地理信息科學專業大全11篇

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【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）09-0138-02

一、全球MOOC的發展

MOOC是大規模在線開放課程（Massive Open Online Course）的簡稱，主要致力于通過網絡技術來實現無限制和公開的在線學習[1]。MOOC起源于2001年麻省理工學院發起的開放教育資源運動，是遠程教育的最新發展，2011年斯坦福大學開設了一門免費的網絡課程，吸引了全球十萬多人的注冊學習，引起了社會的廣泛關注[2-4]。

2012年是MOOC發展最為迅速的一年，紐約時報稱之為“MOOC之年”[5]。若干有著雄厚資金并且和全球頂尖大學合作的MOOC平臺開始出現。其中，Couresa、Udacity及Edx是全球范圍內最具影響力的三大MOOC平臺[6]。Coursera平臺由美國斯坦福大學兩名計算機科學教授創辦，是目前全球知名度也最高、用戶最多的課程平臺。匯集了包括耶魯大學，斯坦福大學在內100多所名校的MOOC課程，國內的北京大學、上海交通大學、復旦大學等高校也在Coursera平臺上課程。Coursera是一個比較綜合的平臺，涵蓋各種學科，主要以英文課程為主。2012年5月哈佛大學和麻省理工學院聯合創辦Edx平臺，超過70多家大學、非盈利機構及公司在Edx平臺上課程。截至2016年5月份，超過7百萬學生在線注冊學習了700多門課程。Udacity是一個私立教育組織，主要從事線上學習，Udacity網站于2012年2月推出，課堂涵蓋計算機科學、數學、物理學、統計學、心理學等，且以計算機課程為主。不過，Udacity也開始嘗試向職業教育培訓方向轉型發展，對課程的學習進行收費。

隨著美國高校主導參與的MOOC的蓬勃發展，世界其他國家和地區也開始自己的MOOC平臺建設。英國主導的首個MOOC平臺FutureLearn于2012年12月成立[7]。截止目前，共有83家英國和全球合作伙伴。不同于其它MOOC平臺，FutureLearn除了合作高校外，還包括了一些非大學合作伙伴，包括：大英博物館、英國文化協會、英國圖書館等眾多機構。Open Universities Australia （OUA）是位于澳大利亞的高等教育機構，其Open2Study在線平臺于2013年3月份正式上線，已有超過60萬的學生注冊學習。此外，還有法國的FUN平臺、西班牙的MIriadaX平臺、日本的Gacco平臺等，都各具特色。

在全球MOOC發展的浪潮中，我國高校和相關機構也積極展開在線教育的探索和實踐。2013年的早些時候，北京大學和清華大學宣布加入MOOC，成為國內率先試水的高校[8]，目前，我國MOOC平臺主要有學堂在線、中國大學MOOC和好大學在線等。2013年10月10日，具有中國特色的學堂在線MOOC平臺正式向全球。學堂在線是教育部在線教育研究中心的研究交流和成果應用平臺，致力于通過來自國內外一流名校開設的免費網絡學習課程，為公眾提供系統的高等教育，讓每一個中國人都有機會享受優質教育資源。通過和清華大學在線教育研究中心、以及國內外知名大學的緊密合作，學堂在線將不斷增加課程的種類和豐富程度。中國大學MOOC是由網易與高教社攜手于2014年推出的在線教育平臺，承接教育部國家精品開放課程任務，向大眾提供中國知名高校的MOOC課程。其宗旨是讓每一個有意愿提升自己的人都可以免費獲得更優質的高等教育。好大學在線（CNMOOC）由上海交通大學主導，是中國高水平大學慕課聯盟的官方網站。旨在通過交流、 研討、協商與協作等活動，建設具有中國特色的、高水平的大規模在線開放課程平臺，向成員單位內部和社會提供高質量的MOOC課程。其愿景是讓所有人，都能上最好的大學。

縱觀全球各國的 MOOC平臺，它們均提供學習課程的網絡平臺，全部教學資源，定期開課，按時布置作業和測驗，強化師生互動等。這些海量、優質的教學資源對我國開放課程建設具有參考意義，同時也可以成為高校教師進行自我學習和課程教學改革的重要途徑[9]。

二、MOOC 平臺GIS相關課程

GIS 作為對空間信息進行采集、存儲、管理、分析、可視化的技術和工具，已在各行各業中得到廣泛的應用。目前我國有 200 余所大專院校設立了 GIS 本科專業，在校學生上萬余人[10]。雖然，我國GIS本科教育得到了長足的發展，但相對于發達國家還存在較大的差距。MOOC平臺GIS相關課程的出現及發展，為我國GIS本科教育的發展帶來了機遇。

由于MOOC平臺上現在主要以公共課為主，GIS專業相關的課程并不多。通過檢索發現， Couresra上有GIS直接相關的專業課程數量最多，質量也最好。因此，本文以Coursera平臺為主，介紹該平臺上的GIS相關課程。

在Couresa平臺上，加州大學戴維斯分校于2016年推出GIS專項課程，該專項課程是全球MOOC上的首個GIS專項課程，包含“GIS基礎”，“GIS 數據格式、設計與評估”，“地理空間和環境分析”，“影像、建模及應用”4門課程和一個“地理空間分析畢業項目”。

通過該專項課程，學生將學習到怎樣分析空間數據、利用制圖技術對結果進行可視化、培養與GIS相關專業人員協作能力。在畢業項目中，將會利用空間數據的搜集、分析和空間分析技術，創建一個專家級的GIS畢業作品。該專項課程提供付費和免費兩種注冊學習機制，兩者區別在于是否最終可以獲得課程證書，如果不需獲得證書則免費注冊學習即可。

下面將簡單介紹該專項課程中每門課的基本情況?！癎IS基礎”（Fundamentals of GIS）是專項課程的第一門課程。本門課程共四周的學習時間，每周需要3-5個小時。課程內容主要基于ESRI公司的ArcGIS平臺學習ArcMap軟件的基本操作，包括：怎么安裝ArcMap軟件、空間數據的導入及基本操作、數字制圖和結果的共享?！癎IS 數據格式、設計與評估”（GIS Data Formats，Design and Quality）是專項課程的第二門課程。本門課程共四周的學習時間，每周需要2-3個小時。課程內容主要進一步學習柵格和矢量兩種空間數據類型、結構、質量和存儲等，包括：空間數據模型和結構、創建矢量數據及基本操作、ArcGIS數據存儲機制、探索空間數據庫，并評價數據質量及不確定性?！暗乩砜臻g和環境分析”（Geospatial and Environmental Analysis）是專項課程第三門課程。本門課程共四周的學習時間，每周需要3-4個小時。課程內容主要是將已經學習的GIS知識應用到地理空間分析中，重點關注于分析工具、3D數據、柵格數據處理、投影以及環境相關變量的分析等。本課程的學習將基于一個完整的項目，從投影開始、通過數據檢索、元數據管理、數據處理以及最終的分析產品，完成空間分析的完整流程的訓練。具體內容包括：ARCGIS工具箱的運用、柵格數據的操作、3D分析、投影及坐標系統的深入學習、數據的符號化等。“影像、建模及應用”（Imagery， Automation，and Applications）是專項課程的第四門課程。本門課程共四周的學習時間。課程內容主要利用已學到的知識完成技術性任務，比如柵格計算和適宜性分析等。具體內容包括：高級柵格分析、DEM分析、適宜性分析、水文分析、空間建模工具等?！爱厴I項目”（Capstone： Geospatial Analysis）中，學習者將獨立設計和完成一個基于GIS的完整分析項目。該項目可分為四個階段：項目計劃階段、分析階段、生產產品階段和最終展示階段。項目計劃階段，主要寫一個簡單的計劃，內容包括：項目描述、所需數據、時間安排、怎么完成項目等。分析階段，利用所學的方法構建一個實用模型對數據進行分析。生產產品階段，獲取并對其進行數據預處理，進而運行構建的模型得到初步結果。最終展示階段，生成具有吸引力的結果圖、數據及方法提交給指導者進行評價。

全球衛星導航系統（Global Positioning System，GPS）是GIS本科專業的必修課程。Coursera平臺上，全球頂尖的斯坦福大學GPS研究實驗室開設了一門，“全球定位系統：衛星導航入門，使用智能手機與全球實驗室互動”（GPS： An Introduction to Satellite Navigation，with an interactive Worldwide Laboratory using Smartphones）的課程。課程主講教授是斯坦福大學Per Enge教授和Frank van Diggelen教授，Per Enge教授是斯坦福大學工程學院教授、斯坦福大學GPS研究實驗室主任、美國國家工程院院士。本課程主要介紹了GPS的基本工作原理，并介紹衛星導航在我們生活方方面面的不同用途。通過生動的在線講課，以及利用支持GPS的智能手機或平板進行的一系列試驗，學生將能夠把在線學習和現實中的實踐聯系起來。該課程內容分為6個模塊，包括：GPS如何工作、偽距、衛星軌道和信號、接收機設計基礎、輔助GPS、GPS現代化及其他衛星導航系統。

