序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇地理信息科學(xué)的研究方法范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

1　地理科學(xué)在科學(xué)體系中的地位

錢學(xué)森在20世紀(jì)80-90年代逐步完成了總結(jié)全人類研究的科學(xué)體系。概括起來分11個(gè)門類、5大巨系統(tǒng)、4項(xiàng)建設(shè)（圖1、圖2、圖3、表1），下面分別表述原著與解解的內(nèi)容。

附圖

圖1　錢學(xué)森論人類的知識體系

Fig.1 The statement of human knowledge system by Qian Xuesen

錢學(xué)森將當(dāng)今人類對科學(xué)知識的體系，分為數(shù)學(xué)科學(xué)、自然科學(xué)、地理科學(xué)、社會科學(xué)、建筑科學(xué)、軍事科學(xué)、人體科學(xué)、思維科學(xué)、行為科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)與美學(xué)11個(gè)體系。對上述人類知識體系解讀，可以將自然科學(xué)、社會科學(xué)和地理科學(xué)作為客體世界的主要研究對象；而人體科學(xué)、思維科學(xué)和行為科學(xué)作為人類主體的主要研究對象；建筑科學(xué)界于客體與主體科學(xué)之間；軍事科學(xué)實(shí)際上是指謀略科學(xué)（包括經(jīng)濟(jì)、政治、軍事等），是在掌握所有科學(xué)基礎(chǔ)上的智慧較量；美學(xué)是縱貫于各個(gè)學(xué)科的；數(shù)學(xué)科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)是橫貫于各個(gè)學(xué)科的。因此有以下的科學(xué)分類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（圖2）。

附圖

圖2　科學(xué)分類的網(wǎng)絡(luò)體系

Fig.2 The network system of science classification

在五個(gè)開放的、復(fù)雜巨系統(tǒng)中（圖3），地理系統(tǒng)與星系系統(tǒng)、社會系統(tǒng)、人體系統(tǒng)、人腦系統(tǒng)并列，其中的物理、地理、事理、人理、腦理中的“理”都是指研究的“規(guī)律”。

錢學(xué)森提出的社會主義總體設(shè)計(jì)部（表1）中，除了政治文明建設(shè)、物質(zhì)文明建設(shè)、精神文明建設(shè)外，特別提出地理建設(shè)，筆者將其修改為地理系統(tǒng)工程，并增加了人口、科教、城鎮(zhèn)、資源、災(zāi)害、產(chǎn)業(yè)。

表1　社會主義建設(shè)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（略有修改）

Tablel The system structure of socialism construction

附圖

2　地理信息科學(xué)

20世紀(jì)70年代以來，隨著航天技術(shù)的迅猛發(fā)展，來自外層空間的遙感、遙測、定位、通訊信息海量地增加；隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，處理與解決這些海量數(shù)據(jù)的能力大幅度地提高。地理信息系統(tǒng)、地理專家系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，使得地理信息科學(xué)首先獲得發(fā)展的機(jī)會。正是地理信息科學(xué)這門用高新技術(shù)武裝起來的技術(shù)科學(xué)的發(fā)展，帶動了整個(gè)地理科學(xué)的建立與發(fā)展。

附圖

圖3　五個(gè)開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)

Fig.3 Five open complex giant system

地理信息科學(xué)的主要內(nèi)容就是天地信息一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括航天信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（外層空間衛(wèi)星之間的信息網(wǎng)絡(luò)）、地面的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、天地之間的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三部分，是有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)連通的一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。1998年筆者發(fā)表了“航天信息與地理信息一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其應(yīng)用”的論文[5]，2002年又發(fā)表了“論地理信息科學(xué)的發(fā)展”[6]一文。兩篇論文基本上代表了地理信息科學(xué)的創(chuàng)始與發(fā)展，當(dāng)前各行各業(yè)都在進(jìn)行數(shù)字化或信息化的建設(shè)，實(shí)際上都是天地信息一體化網(wǎng)絡(luò)中的部分子網(wǎng)絡(luò)或子系統(tǒng)。地理信息科學(xué)中最重要的原創(chuàng)性的成果是遙感信息模型與地理信息編碼模型。

隨著遙感信息的大量獲取，數(shù)學(xué)家以模式識別為工具對遙感信息進(jìn)行圖像處理與分類，使用的數(shù)學(xué)工具主要是數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，把遙感信息看成是沒有成因關(guān)系的隨機(jī)變量；物理學(xué)家則把獲取遙感的物理過程視為遙感信息的成因，因此采用反演的方法，使用輻射傳輸方程為主的數(shù)學(xué)工具，事實(shí)上不承認(rèn)地理現(xiàn)象的不確定性；大多數(shù)地理學(xué)家將遙感信息當(dāng)成系列成圖的基礎(chǔ)信息，快速、準(zhǔn)確地制作系列地圖。地圖是符號系統(tǒng)，其信息量遠(yuǎn)不可與遙感信息量比較，地圖學(xué)家把遙感信息轉(zhuǎn)化成符號系統(tǒng)的系列圖譜。遙感信息模型則是將地理復(fù)雜現(xiàn)象中的非遙感信息轉(zhuǎn)變?yōu)闅w一化的影像信息，與遙感信息一起用方程、統(tǒng)計(jì)與相似準(zhǔn)則結(jié)合，也即演繹邏輯、歸納邏輯與類比邏輯結(jié)合；確定性與不確定性（包括隨機(jī)的不確定性、模糊的不確定性、灰色的不確定性、分形的不確定性）辯證統(tǒng)一；圖像與方程（一個(gè)像元或一個(gè)圖斑、一個(gè)方程）耦合；抽象思維與形象思維互動而建立起來的一種地理復(fù)雜信息模型[7-9]。這種信息模型只有在遙感技術(shù)的推動下才有可能產(chǎn)生。這種信息模型是遙感信息與地理信息連接的紐帶。

地理信息系統(tǒng)本來就是為了制作地圖而創(chuàng)建的，因此地圖學(xué)家將從遙感中提取的系列地圖存入地理信息系統(tǒng)，是順理成章的。但是這種地理信息系統(tǒng)無論空間分析功能多么強(qiáng)大，也不可能進(jìn)行模型計(jì)算，外掛、內(nèi)嵌種種方式都不可能解決直接進(jìn)行模型計(jì)算問題。系列地圖存入計(jì)算機(jī)的圖形庫時(shí)，信息又是冗余的，因此帶來一系列與計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展格格不入的疑難，最為典型的是數(shù)據(jù)挖掘，數(shù)據(jù)挖掘說明存在數(shù)據(jù)庫中的信息有冗余。遙感信息模型的運(yùn)算要求地理信息系統(tǒng)可以直接進(jìn)行模型計(jì)算，由此地理信息編碼模型應(yīng)運(yùn)而生[10，11]。傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)以圖形的疊合(Overlay)為主；而能夠進(jìn)行遙感信息模型運(yùn)算的地理信息系統(tǒng)則以像元或圖斑中的多位編碼的抽取(Extract)為主。這又是完全相反的途徑。地理信息編碼模型還是地理定量信息與定性信息轉(zhuǎn)化的紐帶，也是地理信息系統(tǒng)中屬性庫與地理專家系統(tǒng)中知識庫聯(lián)系的橋梁。

總之，天地信息一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，研究這個(gè)巨系統(tǒng)的地理信息科學(xué)的內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了3S(Remote Sensing，Global Positioning System，Geographical Information System)的范圍，而是以天地信息一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為核心的天—地—人—機(jī)系統(tǒng)。地理信息科學(xué)雖然是從屬于地理科學(xué)的技術(shù)科學(xué)，但是地理信息科學(xué)的誕生與發(fā)展是引領(lǐng)地理科學(xué)成長的核心力量，因此本刊更名時(shí)，將地理信息科學(xué)與地理科學(xué)相提并論，突出了地理信息科學(xué)的重要性。

3　地理系統(tǒng)工程

地理系統(tǒng)工程當(dāng)前尚未被廣泛認(rèn)識，已經(jīng)認(rèn)識到的也僅僅是系統(tǒng)工程在地理學(xué)中的應(yīng)用。當(dāng)?shù)乩硇畔⒖茖W(xué)中的模型在實(shí)踐中應(yīng)用時(shí)，必然會涉及地理系統(tǒng)工程的可操作性。地理遙感復(fù)雜信息模型的建立，可以進(jìn)行定量預(yù)報(bào)和回溯，因此為地理系統(tǒng)工程打下了工程的基礎(chǔ)。國民經(jīng)濟(jì)的主戰(zhàn)場主要包括人口、資源、生態(tài)、環(huán)境、災(zāi)害、城鎮(zhèn)、基建、產(chǎn)業(yè)等8個(gè)方面，這8個(gè)方面是互動的。中國的人口問題、西部開發(fā)問題、21世紀(jì)水資源問題、能源問題、洪旱災(zāi)害問題、環(huán)境問題、生態(tài)農(nóng)業(yè)問題、城鎮(zhèn)體系問題、基建布局問題、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)動態(tài)調(diào)整問題以及相互之間的協(xié)調(diào)發(fā)展問題，無不屬于地理系統(tǒng)工程。

地理現(xiàn)象是復(fù)雜現(xiàn)象，地理系統(tǒng)是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)。當(dāng)研究西部開發(fā)時(shí)，如果國家各個(gè)部門各行其是，石油開發(fā)只考慮石油開采與輸送管道；交通只考慮公路建設(shè)；鐵路只考慮鐵路建設(shè)；水利只考慮南水北調(diào)問題；城鎮(zhèn)建設(shè)只考慮城市規(guī)劃等，那么整體的西部地區(qū)有可能產(chǎn)生許多事倍功半的現(xiàn)象，例如修了公路沒有物資運(yùn)輸；城市居民結(jié)構(gòu)不盡合理；勞動力與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不配套等。錢學(xué)森的社會主義總體設(shè)計(jì)部就是要把地理系統(tǒng)工程與政治文明建設(shè)、物質(zhì)文明建設(shè)、精神文明建設(shè)系統(tǒng)地結(jié)合起來，地理系統(tǒng)工程僅是其中的一個(gè)子系統(tǒng)。而人口、資源、生態(tài)、環(huán)境、災(zāi)害、城鎮(zhèn)、基建、產(chǎn)業(yè)是地理系統(tǒng)工程中的子系統(tǒng)。人口中的數(shù)量、素質(zhì)、結(jié)構(gòu)、分布是人口系統(tǒng)中的要素；資源中的礦產(chǎn)資源、水資源、生物資源、土資源、大氣資源等又是資源系統(tǒng)中的子系統(tǒng)；大氣環(huán)境、水環(huán)境、土環(huán)境、生物環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境是環(huán)境系統(tǒng)的子系統(tǒng)；交通、鐵路、航運(yùn)、航空、供排水、供電、供氣、供暖、電訊、電視、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)建設(shè)系統(tǒng)的子系統(tǒng)等。系統(tǒng)嵌套系統(tǒng)，分層次子系統(tǒng)與交叉子系統(tǒng)，構(gòu)成完整的、開放的、復(fù)雜的巨系統(tǒng)。

