王繼燕 王澤根 賈宏亮 李貞培

西南石油大學(xué)，四川 成都 610500

測(cè)繪是一門古老的學(xué)科，測(cè)繪類專業(yè)是培養(yǎng)測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才的工程技術(shù)類專業(yè)，承擔(dān)著培養(yǎng)測(cè)繪工程、遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等專業(yè)人才的任務(wù)。1987 年，我國(guó)高校陸續(xù)開(kāi)設(shè)大地測(cè)量與測(cè)量工程、攝影測(cè)量與遙感、地圖制圖與地理信息工程等測(cè)繪類相關(guān)專業(yè)，立足于地球空間信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)科專業(yè)人才的培養(yǎng)。地理信息系統(tǒng)（GIS）闡述地理空間思維，從空間關(guān)系及其相互作用出發(fā)，揭示地理空間事物與地理空間現(xiàn)象的空間分布特征及動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，是一門以空間地理實(shí)體為研究?jī)?nèi)容和研究對(duì)象的學(xué)科，已經(jīng)應(yīng)用于日常生活各個(gè)方面，包括城市交通、生活消費(fèi)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水利工程、生態(tài)環(huán)境等各個(gè)領(lǐng)域，并成為測(cè)繪類專業(yè)的核心課程。地理信息數(shù)據(jù)及成果可視化展示等工作成功實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、組織、管理、分析、制圖、應(yīng)用等功能的運(yùn)用，提高了測(cè)繪行業(yè)的工作效率，并保證了成果的規(guī)范性。高校在培養(yǎng)測(cè)繪類高素質(zhì)專業(yè)人才的過(guò)程中，不僅需要加強(qiáng)GIS理論教學(xué)，加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)原理課程思政教育，而且需要引導(dǎo)學(xué)生注重實(shí)驗(yàn)課程，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生解決GIS相關(guān)問(wèn)題的能力。

一、測(cè)繪類專業(yè)地理信息系統(tǒng)原理教學(xué)要求

地理信息系統(tǒng)原理主要介紹地理信息相關(guān)的基礎(chǔ)理論、地理信息系統(tǒng)技術(shù)體系及其應(yīng)用方法。鑒于教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)與背景的差異，與地理信息系統(tǒng)專業(yè)相比，測(cè)繪類專業(yè)的地理信息系統(tǒng)原理教學(xué)側(cè)重于GIS 應(yīng)用，主要要求學(xué)生能夠掌握GIS 的基本理論和技術(shù)方法，熟悉GIS的主要應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展方向，熟練掌握GIS 軟件的操作應(yīng)用，能夠利用GIS 解決實(shí)際問(wèn)題，為從事GIS研究、開(kāi)發(fā)及應(yīng)用奠定理論與技術(shù)基礎(chǔ)。

通過(guò)對(duì)地理信息系統(tǒng)原理課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)了解GIS的現(xiàn)狀、發(fā)展與應(yīng)用趨勢(shì)，了解空間數(shù)據(jù)采集和輸入輸出、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析等數(shù)據(jù)處理理論，熟悉空間數(shù)據(jù)組織和管理的理論算法等，掌握常用的地理信息空間分析理論。同時(shí)，地理信息系統(tǒng)原理本身是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，通過(guò)GIS的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，測(cè)繪類專業(yè)的學(xué)生需掌握地理空間數(shù)據(jù)處理及分析、GIS產(chǎn)品的制作與顯示、利用GIS進(jìn)行空間分析及工程項(xiàng)目建模等技能，具備應(yīng)用GIS解決相關(guān)科學(xué)問(wèn)題及測(cè)繪項(xiàng)目問(wèn)題的能力。

總之，地理信息系統(tǒng)原理作為測(cè)繪類專業(yè)的核心課程，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，測(cè)繪類專業(yè)學(xué)生不僅需要掌握地理信息系統(tǒng)的基本理論和技術(shù)方法，還需要具備利用GIS 解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

二、地理信息系統(tǒng)原理課堂教學(xué)模式多樣化

（一）傳統(tǒng)課堂教學(xué)