地圖學和地理空間技術的發展大大推動了GIS學科的發展。2015年春季賓夕法尼亞州立大學在Coursera上開設了“地圖和地理空間的革命”（Maps and the Geospatial Revolution）課程。該課程結合了地圖學、地理信息系統和空間思維的核心概念并用現實世界的例子來幫助學生了解一些高級別的地理知識。同時探索了地理空間信息的獨特性，如何創建空間數據，如何進行空間分析，以及如何設計地圖等。同時在課程中，使用了最新的地圖和分析軟件來探索地理問題。該課程總的學習時間為五周，每周需要學習6-9個小時。由于目前該課程并沒有開設新學期教學的計劃，Coursera平臺上的學習資源現已不能訪問，不過幸運的是國內網易公開課有該課程視頻的鏡像備份。

GIS技術在國防軍事領域發揮著重要的作用。地理情報數據的分析和利用的需求比以往任何時候都更加重要，而地理信息系統具有強大的分析功能，將GIS功能與地理空間情報融合在一起，形成了新的技術地理空間智能（Geospatial Intelligence，GEOINT）。賓夕法尼亞州立大學在Coursera上也推出了“地理空間智能分析和及其影響”（Geospatial Intelligence and the Geospatial Revolution）課程。課程主要介紹了GEOINT在商業、執法和國防中的應用。在這門課程中，學習者將體會到GEOINT的價值，將學習如何通過使用GEOINT工具和諜報來設計和執行地理空間分析項目。這門課程專為想要學習GEOINT基礎知識的人士而設計，但并不適合地理空間智能分析專業的學生。

此外，Coursera平臺上還有明尼蘇達大學于2014年開設的“從GPS和谷歌地圖到空間計算”（From GPS and Google Maps to Spatial Computing）課程。本課程主要介紹空間計算的概念、算法、編程、理論和設計，例如全球定位系統（GPS）、Google地圖、基于位置服務（LBS）和地理信息系統（GIS）。學習如何收集、分析和可視化自己的空間數據集，開發更好的位置感知技術等。同樣由于目前該課程并沒有開設新學期教學的計劃，Coursera平臺上的該課程學習資源現在不能訪問。

除了Coursera平臺上提供了GIS相關的課程，Udemy平臺也了一些GIS課程。如“利用開源工具創建企業級GIS” （Using Open Source Tools to Create an Enterprise GIS）、“GIS入門”Introduction to GIS、“提高你的GIS技巧”（Sharpen Your GIS Skills）等，這些課程主要由個人制作，多面向專業職業教育，并且多數都是收費課程。

國內MOOC平臺現有的GIS相關課程幾乎處于空白狀態，僅在中國大學MOOC上搜索到中山大學將于今年9月份開設的“地理信息系統概論”課程，華東師范大學開設的“計量地理學”和南京大學開設的“走進地理學課程”。但這些課程有的脫胎于原有的國家級精品課程，甚至是僅僅對原有精品課程視頻和素材的重新剪輯和整理，與國外MOOC課程相比還存在不小的差距。

三、總結

MOOC在全球范圍的快速發展，給高校傳統的教學方式帶來了沖擊和挑戰。我國的地理信息科學專業教學與美國等發達國家相比還存在差距，而MOOC平臺上的國際名校開設的GIS相關課程為國內高校GIS專業教師的素質提高提供了很好的途徑。同時，在GIS專業本科生教學過程中適時的引入相關MOOC課程，可以大大開闊學生的視野，激發學生的專業興趣。但由于我國GIS相關MOOC課程缺乏，國際MOOC平臺的GIS課程又主要以英語授課為主，如何解決本科生學習MOOC課程的語言障礙也是需要在教學實踐中考慮的問題?？尚械拇胧┯?，對國外課程進行翻譯，加大國內GIS相關MOOC課程建設等?？傊?，雖然還存在一些問題，但可以預見這種傳統GIS課堂教學和MOOC課程相結合的混合式教學模式將是未來GIS本科教學改革和研究的方向之一。

參考文獻：

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[7]包正委，洪明.英國 MOOC 平臺： FutureLearn 創建原因與主要特點探析[J].中國遠程教育，2014，（6）：65-68.

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中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）22-0122-02

我國高校的地理信息科學教育發展迅速，自20世紀80年代中期以來，一些高校陸續開設了以地理學、測繪學或計算機科學為背景的地理信息科學專業[1]。作為地理信息科學專業學生的一門必修課程，地圖學的教學目標是使學生掌握地圖學的基本理論、技能和方法，培養閱讀、使用和編制地圖的能力，提高自身的專業融合能力和創新能力[2]。該門課程教學質量的好壞將直接影響學生畢業后從事地圖制圖的能力和水平，從而在很大程度上決定了畢業生的就業率以及用人單位對學校地理信息科學專業畢業生的綜合能力的評價，從而間接地影響了學校該專業未來的畢業生就業率。隨著計算機技術與信息科學的發展，現代地圖學的理論、技術和應用較之傳統地圖學有了很大的不同與發展[3-4]。當前很多高校地理信息科學專業地圖學課程的教學大綱更新速度慢，導致教學內容不能實時更新，在一定程度上影響了該門課程的教學效果。更為重要的是，由于課堂所學內容與當前行業研究熱點不一致，很多學生對課堂教學內容缺乏興趣，導致課堂出勤率不高。因此，如何根據專業的培養方案，結合用人單位的實際需求，探索適用于高校地理信息科學專業的地圖學課程教學方法已經成為我國高校地理信息科學專業迫切需要解決的問題之一。

1 地圖學課程的特點

地圖學是建立在正確的地理認知的基礎上的圖形表達、制作與應用分析的技術科學，是地理信息科學專業課的基礎[5]。與其他課程相比，地圖學課程具有如下特點：

1.1 多學科交叉 地圖學與眾多學科之間存在交集，如數學、測繪學、地理學、計算機科學、色彩學、心理學等。因此，在探索地圖學課程的教學方法改革時應充分考慮地圖學與這些學科之間的聯系與區別。

1.2 實踐性強 地圖學課程要求學生在掌握基礎理論的基礎上，熟練掌握基本的讀圖、制圖和用圖能力。因此，地圖學課程教學應加強學生的動手實踐能力，讓他們能夠熟練地使用地圖制圖常用工具，如ArcGIS、SuperMap、ArcInfo等。

1.3 技術更新快 不同于其他學科，地圖學相關的技術更新速度快，從而對地圖學的發展產生影響。如計算機技術的發展，催生了電子地圖、數字地圖以及三維地圖等。因此，在地圖學課程教學中，必須緊跟科技發展的步伐，不斷地引入前沿技術到教學案例中。

2 課程教學方法優化探索

2.1 引入實際案例教學 地圖學課程涉及較多的理論教學內容，若單純地講解理論知識，學生容易混淆概念，即使在課堂上勉強吸收也難以在其腦海中留下深刻印象，且容易使學生對該門課程產生厭倦的情緒。為避免出現這種情況，在實際的教學課程中，教師可通過引入案例教學的方式，將書本內容以實際項目的形式展現給學生。這不僅可以變枯燥內容為生動，使學生更容易理解與接受，也可以提高學生對本門課程的學習興趣，從而最終收獲良好的教學效果。教師在選取教學案例時，應選擇自己熟悉的類型，最好是結合自己的項目經驗選取教學內容。這種案例選取方法的優點在于教師在課堂講解的過程中可以收放自如，避免出現教學生疏現象；另外，選取教師熟悉的教學案例還能使所選取的教學案例貫穿課程教學的各個章節，保證教學內容的連續性與一致性。筆者在實際教學過程中，以親身參與的某地電子地圖編制項目為例，在地圖投影、地圖數學基礎、地圖符號化、地圖概括、地圖等章節均已該項目為例進行講解，降低了學生理解的難度，激發了學生學習的興趣。在課程結束后，學生不僅掌握了教學大綱要求掌握的知識，還熟悉了類型項目的實施過程，對其之后的就業具有很大幫助。在案例選擇時，還應考慮所選內容的時效性，即所選擇的教學案例應該是當前行業生產中廣泛涉及的內容，保證學生掌握該案例對其就業是有幫助的，避免選取時效性差的教學案例，讓學生難以學以致用，從而達不到應有的教學效果。