研究開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法，首先是將系統(tǒng)分解為多層次的子系統(tǒng)，明確其中的交叉子系統(tǒng)；其次是從定性到定量地確定子系統(tǒng)中各個(gè)要素與指標(biāo)體系；第三是根據(jù)指標(biāo)（相似準(zhǔn)則）建立模型進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)；最后是檢驗(yàn)該巨系統(tǒng)的效益與效率。當(dāng)前大多數(shù)是分別研究人口、資源、生態(tài)、環(huán)境、災(zāi)害、城鎮(zhèn)、基建、產(chǎn)業(yè)等子系統(tǒng)，在一個(gè)地區(qū)全面研究區(qū)域地理系統(tǒng)工程的有效實(shí)例不多，區(qū)域經(jīng)濟(jì)地理的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)夠不上地理系統(tǒng)工程。筆者曾在2000年底提出中國水資源、水災(zāi)害、水環(huán)境、生產(chǎn)用水、生活用水統(tǒng)一解決的洪水充分利用，全國水系網(wǎng)絡(luò)化與渤海淡化的地理系統(tǒng)工程，中國科技報(bào)曾進(jìn)行報(bào)道，之后筆者在“21世紀(jì)黃河系統(tǒng)工程方略”一文中進(jìn)行闡述，首先所能進(jìn)行的研究是虛擬地理系統(tǒng)工程。全國水系網(wǎng)絡(luò)化與渤海淡化是21世紀(jì)的世紀(jì)工程，尚需有識之士共識，廣泛地深入研究，進(jìn)一步的論證。轉(zhuǎn)貼于

如果沒有以高新技術(shù)武裝起來的地理信息科學(xué)的支撐，研究復(fù)雜的地理系統(tǒng)工程就是空想，然而所幸的是人們已經(jīng)掌握了地理信息科學(xué)的許多關(guān)鍵技術(shù)，地理系統(tǒng)工程的實(shí)踐指日可待。

4　理論地理科學(xué)

地理信息科學(xué)一方面可以進(jìn)一步為地理系統(tǒng)工程提供研究方法與手段；另一方面又為理論地理科學(xué)提供技術(shù)基礎(chǔ)。從遙感信息模型發(fā)展到地理復(fù)雜信息模型再到地理數(shù)學(xué)[8]，為理論地理科學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

理論地理科學(xué)中首要的是建立開放的復(fù)雜巨地理系統(tǒng)的理論；其次是地理類比的廣義相似理論[13]；第三是一般地理復(fù)雜模型理論與地理數(shù)學(xué)；第四是地理數(shù)學(xué)在部門地理—部門子地理系統(tǒng)工程與區(qū)域地理—區(qū)域地理系統(tǒng)工程中的應(yīng)用。理論地理科學(xué)如果不能指導(dǎo)部門子地理系統(tǒng)工程的研究和區(qū)域地理系統(tǒng)工程的研究，那么就失去了理論意義。

如果沒有以高新技術(shù)武裝起來的地理信息科學(xué)的支撐，研究理論地理科學(xué)也是空想，然而所幸的是人們已經(jīng)掌握了地理信息科學(xué)的許多關(guān)鍵技術(shù)，理論地理科學(xué)的建立指日可待。

5　地理科學(xué)在可持續(xù)發(fā)展信息社會中的作用

地理學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了“地理環(huán)境決定論”、“人類中心主義”，然后達(dá)到了地理科學(xué)的可持續(xù)發(fā)展的階段。地球上人類消耗的資源、能源是極其不平衡的，按照發(fā)達(dá)國家的水平，一個(gè)地球是滿足不了全人類的需求的。可持續(xù)發(fā)展只有在信息社會中才能實(shí)現(xiàn)，人類一方面需要依靠科學(xué)技術(shù)開發(fā)資源，如太陽能的利用，靠基因工程使綠色植被更多地利用太陽輻射，靠納米技術(shù)直接轉(zhuǎn)化太陽能為電能；另一方面是靠信息技術(shù)節(jié)省資源、能源，如天地信息一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就是信息社會的重要支柱之一，靠航天技術(shù)獲取外層空間信息源，靠計(jì)算機(jī)技術(shù)建立信息網(wǎng)絡(luò)。由此可見，地理信息科學(xué)在可持續(xù)發(fā)展信息社會中的作用[14]。隨著地理信息科學(xué)的發(fā)展，地理系統(tǒng)工程與理論地理科學(xué)的發(fā)展，將為國民經(jīng)濟(jì)的主戰(zhàn)場做出重要的貢獻(xiàn)。

由上分析，可見地理科學(xué)與地理信息科學(xué)已經(jīng)被廣泛共識，地理系統(tǒng)工程與理論地理科學(xué)的發(fā)展尚不夠充分，因此本刊更名為“地理與地理信息科學(xué)”是適時(shí)的，是既有繼承性又有發(fā)展性的；是既有前瞻性又有現(xiàn)實(shí)性的。在這里我們希望地理科學(xué)界的同仁，切不要輕視技術(shù)，高新技術(shù)恰恰是新理論、新應(yīng)用的強(qiáng)大推動力。

參考文獻(xiàn)

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篇(2)

關(guān)鍵詞： 地理信息科學(xué); 課程體系; 數(shù)據(jù)庫技術(shù); 教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）01-48-02

Educational reform on database technology curriculum of geographic information science disciplines

Shao Yanlin， Liu Xuefeng， He Zhenming， Li Gongquan

（School of Geosciences， Yangtze University， Wuhan， Hubei 430100， China）

Abstract： In the curriculum system of geographic information science disciplines，database technology-related course is an important one. Educational reform on database technology curriculum of geographic information science disciplines of school of earth sciences， Yangtze University is discussed. The existing curriculum system and syllabus problems are clarified. The course setup， orientating teaching goals， teaching content selection， improvement on teaching methods and other aspects are discussed. The effect of educational reform on database technology curriculum is analyzed. Ideas which highlight the characteristics of educational reform on database technology curriculum are introduced.

Key words： geographic information science; curriculum system; database technology; educational reform

0 引言

20世紀(jì)80年代至今，地理信息系統(tǒng)歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，已由單純的技術(shù)發(fā)展為一門學(xué)科[1-3]。地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，簡稱GIS），是一種在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，以空間位置為主線，以采集、存儲、管理、檢索、分析和描述空間物體的定位分布及與之相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)，并回答用戶問題等為主要任務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1992年，Goodchild提出了地理信息科學(xué)的概念，地理信息科學(xué)更加側(cè)重于將地理信息視作為一門科學(xué)，而不僅僅是一個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，主要研究在應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對地理信息進(jìn)行處理、存儲、提取以及管理和分析過程中提出的一系列基本問題，地理信息科學(xué)是自然科學(xué)、工程技術(shù)、社會科學(xué)等多學(xué)科、多手段聯(lián)合科學(xué)。地理信息科學(xué)在對于地理信息技術(shù)研究的同時(shí)，還注重支撐地理信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)理論的研究[2]。

長江大學(xué)（原江漢石油學(xué)院）于2000年開設(shè)地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)，開始本科招生，學(xué)科代碼為070503。歷經(jīng)十?dāng)?shù)年的發(fā)展，2012年長江大學(xué)將地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)更改為地理信息科學(xué)專業(yè)招生，學(xué)科代碼070504，順應(yīng)了學(xué)科的發(fā)展趨勢與需要。地理信息學(xué)科專業(yè)下屬長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地理信息系，地球科學(xué)學(xué)院具有深厚的石油地質(zhì)勘探專業(yè)背景，如何在普通高校中，辦出地理信息科學(xué)在石油地質(zhì)勘探行業(yè)應(yīng)用的特色，如何制定專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃與課程教學(xué)大綱成為了我校專業(yè)教師關(guān)注的重點(diǎn)。

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是大容量海量數(shù)據(jù)的有效管理手段，能實(shí)現(xiàn)石油企業(yè)海量數(shù)據(jù)的安全共享與存儲管理。無論是早期的地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)，還是目前的地理信息科學(xué)，空間數(shù)據(jù)庫作為空間信息的有效管理手段，數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教學(xué)大綱的制定一直是教學(xué)教改的重點(diǎn)。本文結(jié)合石油地質(zhì)勘探的專業(yè)背景，針對數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教改展開探討[4-5]。

1 現(xiàn)狀與存在的問題

我校自地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)招生以來，專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的制定與課程的設(shè)置積極參考國內(nèi)高校相關(guān)專業(yè)的優(yōu)點(diǎn)，目前開設(shè)有“數(shù)據(jù)庫原理”與“數(shù)據(jù)庫運(yùn)用技術(shù)”兩門數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)的課程。隨著學(xué)科的發(fā)展，以及專業(yè)隊(duì)石油地質(zhì)勘探領(lǐng)域應(yīng)用的需要，現(xiàn)有的課程設(shè)置、課程的教學(xué)目的與教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置需要進(jìn)一步改進(jìn)，主要針對以下幾個(gè)方面[6-9]。

⑴ 總學(xué)時(shí)占比過高

現(xiàn)有的課程“數(shù)據(jù)庫原理”的課時(shí)為56，學(xué)分3.5，“數(shù)據(jù)庫運(yùn)用技術(shù)”的課時(shí)為64，學(xué)分4，兩門課程總學(xué)分高達(dá)7.5，占專業(yè)核心課程總學(xué)分的23%，極大地?cái)D壓了程序設(shè)計(jì)、GIS技術(shù)等方向課程的學(xué)時(shí)數(shù)，同時(shí)也增加了學(xué)生的負(fù)擔(dān)。

⑵ 教學(xué)重點(diǎn)不突出

現(xiàn)有的兩門數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程，教學(xué)目標(biāo)不夠明確，且對于地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)生，教學(xué)目標(biāo)過高。例如，在“數(shù)據(jù)庫原理”課程中，對關(guān)系代數(shù)的教學(xué)要求過高，是參照計(jì)算機(jī)技術(shù)相關(guān)專業(yè)的要求來制定的，該內(nèi)容對地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)生的發(fā)展作用不大，學(xué)生學(xué)習(xí)起來還比較吃力。教學(xué)重點(diǎn)也不夠突出，例如，“數(shù)據(jù)庫運(yùn)用技術(shù)”中的T-SQL語言基礎(chǔ)、存儲過程與觸發(fā)器等內(nèi)容，是教學(xué)的重點(diǎn)，但在課時(shí)上沒有體現(xiàn)。甚至有部分內(nèi)容在兩門課程中重復(fù)明顯。

⑶ 教學(xué)內(nèi)容特色不明顯

我校地理信息科學(xué)專業(yè)在地球科學(xué)學(xué)院開設(shè)，具有較強(qiáng)的石油地質(zhì)勘探專業(yè)背景，但數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)課程教學(xué)大綱的制定，沒有體現(xiàn)專業(yè)特色，沒有緊密結(jié)合石油企業(yè)對海量數(shù)據(jù)的存儲管理與共享、數(shù)據(jù)安全的需要，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容特色不夠明顯，影響了畢業(yè)生的行業(yè)競爭力。

2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)教改

2.1 課程調(diào)整

結(jié)合我校的行業(yè)背景與地理信息科學(xué)專業(yè)的教學(xué)需要，數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)課程的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用為主，針對石油行業(yè)海量數(shù)據(jù)存儲共享、安全管理的需求，對數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)課程進(jìn)行教改。將“數(shù)據(jù)庫原理”與“數(shù)據(jù)庫運(yùn)用技術(shù)”兩門課程共計(jì)120學(xué)時(shí)，7.5學(xué)分，調(diào)整為一門課程“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用技術(shù)”，64學(xué)時(shí)，4學(xué)分。由于學(xué)時(shí)的壓縮，更需要明確課程的教學(xué)目標(biāo)，突出重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。

