邱銀國(guó) 簡(jiǎn)興 魯立江 張偉 張振國(guó)

摘 要：針對(duì)GIS專業(yè)GIS項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)課程教學(xué)存在的問(wèn)題，從課程特點(diǎn)、社會(huì)需求、學(xué)生素質(zhì)提升等方面出發(fā)，對(duì)課程教學(xué)方法進(jìn)行了優(yōu)化探索，為專業(yè)建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：GIS項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)；教學(xué)方法；專業(yè)實(shí)踐

中圖分類號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）14-178-02

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡(jiǎn)稱GIS）是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、測(cè)繪科學(xué)、地理學(xué)、遙感科學(xué)、信息科學(xué)等多學(xué)科技術(shù)為一體的新興學(xué)科[1-2]。隨著國(guó)家各級(jí)部門信息化進(jìn)程的發(fā)展及國(guó)內(nèi)從事GIS工程開(kāi)發(fā)的企事業(yè)單位的發(fā)展壯大，整個(gè)社會(huì)對(duì)GIS專業(yè)的專門人才的需求量也迅速增加[3]。GIS項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)是GIS專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生從事GIS應(yīng)用工程的分析和設(shè)計(jì)的能力[4]，知識(shí)內(nèi)容涉及眾多學(xué)科領(lǐng)域，是一門理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合的課程。該門課程教學(xué)質(zhì)量的好壞將直接影響學(xué)生日后從事GIS項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)的能力和水平[5]，從而在很大程度上決定了畢業(yè)生的就業(yè)率以及用人單位對(duì)學(xué)校畢業(yè)生水平的評(píng)價(jià)。由于該門課程實(shí)踐性強(qiáng)，許多沒(méi)有豐富GIS項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的教師很難深入地剖析課程的核心內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法從課堂獲取所需知識(shí)，從而嚴(yán)重影響了課程教學(xué)效果。針對(duì)這種情況，筆者從教學(xué)內(nèi)容選取與組織、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)安排、GIS競(jìng)賽組織、科研創(chuàng)新訓(xùn)練等方面進(jìn)行了初步探討，以期能夠提高教學(xué)效果。

1 GIS項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)課程特點(diǎn)

GIS項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)模式經(jīng)歷了獨(dú)立開(kāi)發(fā)、宿主型二次開(kāi)發(fā)、基于GIS組件的二次開(kāi)發(fā)、WebGIS開(kāi)發(fā)等方式，目前WebGIS開(kāi)發(fā)方法正成為GIS開(kāi)發(fā)的主流方法。WebGIS是Internet技術(shù)應(yīng)用于GIS開(kāi)發(fā)過(guò)程的產(chǎn)物，它是基于網(wǎng)絡(luò)的客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，Internet是客戶端和服務(wù)器之間信息交換的橋梁，用戶和服務(wù)器可以分布在不同的地點(diǎn)和不同的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上。目前主流的WebGIS平臺(tái)包括ARCIMS、MapGIS IMS、SuperMap IS、TopMap World、MapXtreme等國(guó)內(nèi)外成熟產(chǎn)品。WebGIS以其跨平臺(tái)、靈活、可擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)深得GIS開(kāi)發(fā)人員的青睞，眾多高校GIS專業(yè)教師也因此開(kāi)始在GIS項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)課程中講授WebGIS的開(kāi)發(fā)方法與流程。