傳統(tǒng)課堂教學(xué)目前仍是地理信息系統(tǒng)原理主要的授課方式，即以書(shū)本知識(shí)為本位，以教師教授為中心，以固定教案為依據(jù)，使用傳統(tǒng)手段完成特定內(nèi)容教學(xué)，并輔以板書(shū)、課堂提問(wèn)、多媒體等相關(guān)教學(xué)手段。傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式下，教師可以通過(guò)對(duì)教學(xué)的組織管理完全掌控教學(xué)過(guò)程，幫助學(xué)生獲取完整的知識(shí)體系。然而，傳統(tǒng)課堂教學(xué)“重理論、輕實(shí)踐”“重結(jié)論、輕過(guò)程”，片面強(qiáng)調(diào)書(shū)本知識(shí)以及教師的“教”，忽略了學(xué)生的“學(xué)”，學(xué)生只是機(jī)械地學(xué)習(xí)，即使掌握了客觀定理及科學(xué)規(guī)律，也不能通過(guò)實(shí)踐理解這些規(guī)律及知識(shí)來(lái)源的整個(gè)過(guò)程，很難靈活運(yùn)用相關(guān)知識(shí)理論。譬如，在課堂上，教師單向向?qū)W生傳輸?shù)乩硇畔⑾到y(tǒng)原理的基本概念、基本理論方法、產(chǎn)品的制作及展示等相關(guān)知識(shí)，以教師為主體，而學(xué)生則較為被動(dòng)地接受教師傳授的知識(shí)。這極大壓抑了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，很難激發(fā)學(xué)生對(duì)GIS 的興趣和對(duì)地理空間相關(guān)問(wèn)題的獨(dú)立思考。

傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)不容忽視，但其教學(xué)模式死板枯燥，忽略了學(xué)生的主體地位，削弱了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性及創(chuàng)造性。面對(duì)新興的多樣化的教學(xué)手段，當(dāng)代高校教育應(yīng)揚(yáng)長(zhǎng)避短，保留傳統(tǒng)教學(xué)模式優(yōu)勢(shì)，同時(shí)引入多樣化的課堂教學(xué)模式，以激發(fā)學(xué)生興趣、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及實(shí)踐創(chuàng)新精神。

（二）創(chuàng)新的課堂教學(xué)

隨著社會(huì)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)的全面普及以及國(guó)家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建立，地理信息系統(tǒng)原理的教學(xué)在形式、方法和內(nèi)容上都發(fā)生了巨大的變化。傳統(tǒng)教學(xué)方法與多媒體、網(wǎng)絡(luò)、視頻等教學(xué)手段的深度結(jié)合，逐漸構(gòu)建出多樣化的課堂教學(xué)模式。多樣化的課堂教學(xué)手段更具信息化、網(wǎng)絡(luò)化，教學(xué)方法趨向個(gè)性化、適應(yīng)化，教學(xué)內(nèi)容顯示出豐富化、時(shí)代化，創(chuàng)新的課堂從教學(xué)方法、內(nèi)容、手段、組織、管理上都進(jìn)行了深度變革。為了盡可能激發(fā)學(xué)生對(duì)GIS 的興趣，增強(qiáng)學(xué)生分析和解決空間信息問(wèn)題的能力，可在傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充如下教學(xué)方法和手段，構(gòu)建多樣化、個(gè)性化的課堂教學(xué)。

1.研討式教學(xué)。此方式指教師在教學(xué)過(guò)程中結(jié)合教學(xué)進(jìn)展及課程特點(diǎn)設(shè)置探討問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)分組或者個(gè)人方式收集資料，并利用課堂時(shí)間有計(jì)劃、有目的地開(kāi)展教學(xué)研討活動(dòng)，將課堂45 分鐘交給學(xué)生，充分培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、通過(guò)討論獲取知識(shí)的能力。教師在滿足信息化時(shí)代GIS 的相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，針對(duì)地理信息系統(tǒng)原理課程教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn)，按照教學(xué)進(jìn)度設(shè)置不同的研討式問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生小組內(nèi)分工合作收集資料、尋找答案，督促學(xué)生在課堂上研究討論問(wèn)題并總結(jié)答案，讓學(xué)生參與課堂教學(xué)，有計(jì)劃、有目的地開(kāi)展教學(xué)研討活動(dòng)，從而順利完成教學(xué)任務(wù)。