2.2 教學(xué)目標(biāo)

在數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程與學(xué)時(shí)的調(diào)整基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用技術(shù)”的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)，理解關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本原理，并掌握主流數(shù)據(jù)庫平臺SQL SERVER的應(yīng)用技術(shù)，掌握基于SQL SERVER的數(shù)據(jù)庫及邏輯對象的創(chuàng)建，重點(diǎn)掌握存儲過程與觸發(fā)器的數(shù)據(jù)庫編程，能利用其解決石油行業(yè)的海量數(shù)據(jù)存儲管理的需求，明確數(shù)據(jù)庫安全管理的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，能基于SQL SERVER實(shí)現(xiàn)石油行業(yè)數(shù)據(jù)的安全控制。

2.3 教學(xué)內(nèi)容

重新整合了原有的“數(shù)據(jù)庫原理”、“數(shù)據(jù)庫運(yùn)用技術(shù)”兩門課程的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置了新課程“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用技術(shù)”的教學(xué)內(nèi)容。壓縮了數(shù)據(jù)庫原理的教學(xué)內(nèi)容，剔除了關(guān)系代數(shù)等難度大、實(shí)用性不強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容，突出了T-SQL語言基礎(chǔ)、存儲過程與觸發(fā)器等數(shù)據(jù)庫編程等內(nèi)容的地位，增加其課時(shí)，進(jìn)行重點(diǎn)教學(xué)。并且，針對地理信息科學(xué)專業(yè)特點(diǎn)，補(bǔ)充了空間數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，針對石油勘探開發(fā)專業(yè)背景，增加了數(shù)據(jù)安全管理教學(xué)內(nèi)容。

2.4 教學(xué)方式與手段

為了提高教學(xué)效果，在“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用技術(shù)”的教學(xué)過程中，采用課堂教學(xué)+課堂實(shí)訓(xùn)+上機(jī)實(shí)踐+課程設(shè)計(jì)的模式，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力，使學(xué)生能從真正意義上掌握一種商業(yè)數(shù)據(jù)庫SQLSERVER的應(yīng)用。同時(shí)，為了順應(yīng)社會知識傳播技術(shù)的發(fā)展，在教學(xué)過程中，采用多媒體+板書的模式，多媒體信息量大，并且方便現(xiàn)場演示教學(xué)，板書能強(qiáng)化學(xué)生對重點(diǎn)知識的掌握，記錄教學(xué)過程中的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。

3 教改效果分析

數(shù)據(jù)庫技術(shù)教改在2011級學(xué)生中開始實(shí)施，基于學(xué)生的理論課程成績，分析難度系統(tǒng)與往年相當(dāng)?shù)目碱}，平均成績由原來2010級學(xué)生的72，提升至79分，教學(xué)效果提升明顯;基于學(xué)生的課程設(shè)計(jì)大作業(yè)情況，學(xué)生能更加順利地完成數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)，質(zhì)量有顯著提高;針對2010級、2011級學(xué)生展開問卷調(diào)查，學(xué)生對數(shù)據(jù)庫的實(shí)踐應(yīng)用更感興趣，對過于基礎(chǔ)的關(guān)系原理等內(nèi)容，感覺枯燥，學(xué)習(xí)起來比較吃力，驗(yàn)證了此次數(shù)據(jù)庫教改的效果。

4 結(jié)論

通過地理信息科學(xué)專業(yè)數(shù)據(jù)庫技術(shù)教學(xué)改革，我們?nèi)〉昧艘韵碌恼J(rèn)識與結(jié)論。

⑴ 教學(xué)目標(biāo)要適應(yīng)專業(yè)背景和發(fā)展需求，針對我校石油地質(zhì)勘探專業(yè)背景，修正了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的教學(xué)目標(biāo)，以數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用為重點(diǎn)。

⑵ 教學(xué)內(nèi)容要根據(jù)學(xué)生情況制定，針對我校普通高校的地位，生源質(zhì)量，制定合理的教學(xué)內(nèi)容，提出關(guān)系代數(shù)等，對數(shù)據(jù)功底要求過高，行業(yè)應(yīng)用價(jià)值不大的教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)，提升教學(xué)效果。

⑶ 教學(xué)方式要多樣，采用課堂教學(xué)+課堂實(shí)訓(xùn)+上機(jī)實(shí)踐+課程設(shè)計(jì)的模式，將理論教學(xué)與實(shí)踐緊密結(jié)合起來，增強(qiáng)學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。

⑷ 教學(xué)手段要與時(shí)俱進(jìn)，采用多媒體+板書的，發(fā)揮多媒體教學(xué)信息載荷大，能現(xiàn)場演示教學(xué)的優(yōu)勢，同時(shí)配以傳統(tǒng)的板書，能加深學(xué)生對關(guān)鍵知識點(diǎn)的理解與記憶的優(yōu)勢，傳統(tǒng)板書和快捷多媒體相配合，提升課堂教學(xué)效果。

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煤炭技術(shù)，2010.4：228-230

篇(3)

想認(rèn)識地球的脾氣，得了解一下與研究地球相關(guān)的專業(yè)。下面我們簡單介紹三個(gè)。

地質(zhì)學(xué)

生活在“地球”上，可以說人類與地球休戚相關(guān)。那么，地球內(nèi)部啥樣？為什么會發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害呢……地質(zhì)學(xué)告訴我們答案。地質(zhì)學(xué)是一門研究關(guān)于地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造、外部特征、各層圈之間的相互作用和演變歷史等知識體系的綜合性學(xué)科。作為一級學(xué)科地質(zhì)學(xué)，其主要的分支二級學(xué)科有：礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、古生物和地層學(xué)。

地質(zhì)學(xué)的研究對象是龐大的地球及地球悠遠(yuǎn)的歷史，決定了這門學(xué)科具有特殊的復(fù)雜性。地質(zhì)學(xué)是提高人類認(rèn)識自然，增進(jìn)與環(huán)境的協(xié)調(diào)和求得環(huán)境改善的科學(xué)。它是在不同學(xué)派、不同觀點(diǎn)的爭論中形成和發(fā)展起來的。地球表層的生物和人類的大量活動，都與地質(zhì)條件相關(guān)。

地質(zhì)學(xué)與人類的關(guān)系不僅僅在于資源的取用，還和人類生存、生活環(huán)境的諸多方面直接相關(guān)。現(xiàn)在，地質(zhì)學(xué)已成為人類社會所普遍需要的科學(xué)。

培養(yǎng)目標(biāo)——培養(yǎng)具備地質(zhì)學(xué)基本理論、基本知識、基本技能和相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)知識，具有較好科學(xué)素養(yǎng)及初步研究、教學(xué)和管理能力的高級專門人才。

主要課程——地質(zhì)學(xué)、結(jié)晶礦物學(xué)、古生物學(xué)、地史學(xué)、巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、礦床學(xué)、地球物理及勘探方法、地球化學(xué)、遙感技術(shù)等。學(xué)校一般會安排很多野外地質(zhì)學(xué)習(xí)或區(qū)域地質(zhì)測量實(shí)習(xí)。

由于地質(zhì)學(xué)的發(fā)展和社會的發(fā)展互相支持、互相依賴，因此對地質(zhì)學(xué)從史學(xué)、哲學(xué)和社會學(xué)的角度進(jìn)行交叉研究所取得的進(jìn)展，也將孕育新的學(xué)科。

該專業(yè)畢業(yè)生可以在地質(zhì)、地震、冶金、煤炭、建材、化工、水電、城建、核能、海洋科學(xué)、材料科學(xué)等有關(guān)研究單位、高等院校和生產(chǎn)部門從事基礎(chǔ)理論及應(yīng)用研究、教學(xué)和生產(chǎn)實(shí)際工作。如今，與環(huán)境相關(guān)的行業(yè)內(nèi)如石油天然氣開采與利用、水污染治理、國土資源評價(jià)等也提供了大量的就業(yè)機(jī)會。

國內(nèi)現(xiàn)在有十幾所大學(xué)設(shè)置了這個(gè)專業(yè)。較知名的綜合性大學(xué)主要有：中國地質(zhì)大學(xué)、北京大學(xué)、南京大學(xué)、浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中山大學(xué)、吉林大學(xué)、西北大學(xué)、蘭州大學(xué)等。此外，還有成都理工大學(xué)、長安大學(xué)、中國海洋大學(xué)等一些專業(yè)性院校。

專家提醒，由于人類社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建議有志報(bào)考該專業(yè)的學(xué)生將重點(diǎn)集中在環(huán)境方向。

地理信息科學(xué)

2012年教育部最新本科專業(yè)將地理信息系統(tǒng)改名為地理信息科學(xué)。它主要培養(yǎng)的是具備地理信息系統(tǒng)與地圖學(xué)基本知識、基本技能的高級專門人才。

地理信息系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)地支持下，對整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。它的處理、管理的對象是多種地理空間實(shí)體數(shù)據(jù)及其關(guān)系，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等，用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程，解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題。其實(shí)，說得直白一點(diǎn)，這個(gè)專業(yè)就是一個(gè)地球的“會計(jì)”——搜集整理各種地球資料數(shù)據(jù)。因?yàn)橐八鸭瘮?shù)據(jù)”，所以它與測繪學(xué)和地理學(xué)專業(yè)有密切關(guān)系。自然地理學(xué)、人文地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)地理學(xué)、地圖學(xué)、遙感技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息系統(tǒng)原理、地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用等就都是必修課程啦。但是，該專業(yè)學(xué)生要做好常常在室外甚至野外工作的準(zhǔn)備。

其主干學(xué)科有地理學(xué)、地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，主要課程包括自然地理學(xué)、人文地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)地理學(xué)、地圖學(xué)、遙感技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息系統(tǒng)原理、地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用等。

近年來，此專業(yè)畢業(yè)生在國際人才市場上屬于熱門人選，美國勞工部更是將地球空間信息科學(xué)、納米技術(shù)和生物技術(shù)并稱為未來最有發(fā)展?jié)摿Φ娜蠹夹g(shù)。畢業(yè)生可在國土管理、城市管理、規(guī)劃管理、交通、農(nóng)業(yè)、電力、電信、環(huán)保、國防、軍事、公安等部門及有關(guān)科研單位從事信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)建立、維護(hù)管理和信息處理分析工作。而擁有良好的計(jì)算機(jī)技術(shù)也使此專業(yè)畢業(yè)生有更多選擇。

國內(nèi)開設(shè)該專業(yè)的高校比較好的有：武漢大學(xué)、北京大學(xué)、南京師范大學(xué)、南京大學(xué)、華東師范大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)等。

地球物理學(xué)

