劉亞靜 姚紀明

摘?要：結(jié)合測繪科學與技術(shù)學科特點，從企業(yè)實踐、日常生活、科研和互聯(lián)網(wǎng)媒體與教學的互動關(guān)系等方面搜集構(gòu)建案例庫資料，進行案例素材的組織、案例庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、案例庫的內(nèi)容描述以及格式結(jié)構(gòu)等方面的研究，構(gòu)建測繪工程專業(yè)學位研究生的地理信息工程實踐教學案例庫，把理論教學與實踐教學銜接起來，使研究生具有獨立承擔地理信息工程技術(shù)或工程管理工作的能力，具有較強的創(chuàng)新意識和適應(yīng)能力等較高的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：測繪工程；混合體系結(jié)構(gòu)；實踐教學；案例庫建設(shè)

隨著研究生招生規(guī)模的不斷擴展，測繪工程專業(yè)研究生培養(yǎng)效果較好，與此同時在培養(yǎng)過程中也暴露出了一些問題，如注重課程學習輕實踐應(yīng)用，研究生的專業(yè)能力培養(yǎng)類型不夠合理，與企業(yè)實踐結(jié)合不緊密，沒有與學術(shù)性研究生的培養(yǎng)模式區(qū)分開來，使得人才培養(yǎng)與社會需求脫節(jié)。根據(jù)專業(yè)學位研究生的培養(yǎng)要求，學生要參與企業(yè)的實踐能力培養(yǎng)，以便畢業(yè)后很快地適應(yīng)企業(yè)的要求，因此從企業(yè)工程實踐、科研院所的實際科研項目、教師的科研項目以及網(wǎng)上搜集相關(guān)具有一定的深度與廣度的案例來進行實踐教學，啟發(fā)式地培養(yǎng)學生主動且獨立思考和研究問題，培養(yǎng)學生建立一套在實際工程項目中分析問題和解決問題的思維方式。

案例教學是以學生為主體，以真實項目為案例，引導學習者進入科學探索和反思的學習過程，培養(yǎng)學生解決復(fù)雜工程問題的參考。案例庫的建立有利于同類課程的不同教師進行資源共享，提高了教育資源的利用率；另外案例庫的建立也可以作為課堂案例式教學、PBL教學、引導式教學等教學方法的支持系統(tǒng)，有利于教學案例的不斷更新?，F(xiàn)有研究中在不同學科不同課程中，有大量的案例庫的建設(shè)成果出現(xiàn)：在20世紀初，哈佛商學院提出了建立行政管理相關(guān)課程的案例庫建設(shè)，培養(yǎng)出了許多優(yōu)秀的律師；南加利福尼亞大學（University?of?Southern?California）信息科學研究所（ISI）自然語言團隊開發(fā)的SENSUS語言本體共涵蓋電子科學領(lǐng)域的數(shù)萬個概念，建立了模擬作戰(zhàn)系統(tǒng)的案例庫，對作戰(zhàn)模擬應(yīng)用案例進行了高效的管理。全國各大高校也編寫了不少教學案例，例如，北京大學光華管理學院建立了企業(yè)管理教學案例庫；西南林業(yè)大學建立了森林滅火教學案例庫，等等。國內(nèi)高校和科研機構(gòu)進行案例庫建設(shè)取得了一定的成果，但是仍然存在一些問題。首先，案例啟發(fā)性不強，案例教學主要作用是通過案例的討論啟發(fā)學生對于課程目標中知識點的掌握，要求每個案例要能夠?qū)W生的思維有一定的啟發(fā)性；其次，案例典型性不強，案例教學主要是由任課教師來編寫，實踐經(jīng)驗不如現(xiàn)場企業(yè)人員實踐經(jīng)驗豐富，因此案例的代表性不足；最后，案例的時效性差，相對于企業(yè)的工程實踐，學校教學編寫的案例庫相對存在滯后性?？v觀國內(nèi)外參考文獻，專門針對測繪工程專業(yè)地理工程實踐課程進行研究生實踐教學能力培養(yǎng)的案例庫建設(shè)沒有相關(guān)的研究。

一、地理信息工程實踐課程的特點

地理信息工程實踐課程主要培養(yǎng)測繪工程專業(yè)研究生的地圖制圖、應(yīng)用模型分析以及C/S和B/S模式的地理信息系統(tǒng)軟件開發(fā)的實際操作能力，培養(yǎng)研究的獲取知識、解決實際工程項目的能力。課程主要具有以下幾方面的特點：

