湯慶新+董杰+張金萍

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.25.166

摘 要：實(shí)踐教學(xué)是計(jì)量地理學(xué)中的重要一環(huán)。本文根據(jù)計(jì)量地理學(xué)的課程特點(diǎn)，以激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐興趣為出發(fā)點(diǎn)，提出了應(yīng)用為導(dǎo)向的計(jì)量地理學(xué)“4+4”實(shí)踐教學(xué)模式設(shè)計(jì)思路，即以“引例激疑—析例解疑—原理去疑—上機(jī)操作無疑”4個(gè)分段教學(xué)環(huán)節(jié)和“excel、matlab、 lindo、 SPSS”4種統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件構(gòu)成的實(shí)踐教學(xué)整體。通過分段實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)和上機(jī)統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件的操作使學(xué)生來切實(shí)掌握所學(xué)知識，提升學(xué)生的動手應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：計(jì)量地理學(xué) 實(shí)踐教學(xué)模式 設(shè)計(jì) 分段教學(xué)

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（a）-0166-02

1 計(jì)量地理學(xué)實(shí)踐教學(xué)的必要性

計(jì)量地理學(xué)是地理學(xué)重要的方法論學(xué)科，早在20世紀(jì)80年代中期就被教育部教學(xué)委員會列為我國綜合性大學(xué)和高等師范院校地理學(xué)專業(yè)本科生的必修課程。從20世紀(jì)90年代開始，計(jì)量地理學(xué)開始向地理計(jì)算（Geo-computation）方向發(fā)展。將現(xiàn)代地理科學(xué)理論與數(shù)學(xué)模型、計(jì)算方法及3S技術(shù)結(jié)合在一起，以高性能計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境為支撐，從理論與實(shí)證兩個(gè)方面，針對“整體性”和“大容量”數(shù)據(jù)所表征的復(fù)雜地理問題，進(jìn)行多角度、全方位綜合研究的方法論體系[1]。因此，對于計(jì)量地理學(xué)的教學(xué)不應(yīng)該僅僅限于以往的理論教學(xué)，而是要加強(qiáng)學(xué)生動手能力的引導(dǎo)，讓他們能夠?qū)W以致用，能夠以數(shù)學(xué)方法為基礎(chǔ)，通過計(jì)算機(jī)軟件的運(yùn)用和編程來解決實(shí)際遇到的地理問題。從教學(xué)層面上，應(yīng)該應(yīng)用大量案例分析和實(shí)踐教學(xué)，通過這些實(shí)踐案例來切實(shí)提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力。很多學(xué)者已經(jīng)在對計(jì)量地理學(xué)課程改革中提出了加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)思想[2-8]但都沒有具體到實(shí)踐環(huán)節(jié)如何來進(jìn)行，每個(gè)章節(jié)所需要的軟件實(shí)踐如何來進(jìn)行具體的教學(xué)安排，才能使學(xué)生既能理解學(xué)到的基本理論知識，又能夠進(jìn)行熟練的上機(jī)操作，以達(dá)到學(xué)以致用的良好效果。為此，本文選擇高等教育出版社出版的、徐建華主編的《計(jì)量地理學(xué)》（2014年8月，第2版）為主要教材，該教材理論知識和實(shí)踐知識結(jié)合緊密，共分為緒論（第一章）、地理數(shù)據(jù)及其采集與預(yù)處理（第一章）、地理學(xué)中的經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析方法（第三章）、空間統(tǒng)計(jì)分析初步（第四章）、線性規(guī)劃方法（第五章）、多目標(biāo)規(guī)劃方法（第六章）、投入產(chǎn)出分析方法（第七章）、AHP決策分析方法（第八章）、隨機(jī)性決策分析方法（第九章）、地理網(wǎng)絡(luò)分析（第十章）十章。在此教材的基礎(chǔ)上，本文提出了以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向的計(jì)量地理學(xué)“4+4”實(shí)踐教學(xué)模式設(shè)計(jì)思路，即以“引例激疑—析例解疑—原理去疑—上機(jī)操作無疑”4個(gè)分段教學(xué)環(huán)節(jié)和“excel、matlab、lindo、SPSS”4種統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件構(gòu)成的實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)。