你是否聽過地球上的六大板塊呢？汶川大地震是怎么造成的？地震怎么會有如此巨大的能量……

如果你對這些感興趣，不妨學(xué)習(xí)一下地球物理學(xué)。它是研究廣泛系列的地質(zhì)現(xiàn)象，主要研究對象是人類生息的地球及其周圍空間。具體地，是運(yùn)用物理學(xué)的原理和方法，先進(jìn)的電子和信息技術(shù)、地基監(jiān)測和空間探測技術(shù)等手段對各種地球物理場進(jìn)行觀測，探索地球內(nèi)部奧秘，發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)部的各種物理過程并揭示其規(guī)律，研究與其相關(guān)的各種自然現(xiàn)象及其變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上為優(yōu)化和改善人類生存環(huán)境，為預(yù)防及減輕自然災(zāi)害，為探測和開發(fā)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中急需的能源及資源提供新理論、新方法和新技術(shù)，也為人類的太空活動提供空間環(huán)境保證。

由于其學(xué)習(xí)內(nèi)容非常廣泛，地球本體、地球動力、機(jī)制、環(huán)境與災(zāi)害預(yù)報(bào)、地球大氣、地磁與高空物理、近地空間環(huán)境、高層大氣……甚至整個(gè)太陽系的物理現(xiàn)象都是它的研究對象，所以在實(shí)際學(xué)習(xí)中，還會安排一定時(shí)間的野外地質(zhì)實(shí)習(xí)，因此，堅(jiān)韌不拔的耐力和相當(dāng)?shù)膭?wù)實(shí)精神是對想學(xué)者必不可少的要求。

北京大學(xué)地球物理學(xué)專業(yè)創(chuàng)建于1956年，在全國同類專業(yè)中歷史最悠久，師資力量雄厚，并與國外著名大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)有著密切的聯(lián)系及良好的合作關(guān)系。

篇(4)

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)（GIS） 地質(zhì)科學(xué) 油氣勘探 可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：T939 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）01-0102-02

1 引言

地質(zhì)信息是指表征了地殼所在巖石圈運(yùn)動狀態(tài)和存在方式的信息，在石油、礦產(chǎn)的勘查、研究、開發(fā)、利用和管理過程中起關(guān)鍵作用，也是人和地質(zhì)資源在相互作用過程中所交換的內(nèi)容。地質(zhì)信息技術(shù)在油氣勘探、建設(shè)開發(fā)工作中至關(guān)重要，隨著油氣地質(zhì)勘查工作的不斷發(fā)展，如何應(yīng)用地理信息系統(tǒng)對各種復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行研究，管理相關(guān)油氣地質(zhì)信息，已成為目前相關(guān)部門研究的重要課題。多源信息共享、多學(xué)科的融合、智能分析及可視化等這些信息技術(shù)都是油氣勘探開發(fā)中提高效率和質(zhì)量的重要手段。

地質(zhì)信息的主要載體是地質(zhì)數(shù)據(jù)，由于其具有多源、多維、多態(tài)的特征，且來源多樣，必然給數(shù)據(jù)的整理和分析帶來繁重的工作。劉江梅等[1]、陳偉[2]、潘繼平等[3]、Paulus[4]等，國內(nèi)外學(xué)者對地質(zhì)信息科學(xué)作了大量的研究和探討工作，這些研究都對地質(zhì)信息技術(shù)在油氣勘探中的應(yīng)用做出了重要成績。

2 地質(zhì)信息科學(xué)的技術(shù)體系

地質(zhì)信息技術(shù)體系的產(chǎn)生始于上個(gè)世紀(jì)60年代初的物化探測數(shù)據(jù)處理和模型正、反演的計(jì)算機(jī)應(yīng)用，后來引進(jìn)了DBS技術(shù)才使計(jì)算機(jī)模擬地質(zhì)信息技術(shù)逐步興起。到了1996年ISO標(biāo)準(zhǔn)化組織對地球空間信息有了確定的定義，即它是一個(gè)以系統(tǒng)方式集成所有獲取和管理空間數(shù)據(jù)方法的學(xué)科領(lǐng)域（ISO，1996），它是地球信息科學(xué)的較為成熟的分支學(xué)科[5]。其核心是地球空間信息機(jī)理“Geo-Informatics”。主要研究地球空間信息的結(jié)構(gòu)、時(shí)空變化、不確定性、解譯與反演、表達(dá)與可視化及標(biāo)準(zhǔn)化等基礎(chǔ)理論問題，其技術(shù)體系集成了包括 “GPS、RS、GIS―3S”和計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等組成。

由于油氣勘探對象都帶有空間特征，因此GIS技術(shù)從理論、方法和技術(shù)等方面對勘查工作產(chǎn)生了深刻地影響。作為有效的管理空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其功能包括：空間數(shù)據(jù)的獲取與存儲、數(shù)據(jù)處理與管理、數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)更新等幾方面的功能（如圖1所示）。

在該系統(tǒng)中各部分的功能為：

2.1 數(shù)據(jù)勘測與采集

GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)多為具有空間信息的客觀實(shí)體，利用油氣勘測中的含油氣的地理環(huán)境，對該區(qū)域空間各個(gè)因素的勘測是GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源。數(shù)據(jù)采集則對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換以便于將系統(tǒng)外部的原始數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)庫，對多態(tài)、多源的信息，可采用多種方式的數(shù)據(jù)輸入。

2.2 數(shù)據(jù)處理與更新

數(shù)據(jù)采集后，還要對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。主要包括對圖形數(shù)據(jù)的格式和大小進(jìn)行編輯以及對數(shù)據(jù)屬性編輯。同時(shí)要注意及時(shí)的更新數(shù)據(jù)，以滿足動態(tài)分析的需要，實(shí)時(shí)地對自然現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展做出客觀的預(yù)測。

2.3 數(shù)據(jù)存儲與管理

數(shù)據(jù)經(jīng)采集、處理后通過GIS的存儲管理功能保存到數(shù)據(jù)庫中，以備GIS分析與提取。

2.4 數(shù)據(jù)提取與分析

數(shù)據(jù)提取與分析是GIS的核心功能，主要包括數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)提取與數(shù)據(jù)綜合分析幾個(gè)部分。數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)提取為基本功能，通過一定模式的邏輯運(yùn)算處理數(shù)據(jù)。而綜合分析功能包括信息比對、統(tǒng)計(jì)、二維模型分析、三維模型分析及多因素綜合分析等。主要用于模擬實(shí)際地質(zhì)信息，使宏觀和微觀的信息模型化，輔助技術(shù)人員做出正確的判斷，以解決特定領(lǐng)域的實(shí)際問題

2.5 數(shù)據(jù)輸出

數(shù)據(jù)輸出是將分析的結(jié)果以圖表或數(shù)據(jù)的形式顯示出來，通過可以在輸出設(shè)備上按用戶要求顯示出來。

3 地質(zhì)信息技術(shù)在油氣勘探中的應(yīng)用

油氣地質(zhì)信息系統(tǒng)由兩部分組成，首先該系統(tǒng)是建立在油氣運(yùn)聚理論和GIS技術(shù)的基礎(chǔ)上，用于描述含油氣的地質(zhì)空間信息的理論與方法；另外由于它是在GIS的基礎(chǔ)上構(gòu)建的，以含油氣區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境為研究對象，因此以油氣資源信息的建立為核心，為油氣地質(zhì)勘探與決策服務(wù)為目的的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。

從研究對象可以得出該系統(tǒng)應(yīng)包含的地質(zhì)要素有烴源巖、儲集層、蓋層和油氣運(yùn)移路徑，油氣運(yùn)聚的地質(zhì)作用包括圈閉的形成和油氣的生成、運(yùn)移和聚集等作用。這些研究內(nèi)容是應(yīng)用地質(zhì)信息進(jìn)行油氣勘探的依據(jù)和基礎(chǔ)，也是GIS需要解決的具體問題。因此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資料應(yīng)形成一體化的空間數(shù)據(jù)庫，根據(jù)數(shù)據(jù)的不同類型和用途分別建庫（圖2），并使各類信息互相配合使用，通過統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)值運(yùn)算等技術(shù)，提取和分析油氣相關(guān)信息，并將其轉(zhuǎn)化為有用的參考信息。

在地理信息系統(tǒng)中主要有疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析、統(tǒng)計(jì)分類分析和空間插值分析等[6]。疊加分析是空間數(shù)據(jù)分析中最常用的功能。根據(jù)數(shù)據(jù)的不同，可實(shí)現(xiàn)多邊形疊加和柵格疊加。例如在對烴源巖信息參數(shù)進(jìn)行分析時(shí)可采用柵格疊加計(jì)算；利用疊加功能，通過加權(quán)因子可實(shí)現(xiàn)多因素綜合分析。

地理信息系統(tǒng)中的油氣運(yùn)移數(shù)據(jù)可進(jìn)行油氣運(yùn)移路徑模擬，根據(jù)油氣運(yùn)移的機(jī)理，利用系統(tǒng)中流體勢和運(yùn)移通道信息可建立油氣運(yùn)移控制通道圖，在此基礎(chǔ)上來研究油氣運(yùn)移的方式和路徑（如圖1）。

4 結(jié)語

地質(zhì)信息技術(shù)是油氣勘探、建設(shè)開發(fā)中的重要組成部分，其地質(zhì)工作勘探與研究直接影響到油氣勘探發(fā)展，實(shí)現(xiàn)GIS技術(shù)與油氣勘探工作的集成與融合，對增強(qiáng)油氣勘探的科學(xué)與優(yōu)先，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益非常重要。

篇(5)

關(guān)鍵詞：人才培養(yǎng)體系 實(shí)踐教學(xué) 教學(xué)改革

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0205-02

國內(nèi)地理信息系統(tǒng)（GIS）專業(yè)自1998開設(shè)至今已經(jīng)有近15年的歷史了，目前國內(nèi)設(shè)置GIS專業(yè)的高等院校已近200所。在此期間，GIS科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、GIS應(yīng)用水平的不斷提升使得整個(gè)空間信息產(chǎn)業(yè)對GIS人才的需求也逐漸增強(qiáng)。GIS教育也正在蓬勃發(fā)展之中，面對社會對人才要求的不斷提高，出現(xiàn)了系列值得關(guān)注的問題：譬如學(xué)校傳統(tǒng)的教育培養(yǎng)模式是否需要進(jìn)行調(diào)整？傳統(tǒng)的教育內(nèi)容是否能夠滿足需求？怎樣的培養(yǎng)模式才能夠加強(qiáng)人才的競爭力？如何根據(jù)社會需要和學(xué)生需求以及學(xué)校特點(diǎn)合理地構(gòu)建一套GIS創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系是專業(yè)建設(shè)急需解決地問題。

培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型的GIS人才一直是我們作為GIS教師的目標(biāo)與責(zé)任。對此，本文分析了目前我國GIS專業(yè)本科生培養(yǎng)的現(xiàn)狀及存在的一些問題，針對GIS專業(yè)人才培養(yǎng)改革的迫切需要，系統(tǒng)探討了如何充分發(fā)揮GIS專業(yè)特色，培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才的措施和方法；結(jié)合首都師范大學(xué)地理信息系統(tǒng)國家特色專業(yè)人才培養(yǎng)的具體實(shí)踐，詳細(xì)論述了特色專業(yè)人才培養(yǎng)體系在建設(shè)理念、師資隊(duì)伍、條件平臺、課程教材、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面的建設(shè)舉措和進(jìn)展，為其它相關(guān)高校專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)提供可供借鑒的思路和方案。

