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人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程實驗教學探索

發(fā)布日期： 2015-11-04 發(fā)布：  

  2015年10期目錄       本期共收錄文章20篇

　　【摘 要】 本文以湖南農(nóng)業(yè)大學人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)為例，總結(jié)分析了地理信息系統(tǒng)實驗內(nèi)容設(shè)計和實驗教學改革方法，以期培養(yǎng)學生扎實掌握理論知識、熟練使用地理信息系統(tǒng)專業(yè)軟件技能。
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　　【關(guān)鍵詞】 湖南農(nóng)業(yè)大學;人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè);地理信息系統(tǒng)課程;實驗教學;內(nèi)容設(shè)計;改革方法
　　地理信息系統(tǒng)是20世紀60年代發(fā)展起來的一門融地理科學、計算機技術(shù)、測繪科學、遙感、信息科學等于一體的綜合性極強的信息技術(shù)，隨著該技術(shù)理論不斷完善，逐步形成了地理信息系統(tǒng)這一學科，我國教育部于1998年在原地理類專業(yè)中增設(shè)了地理信息系統(tǒng)這一理科本科專業(yè)，目前全國有一百多所高校開設(shè)了地理信息系統(tǒng)專業(yè)，隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和在各行各業(yè)、國民生活中的廣泛應用，地理信息系統(tǒng)逐漸成了一種服務(wù)。谷歌地圖、百度地圖等都進入了日常生活，其應用范圍深入到了各個領(lǐng)域，強實踐性特征顯著。[1]地理信息系統(tǒng)課程在地理信息系統(tǒng)專業(yè)、非地理信息系統(tǒng)專業(yè)如人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、自然地理、土地資源管理、環(huán)境科學、生態(tài)學等都有開設(shè)，但不同的專業(yè)對課程的要求都不相同，但極強的實踐性是每個專業(yè)開設(shè)該門課程必須認識到的課程特征，因此地理信息系統(tǒng)實驗教學一直是廣大教師十分重視、并不斷進行研究的內(nèi)容。[2-4]
　　人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)（ 070503）是在原地理科學類下的資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)調(diào)整的兩個專業(yè)之一，[5]湖南農(nóng)業(yè)大學資源環(huán)境學院人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)旨在培養(yǎng)具備人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃的基本理論、知識和技能，具備一定創(chuàng)新精神和實踐能力，且接受科學思維的訓練和良好的專業(yè)素養(yǎng)訓練，立足于宏觀及中觀尺度的規(guī)劃、管理，能適應城鄉(xiāng)規(guī)劃、國土資源管理、區(qū)域經(jīng)濟以及相關(guān)領(lǐng)域工作和研究需要的高素質(zhì)應用型專業(yè)人才。
　　人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)作為非地理信息系統(tǒng)專業(yè)，其開設(shè)的地理信息系統(tǒng)課程目的是讓在掌握人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃有關(guān)理論和技術(shù)基礎(chǔ)上，掌握地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識，利用地理信息系統(tǒng)專業(yè)軟件，解決與人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃相關(guān)的問題，培養(yǎng)學生利用地理信息系統(tǒng)這一工具分析和解決問題的能力。要提高地理信息系統(tǒng)課程的教學質(zhì)量和教學效果，必須充分考慮人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的專業(yè)特點和人才培養(yǎng)要求。
　　一、湖南農(nóng)業(yè)大學人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程實驗內(nèi)容設(shè)置