2.2 實踐內容與時俱進 地圖學實踐教學是鞏固和掌握課堂理論教學，提高學生用圖、制圖技能的有效途徑和重要環節，在地圖學教學中占有重要位置[6]。當前大學畢業生中存在一個普遍現象是其感覺學校課堂上學到的知識和工作單位中碰到的實際應用問題差別很大，所學知識難以派上用場。出現這種現象的原因是多方面的，其中最主要是課堂教學內容沒有做到與時俱進導致的。筆者通過與部分地圖制圖行業從業人員交流得知，該現象在地圖制圖人員中也普遍存在，大部分地圖制圖人員都是在畢業后通過各種方式參加了相關的培訓后，才可以勝任目前的工作。因此，地圖學課程實踐教學內容必須與時俱進。例如，目前高校的地圖學課程教學普遍基于傳統的二維平面地圖展開，給學生講授地圖制圖的基本理論與方法，而當前行業的研究重點是三維地圖、虛擬現實地圖以及基于位置的服務等，與課堂教學內容存在很大差異。筆者在地圖學實踐教學過程中，除了少量課時給學生講授傳統的地圖制圖方法外，更多的課時被用于講解新形勢下的地圖制圖方法，不僅使學生掌握ArcGIS、SuperMap這類傳統的地圖制圖工具的使用，還要求他們能夠熟練使用3d Max、SketchUp等三維地圖制作軟件。從學生課后的教學反饋意見以及畢業生的就業反饋材料得知，該教學方法得到了學生與用人單位的一致好評。

2.3 組織學生參加相關競賽 目前，隨著GIS行業的蓬勃發展，各類面向在校學生的專業技能競賽也如雨后春筍般涌現，其中不乏地圖制圖競賽。這類型的專業技能競賽側重考察學生的綜合運用所學知識的能力，可以有效地提高學生的專業技能。筆者所在的安徽省每年舉行一屆“GIS技能大賽”，其中必備一項現場操作組競賽，該組考察的就是學生操作地圖制圖軟件的熟練程度。從近幾年的指導學生參賽情況來看，這類比賽對提高學生的綜合能力具有很大作用。此外，在畢業生就業時，用人單位也傾向于錄用那些具有參賽經驗的人員。

3 結語

本文基于高校地圖學課程教學中存在的不足之處，結合案例教學、實踐教學、素質提升等教學改革方法，對地圖學課程的教學進行了優化探索。在課堂理論教學中，通過引入案例教學使學生更容易理解所講解的知識，激發學生的學習興趣；在實踐教學環節，與時俱進地給學生講授行業最新出現的技術及工具，使所講知識與行業發展保持一致。此外，通過定期組織學生參加專業技能競賽提高他們的綜合能力，為其以后的就業、擇業打下堅實基礎。最后，通過實際的教學實踐，驗證了優化的教學方法的實用性與有效性。

參考文獻

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[3]廖克.現代地圖學[M].北京：科學出版社，2003.

[4]袁堪省.現代地圖學教程[M].北京：科學出版社，2007.

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一、前言

數據結構是計算機專業的一門綜合性專業基礎課，算法和數據結構是計算機科學的兩大支柱。地理信息系統（GIS）是在計算機硬、軟件系統支持下，對地理空間數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。作為計算機專業核心課程的數據結構是GIS專業的核心課程。然而，計算機專業和GIS專業學生專業背景不同，學習重點也不同。因此，在GIS專業數據結構教學過程中，根據本專業的需求，并結合專業特點，設計合理的教學內容是十分必要的。

二、GIS專業數據結構課程教學存在問題

通過數據結構的學習，要求學生掌握：數據的各種邏輯結構和物理結構，包括線性表、棧、隊列、串、樹、圖等；基于各種數據結構的各種運算，如插入、刪除、檢索等；基于各種數據結構的算法，例如基于圖的最短路徑分析、查找算法等；分析算法的效率，主要指算法的時間和空間復雜度[1]。

GIS專業是一門集地理學、計算機、遙感技術和地圖學于一體的新型專業。GIS專業的學生不僅要有深厚的計算機功底，而且還應該具有較強的空間思維能力，能夠處理和分析二維/三維的地理空間數據。然而教師在當前的數據結構教學過程中，普遍重視非空間數據的處理，較少涉及空間數據的組織和管理。同時，學生對于數據結構與GIS專業的關系非常疑惑，特別是常規的教學內容與方法，不能與專業相結合，學習起來就比較困難。

通過近幾年的教學研究，筆者在數據結構教學過程引入空間數據存儲、空間數據管理、空間關系、空間分析等與GIS專業關系密切的教學內容，使得學生對數據結構有了更好的理解，對GIS的學習也有了很好的促進作用。

三、GIS專業的數據結構教學內容改革實踐

（一）數據結構用于空間數據存儲和運算

數據結構研究內容包括線性表、棧、隊列、串、樹、圖等結構。它們不僅能夠對非空間數據進行表達，也能夠對空間數據進行表達。在數據結構教學過程中，對數據結構存儲的內容進行擴展，數據結構中存儲的不再是整型、浮點型、字符型等簡單類型，還可以是各種各樣的空間數據。

在數據結構課程教學中，要求學生能夠獨立設計點、線和面等不同維度的矢量和柵格空間數據、影像空間數據的結構體（或類），并實現線性表、棧、隊列、串、樹、圖等結構的定義和運算，使數據結構能夠處理各種類型的空間數據。

（二）樹結構用于空間數據管理

在數據結構課程教學中，要求學生能夠利用樹結構，設計典型的空間數據索引?？臻g數據的一個非常重要的特性是其海量特征。海量的空間數據管理，需要設計相應的空間索引。作為一種輔的空間數據結構，空間索引介于空間操作算法和空間對象之間，它通過篩選作用，排除大量與特定空間操作無關的空間對象，從而提高空間操作的速度和效率。比較有代表性的空間索引有格網索引、四叉樹索引、R樹和R+樹索引、CELL樹索引。

空間索引的設計需要樹結構的支持。例如，四叉樹空間索引的構建可以用樹結構進行描述。通過建立樹結構表示，表達地理空間對象，能夠實現對空間數據的快速檢索。

（三）圖結構用于空間關系表示

GIS不僅關心空間目標自身的幾何特征及屬性，還必須能夠處理其與所處環境間的關系。因此，在數據結構課程教學中，要求學生掌握空間關系的基本理論并設計相應的圖結構，使圖數據結構能夠對各種空間關系進行計算機表達。

空間關系是GIS的核心研究內容之一，主要包含拓撲、方位和度量空間關系。拓撲關系描述了空間對象在拓撲變換下的拓撲不變量；方位關系描述了空間對象之間的相對位置信息；度量空間關系是用某種度量空間中的度量來描述對象間的關系。因此，數據結構支持空間關系的計算機表達，也是數據結構教學過程中的重點。

空間關系可以通過圖數據結構來表達。圖G是由集合V（G）和E（G）組成，記為G=（V，E），其中V（G）是頂點的非空有限集合，E（G）是邊的有限集合，邊是點的無序對或有序對。在空間關系的表達過程中，采用頂點表示地理空間對象，邊表示地理空間對象之間的空間關系。V（G）表示地理空間對象集合，E（G）表示地理空間對象關系的集合。然而，地理空間對象之間存在多種空間關系，例如，地理空間對象A和B之間的拓撲關系為相離、方位關系為東、度量關系為10米。這就需要定義多種子圖，分別表達不同的空間關系，然后將各種子圖進行合并，形成一更高級別的圖集合?？梢远x圖的集合：，其中，表示圖的集合，分別表示各種子圖。

（四）數據結構應用于空間分析

GIS包含很多空間分析方法，如疊置分析、網絡分析、地形分析等。其中，網絡分析通過研究網絡的狀態以及模擬和分析資源在網絡上的流動和分配情況，對網絡結構及其資源的優化問題進行研究。在數據結構課程教學中，要求學生掌握空間分析的基本理論并設計相應的圖結構和改進的Dijkstra算法進行路徑選擇、資源分配和網流量分析。

網絡分析可以通過圖數據結構實現。例如，基于圖數據結構和改進的Dijkstra算法能夠進行網絡分析。進行網絡分析，能夠選取一條最優的路徑，也可以選擇合理的資源配置中心，同樣可以選擇最佳的布局中心。

四、結論和展望

空間數據存儲、空間數據管理、空間關系、空間分析是GIS專業的核心研究內容。教師結合GIS專業特色，對數據結構課程內容進行適當調整，強調數據結構在GIS方面的應用，使教學內容更具有針對性，既有利于增強GIS專業學生學習數據結構的興趣，又有利于GIS專業人才培養。

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關鍵詞：非GIS專業；地理信息系統；課程教學

1、非GIS專業開設GIS課程的必要性

地理信息系統（GIS，Geographic Information System）是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統[1]。從上世紀60年代初開始興起，經過50多年的發展，GIS已經滲透到與空間信息相關的各個行業，成為各個行業解決問題的基本工具，從而使得GIS專業人才的需求大量增加。由于GIS是一門集計算機科學、地理學、測繪、環境科學、城市科學、空間科學、信息科學和管理科學等為一體的新興邊緣學科[2]。相對于GIS專業的學生，非GIS專業學生基礎知識掌握不夠，對GIS先行課程如計算機、地圖學、地理學、測繪學、數據結構、數據庫等知識不甚了解。導致非GIS專業的學生在學習該課程時抓不住重點，覺得理論性太強，學習很吃力，和本專業聯系不大，不敢興趣。所以非GIS專業的GIS課程設計與教學方法必須結合本專業的特點進行設置。