2.啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)。此方式指教師在教學(xué)過(guò)程中，從學(xué)生思維角度用學(xué)生的語(yǔ)言提出學(xué)生能夠聽(tīng)得懂且容易理解的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)積極思考，并根據(jù)自己的興趣，提出具有創(chuàng)新性或者較強(qiáng)實(shí)踐性的解決方案，充分發(fā)揮教師在教學(xué)過(guò)程中拋磚引玉的作用。在地理信息系統(tǒng)原理課程教學(xué)過(guò)程中，可以列舉GIS 在我們生活中應(yīng)用的例子，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，結(jié)合GIS空間分析理論，讓學(xué)生積極參與案例思考，提出學(xué)生自己對(duì)GIS應(yīng)用的理解，并督促學(xué)生通過(guò)自己的努力尋找答案解決問(wèn)題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)、實(shí)踐的積極性。

3.研究式教學(xué)。此方式指教師在教學(xué)過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目或者學(xué)校資助的項(xiàng)目和活動(dòng)，或讓學(xué)生參與到校企合作的實(shí)際工程項(xiàng)目中，開(kāi)闊學(xué)生的眼界，提升學(xué)生認(rèn)識(shí)的高度，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。針對(duì)地理信息系統(tǒng)原理課程教學(xué)的特點(diǎn)，可以通過(guò)參與項(xiàng)目或者實(shí)踐活動(dòng)使學(xué)生了解GIS及其在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，包括地理空間模型、地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，GIS 空間分析理論在日常生活、地質(zhì)災(zāi)害、氣候環(huán)境、城市建設(shè)等各方面的應(yīng)用，使學(xué)生在項(xiàng)目研究或者實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行過(guò)程中提高學(xué)習(xí)能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

4.翻轉(zhuǎn)課堂。此方式指教師在教學(xué)過(guò)程中調(diào)整課堂和課下的時(shí)間，采取多元和開(kāi)放式教學(xué)，突破傳統(tǒng)課堂教師說(shuō)、學(xué)生聽(tīng)的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)決定權(quán)，以學(xué)生為主體，教師只針對(duì)具體問(wèn)題與學(xué)生進(jìn)行討論、對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)或?yàn)橛袉?wèn)題的學(xué)生提供幫助。在地理信息系統(tǒng)原理的教學(xué)過(guò)程中，可以根據(jù)教學(xué)進(jìn)度針對(duì)某一個(gè)地理信息系統(tǒng)原理知識(shí)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的話題。譬如針對(duì)GIS 的緩沖區(qū)分析，利用翻轉(zhuǎn)課堂探討緩沖區(qū)分析應(yīng)用條件、應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用結(jié)果、應(yīng)用成果展示，等等，促進(jìn)學(xué)生對(duì)緩沖區(qū)分析的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)緩沖區(qū)分析知識(shí)點(diǎn)的動(dòng)力。

5.微課。此方式指教師在教學(xué)過(guò)程中針對(duì)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，錄制并播放課堂教學(xué)視頻。微課因時(shí)間短、內(nèi)容簡(jiǎn)單，呈現(xiàn)“碎片化”的優(yōu)勢(shì)，可以作為傳統(tǒng)課堂教學(xué)較好的輔助教學(xué)資源。地理信息系統(tǒng)原理教師可以利用網(wǎng)絡(luò)資源收集或者利用軟件制作某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的視頻，或者錄制相關(guān)的實(shí)踐操作視頻，以幫助學(xué)生加深對(duì)理論和實(shí)踐知識(shí)點(diǎn)的理解。

