王繼燕 王澤根 賈宏亮 李貞培

西南石油大學，四川 成都 610500

測繪是一門古老的學科，測繪類專業(yè)是培養(yǎng)測繪科學與技術專業(yè)人才的工程技術類專業(yè)，承擔著培養(yǎng)測繪工程、遙感科學與技術、地理信息系統(tǒng)等專業(yè)人才的任務。1987 年，我國高校陸續(xù)開設大地測量與測量工程、攝影測量與遙感、地圖制圖與地理信息工程等測繪類相關專業(yè)，立足于地球空間信息科學與技術學科專業(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態(tài)變化規(guī)律，是一門以空間地理實體為研究內(nèi)容和研究對象的學科，已經(jīng)應用于日常生活各個方面，包括城市交通、生活消費、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水利工程、生態(tài)環(huán)境等各個領域，并成為測繪類專業(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現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)采集、存儲、組織、管理、分析、制圖、應用等功能的運用，提高了測繪行業(yè)的工作效率，并保證了成果的規(guī)范性。高校在培養(yǎng)測繪類高素質(zhì)專業(yè)人才的過程中，不僅需要加強GIS理論教學，加強地理信息系統(tǒng)原理課程思政教育，而且需要引導學生注重實驗課程，將所學知識應用于實踐，培養(yǎng)學生解決GIS相關問題的能力。

一、測繪類專業(yè)地理信息系統(tǒng)原理教學要求

地理信息系統(tǒng)原理主要介紹地理信息相關的基礎理論、地理信息系統(tǒng)技術體系及其應用方法。鑒于教學目標、學生專業(yè)基礎與背景的差異，與地理信息系統(tǒng)專業(yè)相比，測繪類專業(yè)的地理信息系統(tǒng)原理教學側(cè)重于GIS 應用，主要要求學生能夠掌握GIS 的基本理論和技術方法，熟悉GIS的主要應用領域和發(fā)展方向，熟練掌握GIS 軟件的操作應用，能夠利用GIS 解決實際問題，為從事GIS研究、開發(fā)及應用奠定理論與技術基礎。

通過對地理信息系統(tǒng)原理課程的學習，學生應了解GIS的現(xiàn)狀、發(fā)展與應用趨勢，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，地理信息系統(tǒng)原理本身是一門實踐性較強的課程，通過GIS的實驗教學，測繪類專業(yè)的學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進行空間分析及工程項目建模等技能，具備應用GIS解決相關科學問題及測繪項目問題的能力。

總之，地理信息系統(tǒng)原理作為測繪類專業(yè)的核心課程，具有較強的理論性和實踐性。通過該課程的學習，測繪類專業(yè)學生不僅需要掌握地理信息系統(tǒng)的基本理論和技術方法，還需要具備利用GIS 解決實際問題的能力。

二、地理信息系統(tǒng)原理課堂教學模式多樣化

（一）傳統(tǒng)課堂教學

傳統(tǒng)課堂教學目前仍是地理信息系統(tǒng)原理主要的授課方式，即以書本知識為本位，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，并輔以板書、課堂提問、多媒體等相關教學手段。傳統(tǒng)課堂教學模式下，教師可以通過對教學的組織管理完全掌控教學過程，幫助學生獲取完整的知識體系。然而，傳統(tǒng)課堂教學“重理論、輕實踐”“重結(jié)論、輕過程”，片面強調(diào)書本知識以及教師的“教”，忽略了學生的“學”，學生只是機械地學習，即使掌握了客觀定理及科學規(guī)律，也不能通過實踐理解這些規(guī)律及知識來源的整個過程，很難靈活運用相關知識理論。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知識，以教師為主體，而學生則較為被動地接受教師傳授的知識。這極大壓抑了學生學習的積極性，很難激發(fā)學生對GIS 的興趣和對地理空間相關問題的獨立思考。

傳統(tǒng)課堂教學的優(yōu)點不容忽視，但其教學模式死板枯燥，忽略了學生的主體地位，削弱了學生學習的主動性、積極性及創(chuàng)造性。面對新興的多樣化的教學手段，當代高校教育應揚長避短，保留傳統(tǒng)教學模式優(yōu)勢，同時引入多樣化的課堂教學模式，以激發(fā)學生興趣、培養(yǎng)學生的學習主動性及實踐創(chuàng)新精神。

（二）創(chuàng)新的課堂教學

隨著社會的發(fā)展、計算機的全面普及以及國家基礎地理信息系統(tǒng)的建立，地理信息系統(tǒng)原理的教學在形式、方法和內(nèi)容上都發(fā)生了巨大的變化。傳統(tǒng)教學方法與多媒體、網(wǎng)絡、視頻等教學手段的深度結(jié)合，逐漸構(gòu)建出多樣化的課堂教學模式。多樣化的課堂教學手段更具信息化、網(wǎng)絡化，教學方法趨向個性化、適應化，教學內(nèi)容顯示出豐富化、時代化，創(chuàng)新的課堂從教學方法、內(nèi)容、手段、組織、管理上都進行了深度變革。為了盡可能激發(fā)學生對GIS 的興趣，增強學生分析和解決空間信息問題的能力，可在傳統(tǒng)課堂教學模式的基礎上，補充如下教學方法和手段，構(gòu)建多樣化、個性化的課堂教學。