2、課程教學安排的探討

非GIS課程的設計應緊密結合本專業，使學生掌握GIS的基本概念，熟悉數據的組織和管理常采用的方法，掌握空間數據的采集、輸入和編輯等基本內容和方法，熟悉GIS空間分析的基本方法，能夠以GIS軟件為基本工具，解決自己所學專業領域實際問題。為了實現這個目標，必須根據專業需求制定教學大綱、教學計劃和實綱，確定合理的課時、學分、授課方式、實驗內容等，根據專業需求進行內容的篩選，在理論課和實驗課之間進行合理課時分配，確定考核形式和要求。

2.1教學內容組織

地理信息系統是一門典型的交叉型邊緣學科，其顯著特點是多學科集成，涉及的知識面廣，發展與內容更新的速度快，滲透性和空間抽象性強，研究對象的空間尺度變化大。對于非GIS專業而言，由于專業課程的限制，在基本知識缺乏的情況下，對地理信息系統課程教學內容組織和篩選就顯得尤為重要。

因此，在編制非GIS專業的教學大綱時，應考慮非GIS專業學生的專業背景，讓學生了解GIS的發展歷史、現狀及未來發展趨勢，對GIS有基本的認識與了解。同時，讓學生熟練掌握GIS的數據來源，利用GIS專業軟件進行數據采集和編輯、空間分析以及GIS產品的制作與輸出的方法。了解地理信息系統數據庫、地理信息系統模型與建模等部分內容。培養非GIS專業學生利用GIS知識解決問題的基本意識，增強學生利用GIS處理本專業基本問題的能力。

2.2理論教學模式

非GIS專業的地理信息系統課程宜采用靈活多變的教學模式。理論課程采用多媒體進行教學，在教學行式上，采取講解、演示、課堂討論和案例分析等多種形式相結合，針對不同專業需求，選擇相應的學習形式，突出重點、培養學生靈活的思維模式和學習方法，通過具體實例讓學生了解GIS在實際生活中的應用。如對比學生熟悉的選課以及查詢成績的教學管理系統與地理信息系統，讓其了解其他管理信息系統與“地理”信息系統兩者之間的區別與聯系，增加學生的學習興趣與熱情。非GIS專業開展GIS課程的目的是為其專業提供一個GIS分析手段，最終目的還是要用來解決其專業領域的問題。因此，在講解GIS在本專業的具體應用時，采用案例分析的方式，使學生熟悉利用GIS解決實際問題的流程和空間分析的基本方法與特點。但是，在案例的選擇非常重要，應選擇學生所學專業領域相關的應用案例。

2.3實驗教學內容的選擇

上機實驗是從理論到實際應用的重要環節，許多內容如數據采集、編輯、空間查詢與分析、地圖的編制與輸出等都必須通過實驗，才能夠真正理解和掌握。同時激發同學們進一步學習的欲望。實驗內容設計除與教學內容同步外，還應與相關專業緊密結合，最好是以學生所學專業問題為實驗目標，選取適量的實驗數據，通過GIS的不同專業軟件操作，達到解決問題的目的。軟件一般選擇比較成熟的ESRI公司的ArcView軟件和ArcGIS軟件。從簡到難，要求學生對這2款軟件的界面、基本功能以及一般的空間分析功能能夠熟練的操作。針對不同專業需求，實驗的具體內容應盡可能地與其專業知識相結合。通過實驗操作，使學生能夠利用所學的GIS知識，與專業相結合來解決專業領域的問題。有助于提高學生的學習效果，加深學生對GIS理論知識和本專業之間的聯系。通過這樣的實驗課程，不但加深了對GIS的基本功能的了解，而且能夠利用GIS工具解決專業實際問題的方法，從而達到真正的學以致用。

2.4考核方式上選擇

要想培養學生的創新性思維模式、拓寬在GIS領域的知識，就必須改變考試方法和考試內容，使考試方式靈活多樣。要拋開傳統的對課本內容死記硬背，出現高分低能現象的考試形式，針對非GIS專業地理信息系統的教學目標和課程本身的特點，可以采用如課后作業、實驗成果、讀書報告、設計、考試等多種方式相結合，成績按一定比例分配的考核行式。這樣使學生能拋開課本，養成隨時查閱相關資料的習慣，并能分析研究問題，提出自己的見解。為了真實反映學生的學習效果，最后針對考試的內容要合理的選取：除了考查學生對基本知識掌握的程度，還需要考核學生與實驗相關的軟件操作能力和實際應用分析能力。通過這樣的形式，改變學生臨時抱佛腳的不良學習風氣，能較好的體現教學效果，促進學生的學習積極性。

3.結束語

由于GIS本身的特點以及在各個行業的應用、以及GIS空間分析能力的不斷提高，使得GIS被越來越多的專業所應用。然而針對不同專業和技術背景的人員，對GIS的理論及應用的掌握是有所不同的。非GIS專業教學過程中應采取與專業緊密結合的多樣化教學方式，從多環節進行合理的設置和優化。另外，加強GIS授課者自身綜合素質的培養，提高其相關專業水平，也是促進GIS教學質量提高的重要指標。

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篇（5）

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0146-02

地理信息系統是由計算機硬件、軟件以及不同方法組成的系統，用來支持空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示[1]。其英文表達多數稱為Geographic Information System或Geo-Information System，實際工作中一般簡稱為GIS，是一門集計算機科學、地理科學、測繪科學、遙感等學科和技術于一體的新興學科。自從20世紀60年代萌芽以來，至今已發展了四十多年的歷程。地理信息系統已經從少數專業領域（地圖學、地理科學）的應用，擴展到眾多學科領域，在大部分專業中均有涉及，如環境科學、農業資源環境、生態學、遙感、森林經理等，目前在政府農業部門、林業部門、環境保護部門、漁業部門、水利部門、氣象部門、國土部門，甚至公安部門和軍事部門都有了很廣泛的應用。可以說地理信息系統深入到社會各個領域[2]。

隨著對GIS認識的不斷增強，眾多高校開設了地理信息系統課程，我校的土地資源管理專業、農業資源與環境專業、環境科學專業、生態學專業、環境生態工程專業、林學專業、農學專業、海洋資源與環境專業等都分別以必修課或選修課的形式開設了相關GIS課程。從實際情況來看，地理信息系統課程建設尚需要若干工作完成，在課程進行的過程中有些內容仍然亟需完善，是擺在我們面前的一個重要任務。因此，本文以“山東省特色名校工程”――應用型人才培養為契機，探討土地資源管理專業中地理信息系統教學的設置和改革具有較好的實踐價值。

一、GIS在土地資源管理專業中的地位和教學要求

土地資源管理專業學生主要學習土地資源調查、規劃、管理等方面的內容。專業要求之一就是培養學生具備運用現代技術手段進行調查分析和實際操作的能力。地理信息系統作為一項新興技術，是集計算機、地學理論等于一體的新興交叉學科，同遙感和全球定位技術一樣，都需要學生熟練的掌握運用。因而我校土地資源管理專業將地理信息系統課程設置為主干課程，是必修課程之一[3]。

地理信息系統課程要求土地資源管理專業學生能夠熟練的運用常見的GIS軟件解決土地資源的調查、建庫、評價、分析、模擬等問題。學好這些需要學生既要有扎實的計算機文化基礎知識，又要有地圖學的基礎，還要具備土地資源學及土地管理學方面的知識。因此，在理論教學的同時，開展實驗和實習實踐教學相統一[4-5]。

二、GIS課程在土地資源管理教學中的體系設置

考慮到地理信息系統是一門交叉學科，單純的講述相關內容，學生可能不容易掌握，又因為許多概念和原理比較難懂，十分抽象，因而需要合理的設置地理信息系統課程在專業課程設置中的位置。

我院根據教學實際，首先在土地資源管理專業大一課程設置《計算機文化基礎知識》，了解計算機相關知識，掌握基本的計算機操作理念。在大二上學期開設《地圖學》課程，讓學生掌握地圖計算機制圖學的地理參考理論和方法。在大二下學期開設《地理信息系統》課程，同時開出《基礎遙感》課程，這樣學生在學習地理信息系統的同時，能夠同時掌握遙感科學的技術和知識，起到互補的作用。因為地理信息系統是導論式的教學內容，針對專業特點，大三又開設《土地信息系統》課程，專門作為地理信息系統在土地行業的專題應用課程。大四開設《GPS技術》，讓學生了解數據獲取時地理坐標的表達和建立過程。

