齊少群　煙貫發(fā)　那曉東　張玉紅　王彤

【摘要】隨著地理信息技術(shù)的不斷發(fā)展，對地理信息科學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)需求也越來越高，社會需要具有扎實理論基礎(chǔ)同時具備熟練實踐技能的地理信息專業(yè)型人才，因此，采用新的教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化實踐環(huán)節(jié)變得尤為重要。本文在探討地理信息科學(xué)專業(yè)特點及課程設(shè)置計劃的基礎(chǔ)上，結(jié)合哈爾濱師范大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式，分析并設(shè)計了地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生課程競賽實施方案。從地理學(xué)基礎(chǔ)理論知識、地理信息基礎(chǔ)知識、地理信息應(yīng)用、地理信息開發(fā)四個方面進(jìn)行了探討，設(shè)計了六個專業(yè)課課程競賽方案，為高校地理信息科學(xué)專業(yè)的課程建設(shè)和人才培養(yǎng)提供有益參考。

【關(guān)鍵詞】地理信息科學(xué)? 競賽方案? 研究

【基金項目】哈爾濱師范大學(xué)高等教育教學(xué)改革研究項目“競賽驅(qū)動下地理信息專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐能力培養(yǎng)體系研究”，項目編號：XJGY2020006。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）07-0154-03

1.引言

地理信息科學(xué)專業(yè)（geographic information science），原為地理信息系統(tǒng)專業(yè)，研究地理信息采集、分析、存儲、顯示、管理、傳播與應(yīng)用，及研究地理信息流的產(chǎn)生、傳輸和轉(zhuǎn)化規(guī)律的一門科學(xué)[1]。地理信息科學(xué)是近二十年來新興的一門集地理學(xué)、計算機(jī)、遙感技術(shù)和地圖學(xué)于一體的邊緣學(xué)科，主要培養(yǎng)具備地理信息科學(xué)與地圖學(xué)、遙感技術(shù)方面的基本理論、基本知識、基本技能，能在科研機(jī)構(gòu)或高等學(xué)校從事科學(xué)研究或教學(xué)工作，能在城市、區(qū)域、資源、環(huán)境、交通、人口、住房、土地、災(zāi)害、基礎(chǔ)設(shè)施和規(guī)劃管理等領(lǐng)域的政府部門、金融機(jī)構(gòu)、公司、高校、規(guī)劃設(shè)計院所，從事與地理信息系統(tǒng)有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的高級專門人才[2-5]。地理信息科學(xué)專業(yè)發(fā)展迅速，目前，全國已有一百多所大學(xué)開辦了該專業(yè)或設(shè)置了相關(guān)課程。地理信息科學(xué)專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域廣、實踐性強(qiáng)，在地理信息科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，課程競賽是一個有效的教學(xué)手段[6-7]。按照課程體系內(nèi)容和社會就業(yè)需要，有針對性地在特定學(xué)期建立面向某類專業(yè)課程內(nèi)容的專業(yè)內(nèi)部學(xué)習(xí)競賽，有助于學(xué)生對地理信息理論知識的學(xué)習(xí)和實踐技能的掌握[8-9]。本文對地理信息專業(yè)學(xué)生課程競賽方案進(jìn)行研究，以期對地理信息專業(yè)課程建設(shè)及人才培養(yǎng)提供參考。

2.地理信息專業(yè)教學(xué)特點

地理信息科學(xué)是一門基礎(chǔ)理論和實踐操作高度集成的學(xué)科，要求學(xué)生對地理學(xué)、管理學(xué)的理論知識具有扎實的基礎(chǔ)，同時要求能夠?qū)τ嬎銠C(jī)軟件、信息技術(shù)等實踐性強(qiáng)的內(nèi)容熟練掌握[10-12]。因此，在教學(xué)過程中要注重采用多元化教學(xué)方法和實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，不能單純依靠課堂講授、課后作業(yè)的傳統(tǒng)方式。其中實踐環(huán)節(jié)是能夠強(qiáng)化學(xué)生記憶、鍛煉學(xué)生具體專業(yè)技能的重點環(huán)節(jié)，通過實踐帶動學(xué)生對理論知識進(jìn)行主動理解與學(xué)習(xí)具有很好的效果。在諸多實踐方法中，課程競賽是一個操作便捷、參與度高、受眾面廣的有效教學(xué)方式。通過課程競賽，可以將知識內(nèi)容和操作技術(shù)貫穿于競賽題目中，摒棄了傳統(tǒng)的說教方式，改為學(xué)生在競賽過程中根據(jù)自身具體情況有針對性地主動學(xué)習(xí)，既鍛煉了學(xué)生的實踐能力，又強(qiáng)化了理論知識的理解與應(yīng)用，教學(xué)效果良好。

