王秋玲 劉軍 張曉博 李峰 李佳樂(lè)

摘 要：近年來(lái)，大數(shù)據(jù)、智慧城市、數(shù)字孿生等高新技術(shù)的發(fā)展對(duì)GIS人才培養(yǎng)提出了新的要求。本文首先分析了測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)GIS課程體系理論實(shí)踐教學(xué)體系存在的問(wèn)題，基于分層教學(xué)法構(gòu)建了測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的GIS課程群體系，繼而提出了基于OBE理念的GIS實(shí)踐教學(xué)體系。經(jīng)過(guò)筆者高校在教學(xué)實(shí)踐中的驗(yàn)證，這種改革措施在GIS專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中取得了一定的成效。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；課程群；分層教學(xué)法；OBE理念

地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，GIS）作為一門(mén)空間信息科學(xué)與技術(shù)，廣泛應(yīng)用于國(guó)土資源監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)害評(píng)估、實(shí)景三維建設(shè)等領(lǐng)域，并與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、數(shù)字孿生技術(shù)等深度融合發(fā)展，技術(shù)發(fā)展日新月異，應(yīng)用行業(yè)無(wú)處不在［12］。據(jù)中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告顯示，近年來(lái)我國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，行業(yè)總產(chǎn)值增速穩(wěn)中求進(jìn)，2017—2021年我國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值復(fù)合增長(zhǎng)率為11.5%，已成為我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)極。

課程群是指以現(xiàn)代教育思想、理論為指導(dǎo)，圍繞專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，為完善學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)，將專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中的知識(shí)、方法、問(wèn)題等方面具有邏輯聯(lián)系的若干課程重新規(guī)劃、整合構(gòu)建而成有機(jī)的課程系統(tǒng)；課程群建設(shè)打破了課程間的壁壘，強(qiáng)化了課程之間的關(guān)聯(lián)性和傳承性［34］。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)等高校構(gòu)建了測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的“3S”課程群，旨在優(yōu)化與梳理測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)GIS與其他核心課程之間的內(nèi)在關(guān)系［56］。劉萬(wàn)青［7］、王金鑫［8］等學(xué)者提出了構(gòu)建GIS本科專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化骨干課程群建設(shè)思路，提出了GIS專(zhuān)業(yè)骨干課程群建設(shè)方案。很多高校開(kāi)展了GIS課程群建設(shè)教學(xué)改革的探索，均取得了一定的成果。

筆者所在高校隸屬于中國(guó)地震局，是一所以防震減災(zāi)為特色的應(yīng)用型本科院校。目前，由于缺乏系統(tǒng)性的規(guī)劃，測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)GIS教學(xué)普遍存在部分課程之間銜接不暢、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置較少、教學(xué)內(nèi)容陳舊、師資經(jīng)驗(yàn)不足等問(wèn)題，針對(duì)筆者所在院校的人才培養(yǎng)定位，目前應(yīng)梳理GIS課程體系理論與實(shí)踐課程的設(shè)置與內(nèi)容安排，加強(qiáng)課程群理論與實(shí)踐教學(xué)方案的實(shí)施，為測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)申請(qǐng)工程教育認(rèn)證奠定基礎(chǔ)。

1 GIS課程群體系構(gòu)建方法

1.1 基于分層教學(xué)法的GIS課程群構(gòu)建

針對(duì)GIS學(xué)科理論性強(qiáng)、地圖投影煩瑣、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、算法繁多的問(wèn)題，調(diào)研社會(huì)對(duì)測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生GIS知識(shí)的需求，結(jié)合我校防震減災(zāi)的人才培養(yǎng)定位，構(gòu)建測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)GIS課程群。構(gòu)建GIS課程群時(shí)考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，按照“基礎(chǔ)—提高—應(yīng)用”的分層教學(xué)模式構(gòu)建GIS課程群。技術(shù)路線圖如1所示。方案實(shí)施時(shí)應(yīng)理清課程群內(nèi)各課程間的授課順序，梳理相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，加強(qiáng)課程之間的連貫性，修改課程群教學(xué)大綱和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)大綱。