整個結構框架，很好的保證了地理信息系統課程的進行，更容易讓學生掌握其知識、原理，熟悉地理信息系統在整個學習中的結構。

三、GIS教學中的具體措施

有了上述結構上的良好的保證，我們在教學過程中，從以下幾個方面進一步進行課程的進行和改革。

（一）借助多媒體教學

多媒體技術在教學中的應用體現了眾多的優勢[6]。在地理信息系統教學過程中，由于涉及到的概念往往都很抽象，諸如“矢量數據結構、柵格數據結構”等，學生一般不太能夠接受、理解這樣的概念，所以對這方面知識的理解也就減弱。再如“數據采集內容中的圖層”概念等，之前學生一般都沒有接觸過，頭腦中無法形成對應的理解，所以更無從談及對此內容的掌握。因此，在教學中，我們主要以多媒體教學為主，利用生動的圖件、動畫等，讓學生感受到鮮活的知識，直觀的體會相關知識，有助于理解抽象的原理等。

（二）利用模型進行演示教學

在多媒體教學的同時，教研室購買了一批教學模具，一些難以用語言、動畫表達的概念，可以借助模具來展示。如在地圖投影內容講解過程中，我們可以用地球儀和屏幕的相對關系來表達地圖投影的概念，通過兩者之間的關系表達投影的類型等。講授地理信息系統產品內容時，產品類型有數字地圖和紙質地圖兩種類型，數字地圖部分我們利用計算機屏幕顯示一幅相關圖件，而紙質地圖部分我們可以給大家展示一幅某地區的土壤圖或土地利用圖，學生立刻就有了明確的對比。

（三）加強實驗、實踐教學

理論教學的同時開設同步的實驗課程，地理信息系統實驗課程的學時保證達到24學時。實驗課程的內容主要涵蓋了數據的采集、處理、數據庫建設、空間分析、輸出等地理信息系統主干內容，具體的實驗例子以國土事例為主。實驗教學過程主要是在機房，通過投影儀給學生演示基本的實驗操作步驟，然后布置作業讓學生自己完成。部分綜合性比較強的實驗，通過任務驅動式的方式進行[7]，既能夠加強操作技能，又把所學的課程知識連貫起來。通過24個學時的實驗課程，一方面學生掌握了各項實際的操作技能技巧，另一方面加深了對理論知識的理解。

GIS課程結合基礎遙感課程聯合開設了1周的課程實習，以GIS和RS所學基本知識為基礎，布置實習任務，讓學生分組完成相應的地學任務。通過教學實習，增強學生感性認識，促進學生對GIS技術的理解和應用。

（四）多種教學方法綜合運用

越來越多的研究發現，教師在上課的同時并不是只應用一種教學方法或者方式，而是多種方法的綜合應用。在地理信息系統的教學中，可以利用教師的科研項目作為案例進行教學，既可以增加學生的學習興趣，又達到了與實際相結合的目的。另外在教學中，可以階段性的提出幾個問題，通過課堂討論，對培養學生的創新思維。對于部分內容，讓學生參與講授，通過課下準備和課堂演講，鍛煉學生的課件制作能力和口頭表達能力。

（五）充分發揮網絡教學的作用

隨著互聯網的廣泛應用，許多課程也開展了網絡化的教學研究工作。越來越多的實踐證明網絡在教學資源共享方面起到了巨大的作用。與此同時，我校開發了網絡教學平臺，教師可以上傳相關教學資料、課程練習題、批改作業，學生可以通過平臺與教師進行咨詢、上交作業等互動。我院地理信息系統課程制作了精美的課件，連同教案、練習題、教學大綱、參考文獻等內容一同上傳至網絡教學平臺，為學生提供課下自學和練習的素材。同時，土地資源管理專業的地理信息系統課程通過錄播教室進行全程錄像，制作了高清晰的課堂視頻，學生可以利用視頻在課下加深對相關內容的理解。

四、小結

《地理信息系統》課程在土地資源管理專業中是一門非常重要的主干課程，學生在專業學習的過程中需要掌握地理信息系統這門工具，通過掌握相關技術完成土地資源的調查與管理。在教學中，我們應該設置好地理信息系統課程在整個學科專業中的架構。以現代化多媒體技術教學為主，綜合運用多種教學方法和模式。注重實驗教學和實踐教學，提高學生對地理信息系統操作技能的掌握能力。大力開發網絡教學平臺，促進課程的網絡交流與互動，加大對地理信息系統學習的力度。多種途徑、綜合完成對土地資源管理專業學生在GIS課程中的培養。

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[4]尚穎娟，劉秀華，谷達華.土地資源管理專業地理信息系統課程實驗教學改革[J].西南農業大學學報（社會科學版），2011，9（5）.

篇（6）

【摘 要】 本文以湖南農業大學人文地理與城鄉規劃專業為例，總結分析了地理信息系統實驗內容設計和實驗教學改革方法，以期培

>> 人文地理與城鄉規劃專業地理信息系統課程教學改革實踐與探索 《地理信息系統》課程實驗教學的探索與思考 人文地理與城鄉規劃專業課程體系建設探索 人文地理與城鄉規劃專業設計基礎課程教學研究 《地理信息系統》課程實驗教學要點分析 廣西人文地理與城鄉規劃專業及實踐課程建設初探 人文地理與城鄉規劃專業《環境學概論》課程教學改革研究 人文地理與城鄉規劃專業實踐教學改革研究 人文地理與城鄉規劃專業產學研結合實踐教學體系建設 地方高師院校人文地理與城鄉規劃專業實踐教學探討 環境地理信息系統課程教學改革與探索 地理信息系統課程實踐教學的改革與探索 地理教育專業《地理信息系統》課程教學改革探討 地理信息系統實驗教學方法探討 地理信息系統專業雙語教學探究 人文地理與城鄉規劃專業“三結合”專業實習模式探析* 轉型發展背景下人文地理與城鄉規劃專業實踐課程體系的構建 基于學生認知調查的“人文地理與城鄉規劃”專業課程建設探討 人文地理與城鄉規劃專業畢業生去向調查分析 基于志愿者模式的人文地理與城鄉規劃專業校外實踐教學基地研究 常見問題解答 當前所在位置：l.

[6] 郭紹青.任務驅動教學法的內涵[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，湖南農業大學資源環境學院農業資源系講師，博士，主要從事環境遙感與GIS等方面的教學和科研工作.

篇（7）

    信息管理專業是地方型院校的新專業，主要學習經濟、管理、數量分析、信息管理、計算機及信息系統方面的基本理論和基本知識，得到系統分析和設計方面以及信息管理方法的基本訓練。運籌學課程不僅是信息管理專業的必修課，同時也是許多理工科專業的必修、限選或者任選課程。如何根據不同專業特征來優化課程結構和教學內容，提高運籌學的教學效率，是目前眾多高校重點研究的課題之一。國內外不少高校己經推出了一些積極舉措，包括組織編寫或者翻譯能夠反映新需求的高水平教材、豐富教學環節、改革教學內容等。如清華大學組織出版了美國著名的《introduction to operations research》、《運籌學:決策方法》等一系列教材，對于國內運籌學教材改革起到了很好的促進作用:山東大學通過國家精品課程建設系統地優化了運籌學課程體系，改革了考核體系，重視實踐教學和學生能力培養等，;北京理工大學韓伯棠教授主持了運籌學精品課程網站建設，內容豐富，使用先進的教學方法，注重學以致用，在網上不僅提供相關的參考文獻，還為學生和讀者提供互動在線答疑的功能，為運籌學課程的教學方法改革提供了有效參考。

1教學現狀、存在的問題

1.1教學目的不夠明確

    目前，多數運籌學課程的教材存在著重理論、輕應用的傾向，羅列了一大堆定理、公式和算法，很少有運用運籌學解決實際問題的案例。教學中忽略了運籌學與多學科的橫向交叉聯系和運用運籌學解決實際問題，使得學生只會按照規定的模式算題，而不善于處理大量的現實生活問題。

1.2教學內容選擇不夠恰當

    目前許多高校在運籌學教材和教學內容的選擇上存在著一定的隨意性，甚至存在著教材因人而定，教學內容因人而選，實驗課因人而開的現象。運籌學具有多個理論分支，每一個分支用于處理不同的問題，各分支之間處理問題的方法差別較大。對于信息管理類專業，需要將經濟、管理、計算機等系列知識充分聯系，單純掌握某一個分支的求解技巧或者概念的符號表述，對于其培養學生運用現有的數學工具建立模型求解實際問題的能力是很不利的。

1.3教學方法不夠靈活

    運籌學是一門綜合性和應用性很強的課程，而目前許多高校的授課老師大部分是從數學或其它專業中調整過來的，授課時大多采取的是講授法，教學手段不夠靈活，考核方法比較傳統。教學中師生聯系方式單一，互動性差，教與學信息反饋不及時，嚴重影響教學效果。