6.線上線下相結(jié)合。受新冠肺炎疫情的影響，各地高校加速了對(duì)網(wǎng)絡(luò)線上教學(xué)模式的探索，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行課程教學(xué)已逐漸成為特殊時(shí)期的一種主流教學(xué)方式。各地高校紛紛推出網(wǎng)絡(luò)線上授課，豐富的網(wǎng)絡(luò)資源（圖片、音頻、視頻、動(dòng)畫(huà)等）被最大化利用起來(lái)，各網(wǎng)絡(luò)授課平臺(tái)亦如雨后春筍般出現(xiàn)，慕課、雨課堂、超星、騰訊、釘釘?shù)染W(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在眾多高校教師教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用。然而，在高校教師利用各網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)的時(shí)候，各種問(wèn)題也層出不窮。例如：線上授課受網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性以及學(xué)生是否有個(gè)人電腦、電腦配置是否能滿足要求等客觀條件的制約。同時(shí)，線上授課無(wú)法及時(shí)收到學(xué)生的教學(xué)反饋，較難開(kāi)展實(shí)驗(yàn)案例示范教學(xué)等。因此，隨著各高校線下教學(xué)的恢復(fù)，線上教學(xué)的主流地位也逐漸下降，線下教學(xué)重回歷史舞臺(tái)。將線上和線下教學(xué)結(jié)合起來(lái)，充分利用線上教學(xué)豐富的教學(xué)資源以及線下教學(xué)良好的教學(xué)反饋，可以避免枯燥無(wú)味的教學(xué)形式的弊端，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)形式多樣化。地理信息系統(tǒng)原理的線上和線下教學(xué)可在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，利用各種網(wǎng)絡(luò)資源，包括地理信息系統(tǒng)相關(guān)精品課程，引導(dǎo)學(xué)生了解并討論GIS 相關(guān)的熱門話題，學(xué)習(xí)GIS 相關(guān)理論知識(shí)，思考是否存在問(wèn)題、如何解決現(xiàn)存問(wèn)題、是否存在最優(yōu)方案等。

三、地理信息系統(tǒng)原理課程思政教學(xué)

習(xí)近平總書(shū)記在2016 年全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上指出：“要把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程”“用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)”。因此，要將專業(yè)課程與思政教育結(jié)合起來(lái)。教師不僅要向?qū)W生傳授專業(yè)理論知識(shí)，更要成為學(xué)生思想文化的引路人，對(duì)各門專業(yè)課程以及通識(shí)課程補(bǔ)充課程思政元素。地理信息系統(tǒng)原理作為測(cè)繪類專業(yè)的核心課程，要求學(xué)生能夠掌握與地理信息相關(guān)的基本理論以及GIS 技術(shù)，全面了解地理信息產(chǎn)業(yè)，熟悉GIS的主要研究應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展方向，能夠應(yīng)用GIS去解決實(shí)際問(wèn)題。由于該課程緊貼生產(chǎn)生活實(shí)際，思政元素切入點(diǎn)也較多。譬如GIS 基本概念以及國(guó)內(nèi)外GIS發(fā)展?fàn)顩r、GIS相關(guān)學(xué)科與GIS功能和應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)與生產(chǎn)生活息息相關(guān)。在學(xué)生全面了解GIS的同時(shí)，也要告訴學(xué)生我們國(guó)家測(cè)繪、地圖服務(wù)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位、遙感等地理信息產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，已經(jīng)基本形成由四大智慧城市群向周邊輻射的產(chǎn)業(yè)空間格局，以增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。