3.地理信息科學(xué)專業(yè)課程設(shè)置

地理信息科學(xué)專業(yè)是以地理學(xué)、測繪科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、管理科學(xué)等多學(xué)科為基礎(chǔ)的一門新興學(xué)科。地理信息科學(xué)專業(yè)的從業(yè)人員要求具有扎實的地理學(xué)理論基礎(chǔ)，同時要具備深厚的信息技術(shù)背景和熟練的計算機(jī)操作能力。因此，在課程設(shè)置上要充分考慮到多方面的需求。

本文作者所在單位為哈爾濱師范大學(xué)，哈爾濱師范大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)立足于地理學(xué)基礎(chǔ)理論，同時注重結(jié)合計算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)，建立理論和應(yīng)用實踐相結(jié)合的課程體系，分為基礎(chǔ)部分、GIS應(yīng)用部分和GIS開發(fā)部分。在基礎(chǔ)理論方面，開設(shè)高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)與概率論、自然地理學(xué)基礎(chǔ)、測量學(xué)、計算機(jī)基礎(chǔ)及應(yīng)用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、地圖學(xué)等課程。用于夯實學(xué)生的理論基礎(chǔ)，使學(xué)生具備地理學(xué)基本理論知識和背景知識、培養(yǎng)學(xué)生地理學(xué)思想和地理學(xué)思維方式。同時，培養(yǎng)學(xué)生對計算機(jī)技術(shù)的基本應(yīng)用技能，建立對計算機(jī)程序設(shè)計與算法分析的基本思維。在GIS應(yīng)用方面，開設(shè)衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)、GIS空間分析、遙感應(yīng)用、ArcGIS應(yīng)用、遙感圖像處理、空間地理信息統(tǒng)計分析等課程。用于建立學(xué)生對地理信息及遙感應(yīng)用的課程知識體系，使學(xué)生能夠應(yīng)用Arcgis等軟件進(jìn)行基礎(chǔ)地圖的處理生成以及空間分析操作，能夠應(yīng)用ENVI等應(yīng)用軟件對遙感影像進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、校正、解譯、分析等操作。在GIS開發(fā)方面，開設(shè)計算機(jī)語言（C）、Java程序設(shè)計、C#程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)GIS原理與應(yīng)用、ArcGIS Engine開發(fā)等課程。用于建立學(xué)生基本的軟件開發(fā)知識體系以及對GIS軟件開發(fā)的特色應(yīng)用。使學(xué)生能夠應(yīng)用編程語言和地理信息二次開發(fā)環(huán)境對網(wǎng)絡(luò)GIS和桌面GIS軟件開展應(yīng)用。

4.地理信息科學(xué)專業(yè)課程競賽方案

地理信息科學(xué)專業(yè)以地理學(xué)科理論知識為基礎(chǔ)，結(jié)合計算機(jī)、信息、人工智能等新技術(shù)的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生在數(shù)據(jù)存儲、空間數(shù)據(jù)挖掘、空間分析、人工智能決策應(yīng)用等方面的專業(yè)技術(shù)和實踐能力。因此，對于地理信息科學(xué)專業(yè)本科生競賽計劃的制定要綜合考慮到地理知識、計算機(jī)及信息技術(shù)等多方面。結(jié)合培養(yǎng)計劃目標(biāo)和課程體系內(nèi)容，分6個學(xué)期制定了6項專業(yè)知識技術(shù)競賽。

4.1地理學(xué)知識競賽

此競賽計劃在第一學(xué)期期末開展，面向大一學(xué)生，主要針對“自然地理學(xué)”“人文地理學(xué)”“地球科學(xué)概論”課程的理論知識內(nèi)容進(jìn)行知識競賽。學(xué)生以3～5人的小組形式參賽，通過筆試初賽的方式進(jìn)行篩選，最終確定進(jìn)入決賽的小組。決賽采用現(xiàn)場抽簽答題、搶答等方式，最終確定比賽結(jié)果。

本競賽目的在于使學(xué)生加深對地理學(xué)的了解，激發(fā)學(xué)生對地理學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。通過競賽引導(dǎo)強(qiáng)化學(xué)生的地理學(xué)背景知識，解決理科生地理學(xué)基礎(chǔ)知識薄弱的問題。目前，地理信息科學(xué)專業(yè)主要面向理科生高考生招錄，而理科生在高中的時候?qū)Φ乩碚n的學(xué)習(xí)僅局限于會考合格的要求，沒有像文科生那樣的學(xué)習(xí)深度和學(xué)習(xí)時間。多數(shù)學(xué)生存在對地理學(xué)課程和基礎(chǔ)知識認(rèn)識不深、了解不多的現(xiàn)狀，通過地理學(xué)知識競賽來設(shè)計趣味知識問答，可以促進(jìn)學(xué)生對地理科學(xué)及相關(guān)背景知識的了解。