2教學改革思路

2.1明確學習目的，端正學習動機

    好的開頭是成功的一半，第一堂課的緒論教學重點介紹運籌學產生的背景、運籌學思想在我國古代搏奕中的應用、運籌學在信息管理中的應用，讓學生認識到本門課程對未來從事管理工作的重要作用，充分調動學生的好奇心和求知欲。平時教學中可以結合管理科學的前沿，介紹一些最新的發展動態，如供應鏈管理、erp等，使學生認識到管理科學的最新發展大多都運用了運籌學做工具等，結合己學過的計算機等相關知識應用，來更好地激發學生學習的興趣。

2.2精選教學內容，提高學習效果

    運籌學的分支很多，各個分支自成體系，涉及的領域非常廣泛。每個分支解決的問題、建立的模型、解題的方法截然不同，面對這么多的內容，憑有限的課時是無法講完的，應有所側重的選取授課內容。從實際應用情況來看，線性規劃、整數規劃、目標規劃、動態規劃等運籌學分支應用較廣，應作為一般專業必須學習的內容。另外，根據信息管理專業的要求以及教學時數的情況，可適當增加其它分支的內容，如決策論、對策論、圖論與網絡、排隊論、存儲論等等。

    針對信息管理類專業，運籌學教學內容安排上應注意前后課程的銜接關系，注意課程內容是否存在交叉環節來進行教學內容的取舍。如運籌學中圖論在數據結構、離散數學等課程中有關章節已有介紹，針對圖與網絡模型中最短路問題、最小樹問題、中國郵路問題和最大流問題存在交叉，這就需要任課教師之間要相互交流，有所側重的介紹相關教學內容。

    由于運籌學學科研究的核心是利用數學模型的手段去解決經濟管理中的問題，所以管理問題應該作為教學內容的重點和主導方向，運用運籌學模型去進行人力資源管理、生產管理、設備管理、決策管理等方面的分析。如在線性規劃的對偶理論教學中應突出對偶問題的應用、影子價格和市場價格的對比分析，突出對偶理論的核心是對資源的恰當估價;網絡計劃中的關鍵路線法和存貯論，分別對后繼課程如項目管理和 erp中庫存訂貨點管理有很大的價值，應重點進行探討。

    此外，在教學中需要密切注意運籌學研究的最新動向和最新成果，及時以新的研究成果補充或替代不完整的或陳舊落后的內容。

2.3改革教學方法，重視能力培養

      (1)抓住突出問題，采用互動的啟發式教學。在運籌學授課過程中要抓住突出問題。運籌學教學中，線性規劃部分是重點內容，也是基礎內容。其他如運輸問題，整數規劃，圖與網絡分析等部分，都是在線性規劃的基礎上延伸出來的，因此，線性規劃這部分內容學習效果的好壞，嚴重關系到這門課程的整個教學效果。另外，堅持啟發式教學有明顯效果。如講授運籌學整數規劃的分支限界法時，將算法分析與設計課程中的詳細分解步驟與具體問題的圖形解法結合起來，層層深入，充分引導學生積極思考，讓學生在課堂上保持興趣盎然的學習狀態，可激活學生的思維，利于觸類旁通。

      (2)適當運用多媒體課件。與傳統板書講授進行有機的結合，根據運籌學課程講授內容的特點適當運用多媒體課件進行輔助教學，是運籌學教學的一大特點。如對于線形規劃問題的圖解法、動態規劃問題、網絡最大流問題等內容的講授，通過多媒體課件，能減少大量重復過程的書寫，并通過動畫效果、交互按鈕等工具將問題化繁為簡，使之生動形象;但是課件的放映切換無法確保問題求解的連貫性，運籌學教學過程中存在很多求解過程長、步驟多、前后銜接性強的問題，如單純形法、運輸問題的表上作業法等，由于每張幻燈片的內容篇幅有限，頻繁地切換易于讓學生眼花繚亂、應接不暇，難以有停頓思考、消化吸收的時間，講授這些知識點采用傳統板書講授為有效，更利于學生理解和消化。

      (3)積極引入案例教學。通過案例教學，可以使學生對該學科有更為感性的認識，加深對運籌學概念的理解與應用，鍛煉學生應用能力和應變能力。如講解排隊論時，以改進高速公路收費系統為背景案例，引導學生學習排隊論的理論知識，然后解決實際問題。又如在講背包問題時，以物流配送系統為背景，分別探討在重量受到限制、體積受限制的情況下，引導學生得到一維背包問題的啟發式算法:先計算各種物品的價值重量比，然后按比值從大到小，依次選取。進一步可以將送貨時間受限制等因素介入探討，具體算法又將有較大變化，因勢利導，啟發學生的思維。

2.4加強實踐環節

    運籌學主要是用于解決復雜大系統的各種最優化問題，涉及的變量非常多，約束條件非常復雜，實際的運籌學模型往往非常龐大，必須借助于計算機才能夠完成問題的求解。定期安排上機實驗，主要強調如何使用電子表格軟件microsoft excel建立運籌學模型并求解，以及使用undo, lingo, matlab等軟件來解決計算問題。鼓勵學生努力嘗試新方法，開拓新思路，密切聯系實際應用問題，具備一定的計算能力。

    另外，充分利用現有的網絡應用條件，提供網上練習、模擬試題庫，進行網上互動答疑等多種形式也是對運籌學教學的一個有效補充。

2.5與數學建模競賽緊密結合

篇（8）

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A ？搖文章編號：1674-9324（2013）09-0047-02

近幾年來，隨著科學技術的飛速發展，社會對人才提出了更高的要求，其突出特征就是創新能力和實踐能力。我們知道，實踐能力不能一蹴而就，而是在日積月累的理論及實踐鍛煉中逐漸積累而來。而對于生物技術本科專業，亦正面臨著一個困擾的問題，即一方面學生抱怨難于找到合適工作，而另一方面用人單位又認為該專業學生理論性強而實踐能力欠缺，無法快速進入工作角色，從而最終造成原本極具潛力的生物技術專業成為了社會所淡漠的領域。這個現象值得我們去深思和探究，那就是生物技術專業的理論是建立在大量實驗基礎之上，學生僅通過第一課堂的理論性學習，不能徹底掌握和了解所學知識體系，從而造成了學生拋去書本一問三不知的現象。而如果對第一課堂的內容進行延伸，開展第二課堂教學體系，加入對學生動手操作能力、實驗技術實踐能力及創新能力的培養，那我們現今所凸顯的問題就會得到一定程度的緩解，因此，生物技術第二課堂教育體系必成為生物技術專業人才培養目標的重要教育環節。

一、開展生物技術專業第二課堂的特點及意義

1.形式靈活、突出學生主體，利于學生個性發展。傳統教育一般上課教學采用“教師為主，學生為輔”的方式進行單向講授式交流，學生缺乏興趣及主動性，也欠缺對所學問題的思考和辨析。而生物技術專業第二課堂體系以團隊分組形式進行，根據具體內容采用多種靈活方式，例如：課堂學習及實驗室實踐相結合，集體活動和小組討論相結合，開展專業知識技能競賽等方式來加強和提高學生學習的主動性，從而更有利于學生身心發展，為實踐能力及創新能力的培養奠定基礎。

2.內容豐富，實踐性強，是教學內容的補充和深化。生物技術專業本身特點決定了所培養人才應具備高起點、高綜合素質、高實踐等諸多方面的能力。但第一課堂的教學僅能滿足該專業學生理論水平的高起點，卻在實際專業實踐中成為學生綜合素質的一個短板。如今，逐漸引入的生物技術專業第二課堂教學即成為了第一課堂的延伸和補充。一方面，其可以將抽象、枯燥的理論性內容通過多媒體、具體實驗、社會實踐等方式直觀化、具體化，使學生學習起來更容易吸收；另一方面，第一課堂的教學也通過第二課堂循序漸進的方法將教師講授的內容表述的更加直觀、形象，從而降低教學難度。這樣兩者的相互補充，就在真正意義上達到了第二課堂成為第一課堂教學內容的補充和深化。

3.激發學生興趣，造就適應社會發展的全新人才。我們常說生物技術專業就業難，究其原因主要在兩個方面，第一是社會大需求與人民小需求之間供需的矛盾問題，第二是我們培養出的人才和社會需求標準之間的矛盾問題。近年來，社會對人才的需求越來越高，生物技術領域的碩士、博士學歷已經不再是用人單位衡量的唯一標準，反而實踐能力及創新能力在就業中占據著重要地位。因此，在第一課堂之余構建第二課堂教學體系，能使學生通過該載體更加貼近社會所需、提高自身駕馭知識及技能的能力，同時也通過具體活動及實踐鍛煉到自己的語言表達能力、組織能力及團結協作能力，而這些都成為該專業學生將來適應社會并被用來衡量其價值的根本指標。