（一）綜合性強

地理信息工程實踐課程融合了多個學科領(lǐng)域的知識，而且內(nèi)容更新速度快。該課程的前修課程包括：基礎(chǔ)地理學、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、GIS原理與應(yīng)用、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、GIS軟件應(yīng)用等課程，每門課程知識點眾多，在該門課程中的實踐環(huán)節(jié)要涉及前修課程的若干知識點，涉及若干個技術(shù)和方法，所以綜合性非常強。

（二）實踐性強

地理信息工程實踐包括地圖制圖、桌面版程序設(shè)計與開發(fā)、WebGIS程序設(shè)計與開發(fā)以及移動GIS設(shè)計與開發(fā)等幾個層次的實踐操作知識，學生只有通過實際操作才能掌握繪圖、加工、分析和表達空間信息的實踐能力，注重學生的實際動手能力和專業(yè)操作技能的培養(yǎng)，讓學生在實際操作的過程中加深對專業(yè)知識的理解。

（三）應(yīng)用多樣性

地理信息工程應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，針對不同領(lǐng)域，具有不同地理信息工程功能體現(xiàn)，如城市基礎(chǔ)設(shè)施管理、資源保護和管理系統(tǒng)、土地利用規(guī)劃系統(tǒng)、地籍信息系統(tǒng)。不同類型的用戶對于GIS具有不同的復(fù)雜性功能的要求。

（四）團隊合作的重要性

每個地理信息工程實踐內(nèi)容多，涉及的專業(yè)技術(shù)多，通過單兵作戰(zhàn)來完成是不可能的，必須要有一個強有力的團隊。

二、系統(tǒng)總體體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)測繪工程專業(yè)碩士地理信息工程實踐課程的特點以及教學的實際需求，確定在網(wǎng)絡(luò)平臺上建立課程案例庫管理信息系統(tǒng)。整個案例庫系統(tǒng)采用C/S和B/S混合模式：學院內(nèi)部局域網(wǎng)采用C/S體系結(jié)構(gòu)實現(xiàn)案例庫中案例的管理，Web服務(wù)器上采用B/S體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序，使用戶可通過Web界面進行案例的在線查詢與更新等操作。案例數(shù)據(jù)庫中存儲與案例管理有關(guān)的所有數(shù)據(jù)，Web服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)用戶訪問數(shù)據(jù)庫的接口，是Web應(yīng)用程序的執(zhí)行平臺。整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

三、案例庫模型設(shè)計

（一）案例庫的概念模型設(shè)計

在教學實踐的基礎(chǔ)上，通過到企業(yè)調(diào)研，查閱網(wǎng)站、書籍、報紙、期刊等資源，收集測繪工程相關(guān)專業(yè)教師科研項目素材，進行有關(guān)資料信息的收集，經(jīng)過反復(fù)編輯整理，建立教學案例庫概念模型，對案例進行分類：如以地圖制圖實現(xiàn)GIS軟件應(yīng)用式案例，以組件式開發(fā)為主的C/S模式開發(fā)案例，以WebGIS開發(fā)為主的B/S模式的開發(fā)案例，以移動APP為主的移動GIS開發(fā)案例。將案例涉及的背景問題、主題和思路等進行梳理寫出的規(guī)范的案例，對案例的來源、理論和技術(shù)基礎(chǔ)以及技術(shù)實現(xiàn)進行描述。

（二）案例庫內(nèi)容、格式描述以及邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)合學科特點，教學案例的內(nèi)容主要從測繪儀器操作、地理信息軟件操作、專題地理信息系統(tǒng)開發(fā)、遙感圖像處理等方面案例內(nèi)容進行描述，且進行案例庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計，對不同格式的案例進行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、表達和存儲。尤其是對于單一案例、一題多解以及綜合案例進行內(nèi)容、格式的設(shè)計。

（三）案例庫的動態(tài)管理模式研究

案例庫構(gòu)建的主要問題首先是如何對案例庫進行動態(tài)管理，保證案例能隨著GIS技術(shù)更新、技術(shù)標準更新、法律法規(guī)的變化而及時更新調(diào)整，建立長效案例采集基地，保障案例庫案例來源的穩(wěn)定性和時效性。其次，建立科學合理的案例庫使用、管理辦法，使得案例能夠得到高效充分的利用。