4.2地理信息基礎(chǔ)知識競賽

此競賽計劃在第二學(xué)期期末開展，面向大一學(xué)生，主要針對“地圖學(xué)”“地理信息系統(tǒng)原理”“測量學(xué)”課程的基礎(chǔ)知識內(nèi)容進(jìn)行知識競賽。學(xué)生以3～5人的小組形式參賽，通過筆試初賽的方式進(jìn)行篩選，最終確定進(jìn)入決賽的小組。決賽采用現(xiàn)場抽簽答題、搶答等方式，最終確定比賽結(jié)果。

本競賽目的在于使學(xué)生加深對地理信息科學(xué)的了解，使學(xué)生對地理信息有一個初步認(rèn)識。地理信息科學(xué)專業(yè)是集成地理學(xué)知識和計算機(jī)技術(shù)的學(xué)科，應(yīng)用性和實踐性都很強(qiáng)。在競賽中將地理信息科學(xué)的知識和技術(shù)與應(yīng)用性成果和案例相結(jié)合，將地理信息的應(yīng)用性、成果、案例向?qū)W生深入展示。通過地理信息基礎(chǔ)知識競賽使學(xué)生對地理信息專業(yè)的知識內(nèi)容、課程體系、應(yīng)用前景、就業(yè)方向有一個初步的理解和基本的判斷，以此來引導(dǎo)、帶動學(xué)生選擇感興趣的專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域和學(xué)習(xí)方向。

4.3地理制圖競賽

此競賽計劃在第三學(xué)期期末開展，面向大二學(xué)生，主要針對“地圖學(xué)”“計算機(jī)輔助制圖CAD”“地圖設(shè)計與輸出”課程的基礎(chǔ)知識和實踐技術(shù)進(jìn)行競賽。學(xué)生以3～5人的小組形式參賽，通過對地圖進(jìn)行設(shè)計與處理進(jìn)行評比，不分初賽、復(fù)賽，只對最后提交的地圖效果圖進(jìn)行最終評選。本競賽目的在于使學(xué)生加深對地圖學(xué)理論的理解及地圖制作操作的實踐能力，提高學(xué)生在地圖頁面布局、比例尺設(shè)置、地物要素標(biāo)記展示等方面的熟練程度。通過競賽的選題內(nèi)容作引導(dǎo)，強(qiáng)化學(xué)生的制圖能力，同時，以實際出圖效果作對比，分析不同學(xué)生之間的差異性，以及造成實踐效果差異的原因，進(jìn)而對基礎(chǔ)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整。

4.4遙感技術(shù)應(yīng)用競賽

此競賽計劃在第四學(xué)期期末開展，面向大二學(xué)生，主要針對“遙感概論”“遙感數(shù)字圖像處理”“空間數(shù)據(jù)采集與管理”“遙感圖像處理實踐”課程的基礎(chǔ)知識和實踐技術(shù)進(jìn)行競賽。學(xué)生以3～5人的小組形式參賽，通過對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行處理實踐的方式進(jìn)行初賽篩選，最終確定進(jìn)入決賽的小組;決賽采用現(xiàn)場抽簽答題、搶答等方式進(jìn)行。最終比賽結(jié)果采用初賽技能實踐操作與決賽理論知識問答各占一定比例的方式折算。

本競賽目的在于使學(xué)生加深對遙感技術(shù)的基本理論和實踐技能的理解。通過初賽強(qiáng)化學(xué)生對遙感影像數(shù)據(jù)的實踐操作，提高學(xué)生對數(shù)據(jù)裁剪、融合、校正、遙感解譯等操作的熟練程度。通過決賽知識問答強(qiáng)化學(xué)生對各個實踐操作環(huán)節(jié)的理論知識的理解，使學(xué)生知其然，也知其所以然，在熟練操作的基礎(chǔ)上梳理涉及到的理論知識。

4.5 GIS應(yīng)用開發(fā)競賽

此競賽計劃在第五學(xué)期期末開展，面向大三學(xué)生，主要針對“GIS應(yīng)用與開發(fā)”“空間數(shù)據(jù)庫”“GIS綜合應(yīng)用實訓(xùn)”“GIS設(shè)計開發(fā)實踐”“Python程序設(shè)計”“C#程序設(shè)計”“VC++”等課程的基礎(chǔ)知識和實踐技術(shù)進(jìn)行競賽。學(xué)生以3～5人的小組形式參賽，通過對某一行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行程序設(shè)計，建立GIS應(yīng)用軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)目標(biāo)功能。GIS應(yīng)用開發(fā)競賽分為桌面端應(yīng)用程序開發(fā)和網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)兩大類，競賽不分初賽復(fù)賽，從應(yīng)用效果、軟件功能完備性、界面設(shè)計等方面對整體系統(tǒng)進(jìn)行一次性評分。

