王 艷 滿忠水

（[1]棗莊學(xué)院旅游與資源環(huán)境學(xué)院 山東·棗莊 277160；[2]棗莊學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 山東·棗莊 277160）

0 引言

隨著GIS 產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，相關(guān)企業(yè)對(duì)具有復(fù)合型、創(chuàng)新型的GIS 高級(jí)專業(yè)人才的需求越來(lái)越大。因此，高校GIS 人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)著眼于人才市場(chǎng)的供需狀況，順應(yīng)GIS人才多元化的發(fā)展格局，以培養(yǎng)復(fù)合型、創(chuàng)新型人才為主。[1,2]GIS課程是一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，實(shí)踐教學(xué)對(duì)于理解和鞏固地理信息系統(tǒng)理論知識(shí)、提高動(dòng)手操作能力以及觀察分析問(wèn)題的能力具有重要的作用。[3,4]但是，地理信息專業(yè)人才培養(yǎng)存在教學(xué)內(nèi)容落后于技術(shù)發(fā)展的問(wèn)題，教學(xué)中重理論、輕實(shí)踐，實(shí)踐偏離實(shí)際，學(xué)生教育缺乏因材施教，教學(xué)方法忽略學(xué)生創(chuàng)新、科學(xué)思維、分析和解決實(shí)際問(wèn)題等能力的培養(yǎng)。

CDIO的理念是讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，是以工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)作為導(dǎo)向并以工程能力培養(yǎng)作為目標(biāo)的工程教育模式。[5,6]CBE(能力本位教育)在本質(zhì)上是以學(xué)生的能力培養(yǎng)作為中心的教育模式，尤其強(qiáng)調(diào)學(xué)生“做中學(xué)”，并通過(guò)學(xué)生在相關(guān)的技能或者活動(dòng)上的表現(xiàn)來(lái)評(píng)價(jià)教學(xué)及學(xué)習(xí)效果。[7]

本研究以地理信息系統(tǒng)原理課程教學(xué)環(huán)節(jié)的改革為出發(fā)點(diǎn)，基于復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，分析目前地理信息系統(tǒng)原理課程在教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出了融合CDIO-CBE 理念的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段及考試模式等方面的改革。

1 課程教學(xué)存在的問(wèn)題

目前學(xué)校地理信息科學(xué)專業(yè)地理信息系統(tǒng)原理課程教學(xué)存在的問(wèn)題主要有兩個(gè)方面：一是對(duì)實(shí)踐課沒(méi)有足夠的重視，學(xué)生在GIS 應(yīng)用中所具有的實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力都比較弱。[8]GIS 原理課程其實(shí)是一門(mén)實(shí)踐性與技術(shù)性很強(qiáng)的課程，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對(duì)于培養(yǎng)符合經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展的高級(jí)GIS 人才來(lái)說(shuō)具有很重要的意義。二是教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較單一陳舊，通常實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新緩慢，跟不上新應(yīng)用新技術(shù)的發(fā)展，如今計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)發(fā)展速度非常迅猛，有關(guān)知識(shí)體系更新快速，學(xué)生對(duì)于已經(jīng)落伍的技術(shù)應(yīng)用沒(méi)有很大興趣，同時(shí)也沒(méi)有更多的選擇機(jī)會(huì)提供給學(xué)生，從而造成許多學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏熱情與興趣，對(duì)學(xué)生個(gè)體特長(zhǎng)的發(fā)揮勢(shì)必造成一定的影響，教學(xué)效果也不會(huì)理想。[9]

2 改革措施

2.1 授課內(nèi)容改進(jìn)

本課程主要包括GIS 基本理論知識(shí)及實(shí)踐操作。由于GIS課程是門(mén)特別典型的交叉性學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、地理、測(cè)繪的內(nèi)容較多，原理較難，所以盡可能的把授課內(nèi)容深入淺出、簡(jiǎn)化易懂。GIS 課程是一門(mén)實(shí)踐性與技術(shù)性很強(qiáng)的課程，應(yīng)加大實(shí)踐操作部分的內(nèi)容，在實(shí)踐操作中把GIS基本知識(shí)點(diǎn)融入其中，并以教學(xué)項(xiàng)目的方式對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合, 從而可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實(shí)踐操作課中所設(shè)計(jì)的教學(xué)項(xiàng)目?jī)?nèi)容要新穎豐富且多樣化。教學(xué)項(xiàng)目要隨著實(shí)際應(yīng)用及時(shí)的更新并且貼近實(shí)際生活，最好選擇與我們的生活緊密相關(guān)的綜合實(shí)驗(yàn)題目,筆者在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)給出的題目如“GIS 在生態(tài)飯店規(guī)劃中的應(yīng)用”“智慧校園漫游系統(tǒng)”“棗莊市房?jī)r(jià)空間分析”等項(xiàng)目，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好選擇相關(guān)的實(shí)驗(yàn)題目，以4位或者5 位學(xué)生自由組合協(xié)同完成選定的實(shí)驗(yàn)題目。