二、新疆農業大學農學院生物技術專業第二課堂的建設與實踐

1.探索生物技術專業“高起點、高綜合素質、高實踐創新能力”的人才培養模式。農業類院校是農學類人才培養的搖籃，學校及學院圍繞的中心工作也是如何培養適應社會需要的高素質專業技術人才。新疆農業大學農學院生物技術專業自1997年開始招生以來，一直重視理論和實踐相結合的教學體系建設。經過農學院幾年對生物技術專業第二課堂教學體系的建立與實踐，現已初見成效，其大體包括三大教學階段，即“延伸性”基礎實踐教學階段、“發展性”專業實踐教學階段及“創新性”實踐教學階段。在這三個階段中，第一個階段是基礎，主要是讓學生進入實驗室，了解實驗室工作流程、試劑的配制及基礎實驗的操作，這一階段是對第一課堂內容的具體補充；第二個階段是核心，在補充學生基本實驗技能知識及加強動手操作能力基礎之上，我們依據學生的具體興趣及工作崗位要求來對學生進行第二階段的培養，這一階段不僅能使學生在前一基礎之上進行較大飛躍，更關鍵在于拓展了學生專業實踐技能，因此起著承上啟下的功能；第三個階段是升華，學生通過成立科技小組和創新小組來提出課題、組織實施并完成課題。通過連續不間斷的三個階段的逐步培養，使學生除具備實踐技能外，還具備能獨立提出問題、分析和解決問題的能力。從而使學生最終達到“高起點、高綜合素質、高實踐創新能力”的標準。這即為我們實施這一教學體系的具體培養模式。

2.建立形式靈活、多種多樣的生物技術專業第二課堂教學的有效載體。目前，大學生通常具有好奇心強但集中度和持久度較弱的特點，所以在建立生物技術第二課堂的教學體系中，我們根據學生的身心發展建立了多種組織形式，例如：讓學生擔任老師角色，在指導教師的陪同下進行專業基礎實驗技能知識的講解；讓多位學生成立起實驗小組，組與組之間準備教學實驗并互相評分，取長補短；邀請有專業工作經驗的學長進行心得交流，拓展學生的知識面。目的在于通過多種多樣的形式讓學生充分以組織者、管理者、參與者等多種身份加入第二課堂的具體活動中，為第二課堂實踐教學的開展提供有效載體。

3.評價考核學分化，加強和規范對生物技術專業第二課堂教學的管理和指導。生物技術第二課堂教學體系在提升該專業學生的綜合素質方面的作用毋庸置疑，然而，由于各種原因，第二課堂教學活動體系始終處于第一課堂的附屬地位，沒有受到應有的重視，從而也不能保證第二課堂教學活動的有效開展。所以，我院在生物技術第二課堂教學活動中引入學分制，加強和規范對第二課堂教學活動的管理和指導。采用學分制，就是將學生活動的課程成績納入學籍管理，達不到基本要求的學生不能正常畢業。學分制的采用打破了學生在規定時間完成某一專業全部課程的學習模式，給予了學生更大的自由。同時，指導教師亦可通過有計劃地活動和學生進行個體實踐活動相結合來進行，這樣使學生的積極性、主動性和創造性均得到了更大的發揮，從而提高第二課堂教學活動的實際意義和現實收益。

三、教學實踐中存在的問題及解決方案

近期筆者經組織調查問卷結果統計，學生參與第二課堂教學活動熱情度很高，但從整體上來講，有少數學生會反映參與第二課堂教學活動內容涉及面還較小，不是很能滿足學生對本專業基礎知識技能及未來職業規劃方面的需求。而這也是目前眾多高校第二課堂教學活動的一個通病，即活動內容涉及面小，不能緊密結合專業理論及社會需求技能等方面的內容。我們知道，如今社會對人才的篩選不僅考查其是否擁有專業理論知識和技能，還越來越注重學生的實踐技能水平、職業道德及基本禮儀等人文素質。如果我們僅僅偏重了理論知識的傳授，而忽視了技能的培訓及人文的教育，那再有滿腹經綸的學生也未必能發揮應有的作用。因此，我們已經開始把培養好學生專業技能技巧，提高其職業競爭力及同人文修養的培養方面提高到同一認識層面，并逐步開展工作，這樣會使培養的學生更具發展潛力，也更適應于社會的發展。

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[5]張黎明.大學生實踐與創新能力素質培養問題研究[J].湖北經濟學院學報（人文社會科學版），2009，（4）.

篇（9）

目前，人類社會已進入全信息時代，社會對電子信息工程專業人才的培養要求在不斷提高。我校屬于新建地方本科院校，致力于培養應用型人才。應用型人才可以分為學術型、工程型、技術型和技能型四種類型。根據我校已獲批為教育部“卓越工程師”計劃培養單位，并正在籌劃將電子信息工程專業申報為2013年新增培養專業的情況，我校的電子信息工程專業定位于工程應用型。

一、指導思想

通過走訪學習了華中科技大學、中南大學、湖南大學、國防科技大學和桂林電子科技大學等高校，確立了我校電子信息工程專業實踐教學與創新能力培養的指導思想：以創新意識培養為先導，以學生能力培養為主線，以加強學生工程訓練和設計能力培養為重點，構建“基本知識—綜合能力—工程應用—創新意識”的階梯式實踐教學培養模式。

二、具體實踐

1.實驗和課程設計方面。實驗是底層也是基礎的實踐能力培養手段。包括從通識教育到學科基礎知識體系，到專業方向知識體系，再到創新能力培養等所有知識領域的課程實驗。我校電子信息工程專業實驗室組織結構圖如圖1所示。實驗類型有驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗。一方面，為了加強學生的實踐動手能力，本專業增加了實驗課時，達到了276學時（由表1可見）；另一方面，為了加強學生創新能力的培養，提高了實驗項目中設計性和綜合性實驗的比例，達到了85%。

課程設計作為一個重要的實踐教學環節，是學生學完課程后綜合利用所學的知識進行設計實踐的一種實踐教學形式，一般由教師出題、指導，學生進行設計。本專業的相關課程設計包括程單片機技術課程設計、電子線路綜合設計（低頻）、通信電子線路課程設計、通信技術綜合課程設計和專業方向課程設計等。要求學生除了完成理論設計外，還要進行實物制作或在工程實踐中心進行模擬操作。

2.工程實踐中心方面。為了使學生在畢業后能夠盡快適應工作環境、受到用人單位的歡迎，一方面，我們利用中央財政的支持建立了信息處理與通信工程實踐中心，中心以國內外主流通信設備商（中興通訊）的實際產品為支撐，能夠實現程控交換、光纖通信、信息處理、3G技術方面的工程實訓拓撲圖如圖2所示。另一方面，選派多名專業教師到中興NC通訊和華為訊方參加講師資格培訓，要求除了掌握中興通訊設備的各種知識和使用方法，還要掌握它和其他的主流設備的區別之所在。并通過比較教學法，拓寬學生的知識面和工程應用能力。

3.實習基地方面。我校電子信息工程專業的實習由金工實習、電工實習、電子實習、生產實習和畢業實習5個部分組成。我校在校內建有湖南省優秀實習基地電工電子實習基地，由圖1所示的電工實訓室和電子實訓室組成。為了進一步提高學生的工程實踐能力，我校還加強了校外實習基地的建設。先后建設了中國電信衡陽分公司實習基地、中國移動衡陽分公司實習基地、中國聯通衡陽分公司實習基地、上海上嵌實習基地等15個校外實習基地，其中中國電信衡陽分公司實習基地為湖南省優秀實習基地。實習基地可以提供程控交換設備、光傳輸設備、數據通信設備、通信電源設備、3G移動通信等在網運行設備及嵌入式實訓，可以與校內的工程實踐中心和實驗室互為補充。實習基地不僅能為學校解決實習環境受限的困境，同時長期合作中也造就了一批優秀的“雙師型”實習指導教師隊伍，這也是學校的重要收獲。另外，我校還邀請實習基地的資深專業技術人員和管理人員來校講座和座談，研究和完善本專業的培養方案。

4.創新能力培養方面。為了加強本專業學生創新能力的培養，學校在原有的開放運行平臺的基礎上增設了兩個創新開發室，并專門設置了元器件庫，學生可以根據需要從元器件庫借主要元件進行項目的設計開發，完成后再歸還給元件庫。通過這種形式提高了學生進行創新設計的興趣。在此基礎上，我們又設立了“圓融杯”校內大學生電子設計競賽，成立了電子協會，鼓勵學生參加全國大學生電子設計競賽、挑戰杯全國大學生課外學術科技作品競賽、全國大學生數學建模競賽、衡陽市大學生科技創新大賽等賽事。另外，學校也積極鼓勵教師申報湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目，以項目育人的形式培養學生的創新能力。再者，我們鼓勵畢業班的學生利用畢業設計環節加入到指導教師的科研項目中去，讓學生直接接觸科研、接觸工程。