與其它課程相比，GIS項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)有著自身的特點(diǎn)，主要包括以下3個(gè)方面：（1）綜合性強(qiáng)。該課程為多學(xué)科交叉課程，課程內(nèi)容涵蓋地理學(xué)、地圖學(xué)、工程學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)、測(cè)繪科學(xué)等眾多方面。這就要求課程主講教師具備相關(guān)的學(xué)科背景知識(shí)，且該課程應(yīng)有一定數(shù)量的先修課程以助于學(xué)生更好地掌握本門課程的內(nèi)容。（2）理論與實(shí)踐結(jié)合緊密。與其它課程不同，該課程的理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)必須環(huán)環(huán)緊扣、相輔相成，不可獨(dú)立進(jìn)行，理論教學(xué)內(nèi)容作為實(shí)踐環(huán)節(jié)的理論指導(dǎo)，實(shí)踐環(huán)節(jié)則作為理解與鞏固理論內(nèi)容的手段。缺乏理論指導(dǎo)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，會(huì)使學(xué)生知其然而不知其所以然；未經(jīng)實(shí)踐環(huán)節(jié)鞏固的理論知識(shí)，會(huì)使學(xué)生覺(jué)得枯燥乏味、難以理解。（3）方法與工具更新速度快。GIS項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)涉及多種平臺(tái)、體系結(jié)構(gòu)、開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、開(kāi)發(fā)工具等因素，且這些因素種類繁多、日新月異。因此，該課程的教學(xué)內(nèi)容必須緊跟市場(chǎng)需求變化的步伐，不斷地將相關(guān)前沿內(nèi)容融入到課程教案之中，這不僅要求教師能夠時(shí)刻掌握學(xué)科前沿知識(shí)，也要求課程教案經(jīng)常更新，時(shí)刻與行業(yè)最新研究進(jìn)展接軌。

2 課程教學(xué)方法優(yōu)化探索

2.1 引入實(shí)際案例教學(xué) GIS工程涉及許多的方法理論，如軟件過(guò)程模型包括瀑布模型、演化模型、增量模型等8種模型，教師授課時(shí)若單純地講授理論知識(shí)，則學(xué)生很難區(qū)分不同概念之間的區(qū)別，容易混淆，且易產(chǎn)生枯燥乏味的感覺(jué)。為了避免這一情況的出現(xiàn)，教師在講授該類型的知識(shí)時(shí)，應(yīng)創(chuàng)造條件引入實(shí)際案例，結(jié)合案例講解相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)將復(fù)雜抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗笊鷦?dòng)的實(shí)例，可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興

趣，最終收獲事半功倍的效果。

教師在進(jìn)行案例選取時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮自己熟悉并具有豐富項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的案例類型，一方面可以確保在教學(xué)過(guò)程中能做到游刃有余、收放自如；另一方面可以將該案例貫穿課程的始終。筆者在教學(xué)過(guò)程中，以親身參與的某煤礦3D GIS分析與管理系統(tǒng)項(xiàng)目為例，在問(wèn)題定義、需求分析、可行性分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、維護(hù)等階段均以該案例為參照進(jìn)行講解，使學(xué)生對(duì)GIS項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的全過(guò)程有了一個(gè)整體的了解。如在講解GIS系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)時(shí)，以煤礦3D GIS分析與管理系統(tǒng)為例講述功能模塊的劃分原則及常用方式，使采用不同的劃分方法所產(chǎn)生不同結(jié)果之間的區(qū)別一目了然，加深了學(xué)生對(duì)該部分內(nèi)容的掌握程度，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

在案例選擇時(shí)，教師還應(yīng)考慮所選案例的時(shí)效性，即所選的案例應(yīng)為當(dāng)前實(shí)際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的類型。通過(guò)對(duì)案例的分解學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅可以掌握課程大綱劃定的知識(shí)，還可以提前熟悉該類型項(xiàng)目的設(shè)計(jì)流程與開(kāi)發(fā)方法，為將來(lái)的就業(yè)打下基礎(chǔ)。引導(dǎo)學(xué)生參與案例討論，并指導(dǎo)他們以程序員、UI工程師、軟件設(shè)計(jì)師的角色來(lái)分析問(wèn)題并探討解決方案，可以為學(xué)生今后從事軟件工程師的工作打下基礎(chǔ)。