2 “4+4”實(shí)踐教學(xué)模式設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)分段設(shè)計(jì)

計(jì)量地理學(xué)中的數(shù)學(xué)方法較為枯燥，平鋪直敘地進(jìn)行講解后然后進(jìn)行上機(jī)操作，并不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，即使學(xué)生能夠按照講解或?qū)嵙?xí)指導(dǎo)完成上機(jī)操作，也不能很好地理解其中的原理和思想，再遇到類似的問題時(shí)仍然不會解決。實(shí)踐表明，將所要學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)方法與現(xiàn)實(shí)地理問題緊密聯(lián)系起來，可以有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作的熱情，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。為此，本文設(shè)計(jì)了“引例激疑—析例解疑—原理去疑—上機(jī)操作無疑”四個(gè)分段教學(xué)環(huán)節(jié)來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

首先，選擇學(xué)生熟知的日常生活中的地理學(xué)問題作為課堂的教學(xué)案例，通過這些案例來發(fā)現(xiàn)其中所包含的問題（引例激疑）；其次，要解決這些問題就要對案例進(jìn)行分析，研究清楚通過對哪些數(shù)學(xué)方法的學(xué)習(xí)和應(yīng)用才能解決這些問題（析例解疑）；然后對這些數(shù)學(xué)方法的基本原理和思想進(jìn)行學(xué)習(xí)和掌握（原理去疑）；最后就可以水到渠成地進(jìn)行上機(jī)實(shí)踐操作（上機(jī)操作無疑）。通過以上四個(gè)分段實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，就可以完成對所要學(xué)習(xí)的整個(gè)方法乃至整個(gè)知識點(diǎn)的掌握。

2.2 實(shí)踐教學(xué)軟件的應(yīng)用設(shè)計(jì)

計(jì)量地理學(xué)中所用的的軟件較多，主要有excel、matlab、lindo、SPSS、ARCGIS等，對于ARCGIS，其主要應(yīng)用在第五章的地統(tǒng)計(jì)分析中，但由于地理學(xué)各專業(yè)都有專門的課程來講述ARCGIS軟件，而excel、matlab、 lindo、 SPSS這4種統(tǒng)計(jì)軟件基本能夠滿足所有知識點(diǎn)的實(shí)踐教學(xué)要求。因此，本文總計(jì)安排了16個(gè)學(xué)時(shí)來進(jìn)行的這4種軟件的實(shí)踐學(xué)習(xí)。對于每一種軟件，都采取“引例激疑—析例解疑—原理去疑—上機(jī)操作無疑”四個(gè)分段教學(xué)環(huán)節(jié)來進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，即“4+4”實(shí)踐教學(xué)模式設(shè)計(jì)。

Excel 是Microsoft Office軟件的一個(gè)重要的組成部分，它可以進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的處理、統(tǒng)計(jì)分析和輔助決策操作，廣泛地應(yīng)用于管理、統(tǒng)計(jì)財(cái)經(jīng)、金融等眾多領(lǐng)域。雖然Excel的統(tǒng)計(jì)分析功能不及SPSS、matlab等專業(yè)統(tǒng)計(jì)軟件，不過對于大多數(shù)用戶及地理學(xué)研究中許多問題而言， Excel已經(jīng)能夠滿足需要。而相比專業(yè)的統(tǒng)計(jì)軟件，學(xué)生對excel軟件都有一定的應(yīng)用基礎(chǔ)，可以快速地將其應(yīng)用到所需解決的地理問題中去。因此，在計(jì)量地理學(xué)教學(xué)中，充分發(fā)揮Excel的統(tǒng)計(jì)分析功能是必要而可行的[9]。Excel的實(shí)踐應(yīng)用在第二章中的地理數(shù)據(jù)分布的集中化與均衡度指數(shù)的計(jì)算（2學(xué)時(shí)）以及第四章中相關(guān)分析和回歸分析的計(jì)算（2學(xué)時(shí)）。