　　實驗教學是地理信息系統(tǒng)課程教學中的一個重要環(huán)節(jié)，而實驗教學內(nèi)容的合理設(shè)置是否則會直接決定實驗教學的成敗，是實驗教學的基礎(chǔ)。實驗教師只有在充分理解課程相關(guān)概念、理論的基礎(chǔ)上，根據(jù)人文地理地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)培養(yǎng)要求，圍繞地理信息系統(tǒng)課程核心重要內(nèi)容和人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)特點設(shè)置實驗內(nèi)容，才能取得好的實驗教學效果。
　　傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)課程實驗教學一般以采取知識驅(qū)動的教學方法，實驗教學主要表現(xiàn)為教師主動傳授知識技能和學生被動學習知識技能，結(jié)合專業(yè)知識很少，缺乏對實際應用能力的培養(yǎng)，學生很難將所學知識技能有機地結(jié)合起來應用，遇到實際問題是無從下手，一片茫然。而“任務(wù)驅(qū)動教學法”是從德國引進的一種新的教育模式，它以富有趣味性、能夠激發(fā)學生學習動機與好奇心的情景為基礎(chǔ)，與教學內(nèi)容緊密結(jié)合的任務(wù)為載體，使學習者在完成特定任務(wù)的過程中獲得知識與技能的一種教學方法。[6]
　　基于此，地理信息系統(tǒng)課程實驗教師應全面研讀地理信息系統(tǒng)課程的要求和人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的培養(yǎng)目標、課程設(shè)置等，以地理信息系統(tǒng)課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)脈絡(luò)“空間參考-空間數(shù)據(jù)采集-空間數(shù)據(jù)管理-空間數(shù)據(jù)處理-空間數(shù)據(jù)分析-空間數(shù)據(jù)可視化表達-空間數(shù)據(jù)應用”為主線，，以人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)不同課程對空間數(shù)據(jù)應用為參考，設(shè)置實驗內(nèi)容，旨在幫助學生加深對地理信息系統(tǒng)課程概念、理論的理解，學會地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS的基本操作，并能結(jié)合人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的專業(yè)應用要求靈活運用ArcGIS軟件操作技能。具體包括以下幾個方面：
　　1、認識地理信息系統(tǒng)專業(yè)軟件ArcGIS，學會ArcMap的簡單操作，理解feature、feature class、layer、table、dataframe、Map Document等幾個最基本的概念，學會空間數(shù)據(jù)的瀏覽、簡單查詢等。
　　2、學會空間數(shù)據(jù)的采集：主要包括GPS、遙感、測量數(shù)據(jù)的采集，表格、文本數(shù)據(jù)的導入，紙質(zhì)地圖的矢量化;學會基本要素點、線、多邊形的輸入和編輯，并能輸入要素的屬性數(shù)據(jù)。
　　3、掌握數(shù)據(jù)的管理與處理：理解元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)源等基本概念，學會ArcCatalog的使用，區(qū)分Windows資源管理器和ArcCatalog下空間數(shù)據(jù)的異同，學會完整拷貝、粘貼、刪除等數(shù)據(jù)操作;能根據(jù)需要對數(shù)據(jù)進行地圖投影、投影變換、幾何校正、格式轉(zhuǎn)換等。
　　4、學會矢量數(shù)據(jù)的空間分析：主要包括臨近性分析、疊置分析以及融合、裁剪、拼接、合并、空間連接等分析方法。
　　5、學會柵格數(shù)據(jù)的空間分析：主要包括柵格數(shù)據(jù)DEM的生成、柵格密度圖的生成、服務(wù)設(shè)施的臨近分配、柵格空間距離的計算、重分類以及地圖代數(shù)等。
　　6、掌握常用的地形分析：主要包括地表模型DEM、TIN的生成和不同顯示，坡度、坡向等不同地形參數(shù)的提取、視域、視線分析、土石方計算等。
　　7、綜合應用及地圖制圖：按數(shù)據(jù)采集-數(shù)據(jù)處理-數(shù)據(jù)分析-數(shù)據(jù)應用這一主線，依托地球科學模型USLE完成某一范圍內(nèi)的非點源污染評價，并對評價結(jié)果進行分級分類統(tǒng)計、顯示，合理布局地圖頁面等。
　　二、湖南農(nóng)業(yè)大學人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程實驗教學改進方法