1 建設(shè)目標(biāo)與舉措

首都師范大學(xué)地理信息系統(tǒng)專業(yè)成立于2001年，以“教學(xué)、科研、團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)發(fā)展，學(xué)科、專業(yè)、課程相互促進(jìn)”為發(fā)展理念，依托“211工程”重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科、4個(gè)國家、省部級優(yōu)秀教學(xué)平臺和4個(gè)國家和省部級科研創(chuàng)新平臺等，高水平科研與教學(xué)相互結(jié)合和促進(jìn)，加強(qiáng)開放、交流與合作；深入開展以促進(jìn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)的創(chuàng)新性教學(xué)改革，完善人才培養(yǎng)體系。經(jīng)過近10年的建設(shè)，在師資隊(duì)伍、平臺建設(shè)、教學(xué)改革等方面取得了一系列成績。但是鑒于地理信息系統(tǒng)學(xué)科年輕、發(fā)展又快，地理信息系統(tǒng)專業(yè)本、碩、博課程都存在一定的問題，實(shí)習(xí)實(shí)踐有待加強(qiáng)，學(xué)生培養(yǎng)與國際接軌等老問題和層出不窮的新問題。

因此，本專業(yè)以人才培養(yǎng)為中心，以行業(yè)對人才的需求能力為出發(fā)點(diǎn)，研究人才知識結(jié)構(gòu)與需求趨勢，以高水平師資隊(duì)伍建設(shè)、課程體系與教材建設(shè)、教學(xué)模式與方法改革、實(shí)踐體系改革等建設(shè)為過程和手段，構(gòu)建應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系和方案；建設(shè)一支掌握先進(jìn)教育技術(shù)、教學(xué)水平高、實(shí)踐與科研能力強(qiáng)、熟悉行業(yè)人才需求的隊(duì)伍；建設(shè)校內(nèi)校外相結(jié)合、國內(nèi)國外項(xiàng)聯(lián)系、實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)相貫通、應(yīng)用與創(chuàng)新同步的立體化人才培養(yǎng)平臺。

圍繞該建設(shè)目標(biāo)，在具體建設(shè)過程中，采取下列措施。

（1）實(shí)踐教學(xué)體系改革：結(jié)合目標(biāo)定位，深入調(diào)研國內(nèi)外知名高校的專業(yè)課程體系，結(jié)合學(xué)校實(shí)際，改革現(xiàn)行課程體系，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)；使課程體系能力模塊化，理論、實(shí)踐與應(yīng)用創(chuàng)新三位一體化，模塊之間鏈接化，實(shí)踐技能訓(xùn)練綜合化，選修課組方向化，專題設(shè)計(jì)創(chuàng)新化。主動適應(yīng)社會需求和創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的需求。（2）課程內(nèi)容與教材改革：針對現(xiàn)有課程內(nèi)容重復(fù)性較大、部分授課內(nèi)容老化的不足，依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)改革教學(xué)內(nèi)容和教材體系，決定課程內(nèi)容的新舊取舍。保證教學(xué)內(nèi)容的經(jīng)典與前沿相結(jié)合，理論與實(shí)踐相結(jié)合；保證課程群模塊內(nèi)部以及模塊之間的有機(jī)銜接；結(jié)合教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，開展教材建設(shè)，重點(diǎn)建設(shè)面向新培養(yǎng)目標(biāo)的特色教材和實(shí)踐教材。（3）專業(yè)師資隊(duì)伍改革：優(yōu)化教師與科研隊(duì)伍，建立完善的GIS教學(xué)科研體系，包括高素質(zhì)的教學(xué)隊(duì)伍和齊全的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。在本科生課程授課師資體系中，聘請高水平校外專家進(jìn)本科生課堂；專業(yè)核心平臺課推行教學(xué)水平較高的主講教師負(fù)責(zé)制；推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研的緊密結(jié)合。（4）教學(xué)手段與方法改革：緊緊圍繞應(yīng)用創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)，積極推動和引導(dǎo)教學(xué)方法改革，采用問題式、討論式、任務(wù)驅(qū)動式、現(xiàn)場實(shí)踐式等多樣化教學(xué)方法，改變傳統(tǒng)教學(xué)中教師主動、學(xué)生被動的教學(xué)方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題、思考問題，培養(yǎng)學(xué)生從解決實(shí)際問題的角度理解知識、應(yīng)用技術(shù)、創(chuàng)新發(fā)展。（5）人才培養(yǎng)模式改革：加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力特別是綜合應(yīng)用實(shí)踐的鍛煉，為應(yīng)用創(chuàng)新大好基礎(chǔ)；注重個(gè)性化培養(yǎng)，優(yōu)選若干具有潛質(zhì)的學(xué)生開展研究型學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新；通過制度建設(shè)和管理體制改革，建立一套能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的運(yùn)行機(jī)制；鼓勵學(xué)生參加科研活動，設(shè)立科研創(chuàng)新學(xué)分與創(chuàng)新獎學(xué)金，利用學(xué)術(shù)報(bào)告、發(fā)表學(xué)術(shù)論文、各種科技大賽獲獎、參加教師科研、申報(bào)科研立項(xiàng)等多種渠道，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新。

2 課程與教材建設(shè)

在課程設(shè)置方面，本專業(yè)的專業(yè)課程分為三大系列：計(jì)算機(jī)科學(xué)類（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)圖象處理、C語言、C++、VB、JAVA等面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)）、地理科學(xué)類（自然地理學(xué)、人文地理學(xué)、環(huán)境學(xué)、國土資源學(xué)、城市規(guī)劃等）和地理信息系統(tǒng)科學(xué)與技術(shù)類（地圖學(xué)、地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)制圖、遙感、全球定位系統(tǒng)、組件GIS、WEBGIS、ARCGIS、PCI等）。學(xué)生必須修滿教學(xué)計(jì)劃培養(yǎng)方案規(guī)定的180學(xué)分方能畢業(yè)。課程147學(xué)分（含實(shí)習(xí)18分），其中通識教育51分，專業(yè)基礎(chǔ)28分，專業(yè)核心25分，專業(yè)方向課43分；實(shí)驗(yàn)教學(xué)33學(xué)分。

團(tuán)隊(duì)教師積極進(jìn)行教學(xué)改革。所有專業(yè)課必修課均配備優(yōu)秀教材（其中自編教材20%），引進(jìn)和選用外文教材3門，必修課配備率達(dá)17%。6門課程中采用學(xué)生參與課堂討論的方式進(jìn)行教學(xué)，收到良好效果，獲得三項(xiàng)學(xué)校探究式課程建設(shè)立項(xiàng)。90%課程參加學(xué)校課程建設(shè)，其中優(yōu)秀課程20%。90%專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)核心課由副教授以上的教師主講，所有的教授、副教授都為本科生授課或做學(xué)術(shù)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師多為博士和副教授。所有教學(xué)實(shí)習(xí)都指派有副教授以上教師指導(dǎo)學(xué)生。獲得“北京市教育科學(xué)研究優(yōu)秀成果一等獎”等教學(xué)獎勵22項(xiàng)，其中包括地理信息系統(tǒng)國家精品課程1門、北京市精品課程1門。

根據(jù)教學(xué)改革的指導(dǎo)思想，本專業(yè)積極推進(jìn)優(yōu)秀教材建設(shè)，力求理論教材和實(shí)驗(yàn)教材在內(nèi)容設(shè)計(jì)上注重理論基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容技術(shù)與方法的綜合性、區(qū)域性、應(yīng)用性和先進(jìn)性，并體現(xiàn)理論與基礎(chǔ)、室內(nèi)與野外、經(jīng)典與先進(jìn)的有機(jī)結(jié)合。自編的系列實(shí)驗(yàn)教材和講義，基本體現(xiàn)了教材建設(shè)的理念。截至目前，本專業(yè)已經(jīng)主編專著和教材25部，其中包括《地理信息實(shí)驗(yàn)系列教程》、《遙感圖像處理系列教程》等實(shí)驗(yàn)教材4部，參編教材4部。目前中心自編實(shí)驗(yàn)教材與講義，對于充實(shí)地理學(xué)發(fā)展前沿起到了重要的作用。教學(xué)過程中針對本校不同專業(yè)、不同課程的特點(diǎn)，進(jìn)行優(yōu)化組合。有3本教材入選國家“十五”、“十一五”教育部規(guī)劃教材，1項(xiàng)教材獲北京市精品教材。

3 實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)

本專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)以地理科學(xué)與技術(shù)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心為建設(shè)單位，以地理信息系統(tǒng)系列課程為建設(shè)平臺，分別建立了基礎(chǔ)、專業(yè)、野外綜合、探究性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。其中，由3個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室（測量與地圖實(shí)驗(yàn)室、遙感實(shí)驗(yàn)室、GIS實(shí)驗(yàn)室）和5個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室（GPS實(shí)驗(yàn)室、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)接收實(shí)驗(yàn)室、車載三維信息獲取實(shí)驗(yàn)室、三維激光實(shí)驗(yàn)室、虛擬地理環(huán)境實(shí)驗(yàn)室）組成課內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺，由5個(gè)野外綜合實(shí)習(xí)基地（秦皇島地質(zhì)地貌、野鴨湖濕地自然保護(hù)區(qū)、北京金山測量與地圖、北京地面沉降監(jiān)測、北大方正3S技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用實(shí)習(xí)基地）組成校外綜合實(shí)習(xí)、實(shí)踐平臺，由五個(gè)省部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室組成實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研創(chuàng)新平臺。

在實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)上，地理信息系統(tǒng)專業(yè)構(gòu)建了符合學(xué)科特點(diǎn)、兼顧學(xué)習(xí)規(guī)律的“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)-綜合實(shí)驗(yàn)-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-研究創(chuàng)新”四級逐步提高的“一體化、多層次、開放式”的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的總體思想是“以學(xué)生為本，傳授知識、培養(yǎng)能力和素質(zhì)提高協(xié)調(diào)發(fā)展”。在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)理論與技術(shù)應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，加強(qiáng)地理新技術(shù)的應(yīng)用；在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，鼓勵教師依托科研項(xiàng)目開設(shè)綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；扶持特色實(shí)驗(yàn)課程和項(xiàng)目的發(fā)展；加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的能力訓(xùn)練。

實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容上，強(qiáng)調(diào)體現(xiàn)區(qū)域性、綜合性、實(shí)踐性的學(xué)科特點(diǎn)，根據(jù)專業(yè)和課程特色，分層次設(shè)立基本型、綜合型、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建“基本理論驗(yàn)證-基本技術(shù)操作-開發(fā)應(yīng)用創(chuàng)新”的多級實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。堅(jiān)持“室內(nèi)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與野外綜合實(shí)踐相結(jié)合”、“地理信息科學(xué)基礎(chǔ)理論與高新技術(shù)相結(jié)合”、“高水平科學(xué)研究與創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合”，以培養(yǎng)具有扎實(shí)地理信息科學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識與基本技能，掌握現(xiàn)代地理技術(shù)并具有應(yīng)用創(chuàng)新精神的地理信息科學(xué)與技術(shù)復(fù)合型人才。