1.研討式教學。此方式指教師在教學過程中結(jié)合教學進展及課程特點設置探討問題，鼓勵學生通過分組或者個人方式收集資料，并利用課堂時間有計劃、有目的地開展教學研討活動，將課堂45 分鐘交給學生，充分培養(yǎng)學生查閱資料、通過討論獲取知識的能力。教師在滿足信息化時代GIS 的相關要求的基礎上，針對地理信息系統(tǒng)原理課程教學的重點難點，按照教學進度設置不同的研討式問題，鼓勵學生小組內(nèi)分工合作收集資料、尋找答案，督促學生在課堂上研究討論問題并總結(jié)答案，讓學生參與課堂教學，有計劃、有目的地開展教學研討活動，從而順利完成教學任務。

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

3.研究式教學。此方式指教師在教學過程中，鼓勵學生參與教師的科研項目或者學校資助的項目和活動，或讓學生參與到校企合作的實際工程項目中，開闊學生的眼界，提升學生認識的高度，進而增強學生主動學習的動力。針對地理信息系統(tǒng)原理課程教學的特點，可以通過參與項目或者實踐活動使學生了解GIS及其在現(xiàn)實生活中的應用，包括地理空間模型、地理空間數(shù)據(jù)庫的建立，GIS 空間分析理論在日常生活、地質(zhì)災害、氣候環(huán)境、城市建設等各方面的應用，使學生在項目研究或者實踐活動進行過程中提高學習能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

4.翻轉(zhuǎn)課堂。此方式指教師在教學過程中調(diào)整課堂和課下的時間，采取多元和開放式教學，突破傳統(tǒng)課堂教師說、學生聽的學習方式，讓學生掌握學習決定權，以學生為主體，教師只針對具體問題與學生進行討論、對學生進行輔導或為有問題的學生提供幫助。在地理信息系統(tǒng)原理的教學過程中，可以根據(jù)教學進度針對某一個地理信息系統(tǒng)原理知識點設置相應的話題。譬如針對GIS 的緩沖區(qū)分析，利用翻轉(zhuǎn)課堂探討緩沖區(qū)分析應用條件、應用領域、應用結(jié)果、應用成果展示，等等，促進學生對緩沖區(qū)分析的理解，激發(fā)學生學習緩沖區(qū)分析知識點的動力。

5.微課。此方式指教師在教學過程中針對某一個知識點，錄制并播放課堂教學視頻。微課因時間短、內(nèi)容簡單，呈現(xiàn)“碎片化”的優(yōu)勢，可以作為傳統(tǒng)課堂教學較好的輔助教學資源。地理信息系統(tǒng)原理教師可以利用網(wǎng)絡資源收集或者利用軟件制作某一個知識點的視頻，或者錄制相關的實踐操作視頻，以幫助學生加深對理論和實踐知識點的理解。

6.線上線下相結(jié)合。受新冠肺炎疫情的影響，各地高校加速了對網(wǎng)絡線上教學模式的探索，通過網(wǎng)絡平臺進行課程教學已逐漸成為特殊時期的一種主流教學方式。各地高校紛紛推出網(wǎng)絡線上授課，豐富的網(wǎng)絡資源（圖片、音頻、視頻、動畫等）被最大化利用起來，各網(wǎng)絡授課平臺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)絡平臺在眾多高校教師教學過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用。然而，在高校教師利用各網(wǎng)絡平臺教學的時候，各種問題也層出不窮。例如：線上授課受網(wǎng)絡穩(wěn)定性以及學生是否有個人電腦、電腦配置是否能滿足要求等客觀條件的制約。同時，線上授課無法及時收到學生的教學反饋，較難開展實驗案例示范教學等。因此，隨著各高校線下教學的恢復，線上教學的主流地位也逐漸下降，線下教學重回歷史舞臺。將線上和線下教學結(jié)合起來，充分利用線上教學豐富的教學資源以及線下教學良好的教學反饋，可以避免枯燥無味的教學形式的弊端，實現(xiàn)課堂教學形式多樣化。地理信息系統(tǒng)原理的線上和線下教學可在傳統(tǒng)教學模式的基礎上，利用各種網(wǎng)絡資源，包括地理信息系統(tǒng)相關精品課程，引導學生了解并討論GIS 相關的熱門話題，學習GIS 相關理論知識，思考是否存在問題、如何解決現(xiàn)存問題、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