圖1 GIS課程群設(shè)計(jì)思路

1.2 優(yōu)化課程體系，完善教學(xué)內(nèi)容

（1）整合線上線下課程資源，做好課程知識(shí)銜接。一是消除“地圖制圖學(xué)”和“GIS原理及其應(yīng)用”課程的重復(fù)章節(jié)。二是針對(duì)部分對(duì)GIS感興趣的同學(xué)，可以通過(guò)選修“GIS軟件應(yīng)用”“GIS二次開(kāi)發(fā)”等課程，加強(qiáng)GIS綜合應(yīng)用能力和系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)能力。三是針對(duì)于特別優(yōu)秀的學(xué)生，可以指導(dǎo)獨(dú)立設(shè)計(jì)GIS軟件項(xiàng)目或參加GIS大賽，充分鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

（2）充分運(yùn)用在線教育資源彌補(bǔ)線下授課不足。在教育部“愛(ài)課程”平臺(tái)有15門(mén)與“地理信息系統(tǒng)”有關(guān)的課程資源，有6門(mén)與“地圖學(xué)”或“地圖制圖學(xué)”有關(guān)的課程資源，這些在線課程經(jīng)歷多輪授課迭代，課程資源豐富完善，可以作為理論課程的補(bǔ)充學(xué)習(xí)材料。

（3）緊跟科學(xué)前沿，深挖課程中蘊(yùn)含的思政元素。地理信息相關(guān)課程中蘊(yùn)含的課程思政元素主要包括我國(guó)地理信息事業(yè)發(fā)展歷程、橢球和坐標(biāo)系統(tǒng)的建立、地理信息安全等內(nèi)容。如在講解“常用地球橢球體參數(shù)”時(shí)，以中國(guó)在不同歷史時(shí)期建立的大地坐標(biāo)系為時(shí)間脈絡(luò)，講解大地坐標(biāo)系的地球橢球體參數(shù)有何不同。這一教學(xué)過(guò)程增強(qiáng)學(xué)生的科技自信和民族自豪感。

2 GIS實(shí)踐教學(xué)體系改革探索

2.1 基于OBE理念的GIS實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建方法

基于產(chǎn)出導(dǎo)向的教育（Outcomebased education，OBE），又稱為成果導(dǎo)向教育，是指教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)是學(xué)生通過(guò)教育過(guò)程最后所取得的學(xué)習(xí)成果［9］。近年來(lái)，不少高校在人才培養(yǎng)方案修訂時(shí)均借鑒了OBE理念。為了彌補(bǔ)GIS課程群實(shí)踐教學(xué)體系的不足，切實(shí)提高學(xué)生GIS綜合應(yīng)用能力，采用OBE理念改革GIS課程群的實(shí)踐教學(xué)體系，技術(shù)路線圖如圖2所示。

圖2 基于OBE導(dǎo)向GIS實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建流程

2.2 校內(nèi)實(shí)踐平臺(tái)探索

在“地圖制圖學(xué)”“GIS原理及其應(yīng)用”等專(zhuān)業(yè)必修課中設(shè)置課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，如表1和表2所示。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的設(shè)置可以趁熱打鐵，快速?gòu)?qiáng)化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生的GIS軟件操作水平。隨著國(guó)產(chǎn)地理信息軟件的發(fā)展，以SuperMap、MapGIS等為主的國(guó)產(chǎn)地理信息軟件快速發(fā)展，近年來(lái)筆者所在高校注重將國(guó)產(chǎn)GIS軟件引入本科生課堂教學(xué)中，這有助于提升學(xué)生的科技自信，保護(hù)我國(guó)地理信息安全。

2.3 校外實(shí)踐平臺(tái)探索

筆者所在學(xué)校借助“環(huán)京”地理位置優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)在多家知名地理信息企事業(yè)單位建立實(shí)習(xí)基地，如地圖出版社、超圖軟件、易智瑞公司、中色測(cè)繪等。利用暑期小學(xué)期，打造“認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)—專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)—生產(chǎn)實(shí)習(xí)—畢業(yè)實(shí)習(xí)”環(huán)環(huán)相扣的校外實(shí)踐平臺(tái)，校外實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)情況如表3所示。