由專職、兼職教師組成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍，保證了科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。目前任職教師中，有70%的教師承擔(dān)了各級各類科研項(xiàng)目，較好地提升了理論課、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)課的教學(xué)內(nèi)容。如在ARCINFO地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程中，任課教師依托所承擔(dān)的“國土資源大調(diào)查項(xiàng)目—— 數(shù)字國土”，設(shè)計(jì)了基于ARCINFO的土地利用空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)實(shí)習(xí)；在GIS空間分析實(shí)驗(yàn)課中，依托863項(xiàng)目“GIS在農(nóng)村社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)分析中的應(yīng)用”設(shè)計(jì)了基于GIS的人口空間自相關(guān)分析實(shí)習(xí)項(xiàng)目等等，保證在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中前沿性科研的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容占一定的比例。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研、工程和社會應(yīng)用實(shí)踐結(jié)合主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是地理信息科學(xué)基礎(chǔ)理論與地理新技術(shù)相結(jié)合；二是高水平科研與創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合；三是野外實(shí)習(xí)基地在遴選中遵循了區(qū)域性、綜合性、先進(jìn)性的原則。

4 人才培養(yǎng)體系建構(gòu)

地理信息系統(tǒng)專業(yè)以學(xué)生為本，積極開展人才培養(yǎng)體系建設(shè)。初步搭建了本科—碩士—博士—博士后較為完善的人才培養(yǎng)體系，并初步建立了“五個(gè)結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式，即“地理信息科學(xué)基礎(chǔ)理論與地理信息高新技術(shù)相結(jié)合”、“室內(nèi)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與野外綜合能力培養(yǎng)相結(jié)合”、“高水平科學(xué)研究與創(chuàng)新型教學(xué)相結(jié)合”、“本科生、研究生探究式教學(xué)相結(jié)合”、“教學(xué)示范輻射與合作交流相結(jié)合”，形成了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)—綜合實(shí)驗(yàn)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—研究創(chuàng)新”四級逐步提高的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。在狠抓學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，本專業(yè)根據(jù)用人單位需求，研究就業(yè)市場信息，力求為學(xué)生就業(yè)加強(qiáng)服務(wù)。通過組織地理信息系統(tǒng)應(yīng)用、開發(fā)競賽的各類活動，提高學(xué)生實(shí)踐活動能力。聯(lián)系高水平的業(yè)內(nèi)人士來做報(bào)告，為學(xué)生將來就業(yè)搭建起人脈網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生科研立項(xiàng)和畢業(yè)論文依托科研、工程和社會應(yīng)用實(shí)踐等項(xiàng)目的比重逐年提高，選題的準(zhǔn)確性、方法的先進(jìn)性和成果的應(yīng)用性都有顯著的提高。主要舉措體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

（1）高水平科研與教學(xué)相互促進(jìn)，力爭為每一位師生提供適宜發(fā)展的學(xué)術(shù)空間。集成5個(gè)省部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室優(yōu)勢資源，建立創(chuàng)新教育平臺，并與教學(xué)平臺有機(jī)結(jié)合；師生借鑒科研思路，開展創(chuàng)新教育和研究性學(xué)習(xí)；學(xué)生探究式學(xué)習(xí)有效地反哺了教師創(chuàng)新教育能力。（2）以高新技術(shù)應(yīng)用激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生掌握高新技術(shù)應(yīng)用“一技之長”。獲國家科技進(jìn)步獎、國家專利的成果，轉(zhuǎn)化為自主知識產(chǎn)權(quán)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器和軟件，激發(fā)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)解決地理學(xué)實(shí)際問題能力；通過增設(shè)5門探究式實(shí)驗(yàn)課、出版10部實(shí)驗(yàn)教材、建設(shè)國家精品課程、精品教材等與國內(nèi)外50多所大學(xué)共享互動、不斷提高。（3）讓學(xué)生在科研和學(xué)科競賽中掌握高新技術(shù)深入應(yīng)用。依托團(tuán)隊(duì)主持的國家級項(xiàng)目，組織70%的本科生參加科研，先后獲國家、省部、校級立項(xiàng)191項(xiàng)，38篇。2008年，3項(xiàng)本科生科研項(xiàng)目入選“國家大學(xué)生科學(xué)研究與創(chuàng)業(yè)行動計(jì)劃”。在全國、省部、校級大學(xué)生挑戰(zhàn)杯賽、數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)應(yīng)用、GIS軟件開發(fā)等競賽中獲獎120多人次。（4）營造實(shí)驗(yàn)教學(xué)國際化環(huán)境，培養(yǎng)實(shí)際工作能力。與歐美7所大學(xué)聯(lián)合開展中國地理實(shí)習(xí)，已成為固定環(huán)節(jié)，有效激發(fā)了師生教與學(xué)的興趣、培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)能力；與6個(gè)國際品牌的遙感、GIS軟件公司合作，建立ARCGIS、ENVI、PCI、JX-4、EZMAP、IMAGEINFO實(shí)訓(xùn)基地，有效促進(jìn)了師生專業(yè)軟件應(yīng)用能力與國際接軌。

近年來，本科生畢業(yè)論文80%是依托教師的科研項(xiàng)目開展的，部分本科生的科研成果在教師承擔(dān)的科研項(xiàng)目中得到了沉淀。本科生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力也有了顯著的提高，參與創(chuàng)新、訓(xùn)練、競賽活動的學(xué)生達(dá)60%，獲校級大學(xué)生科研立項(xiàng)38項(xiàng)，獲實(shí)驗(yàn)室開放基金43項(xiàng)；獲全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”大賽北京市一等獎、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)應(yīng)用競賽北京市一等獎、北京市數(shù)學(xué)建模競賽一等獎等國家、省部級和校級各種獎勵47項(xiàng)。

學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量逐步提高，帶來的社會聲譽(yù)逐步上升。考研率突破45%，陸續(xù)有10余名學(xué)生成功申請出國交流學(xué)習(xí)計(jì)劃并出國繼續(xù)攻讀碩士學(xué)位。近三年中本科生英語四級累計(jì)通過率93.5%以上，一次就業(yè)率均達(dá)到98%以上。

5 結(jié)語

地理信息系統(tǒng)專業(yè)成立以來，在師資隊(duì)伍、平臺建設(shè)、教學(xué)改革等方面取得了一系列成績。但是鑒于地理信息系統(tǒng)學(xué)科即年輕、發(fā)展又快，地理信息系統(tǒng)專業(yè)本、碩、博課程都存在一定的問題。為此，我們開展并將繼續(xù)延續(xù)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系建設(shè)，繼續(xù)完善以地學(xué)高新技術(shù)應(yīng)用為特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和培養(yǎng)模式，努力將高水平科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的先進(jìn)儀器和軟件，顯著提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和應(yīng)用高新技術(shù)解決實(shí)際問題的能力，明顯提升教師團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新教育能力。

參考文獻(xiàn)

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篇(6)

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；立體人才培養(yǎng)模式；課程體系；實(shí)踐教學(xué)

1997年教育部對我國高等教育專業(yè)目錄進(jìn)行了修訂，在地理學(xué)一級學(xué)科下增設(shè)了地理信息系統(tǒng)本科專業(yè)。將近10年時(shí)間，全國已有100多所高校建立了該專業(yè)，其中大部分依托原有的地理學(xué)、測繪工程等專業(yè)，因此專業(yè)培養(yǎng)模式和課程體系存在著較大差異。2003年8月，地理信息系統(tǒng)協(xié)會召開了首屆GIS專業(yè)教育研討會，提出了GIS專業(yè)課程體系設(shè)置方案，提出“低年級寬口徑、高年級分類培養(yǎng)”的基本模式，但沒有涉及到農(nóng)林院校。隨著地球信息科學(xué)和現(xiàn)代林業(yè)科學(xué)的發(fā)展，GIS技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用范圍不斷拓廣，層次不斷深入，建立適應(yīng)地理學(xué)類專業(yè)基本要求、又具有森林資源與生態(tài)環(huán)境應(yīng)用特色的立體人才培養(yǎng)模式和專業(yè)發(fā)展平臺，以及立體化課程體系和實(shí)踐教學(xué)體系，對于GIS教育和現(xiàn)代林業(yè)的發(fā)展都具有重要意義。北京林業(yè)大學(xué)GIS專業(yè)是在擺脫原有專業(yè)的情況下設(shè)立的全新專業(yè)，因此建立新的立體化課程體系具有必要性和可行性。

一、專業(yè)定位與特色

GIS專業(yè)的基本特點(diǎn)是該專業(yè)屬于新興的綜合性、交叉性學(xué)科范疇。根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)的基本要求，通過對國內(nèi)外GIS專業(yè)教學(xué)模式和課程設(shè)置的充分調(diào)研，結(jié)合我校的特點(diǎn)，適應(yīng)林業(yè)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)對創(chuàng)新性人才的需求，我們提出“立足林業(yè)，服務(wù)生態(tài)”的辦學(xué)理念。通過專業(yè)建設(shè)，形成既適應(yīng)地理學(xué)類專業(yè)基本要求、又具有森林資源與生態(tài)環(huán)境應(yīng)用特色的立體人才培養(yǎng)模式和專業(yè)發(fā)展平臺，以充分體現(xiàn)該專業(yè)的交叉性、邊緣性、綜合性和技術(shù)性，服務(wù)于生態(tài)環(huán)境建設(shè)。通過培養(yǎng)方案修訂、課程體系優(yōu)化、教學(xué)內(nèi)容和手段改進(jìn)、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革，構(gòu)成專業(yè)建設(shè)的系統(tǒng)性工程，形成完善的立體人才培養(yǎng)模式，建立起專業(yè)發(fā)展平臺，構(gòu)建立體課程體系，使人才培養(yǎng)模式、課程體系、教學(xué)內(nèi)容和手段等各個(gè)環(huán)節(jié)都得到極大的改造和提升，形成創(chuàng)新性人才培養(yǎng)和專業(yè)發(fā)展、學(xué)科發(fā)展的新特點(diǎn)，即：重視基礎(chǔ)、面向應(yīng)用、突出重點(diǎn)、深入前沿、分類培養(yǎng)、拓寬口徑。

我校地理信息系統(tǒng)專業(yè)的特色在于培養(yǎng)學(xué)生的地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)和地球信息科學(xué)綜合應(yīng)用能力，以資源與環(huán)境調(diào)查、信息管理、監(jiān)測、評價(jià)、預(yù)測及決策為主要應(yīng)用方向。學(xué)生主要學(xué)習(xí)地理信息系統(tǒng)和地圖學(xué)、遙感技術(shù)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)等方面的基本理論和基本知識，受到應(yīng)用基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)方面的科學(xué)思維和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，具有地理信息系統(tǒng)研究、設(shè)計(jì)與開發(fā)的基本技能及初步的教學(xué)、研究、開發(fā)和管理能力。專業(yè)定位概括為：3S理論技術(shù)基礎(chǔ)扎實(shí)(專業(yè)的根本，提高培養(yǎng)層次)；立足林業(yè)，服務(wù)于生態(tài)環(huán)境建設(shè)(體現(xiàn)專業(yè)特色)；適當(dāng)兼顧其他領(lǐng)域應(yīng)用(拓寬就業(yè)渠道)。 br>

二、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方式

(一)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

GIS專業(yè)主要培養(yǎng)具備地理信息系統(tǒng)與地圖學(xué)的基本理論、基礎(chǔ)知識、基本技能，能在科研機(jī)構(gòu)或高等學(xué)校從事科學(xué)研究或教學(xué)工作，能在城市、區(qū)域、資源、環(huán)境、交通、人口、住房、土地、基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃和管理、政務(wù)商務(wù)管理等領(lǐng)域從事與地理信息系統(tǒng)有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的高級專門人才。畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識和能力：