2.2 實(shí)踐內(nèi)容做到與時(shí)俱進(jìn) 許多從事GIS軟件開(kāi)發(fā)的人員都有個(gè)共同的觀點(diǎn)：學(xué)校課堂上講授的知識(shí)在參加工作以后派不上用場(chǎng)。筆者通過(guò)與部分GIS軟件工程師交流得知這種現(xiàn)象并不是個(gè)例，甚至有很多軟件工程師們當(dāng)初并不是從學(xué)校畢業(yè)后就直接進(jìn)入工作崗位的，而是通過(guò)參加各類計(jì)算機(jī)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)之后才在如今的單位謀得一席之位。由此可見(jiàn)，高校的GIS教學(xué)方式到了必須改變的時(shí)候了。各類培訓(xùn)機(jī)構(gòu)之所以能培訓(xùn)出符合社會(huì)需求的人才，究其原因，是它們能夠?qū)崟r(shí)掌握行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，了解哪些專業(yè)內(nèi)容是符合當(dāng)今行業(yè)需求。因此，高校GIS專業(yè)在進(jìn)行課程實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)時(shí)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)實(shí)踐內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)。例如，10a前ComGIS開(kāi)發(fā)是個(gè)熱門的技術(shù)，高校在課程實(shí)踐環(huán)節(jié)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)ComGIS的開(kāi)發(fā)方式是值得推崇的，很多學(xué)生畢業(yè)后也繼續(xù)從事著ComGIS的研發(fā)工作；然而，10a后的今天，ComGIS已經(jīng)是一個(gè)過(guò)時(shí)的技術(shù)，取而代之的是WebGIS、3D GIS、VR GIS等新技術(shù)。如果今天的高校GIS專業(yè)教師仍然只講授ComGIS開(kāi)發(fā)，由于很多企事業(yè)單位已經(jīng)沒(méi)有ComGIS開(kāi)發(fā)的崗位，學(xué)生畢業(yè)后就會(huì)面臨擇業(yè)難的問(wèn)題，則難免發(fā)出“學(xué)無(wú)所用”的感嘆。筆者如今在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行GIS項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)課程實(shí)踐時(shí)，把ComGIS作為一個(gè)基本內(nèi)容進(jìn)行介紹之后，將更多地時(shí)間用來(lái)教會(huì)他們使用FLEX Builder+ArcGIS Server、JavaScript+ArcGIS Server、Visual C#+ARCIMS、3ds Max+Unity3d+Visual C#等主流GIS項(xiàng)目開(kāi)發(fā)方法，以及對(duì)SQL Server 2008、Oracle等主流數(shù)據(jù)庫(kù)的操作方法。此外，還向?qū)W生介紹了以Android、IOS等平臺(tái)為代表的移動(dòng)GIS產(chǎn)品的研發(fā)思路。

2.3 組織學(xué)生參加各類GIS競(jìng)賽 目前，隨著GIS行業(yè)的蓬勃發(fā)展，各類面向高校學(xué)生的GIS大賽也如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)，且受到了各相關(guān)院校、廣大教師的重視以及學(xué)生的歡迎[6]。目前，影響力較大的GIS大賽包括“SuperMap杯全國(guó)高校GIS大賽”、“ESRI杯中國(guó)大學(xué)生GIS軟件開(kāi)發(fā)大賽”、“中地?cái)?shù)碼杯全國(guó)高校學(xué)生MAPGIS二次開(kāi)發(fā)大賽”等，參賽人數(shù)逐年遞增，作品形式逐漸豐富。與一般的課程作業(yè)不同，GIS開(kāi)發(fā)大賽不僅要求學(xué)生具備扎實(shí)的理論知識(shí)，還要求學(xué)生具有對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用、創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力，而這些恰恰是學(xué)生今后進(jìn)入職場(chǎng)所必備的技能。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)今IT產(chǎn)業(yè)鏈中，地理信息技術(shù)（GIS）產(chǎn)業(yè)已成為強(qiáng)勁的生產(chǎn)力，正日益受到業(yè)界的深度關(guān)注和熱切追捧，美國(guó)更將GIS、納米技術(shù)、生物技術(shù)列為當(dāng)今社會(huì)最具發(fā)展?jié)摿Φ娜蠹夹g(shù)領(lǐng)域。目前，我國(guó)GIS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國(guó)土、城建、交通、能源、環(huán)保、航天航空、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、教育衛(wèi)生、公共事務(wù)處理、國(guó)防、外交和政府決策的諸多行業(yè)和領(lǐng)域，并且應(yīng)用深度上不斷進(jìn)行了研究探索，未來(lái)凡是與地理信息空間有關(guān)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和人們生存、生活的 98%領(lǐng)域都將會(huì)應(yīng)用到GIS技術(shù)。

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