　　傳統(tǒng)的實驗教學注重地理信息系統(tǒng)知識和軟件操作可能的傳授，學生難以將技能和專業(yè)知識結(jié)合，學習的實驗技能難以留下深刻印象，而且學生難以靈活運用這些技能。基于地理信息系統(tǒng)課程和人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)要求基礎(chǔ)上設(shè)置了科學合理的教學內(nèi)容，如何將這些教學內(nèi)容付諸于實驗教學，提高實驗教學質(zhì)量，還必須結(jié)合學生特點，因材施教，改進教學方法。以“任務(wù)驅(qū)動教學法”為理論指導，并以已有的教師講授、學生演練及講練結(jié)合等常規(guī)教學為基礎(chǔ)，湖南農(nóng)業(yè)大學人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程實驗教學擬在實驗過程中突出“專業(yè)應用”，具體的專業(yè)應用包括基于臨近性分析的水源地保護、基于地形分析的景觀選址和土石方計算、基于地圖代數(shù)的選址問題、基于矢量數(shù)據(jù)疊置分析的土地利用變化矩陣等等，在實際的教學過程中從以下3個方面進行改進： 　　1、實驗課前的專業(yè)應用討論：實驗課上，實驗課教師首先介紹當節(jié)實驗課內(nèi)容，學生根據(jù)實驗操作所能完成的內(nèi)容，結(jié)合其他專業(yè)課程，舉出能應用該節(jié)課實驗技能完成的專業(yè)任務(wù)。
　　2、實驗課中的專業(yè)應用實踐：在教師講授和學生動手操作的過程中，學生結(jié)合討論的結(jié)果，自己運用專業(yè)軟件ArcGIS軟件完成簡單的專業(yè)任務(wù)。
　　3、實驗課后的專業(yè)應用設(shè)計：在學會ArcGIS軟件的基本技能操作的基礎(chǔ)上，學生逐步將專業(yè)任務(wù)進行有機整合，設(shè)計出專業(yè)應用案例，能運用ArcGIS軟件完成案例任務(wù)，融會貫通專業(yè)知識和操作技能。
　　三、小結(jié)
　　通過理順地理信息系統(tǒng)課程實驗教學內(nèi)容“空間參考-空間數(shù)據(jù)采集-空間數(shù)據(jù)管理-空間數(shù)據(jù)處理-空間數(shù)據(jù)分析-空間數(shù)據(jù)可視化表達-空間數(shù)據(jù)應用”這一脈絡(luò)，在研讀人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)培養(yǎng)目標和課程設(shè)置的基礎(chǔ)上，將知識驅(qū)動和專業(yè)應用驅(qū)動相結(jié)合，設(shè)置人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的地理信息系統(tǒng)課程實驗教學內(nèi)容，改進實驗教學方法，該教學方式能促進學生對地理信息系統(tǒng)軟件技能的掌握，并幫助學生通過專業(yè)應用將操作技能融會貫通，技能提高學生對地理信息系統(tǒng)實驗課的興趣，又能提高學生綜合應用技能的能力，可大大提高地理信息系統(tǒng)課程實驗的效果，提高學生綜合運用專業(yè)知識技能等專業(yè)素養(yǎng)。
　　【參考文獻】
　　[1] 黃杏元，馬勁松，湯勤.地理信息系統(tǒng)概論.北京：高等教育出版社， 2001.
　　[2] 劉丹丹，王延亮.地理信息系統(tǒng)專業(yè)實踐教學內(nèi)容改革的研究[J].測繪工程，2008（4）74-76.
　　[3] 湯國安，周衛(wèi).“地理信息系統(tǒng)”課程的設(shè)計與實踐[J]. 地球信息科學，2005（2）65-69.
　　[4] 田雨，姚慶國，盧秀山，等.基于地學專題應用的GIS軟件教學模式研究[J].計算機教育，2008（20）57-60.
　　[5] 中華人民共和國教育部. 教育部關(guān)于印發(fā)《普通高等學校本科專業(yè)目錄（2012年）》《普通高等學校本科專業(yè)設(shè)置管理規(guī)定》等文件的通知.http：// publicfiles/ business/ htmlfiles/moe/s3882/201210/xxgk_143152.html.
　　[6] 郭紹青.任務(wù)驅(qū)動教學法的內(nèi)涵[J].中國電化教育， 2006（234）57-59.
　　【作者簡介】
　　謝紅霞（1973-）女，湖南岳陽人，湖南農(nóng)業(yè)大學資源環(huán)境學院農(nóng)業(yè)資源系講師，博士，主要從事環(huán)境遙感與GIS等方面的教學和科研工作.

  本文關(guān)鍵詞：人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程實驗教學探索，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。