Matlab是一種科學(xué)計(jì)算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。它使用方便、輸入簡捷，運(yùn)算高效、內(nèi)容豐富，并且有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種工具包可提供使用，與其他編程語言相比，用Matlab編寫程序，其問題的提出和解決只需要以數(shù)學(xué)方式表達(dá)和描述，不需要大量繁瑣的編程過程。因此，本課程的大多數(shù)學(xué)問題的求解都可以通過簡單的matlab編程來實(shí)現(xiàn)。對于matlab的應(yīng)用主要集中在第四章的線性回歸分析、非線性回歸模型、繪制趨勢面圖形、時(shí)間序列預(yù)測、聚類分析、主成分分析、馬爾可夫預(yù)測（共3學(xué)時(shí)）；第五章的空間統(tǒng)計(jì)分析（1學(xué)時(shí)）；第六章的線性規(guī)劃問題求解、目標(biāo)規(guī)劃問題求解及多目標(biāo)規(guī)劃問題求解（共1學(xué)時(shí)）；第十章的最短路徑計(jì)算及中位點(diǎn)選址問題求解（1學(xué)時(shí)）。總計(jì)6學(xué)時(shí)。endprint

LINDO是一種專門用于求解數(shù)學(xué)規(guī)劃問題的軟件包，其特點(diǎn)是小巧而實(shí)用。它能夠快速將問題的最優(yōu)決策求出來，省去大量難以想象的人工計(jì)算。在本課程中，其主要用在第四章求解線性規(guī)劃問題及目標(biāo)規(guī)劃問題（2學(xué)時(shí)）。

SPSS是一個(gè)組合式軟件包，它集數(shù)據(jù)錄入、整理、分析功能于一身。SPSS的基本功能包括數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計(jì)分析、圖表分析、輸出管理等等，它采用類似EXCEL表格的方式輸入與管理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接口較為通用，能方便的從其他數(shù)據(jù)庫中讀入數(shù)據(jù)。在本課程中，SPSS主要用于第四章的線性和非線性回歸分析、時(shí)間序列預(yù)測、聚類分析、主成分分析（共4學(xué)時(shí)）。

3 實(shí)踐教學(xué)模式檢驗(yàn)措施

為了讓學(xué)生能切實(shí)掌握所學(xué)的實(shí)踐知識，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生所遇到的問題。對于每節(jié)實(shí)踐課，都要求學(xué)生上交所做的課堂案例作業(yè)，通過仔細(xì)批改作業(yè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在上機(jī)實(shí)踐中所存在的問題。并且對于每次作業(yè)都給出評語和分?jǐn)?shù)。評語讓學(xué)生明白不足之處，分?jǐn)?shù)則為期末的平時(shí)成績考核提供依據(jù)。并對每次作業(yè)都在課堂上做簡要點(diǎn)評分析和總結(jié)。為了讓學(xué)生重視實(shí)踐操作，能夠熟練應(yīng)用各種統(tǒng)計(jì)軟件，將平時(shí)實(shí)踐課作業(yè)的成績所占最終課程考核的比重由20%提升到40%。

4 結(jié)語

通過“4+4”實(shí)踐教學(xué)模式的設(shè)計(jì)，從激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣入手，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，使枯燥抽象的理論知識變得通俗易懂、形象生動，更加便于學(xué)生的理解，使得每位學(xué)生都能夠有效地進(jìn)行動手上機(jī)操作完成相關(guān)的地理問題實(shí)踐。經(jīng)過近幾年的實(shí)踐探索和檢驗(yàn)，取得了良好的效果，使學(xué)生真正做到了學(xué)以致用。

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