1.掌握數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、信息管理等方面的基本理論和基本知識；

2.掌握地理信息系統(tǒng)和地圖學(xué)的基本理論、基本知識和基本實(shí)驗(yàn)技能，以及地理信息系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)的基本原理和基本方法，具有地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)、空間信息處理分析、系統(tǒng)管理和維護(hù)的能力；

3.掌握森林資源與生態(tài)環(huán)境調(diào)查、監(jiān)測、評價(jià)、信息管理的基礎(chǔ)知識；

4.了解國家科學(xué)技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略等有關(guān)政策和法規(guī)；

5.了解地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)學(xué)科的理論前沿、應(yīng)用前景和最新發(fā)展動態(tài)，以及地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識；

6.受到應(yīng)用基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)方面的科學(xué)思維和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，具有一定的從事科學(xué)研究工作的能力；

7.掌握資料查詢、文獻(xiàn)檢索及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法；具有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件，歸納、整理、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫論文，參與學(xué)術(shù)交流的能力。

(二)專業(yè)培養(yǎng)方式

GIS專業(yè)以課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、畢業(yè)論文、綜合實(shí)習(xí)為主要培養(yǎng)方式，由技術(shù)應(yīng)用人才、地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)人才、科學(xué)研究人才、創(chuàng)新型拔尖人才四個(gè)層次構(gòu)成立體人才培養(yǎng)模式。

1.通過課堂教學(xué)使學(xué)生掌握本專業(yè)的基本理論、技術(shù)和基礎(chǔ)知識。教學(xué)過程中以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的能動性，采用啟發(fā)式、研討式等教學(xué)方式，加強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力，培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、善于提出問題并獨(dú)立解決問題的能力；

2.通過實(shí)踐教學(xué)加強(qiáng)學(xué)生的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。主要通過綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的合理安排以及綜合性實(shí)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力；

3.通過畢業(yè)論文和綜合實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，訓(xùn)練學(xué)生的表達(dá)能力和寫作能力，以及掌握文獻(xiàn)資料的能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力、獨(dú)立工作的能力；

4.通過設(shè)置名師教室、科研訓(xùn)練學(xué)分和創(chuàng)新學(xué)分，使學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展的前沿，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)意識；

5.通過第二課堂、社團(tuán)活動等加強(qiáng)素質(zhì)教育，使學(xué)生具有一定的管理組織能力，積極參與多方面的社會服務(wù)與公益活動，樹立服務(wù)社會的思想。

三、立體人才培養(yǎng)模式和課程體系

立體人才培養(yǎng)模式的基本思想是嚴(yán)格按照因材施教的原則，改革傳統(tǒng)的一刀切這種單一的人才培養(yǎng)方式，根據(jù)生源的不同特點(diǎn)、興趣和基礎(chǔ)，將人才培養(yǎng)目標(biāo)劃分為不同層次，根據(jù)不同層次的培養(yǎng)目標(biāo)制定相應(yīng)的培養(yǎng)計(jì)劃，提出不同的培養(yǎng)要求，學(xué)生畢業(yè)后達(dá)到不同的專業(yè)層次。

(一)立體人才培養(yǎng)模式

由技術(shù)應(yīng)用人才、地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)人才、科學(xué)研究人才、創(chuàng)新型拔尖人才四個(gè)層次構(gòu)成金字塔培養(yǎng)模式。

第一層次(技術(shù)應(yīng)用人才)：培養(yǎng)掌握地球信息科學(xué)基礎(chǔ)理論和技術(shù)，面向廣大行業(yè)服務(wù)的應(yīng)用型人才。要求學(xué)生具有扎實(shí)的計(jì)算機(jī)、地學(xué)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，面向多行業(yè)應(yīng)用，熟悉和了解森林資源與環(huán)境調(diào)查、監(jiān)測與評價(jià)，土地資源評價(jià)，房地產(chǎn)評估，地籍與 施工測量，區(qū)域分析與規(guī)劃等多學(xué)科的基礎(chǔ)知識與基本技能，特別是森林生態(tài)學(xué)、森林經(jīng)營與管理、資源調(diào)查監(jiān)測與評價(jià)、災(zāi)害監(jiān)測等方面的基礎(chǔ)知識與基本技能，能夠勝任林業(yè)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)領(lǐng)域有關(guān)空間信息獲取、管理、分析等工作。

第二層次(地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)人才)：在第一層次的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)在計(jì)算機(jī)、信息科學(xué)等方面具有較為扎實(shí)的知識和技術(shù)，面向企業(yè)、科研單位、教學(xué)行業(yè)的GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)人才。要求學(xué)生熟練掌握VC++、JAVA等程序設(shè)計(jì)語言和系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具，數(shù)據(jù)庫管理和應(yīng)用技術(shù)，軟件工程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)理論和知識，了解GIS發(fā)展的最新動態(tài)，能夠從事GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)工作。

第三層次(科學(xué)研究人才)：培養(yǎng)掌握學(xué)科前沿理論和技術(shù)，具有進(jìn)一步培養(yǎng)潛力的高層次后備人才，畢業(yè)后可以直接進(jìn)入碩士階段的學(xué)習(xí)和深造，或成為科研、教學(xué)行業(yè)的研究型人才。要求學(xué)生具備多學(xué)科交叉知識的背景，掌握人工智能、空間統(tǒng)計(jì)學(xué)等基礎(chǔ)理論，能夠利用地球信息科學(xué)與技術(shù)在資源環(huán)境領(lǐng)域從事科學(xué)研究工作。

第四層次(創(chuàng)新型拔尖人才)：這類人才應(yīng)具備扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)和獨(dú)立從事研究、開發(fā)的能力，有一定的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，通過國際交流與合作，爭取到國外深造。

將該模式用一個(gè)圓錐體來表示，圓錐的每一個(gè)截面構(gòu)成一個(gè)不同的培養(yǎng)層次，在二維截面上，表示該層次應(yīng)具備的知識和技術(shù)，底面是該專業(yè)的基本要求。層次越高，人數(shù)逐漸減少，學(xué)生的知識儲備量是相應(yīng)截面下圓臺的體積。通過該模式的培養(yǎng)，學(xué)生畢業(yè)后可以成為3S技術(shù)在資源環(huán)境中的應(yīng)用人才、軟件開發(fā)人才、了解和掌握3S技術(shù)前沿信息的研究型人才以及高素質(zhì)的拔尖人才。

根據(jù)此培養(yǎng)模式，在新的教學(xué)計(jì)劃中，將第一層次的基礎(chǔ)知識和基本技能培養(yǎng)作為專業(yè)基礎(chǔ)和主干課程，通過不同門類的專業(yè)選修課達(dá)到該層次不同行業(yè)應(yīng)用型人才的要求；第二層次通過專業(yè)主干課和有關(guān)系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)的專業(yè)選修課達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)；第三層次在前兩個(gè)層次的基礎(chǔ)上，通過人工智能、空間統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)等理論、技術(shù)的學(xué)習(xí)，以及創(chuàng)新性實(shí)踐活動(如科研訓(xùn)練)達(dá)到要求；第四層次通過從低年級的外語加強(qiáng)，到高年級的專業(yè)講座、名家講堂、導(dǎo)師導(dǎo)向培養(yǎng)等多種方式，培養(yǎng)拔尖人才。

轉(zhuǎn)貼于 (二)立體化課程體系的建設(shè)和優(yōu)化

根據(jù)立體培養(yǎng)模式，建立理論——技術(shù)——應(yīng)用的教學(xué)體系。與此相適應(yīng)，在課程體系中，專業(yè)基礎(chǔ)課注重基礎(chǔ)理論的培養(yǎng)，要求深而廣；專業(yè)課的設(shè)置注重知識的深度，體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展的前沿，從技術(shù)的角度加深；選修課則注重知識的廣度，體現(xiàn)資源與環(huán)境特色，面向?qū)嶋H應(yīng)用。通過合理的課程設(shè)置，以3S技術(shù)在資源與環(huán)境中的應(yīng)用為核心，加強(qiáng)相關(guān)學(xué)科的專業(yè)知識基礎(chǔ)，形成完整的知識結(jié)構(gòu)體系，以適應(yīng)本學(xué)科綜合性邊緣學(xué)科的特點(diǎn)。

1.課程設(shè)置原則

(1)體現(xiàn)林業(yè)特色。我校GIS專業(yè)在加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)的同時(shí)，應(yīng)體現(xiàn)森林資源與環(huán)境應(yīng)用的特色。因此，設(shè)置林業(yè)生態(tài)環(huán)境工程概論、森林資源監(jiān)測與評價(jià)、森林生態(tài)學(xué)等課程。

(2)加強(qiáng)開發(fā)能力培養(yǎng)。根據(jù)GIS專業(yè)的基本要求以及社會需求，加強(qiáng)開發(fā)的基礎(chǔ)，使學(xué)生掌握GIS軟件開發(fā)的基本方法、開發(fā)環(huán)境的工具，適應(yīng)多種行業(yè)對軟件開發(fā)人員的需求，設(shè)置VC++、C語言、GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)等必修課，以及選修課Java語言、WEBGIS等。

(3)強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)。GIS專業(yè)是技術(shù)性很強(qiáng)的專業(yè)，對學(xué)生實(shí)際動手能力要求很高，因此實(shí)踐環(huán)節(jié)是教學(xué)效果和質(zhì)量保障的關(guān)鍵。主要措施包括：綜合實(shí)習(xí)5周，時(shí)間按排在第六學(xué)期末的暑假，不占用正常教學(xué)時(shí)間，地點(diǎn)以校外實(shí)習(xí)基地為主，結(jié)合教師的科研課題，內(nèi)容包括數(shù)據(jù)獲取的途徑和方法、應(yīng)用主流平臺進(jìn)行空間數(shù)據(jù)處理、模型與系統(tǒng)開發(fā)、數(shù)據(jù)維護(hù)等。

(4)盡早培養(yǎng)專業(yè)意識和創(chuàng)新意識。將遙感、GIS等主干課程設(shè)在二年級下半學(xué)期，使學(xué)生在二年級就開始接觸專業(yè)核心。在核心課程教學(xué)中增加講座、討論教學(xué)方式，該方式已經(jīng)在目前的教學(xué)中嘗試并取得很好的效果。同時(shí)，設(shè)置“數(shù)據(jù)倉庫與知識挖掘”、“地學(xué)模型基礎(chǔ)”兩門選修課，跟蹤學(xué)科發(fā)展。

(5)強(qiáng)調(diào)課程之間的銜接，體現(xiàn)學(xué)科交叉的特征。由于學(xué)科的交叉性強(qiáng)，涉及計(jì)算機(jī)、地理學(xué)、數(shù)學(xué)、資源與環(huán)境等多種課程，課程之間密切相關(guān)，將“地球科學(xué)概論”與“系統(tǒng)科學(xué)概論”合并為“地球系統(tǒng)科學(xué)概論”，體現(xiàn)專業(yè)的特征。

(6)體現(xiàn)分類培養(yǎng)的理念。根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，同時(shí)體現(xiàn)我校的特色，拓寬專業(yè)渠道。選修課分為三類：開發(fā)類、應(yīng)用類和前沿類課程。學(xué)生可以根據(jù)自身的特點(diǎn)選擇相應(yīng)類別的課程，并自成體系。