2.4 學(xué)科競(jìng)賽與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)

近年來(lái)筆者所在院校組織學(xué)生參加了形式多樣的GIS學(xué)科競(jìng)賽，如2021、2022年連續(xù)兩年取得全國(guó)大學(xué)生GIS應(yīng)用技能大賽全國(guó)二等獎(jiǎng)。自2021年連續(xù)三年組織學(xué)生參賽，其中20余人取得了地理信息技術(shù)與應(yīng)用水平等級(jí)證書(shū)。組織學(xué)生參加SuperMap杯GIS大賽、ESRI杯全國(guó)大學(xué)生GIS軟件開(kāi)發(fā)競(jìng)賽等。此外，結(jié)合本科生研究興趣，指導(dǎo)本科生自由組隊(duì)參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促創(chuàng)，通過(guò)參加GIS學(xué)科競(jìng)賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，大幅度提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

3 教學(xué)改革成效

（1）教學(xué)效果學(xué)生成績(jī)與評(píng)教結(jié)果成效顯著。通過(guò)構(gòu)建GIS課程群，打通理論課評(píng)價(jià)方式；調(diào)整實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，切實(shí)提高學(xué)生的GIS應(yīng)用水平。2020—2022年近三年的“GIS原理及其應(yīng)用”課程學(xué)生平均成績(jī)分別為75分、80分和78分，GIS課程群中其他課程成績(jī)也有所提升。GIS課程群中課程評(píng)教得分及排名如表4所示，除2021—2022學(xué)年第二學(xué)期線上上課外，任課教師評(píng)教得分及排名也在逐年提高。

（2）考研與就業(yè)選擇方向多元化發(fā)展。傳統(tǒng)測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生考研和就業(yè)以工程測(cè)量、大地測(cè)量方向?yàn)橹鳎陙?lái)在GIS課程群構(gòu)建和實(shí)踐教學(xué)體系改革下，筆者所在院校測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生考研正在向GIS方向轉(zhuǎn)變，就業(yè)時(shí)有更多的學(xué)生選擇空間數(shù)據(jù)入庫(kù)、空間數(shù)據(jù)處理和分析等相關(guān)工作。

（3）青年教師培養(yǎng)與提高。圍繞著GIS人才培養(yǎng)的目標(biāo)，近年來(lái)筆者所在院校青年教師積極參加各類(lèi)講課比賽的教學(xué)交流活動(dòng)。其中，榮獲2021年度河北省教師教育教學(xué)信息化交流活動(dòng)一等獎(jiǎng)、第六屆全國(guó)高校GIS青年教師講課競(jìng)賽三等獎(jiǎng)、2022年度河北省教師教育教學(xué)信息化交流活動(dòng)二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)、全國(guó)高校青年教師GIS研討班微課展示二等獎(jiǎng)等榮譽(yù)。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)正處于蓬勃發(fā)展時(shí)期，對(duì)GIS人才的需求迫切。應(yīng)用型本科院校應(yīng)以行業(yè)需求為目標(biāo)，培養(yǎng)實(shí)踐型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型的高素質(zhì)地理信息人才。近年來(lái)，筆者所在高校通過(guò)構(gòu)建GIS課程群，打造“課內(nèi)到課外”一體化的理論實(shí)踐人才培養(yǎng)體系，在GIS人才培養(yǎng)方面取得了一定的效果。

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基金資助：防災(zāi)科技學(xué)院教育研究與教學(xué)改革項(xiàng)目（JY2021B18）

作者簡(jiǎn)介：王秋玲（1989— ），女，漢族，山東菏澤人，碩士，講師，注冊(cè)測(cè)繪師，主要從事災(zāi)害測(cè)量與數(shù)字減災(zāi)方面的教學(xué)與科研工作。