從實(shí)施效果來(lái)看，學(xué)生對(duì)這些較為貼近生活實(shí)際的豐富新穎且多樣化的實(shí)驗(yàn)題目興趣非常濃厚，并能夠根據(jù)自身的愛(ài)好和特長(zhǎng)選擇較為適合自己的實(shí)驗(yàn)題目，極大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，并給學(xué)生提供了一個(gè)自由施展他們創(chuàng)造性的空間，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的組織合作能力及交流創(chuàng)新能力。

2.2 授課方式改進(jìn)

在基本知識(shí)的教學(xué)中, 注重授課方式的改進(jìn)，把多媒體教學(xué)、融合式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)等教學(xué)方式融入到教學(xué)中，采用多媒體教學(xué)方法可以直觀明了、生動(dòng)形象地展示教學(xué)內(nèi)容，也可以將相關(guān)的工程實(shí)踐及科研成果以示例、動(dòng)畫(huà)的形式演示給學(xué)生看，大大增加了課堂教學(xué)的信息量。例如在講解GIS 制作三維圖時(shí)，可以把已經(jīng)制作完的三維圖展示出來(lái)，以激發(fā)學(xué)生的熱情與興趣，然后再將制作過(guò)程逐一講解。教學(xué)中可以把GPS、RS、VR 技術(shù)引入到GIS 的教學(xué)中，教學(xué)生怎樣結(jié)合地理定位、數(shù)字圖像處理把問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，得到比較精確的分析結(jié)果。這樣不僅拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，而且還提高了他們分析問(wèn)題的能力。

在教學(xué)時(shí)經(jīng)常以啟發(fā)式教學(xué)為主，尤其是理論知識(shí)的講解，如教師可以先舉出一些與生活息息相關(guān)的具體實(shí)例提出問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生去思考，然后經(jīng)過(guò)一定的抽象總結(jié)得出一定的結(jié)論。這樣不僅加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，而且記憶深刻，更有利于把理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際應(yīng)用中，培養(yǎng)了學(xué)生融會(huì)貫通的靈活性，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)GIS 的熱情。如在講授緩沖區(qū)分析和疊加分析內(nèi)容時(shí)，通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)方式進(jìn)行開(kāi)展，先舉出棗莊市區(qū)道路噪聲污染、空氣污染等具體實(shí)例，針對(duì)實(shí)例提出如何確定道路噪聲污染、空氣污染影響范圍而讓學(xué)生展開(kāi)激烈的討論，不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且還極大的激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，獲得了很好的教學(xué)效果，從而培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

2.3 考試模式改進(jìn)

“地理信息系統(tǒng)原理”課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)考試模式比較注重理論知識(shí)的考查，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)又缺乏興趣，故本研究著重突出了實(shí)驗(yàn)操作在“地理信息系統(tǒng)原理”課程考核中的重要性，實(shí)驗(yàn)操作部分占期末總成績(jī)的40%。理論部分（筆試）占期末總成績(jī)的50%；平時(shí)成績(jī)占10%，包括出勤、作業(yè)，測(cè)驗(yàn)，課堂表現(xiàn)。在近幾年的GIS 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，最終的實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)是依據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、設(shè)計(jì)的完成情況及現(xiàn)場(chǎng)答辯綜合完成。最終成績(jī)能夠真實(shí)反映出學(xué)生理論知識(shí)的掌握程度及實(shí)際操作能力。從而調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維意識(shí)和能力。

2.4 初步取得的成果

把以上“地理信息系統(tǒng)原理”課程的改進(jìn)運(yùn)用到了實(shí)踐，學(xué)生上本課程的積極性很高，尤其是上機(jī)操作準(zhǔn)備的特別充分，當(dāng)提前將實(shí)驗(yàn)題目給他們之后，學(xué)生主動(dòng)組成項(xiàng)目組分頭進(jìn)行信息、素材的收集，每個(gè)環(huán)節(jié)都投入了很多的時(shí)間和精力。如綜合實(shí)驗(yàn)題目“GIS在城市綠地規(guī)劃中的應(yīng)用—以棗莊市市中區(qū)為例”學(xué)生利用周末專門(mén)到棗莊市市中區(qū)進(jìn)行了信息收集，拍了很多照片作為實(shí)驗(yàn)素材，根據(jù)收集的數(shù)據(jù)分析了該市區(qū)的地形、人口分布、建筑分布、交通、土地類型、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等情況，GIS操作中進(jìn)行了緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析、疊合分析等操作，完成了詳細(xì)完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告?！岸址糠?jī)r(jià)空間分布”的綜合實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生利用python 語(yǔ)言編輯爬蟲(chóng)程序下載棗莊市二手房信息并對(duì)其進(jìn)行空間分析。

3 結(jié)語(yǔ)

基于CDIO-CBE 工程教育模式的地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)方法，是針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的重大探索和實(shí)踐。根據(jù)教學(xué)需要及時(shí)調(diào)整課程內(nèi)容、教學(xué)方式與考試方式，學(xué)生在項(xiàng)目組織、設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程之中，不僅提高了學(xué)生綜合應(yīng)用相關(guān)知識(shí)的能力，而且培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度及作風(fēng)，鍛煉并培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，使學(xué)生的課程知識(shí)結(jié)構(gòu)體系更加完整，更具工程意識(shí)與素養(yǎng)，能夠更好地適應(yīng)社會(huì)對(duì)復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的需求。