2.基本課程設(shè)置

(1)主要專業(yè)基礎(chǔ)課：強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)、地學(xué)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，以面向多種行業(yè)發(fā)展。

①計(jì)算機(jī)課程：包括計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(理)、VC++、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫原理與技術(shù)、軟件工程等。

②地學(xué)基礎(chǔ)課程：包括自然地理學(xué)、地球系統(tǒng)科學(xué)概論、地圖學(xué)。

③數(shù)學(xué)課程：包括高等數(shù)學(xué)A、線性代數(shù)A、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等。

④資源環(huán)境管理：包括林業(yè)生態(tài)環(huán)境工程概論、森林資源監(jiān)測與評價(jià)。

(2)主要專業(yè)課：強(qiáng)調(diào)3S理論和技術(shù)的掌握。

包括專業(yè)概論、測量學(xué)、GPS原理與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)制圖、數(shù)字?jǐn)z影測量、遙感原理與應(yīng)用、地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用、遙感圖象處理、GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)。

(3)專業(yè)選修課：注重計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、地學(xué)知識的擴(kuò)展和在3S技術(shù)中的應(yīng)用，與研究生教育銜接。

專業(yè)選修課包括：

①計(jì)算機(jī)科學(xué)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)及應(yīng)用、微機(jī)原理、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算方法、Java語言、人工智能、數(shù)據(jù)倉庫與知識挖掘。

②地學(xué)：經(jīng)濟(jì)地理學(xué)、人文地理學(xué)。

③數(shù)學(xué)：地學(xué)模型基礎(chǔ)、多元統(tǒng)計(jì)分析。

④應(yīng)用：土地評價(jià)與土地管理、地籍測量與管理、施工測量、森林生態(tài)學(xué)、WEBGIS、區(qū)域分析與規(guī)劃、資源環(huán)境信息系統(tǒng)、森林經(jīng)營管理等。

通過以上課程設(shè)置，以3S技術(shù)在資源與環(huán)境中的應(yīng)用為核心，加強(qiáng)相關(guān)學(xué)科的專業(yè)知識基礎(chǔ)，形成完整的知識結(jié)構(gòu)體系，以適應(yīng)本學(xué)科綜合性邊緣學(xué)科的特點(diǎn)。

四、立體實(shí)踐教學(xué)模式

在實(shí)踐教學(xué)方面，改革和完善實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加綜合性實(shí)習(xí)比重，以利于學(xué)生了解課程之間的聯(lián)系并聯(lián)系實(shí)際。立體實(shí)踐教學(xué)模式包括四個(gè)基本層次。

(一)課堂實(shí)驗(yàn)

根據(jù)新的培養(yǎng)模式，對原有教學(xué)計(jì)劃中專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課以及部分專業(yè)選修課的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)分析和實(shí)驗(yàn)效果跟蹤，根據(jù)跟蹤結(jié)果對部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，增加綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重。

(二)課程實(shí)習(xí)

實(shí)習(xí)內(nèi)容注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)和開發(fā)能力，如在遙感圖象處理與應(yīng)用、GIS開發(fā)與應(yīng)用課程中，采用國際主流平臺培養(yǎng)學(xué)生的軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)能力。組織學(xué)生到企業(yè)、科研院所參觀學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生對科研和生產(chǎn)應(yīng)用的了解，以利于學(xué)生擴(kuò)展就業(yè)思路，確定自身專業(yè)發(fā)展方向。

(三)綜合實(shí)習(xí)

通過項(xiàng)目研究，決定增加5周的綜合實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，以教學(xué)基地為主要平臺，聯(lián)合相關(guān)企業(yè)開展高年級綜合實(shí)習(xí)，由專業(yè)教師和企業(yè)、科研院所共同承擔(dān)指導(dǎo)工作，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，將理論和技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中。

(四)科研訓(xùn)練

制定學(xué)生參與科研活動的計(jì)劃，并要求有科研課題的教師通過雙項(xiàng)選擇確定3～5名本科生參與課題研究。同時(shí)組織高年級的學(xué)生參加全國GIS設(shè)計(jì)大賽，學(xué)科教師為指導(dǎo)。

篇(7)

摘 要：隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，GIS已經(jīng)成為與地理空間信息有關(guān)的各行各業(yè)的基本工具。本文在分析非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)目標(biāo)、專業(yè)學(xué)科背景等問題的基礎(chǔ)上，對非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)教學(xué)中從課程內(nèi)容安排、教學(xué)方法、考試設(shè)置等方面進(jìn)行了分析總結(jié)，并提出了對非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)的一些建議。

關(guān)鍵詞：非GIS專業(yè)；地理信息系統(tǒng)；課程教學(xué)

1、非GIS專業(yè)開設(shè)GIS課程的必要性

地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)[1]。從上世紀(jì)60年代初開始興起，經(jīng)過50多年的發(fā)展，GIS已經(jīng)滲透到與空間信息相關(guān)的各個(gè)行業(yè)，成為各個(gè)行業(yè)解決問題的基本工具，從而使得GIS專業(yè)人才的需求大量增加。由于GIS是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測繪、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的新興邊緣學(xué)科[2]。相對于GIS專業(yè)的學(xué)生，非GIS專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握不夠，對GIS先行課程如計(jì)算機(jī)、地圖學(xué)、地理學(xué)、測繪學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫等知識不甚了解。導(dǎo)致非GIS專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)抓不住重點(diǎn)，覺得理論性太強(qiáng)，學(xué)習(xí)很吃力，和本專業(yè)聯(lián)系不大，不敢興趣。所以非GIS專業(yè)的GIS課程設(shè)計(jì)與教學(xué)方法必須結(jié)合本專業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。

2、課程教學(xué)安排的探討

非GIS課程的設(shè)計(jì)應(yīng)緊密結(jié)合本專業(yè)，使學(xué)生掌握GIS的基本概念，熟悉數(shù)據(jù)的組織和管理常采用的方法，掌握空間數(shù)據(jù)的采集、輸入和編輯等基本內(nèi)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(xué)專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H問題。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，必須根據(jù)專業(yè)需求制定教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃和實(shí)綱，確定合理的課時(shí)、學(xué)分、授課方式、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等，根據(jù)專業(yè)需求進(jìn)行內(nèi)容的篩選，在理論課和實(shí)驗(yàn)課之間進(jìn)行合理課時(shí)分配，確定考核形式和要求。

2.1教學(xué)內(nèi)容組織

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

因此，在編制非GIS專業(yè)的教學(xué)大綱時(shí)，應(yīng)考慮非GIS專業(yè)學(xué)生的專業(yè)背景，讓學(xué)生了解GIS的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，對GIS有基本的認(rèn)識與了解。同時(shí)，讓學(xué)生熟練掌握GIS的數(shù)據(jù)來源，利用GIS專業(yè)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和編輯、空間分析以及GIS產(chǎn)品的制作與輸出的方法。了解地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)模型與建模等部分內(nèi)容。培養(yǎng)非GIS專業(yè)學(xué)生利用GIS知識解決問題的基本意識，增強(qiáng)學(xué)生利用GIS處理本專業(yè)基本問題的能力。

2.2理論教學(xué)模式

非GIS專業(yè)的地理信息系統(tǒng)課程宜采用靈活多變的教學(xué)模式。理論課程采用多媒體進(jìn)行教學(xué)，在教學(xué)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(jié)合，針對不同專業(yè)需求，選擇相應(yīng)的學(xué)習(xí)形式，突出重點(diǎn)、培養(yǎng)學(xué)生靈活的思維模式和學(xué)習(xí)方法，通過具體實(shí)例讓學(xué)生了解GIS在實(shí)際生活中的應(yīng)用。如對比學(xué)生熟悉的選課以及查詢成績的教學(xué)管理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)，讓其了解其他管理信息系統(tǒng)與“地理”信息系統(tǒng)兩者之間的區(qū)別與聯(lián)系，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情。非GIS專業(yè)開展GIS課程的目的是為其專業(yè)提供一個(gè)GIS分析手段，最終目的還是要用來解決其專業(yè)領(lǐng)域的問題。因此，在講解GIS在本專業(yè)的具體應(yīng)用時(shí)，采用案例分析的方式，使學(xué)生熟悉利用GIS解決實(shí)際問題的流程和空間分析的基本方法與特點(diǎn)。但是，在案例的選擇非常重要，應(yīng)選擇學(xué)生所學(xué)專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的應(yīng)用案例。

2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇

上機(jī)實(shí)驗(yàn)是從理論到實(shí)際應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，許多內(nèi)容如數(shù)據(jù)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(shí)驗(yàn)，才能夠真正理解和掌握。同時(shí)激發(fā)同學(xué)們進(jìn)一步學(xué)習(xí)的欲望。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)除與教學(xué)內(nèi)容同步外，還應(yīng)與相關(guān)專業(yè)緊密結(jié)合，最好是以學(xué)生所學(xué)專業(yè)問題為實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，選取適量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過GIS的不同專業(yè)軟件操作，達(dá)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(xué)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(yè)需求，實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容應(yīng)盡可能地與其專業(yè)知識相結(jié)合。通過實(shí)驗(yàn)操作，使學(xué)生能夠利用所學(xué)的GIS知識，與專業(yè)相結(jié)合來解決專業(yè)領(lǐng)域的問題。有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，加深學(xué)生對GIS理論知識和本專業(yè)之間的聯(lián)系。通過這樣的實(shí)驗(yàn)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(yè)實(shí)際問題的方法，從而達(dá)到真正的學(xué)以致用。

2.4考核方式上選擇

要想培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維模式、拓寬在GIS領(lǐng)域的知識，就必須改變考試方法和考試內(nèi)容，使考試方式靈活多樣。要拋開傳統(tǒng)的對課本內(nèi)容死記硬背，出現(xiàn)高分低能現(xiàn)象的考試形式，針對非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)和課程本身的特點(diǎn)，可以采用如課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)成果、讀書報(bào)告、設(shè)計(jì)、考試等多種方式相結(jié)合，成績按一定比例分配的考核行式。這樣使學(xué)生能拋開課本，養(yǎng)成隨時(shí)查閱相關(guān)資料的習(xí)慣，并能分析研究問題，提出自己的見解。為了真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，最后針對考試的內(nèi)容要合理的選取：除了考查學(xué)生對基本知識掌握的程度，還需要考核學(xué)生與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的軟件操作能力和實(shí)際應(yīng)用分析能力。通過這樣的形式，改變學(xué)生臨時(shí)抱佛腳的不良學(xué)習(xí)風(fēng)氣，能較好的體現(xiàn)教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.結(jié)束語

由于GIS本身的特點(diǎn)以及在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)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(yè)所應(yīng)用。然而針對不同專業(yè)和技術(shù)背景的人員，對GIS的理論及應(yīng)用的掌握是有所不同的。非GIS專業(yè)教學(xué)過程中應(yīng)采取與專業(yè)緊密結(jié)合的多樣化教學(xué)方式，從多環(huán)節(jié)進(jìn)行合理的設(shè)置和優(yōu)化。另外，加強(qiáng)GIS授課者自身綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，提高其相關(guān)專業(yè)水平，也是促進(jìn)GIS教學(xué)質(zhì)量提高的重要指標(biāo)。

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