四、系統(tǒng)實現(xiàn)

（一）C/S?模式的實現(xiàn)

客戶端應(yīng)用程序為用戶提供了訪問服務(wù)器數(shù)據(jù)的友好界面，服務(wù)器實現(xiàn)大部分系統(tǒng)的業(yè)務(wù)并向客戶提供服務(wù)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負責提供系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理服務(wù)。該部分具體實現(xiàn)為：客戶端訪問數(shù)據(jù)時，連接到應(yīng)用服務(wù)器，并向其發(fā)出請求。應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)預(yù)定的規(guī)則來訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，執(zhí)行對數(shù)據(jù)庫的操作，完成用戶的請求，最后將結(jié)果送回給用戶，如圖2所示。

筆者在案例庫案例查詢實現(xiàn)時，首先由用戶在客戶端輸入案例的主要內(nèi)容或者關(guān)鍵字信息，然后客戶端向應(yīng)用程序案例庫查詢的請求，應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)預(yù)定的規(guī)則判斷案例庫的關(guān)鍵字是否合理等，當查詢操作完成（成功或失?。┖?，通過應(yīng)用服務(wù)器，將操作結(jié)果返回給客戶端用戶，完成一個完整的數(shù)據(jù)訪問流程。

（二）B/S模式的實現(xiàn)

系統(tǒng)的B/S部分結(jié)構(gòu)，與系統(tǒng)C/S部分進行明確的分割，使其在邏輯上獨立，并且單獨加以實現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)分為3層，分別是數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層和表示層。該模式采用ASP.NET技術(shù)，利用面向?qū)ο蟮恼Z言Visual?C#進行后臺開發(fā)。ASP.NET是一種創(chuàng)建Web動態(tài)網(wǎng)頁的強大的服務(wù)器端的新技術(shù)，它可為萬維網(wǎng)絡(luò)站點或為企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)建動態(tài)的可進行交互的頁面，其采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來構(gòu)建動態(tài)Web應(yīng)用管理程序。B/S模式結(jié)構(gòu)與訪問流程，如圖3所示。實現(xiàn)過程為：瀏覽器請求訪問一個帶*.aspx擴展名的文件時，Web服務(wù)器運行相應(yīng)的ASPX程序，該程序中調(diào)用的ADO對象連接到數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的查詢、修改等功能，最后Web服務(wù)器將執(zhí)行結(jié)果以HTML格式返回給瀏覽器。通過在Web服務(wù)器端編制相應(yīng)的ASPX應(yīng)用程序，用戶就可以通過瀏覽器與數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)的交互，功能實現(xiàn)如圖4所示。

五、結(jié)論

在為期半年的教學實施過程中，研究生在實際項目中得到了較大的能力提升，同時實現(xiàn)以下轉(zhuǎn)變。

（1）實現(xiàn)授課環(huán)境從單純課內(nèi)教學向課外與課內(nèi)相結(jié)合轉(zhuǎn)變：通過課前任務(wù)和課后思考題的形式，引導研究生課后自主學習，部分內(nèi)容留作課后自我學習。

（2）實現(xiàn)授課形式以教師的教為主，向以教師與學生共同討論為主轉(zhuǎn)變：課上講解自己對案例的理解和認識、課上討論、小組答辯，教師給學生講解內(nèi)容的點評和總結(jié)。學生以團隊協(xié)助完成層次的遞進式的項目案例，使學生的閱讀文獻能力、知識梳理能力、溝通能力和表達能力得到了提升，由淺入深，逐步遞進的方式來學習知識和鍛煉能力。

（3）實現(xiàn)考核從注重學習的結(jié)果向結(jié)果與過程相結(jié)合轉(zhuǎn)變：通過小組做報告、小組之間質(zhì)疑和小組討論等方式來進行課堂的組織，注重學生綜合能力的評價，加大過程成績的比重。

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基金項目：河北省專業(yè)學位案例庫建設(shè)項目（KCJSZ?2021061），河北省教育廳研究生案例庫建設(shè)項目基金支持

作者簡介：劉亞靜（1977—?），女，漢族，博士，教授，研究方向：專題地理信息工程。