習近平總書記在2016 年全國高校思想政治工作會議上指出：“要把思想政治工作貫穿教育教學全過程”“用好課堂教學這個主渠道，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應”。因此，要將專業(yè)課程與思政教育結(jié)合起來。教師不僅要向?qū)W生傳授專業(yè)理論知識，更要成為學生思想文化的引路人，對各門專業(yè)課程以及通識課程補充課程思政元素。地理信息系統(tǒng)原理作為測繪類專業(yè)的核心課程，要求學生能夠掌握與地理信息相關的基本理論以及GIS 技術，全面了解地理信息產(chǎn)業(yè)，熟悉GIS的主要研究應用領域和發(fā)展方向，能夠應用GIS去解決實際問題。由于該課程緊貼生產(chǎn)生活實際，思政元素切入點也較多。譬如GIS 基本概念以及國內(nèi)外GIS發(fā)展狀況、GIS相關學科與GIS功能和應用等知識點與生產(chǎn)生活息息相關。在學生全面了解GIS的同時，也要告訴學生我們國家測繪、地圖服務、衛(wèi)星導航定位、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，以增強學生的民族自豪感。

在補充地理信息系統(tǒng)原理課程思政元素的同時，也可嘗試建立地理信息系統(tǒng)原理課程思政案例庫。一方面，可以立足專業(yè)理論知識，結(jié)合地理信息系統(tǒng)原理課程特點，尋找思政元素切入點，收集典型案例。例如利用“我國常見的地圖投影”這一知識點，向?qū)W生講解我國投影系統(tǒng)的發(fā)展歷史等，增強學生的文化自信。另一方面，可以收集專業(yè)相關素材，包括測繪前輩事跡、測繪技術發(fā)展情況、測繪行業(yè)現(xiàn)狀等，深入挖掘地理信息產(chǎn)業(yè)所蘊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)出輔助應對較大公共事務的能力；又如我國登山隊成功登頂珠穆朗瑪峰，順利完成各項測量工作，振奮了全國人民的民族精神等。

四、注重地理信息系統(tǒng)原理實驗教學

隨著我國教育的全面改革，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神與實踐能力的全面人才是當代教育的目標。實踐出真知，要培養(yǎng)出高層次的復合型優(yōu)秀人才，實驗教學是必不可少的環(huán)節(jié)。實驗教學模式靈活多樣，目的是幫助學生提高自主學習及動手能力，引導學生更深刻地理解所學內(nèi)容，幫助學生發(fā)現(xiàn)、思考、解決問題，開闊學生眼界，培養(yǎng)學生實踐能力以及在實踐中創(chuàng)新的意識。

測繪類地理信息系統(tǒng)原理作為一門工科專業(yè)課程，強調(diào)培養(yǎng)動手解決實際問題的能力，因此實驗教學在該課程的教學中尤為重要，是不可缺少的環(huán)節(jié)。地理信息系統(tǒng)原理實驗教學旨在幫助學生深入理解GIS的基本原理，掌握空間數(shù)據(jù)采集、存儲、組織、管理、分析、制圖、應用等方法，培養(yǎng)學生解決問題的能力。地理信息系統(tǒng)原理實驗教學可以在理論課堂教學的基礎上，結(jié)合相應的實驗教學（如利用GIS軟件實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的獲取及編輯、處理、分析等），加深學生對地理信息相關理論知識概念以及方法算法的理解，引導學生自己去學習。應合理設置階梯型實驗項目，包括GIS 初識、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，逐步引導學生從了解GIS軟件到熟練掌握GIS軟件，最后能夠利用GIS軟件解決測繪工作中所遇到的實際問題。

五、結(jié)語

空間信息獲取、處理、管理與應用是測繪類專業(yè)的基本內(nèi)涵，地理信息系統(tǒng)原理作為測繪類專業(yè)的核心課程，旨在加強學生空間信息工程理論和技術，培養(yǎng)其利用空間信息工程解決實際問題的能力。高校在開設地理信息系統(tǒng)原理課程、培養(yǎng)測繪類專業(yè)人才過程中，理論與實踐教學均不可缺少。面對新興的多樣化的教學手段，本文進行了一些思考，以期能夠為測繪類專業(yè)地理信息系統(tǒng)原理教學提供幫助。首先，在傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)原理課程教學模式基礎上，引入多樣化的教學模式，如研討式、啟發(fā)引導式、研究式、翻轉(zhuǎn)課堂、微課以及線上線下相結(jié)合等多種教學方式。其次，補充地理信息系統(tǒng)原理課程思政元素，建立課程思政案例庫，推進測繪類專業(yè)學生思政教育。最后，注重地理信息系統(tǒng)原理實驗教學，合理利用多種教學資源，鍛煉學生思考學習的能力，培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新意識，為培養(yǎng)國家測繪棟梁之材做出貢獻。