三、取得的成績

通過科學的嘗試與探索，我校電子信息工程專業在人才培養方面取得了一定的成績：在2009年全國大學生電子設計競賽中，該專業學生張桐等獲得全國一等獎1項；在2011年全國大學生電子設計競賽中，該專業學生廖靖等獲得湖南賽區一等獎1項；該專業學生高思白的“新型廚房垃圾處理器”獲國家實用新型專利1項；另外，該專業學生還在湖南省大學生機械創新大賽、湖南省“挑戰杯”大學生課外科技作品競賽、全國大學生數學建模競賽、衡陽市大學生科技創新大賽等賽事中取得了好成績。畢業生的培養質量也得到了各用人單位的認可與好評。

經過幾年的教學實踐，學校提高了應用型本科電子信息人才的實踐技能，同時也提高了學生的創新能力，縮短了學生適應通信崗位的時間，增強了學生的就業競爭力，符合應用型本科電子信息工程人才的培養目標。

參考文獻：

[1]胡永祥，等.應用型通信工程專業實踐教學體系的構建[J].湖南工業大學學報，2011，（3）：105-108.

[2]李益才.通信工程特色專業實踐體系與實驗室建設研究[J].中國電力教育，2011，（29）：132-135.

篇（10）

地理科學

地理科學是相對傳統的專業，除了部分重點大學在該專業上重點培養地理科學基礎研究人才，一般院校的地理科學多為師范類專業，主要培養現代地理科學基礎理論扎實、基本知識全面、基本技能熟練，教學能力，適應現代地理教學發展需要，能在高等院校和中等學校從事地理教學、教學研究和其他教育工作，也能在科研機構、相關管理部門和企業從事科研、管理、規劃與開發的高素質復合型專人才。地理科學的主干學科是地理學和教育學，核心知識領域是天文學、地質學、自然地理學、人文地理學、區域地理學、3S（遙感、地理信息系統、全球定位系統）技術、地理教學論。通過自然地理野外實習、人文地理野外實習、地理教學實習等主要實踐環節，要求學生掌握地理科學的基本理論、基本知識和基本技能。

與地理科學類其他三門專業相比，地理科學是一門能夠讓學生全面掌握地理科學知識、理論和技能的專業。該專業的全面性在畢業生的工作中也能體現出來，比如學生畢業后可以成為一名稱職的專業地理教師，或是從事地區綜合分析研究的專業人士，抑或是城市區域規劃旅游規劃的專才等。當然，對旅游有興趣的畢業生完全可以成為一名職業的旅行家，至少可以是旅游咨詢師或旅游體驗師！

自然地理與資源環境

自然地理與資源環境是從資源環境與城鄉規劃管理這門專業拆分而來的，主要培養具備自然地理與資源環境的基本理論、知識和技能，具有一定的開展科學研究的能力，立足于地球表層特征及其變化、自然資源管理、環境保護，能在科研教育單位、相關政府部門、企事業單位從事自然地理過程、環境變化研究和資源管理、環境保護或應用的高素質復合型科技專門人才。自然地理與資源環境的主干學科是地理學和環境學，核心知識領域為自然地理學類、資源類、環境類、地圖與測量學類、數學與信息類。通過地質學基礎野外實習、自然地理野外實習、專業綜合實習或區域地理綜合實習等實踐環節，要求學生能夠掌握自然地理與資源環境領域的基本理論、基本知識和基本技能。學生畢業后能從事國土資源整冶、自然資源開發利用與規劃管理、環境保護與治理、生態環境規劃以及城市規劃與管理等方面的科研及管理工作。

國內開設自然地理與資源環境的學校較多，專業的培養方向自然大不相同。高考生如果對自然資源、環境檢測保護、土地資源、房地產等情有獨鐘，應該在填報志愿前了解一下欲報考院校的該專業的實際培養方向，比如南京大學該專業偏向于土地、旅游、水、海洋等資源的開發利用、規劃保護管理；中山大學該專業專于水資源和供排水規劃設計；中國礦業大學該專業的培養方向分為數字城市規劃與管理、資源環境與計算機應用；廣州大學該專業的研究重點是國土資源。

人文地理與城鄉規劃

人文地理與城鄉規劃是以人口、資源、環境與區域可持續發展的研究、應用、管理為內容的基礎性與應用性相結合的專業，涉及地理科學、人文科學、城鄉建設規劃、地理信息系統等多個領域。它培養具備人文地理學與城鄉規劃管理的基本理論、知識和技能，立足于宏觀、中觀區域規劃和土地管理，從事城鄉建設與區域經濟發展規劃的研究、教學、開發或應用的高素質復合型專業人才。人文地理與城鄉規劃的主干學科是地理學、規劃類，核心知識領域為地理學類、數學與信息類、規劃類、管理類、環境類。通過專業綜合實習、人文地理野外實習、區域地理野外綜合實習、城市規劃實務與圖件設計綜合實習等主要實踐性教學，要求學生掌握人文地理與城鄉規劃的基本理論，基本知識和基本技能。畢業生就業方向為各級政府規劃管理部門、國土管理部門、環境保護部門、建設部門，從事規劃設計、國土資源評價及資源信息化管理、環境評價及管理等方面的公司及研究機構。也可進一步深造，報考地理學、城鄉規劃和區域規劃、土地利用規劃和管理等學科碩士研究生。

與自然地理與資源環境類似，除了傳統設有地理系的大學開設人文地理與城鄉規劃，諸如南京郵電大學、浙江工商大學等都有開設，但是考生要注意各個學校該專業的培養方向。一般來說，設有地理系的大學該專業的師資較強，如北京大學、中山大學專于經濟地理學、城市與區域規劃；華東師范大學偏于城市與區域規劃管理；廣州大學的方向則是不動產分析與管理、區域物流規劃設計等。

地理信息科學

地理信息科學是一門集地理學、計算機技術、地圖學、遙感技術于一體的交叉學科，是研究地理信息采集、分析、存儲、顯示、管理、傳播與應用的一門科學。地理信息科學實用價值巨大，已經廣泛地應用于城市規劃、交通規劃、自然資源開發與保護、環境監測與保護、城市水煤氣電的基礎設施網絡監測與管理、自然災害監測和預防等領域，是信息產業的重要組成部分。地理信息系統的各種優勢使其全面地應用于國民經濟的各個部門，滲透到公眾生活中的各個方面，深刻影響著人們獲取信息的能力和方式，例如，大家現在手機使用的高德地圖、百度地圖等。此外，微博、微信、大眾點評等手機應用軟件都廣泛采用GIS技術 。

篇（11）

值此北京大學遙感與地理信息系統研究所成立二十周年之際，我謹代表全所師生員工，向各位領導、來賓和校友表示熱烈的歡迎！并致以崇高的敬意！向長期以來關心和支持北大遙感所發展的各位領導、專家和社會各界的朋友們表示衷心的感謝！

北大遙感所作為空間信息科學技術領域重要的教育與科研機構之一，在過去的二十年里，伴隨著我國遙感、空間信息科學技術研究與應用從無到有、從小到大的快速發展，取得了驕人的業績。在“六五”、“七五”、“八五”、“九五”、“十五”期間承擔了數十項遙感、地理信息系統與衛星導航系統方面的國家科技攻關計劃、高技術研究發展計劃（863）、自然科學基金、國防863重大項目等國家重大項目計劃與國際合作計劃項目，獲國家科技進步獎5項、部委級科技進步獎20余項。在軟件研制和成果轉化方面，北大遙感所是國內最早從事國產遙感、地理信息系統軟件的開發單位之一，開發了多套具有自主知識產權的遙感圖像處理系統和地理信息系統軟件，如“城市之星”（CityStar）3S集成軟件產品，曾獲國家“九五”科技攻關“重中之重”項目支持，還被聯合國開發計劃署、糧農組織及世界銀行的項目采用，并已實現了成果的企業化轉化。

北大遙感所現設有地圖學與地理信息系統教研室、攝影測量與遙感教研室、衛星定位與導航教研室和基礎課教研室，以及遙感信息科學、地理信息科學、航空遙感技術、地理信息系統技術與軟件、衛星導航應用、成像技術、空間信息應用工程、地圖制圖技術、數字地球等研究室和中心實驗室。擁有“地理信息系統”本科專業，“地圖學與地理信息系統”（理學）碩士點、博士點、博士后流動站，“攝影測量與遙感”（工學）碩士點和博士點。已經形成完整的人才培養體系。至2002年為止，已培養碩士研究生200多名，博士研究生40多名，博士后20多名，先后舉辦了數十期國內外培訓班，培訓人員近萬人。