需求。因此，高校GIS專業(yè)在進行課程實踐環(huán)節(jié)教學時，應實現(xiàn)實踐內(nèi)容的與時俱進。例如，10a前ComGIS開發(fā)是個熱門的技術，高校在課程實踐環(huán)節(jié)指導學生學習ComGIS的開發(fā)方式是值得推崇的，很多學生畢業(yè)后也繼續(xù)從事著ComGIS的研發(fā)工作；然而，10a后的今天，ComGIS已經(jīng)是一個過時的技術，取而代之的是WebGIS、3D GIS、VR GIS等新技術。如果今天的高校GIS專業(yè)教師仍然只講授ComGIS開發(fā)，由于很多企事業(yè)單位已經(jīng)沒有ComGIS開發(fā)的崗位，學生畢業(yè)后就會面臨擇業(yè)難的問題，則難免發(fā)出“學無所用”的感嘆。筆者如今在指導學生進行GIS項目設計與開發(fā)課程實踐時，把ComGIS作為一個基本內(nèi)容進行介紹之后，將更多地時間用來教會他們使用FLEX Builder+ArcGIS Server、JavaScript+ArcGIS Server、Visual C#+ARCIMS、3ds Max+Unity3d+Visual C#等主流GIS項目開發(fā)方法，以及對SQL Server 2008、Oracle等主流數(shù)據(jù)庫的操作方法。此外，還向?qū)W生介紹了以Android、IOS等平臺為代表的移動GIS產(chǎn)品的研發(fā)思路。

2.3 組織學生參加各類GIS競賽 目前，隨著GIS行業(yè)的蓬勃發(fā)展，各類面向高校學生的GIS大賽也如雨后春筍般涌現(xiàn)出來，且受到了各相關院校、廣大教師的重視以及學生的歡迎[6]。目前，影響力較大的GIS大賽包括“SuperMap杯全國高校GIS大賽”、“ESRI杯中國大學生GIS軟件開發(fā)大賽”、“中地數(shù)碼杯全國高校學生MAPGIS二次開發(fā)大賽”等，參賽人數(shù)逐年遞增，作品形式逐漸豐富。與一般的課程作業(yè)不同，GIS開發(fā)大賽不僅要求學生具備扎實的理論知識，還要求學生具有對知識的綜合應用、創(chuàng)新、團隊協(xié)作等能力，而這些恰恰是學生今后進入職場所必備的技能。

3 結(jié)語

現(xiàn)今IT產(chǎn)業(yè)鏈中，地理信息技術（GIS）產(chǎn)業(yè)已成為強勁的生產(chǎn)力，正日益受到業(yè)界的深度關注和熱切追捧，美國更將GIS、納米技術、生物技術列為當今社會最具發(fā)展?jié)摿Φ娜蠹夹g領域。目前，我國GIS技術已廣泛應用于國土、城建、交通、能源、環(huán)保、航天航空、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、教育衛(wèi)生、公共事務處理、國防、外交和政府決策的諸多行業(yè)和領域，并且應用深度上不斷進行了研究探索，未來凡是與地理信息空間有關的社會、經(jīng)濟和人們生存、生活的 98%領域都將會應用到GIS技術。

參考文獻

[1]黃杏元，馬勁松，湯勤.地理信息系統(tǒng)概論（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2001：1-5.

[2]鄔倫，劉瑜，毛善君.GIS專業(yè)本科教學探討——北京大學教學實例[J].地理信息世界，2004：2（2）：27-30.

[3]邊馥苓.我國高等GIS教育：問題、創(chuàng)新與發(fā)展[J].地理信息世界，2007，5（2）：4-8.

[4]宋瑋，楊曉明.GIS設計與開發(fā)教學方法探討[J].測繪與空間地理信息，2010，33（1）：1-2，7.

[5]趙冠偉.地理信息系統(tǒng)設計與開發(fā)課程教學質(zhì)量優(yōu)化探討[J].實驗室科學，2011，14（4）：14-16.

[6]楊敏，汪云甲.大學生GIS開發(fā)大賽對GIS專業(yè)實踐教學的啟示[J].測繪工程，2009，18（5）：77-80. （責編：張宏民）