本競賽目的在于使學(xué)生加深對GIS軟件開發(fā)的基本理論和實踐技能的理解。通過競賽強(qiáng)化學(xué)生對GIS軟件開發(fā)與應(yīng)用的實踐操作，提高學(xué)生對程序設(shè)計、空間服務(wù)發(fā)布等操作的熟練程度，拓展學(xué)生對GIS的應(yīng)用視野和知識背景。通過開發(fā)競賽引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化對地理信息軟件開發(fā)的學(xué)習(xí)，掌握各類編程語言和軟件開發(fā)工具的使用，為將來的高質(zhì)量、高薪就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。

4.6測量技術(shù)競賽

此競賽計劃在第六學(xué)期期末開展，面向大三學(xué)生，主要針對“測量學(xué)”“數(shù)字?jǐn)z影測量”等課程的基礎(chǔ)知識和實踐技術(shù)進(jìn)行競賽。學(xué)生以3～5人的小組形式參賽，通過對某一特定區(qū)域進(jìn)行戶外測量或攝影測量來完成不同類型的地圖成果。測量技術(shù)競賽分為戶外測量和數(shù)字?jǐn)z影測量兩大類，競賽不分初賽復(fù)賽，從成圖效果、精準(zhǔn)程度等方面對最終成果進(jìn)行一次性評分。

本競賽目的在于使學(xué)生加深對大地測量的基本理論和實踐技能的理解。通過競賽強(qiáng)化學(xué)生對測量工具和測量軟件的實踐操作，提高學(xué)生對大地測量、水準(zhǔn)測量、攝影測量等操作的熟練程度，提高學(xué)生的綜合測繪能力。通過本競賽，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)測量工具和測量結(jié)果處理軟件的使用，尤其是航空傾斜攝影的學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的就業(yè)面和就業(yè)選擇。

5.結(jié)束語

隨著地理信息技術(shù)的不斷發(fā)展，對地理信息科學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)需求也越來越高，地理信息科學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)要考慮采用更多的新思路、新方法，以便加強(qiáng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用實踐能力和專業(yè)背景思維。本文根據(jù)哈爾濱師范大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)方案和課程設(shè)置內(nèi)容進(jìn)行課程競賽的設(shè)置，從地理學(xué)理論知識、地理信息應(yīng)用領(lǐng)域、地理信息開發(fā)領(lǐng)域三個方面展開研究。根據(jù)本科生四年間授課進(jìn)展建立對應(yīng)的課程競賽計劃方案，以期促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)實踐、增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，為地理信息科學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)和社會服務(wù)構(gòu)建可行的教學(xué)方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃杏元.地理信息系統(tǒng)概論[M].北京：高等教育出版社，2008：3-6.

[2]李蒲玲，鹿磊.GIS技術(shù)在旅游資源管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].家庭科技，2020（9）：14-16.

[3]劉海濤.GIS技術(shù)在工程地質(zhì)測量中的應(yīng)用研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2020（16）：238-239.

[4]葛林.GIS技術(shù)功能特點及在機(jī)場規(guī)劃中的應(yīng)用[J].智能城市，2020，6（16）：100-101.

[5]張堯，張靜梅，曹瑜潔.GIS技術(shù)在環(huán)境影響評價中的應(yīng)用探討[J].環(huán)境與發(fā)展，2020，32（8）：29-30.

[6]牛坤，彭長根，周洲，劉琳芳.“項目式”創(chuàng)新實踐教學(xué)模式研究——以《GIS技術(shù)與應(yīng)用》課程為例[J].教育教學(xué)論壇，2019（5）：132-133.

[7]吳紅波.模塊化和案例式教學(xué)在地理科學(xué)專業(yè)GIS課程實踐中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息，2018，41（12）：20-24+27

[8]趙麗紅，郭熙，羅志軍，余敦，王屏，栗麗.學(xué)科競賽驅(qū)動下的GIS專業(yè)課“課程思政”實踐教學(xué)改革探索[J].教育現(xiàn)代化，2020，7（52）：62-66.

[9]程結(jié)海，袁占良，景海濤，薛華柱，王輝連，李偉，王莉，何湜.學(xué)科競賽驅(qū)動下GIS專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革[J].測繪通報，2019（4）：148-151.

[10]張冬有，郝冬梅.地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生實踐技能體系建設(shè)[J].繼續(xù)教育研究，2017（11）：25-27.

[11]萬魯河，張冬有，李苗，郝冬梅.地理信息系統(tǒng)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系的設(shè)計與實踐[J].繼續(xù)教育研究，2017（09）：22-25.

[12]李苗，萬魯河，張冬有.高校地學(xué)專業(yè)遙感類課程教學(xué)改革研究[J].課程教育研究，2018（7）： 249-250.

作者簡介：

齊少群（1983年-），男，講師，博士，主要研究方向：3S技術(shù)及其應(yīng)用。