在補(bǔ)充地理信息系統(tǒng)原理課程思政元素的同時(shí)，也可嘗試建立地理信息系統(tǒng)原理課程思政案例庫(kù)。一方面，可以立足專業(yè)理論知識(shí)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)原理課程特點(diǎn)，尋找思政元素切入點(diǎn)，收集典型案例。例如利用“我國(guó)常見(jiàn)的地圖投影”這一知識(shí)點(diǎn)，向?qū)W生講解我國(guó)投影系統(tǒng)的發(fā)展歷史等，增強(qiáng)學(xué)生的文化自信。另一方面，可以收集專業(yè)相關(guān)素材，包括測(cè)繪前輩事跡、測(cè)繪技術(shù)發(fā)展情況、測(cè)繪行業(yè)現(xiàn)狀等，深入挖掘地理信息產(chǎn)業(yè)所蘊(yùn)藏的各種思政教育元素。比如在新冠肺炎疫情期間，GIS展現(xiàn)出輔助應(yīng)對(duì)較大公共事務(wù)的能力；又如我國(guó)登山隊(duì)成功登頂珠穆朗瑪峰，順利完成各項(xiàng)測(cè)量工作，振奮了全國(guó)人民的民族精神等。

四、注重地理信息系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

隨著我國(guó)教育的全面改革，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的全面人才是當(dāng)代教育的目標(biāo)。實(shí)踐出真知，要培養(yǎng)出高層次的復(fù)合型優(yōu)秀人才，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是必不可少的環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式靈活多樣，目的是幫助學(xué)生提高自主學(xué)習(xí)及動(dòng)手能力，引導(dǎo)學(xué)生更深刻地理解所學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)、思考、解決問(wèn)題，開(kāi)闊學(xué)生眼界，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力以及在實(shí)踐中創(chuàng)新的意識(shí)。

測(cè)繪類地理信息系統(tǒng)原理作為一門工科專業(yè)課程，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)動(dòng)手解決實(shí)際問(wèn)題的能力，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)在該課程的教學(xué)中尤為重要，是不可缺少的環(huán)節(jié)。地理信息系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)旨在幫助學(xué)生深入理解GIS的基本原理，掌握空間數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、組織、管理、分析、制圖、應(yīng)用等方法，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。地理信息系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以在理論課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)（如利用GIS軟件實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的獲取及編輯、處理、分析等），加深學(xué)生對(duì)地理信息相關(guān)理論知識(shí)概念以及方法算法的理解，引導(dǎo)學(xué)生自己去學(xué)習(xí)。應(yīng)合理設(shè)置階梯型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括GIS 初識(shí)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與管理、空間數(shù)據(jù)分析、空間建模知識(shí)，逐步引導(dǎo)學(xué)生從了解GIS軟件到熟練掌握GIS軟件，最后能夠利用GIS軟件解決測(cè)繪工作中所遇到的實(shí)際問(wèn)題。

五、結(jié)語(yǔ)

空間信息獲取、處理、管理與應(yīng)用是測(cè)繪類專業(yè)的基本內(nèi)涵，地理信息系統(tǒng)原理作為測(cè)繪類專業(yè)的核心課程，旨在加強(qiáng)學(xué)生空間信息工程理論和技術(shù)，培養(yǎng)其利用空間信息工程解決實(shí)際問(wèn)題的能力。高校在開(kāi)設(shè)地理信息系統(tǒng)原理課程、培養(yǎng)測(cè)繪類專業(yè)人才過(guò)程中，理論與實(shí)踐教學(xué)均不可缺少。面對(duì)新興的多樣化的教學(xué)手段，本文進(jìn)行了一些思考，以期能夠?yàn)闇y(cè)繪類專業(yè)地理信息系統(tǒng)原理教學(xué)提供幫助。首先，在傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)原理課程教學(xué)模式基礎(chǔ)上，引入多樣化的教學(xué)模式，如研討式、啟發(fā)引導(dǎo)式、研究式、翻轉(zhuǎn)課堂、微課以及線上線下相結(jié)合等多種教學(xué)方式。其次，補(bǔ)充地理信息系統(tǒng)原理課程思政元素，建立課程思政案例庫(kù)，推進(jìn)測(cè)繪類專業(yè)學(xué)生思政教育。最后，注重地理信息系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，合理利用多種教學(xué)資源，鍛煉學(xué)生思考學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)，為培養(yǎng)國(guó)家測(cè)繪棟梁之材做出貢獻(xiàn)。