人文地理与城乡规划专业地理信息系统课程实验教学探索

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人文地理与城乡规划专业地理信息系统课程实验教学探索

发布日期： 2015-11-04 发布：  

  2015年10期目录       本期共收录文章20篇

　　【摘 要】 本文以湖南农业大学人文地理与城乡规划专业为例，总结分析了地理信息系统实验内容设计和实验教学改革方法，以期培养学生扎实掌握理论知识、熟练使用地理信息系统专业软件技能。
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　　【关键词】 湖南农业大学;人文地理与城乡规划专业;地理信息系统课程;实验教学;内容设计;改革方法
　　地理信息系统是20世纪60年代发展起来的一门融地理科学、计算机技术、测绘科学、遥感、信息科学等于一体的综合性极强的信息技术，随着该技术理论不断完善，逐步形成了地理信息系统这一学科，我国教育部于1998年在原地理类专业中增设了地理信息系统这一理科本科专业，目前全国有一百多所高校开设了地理信息系统专业，随着地理信息系统技术的发展和在各行各业、国民生活中的广泛应用，地理信息系统逐渐成了一种服务。谷歌地图、百度地图等都进入了日常生活，其应用范围深入到了各个领域，强实践性特征显著。[1]地理信息系统课程在地理信息系统专业、非地理信息系统专业如人文地理与城乡规划、自然地理、土地资源管理、环境科学、生态学等都有开设，但不同的专业对课程的要求都不相同，但极强的实践性是每个专业开设该门课程必须认识到的课程特征，因此地理信息系统实验教学一直是广大教师十分重视、并不断进行研究的内容。[2-4]
　　人文地理与城乡规划专业（ 070503）是在原地理科学类下的资源环境与城乡规划管理专业调整的两个专业之一，[5]湖南农业大学资源环境学院人文地理与城乡规划专业旨在培养具备人文地理与城乡规划的基本理论、知识和技能，具备一定创新精神和实践能力，且接受科学思维的训练和良好的专业素养训练，立足于宏观及中观尺度的规划、管理，能适应城乡规划、国土资源管理、区域经济以及相关领域工作和研究需要的高素质应用型专业人才。
　　人文地理与城乡规划专业作为非地理信息系统专业，其开设的地理信息系统课程目的是让在掌握人文地理与城乡规划有关理论和技术基础上，掌握地理信息系统的相关知识，利用地理信息系统专业软件，解决与人文地理与城乡规划相关的问题，培养学生利用地理信息系统这一工具分析和解决问题的能力。要提高地理信息系统课程的教学质量和教学效果，必须充分考虑人文地理与城乡规划专业的专业特点和人才培养要求。
　　一、湖南农业大学人文地理与城乡规划专业地理信息系统课程实验内容设置
　　实验教学是地理信息系统课程教学中的一个重要环节，而实验教学内容的合理设置是否则会直接决定实验教学的成败，是实验教学的基础。实验教师只有在充分理解课程相关概念、理论的基础上，根据人文地理地理与城乡规划专业培养要求，围绕地理信息系统课程核心重要内容和人文地理与城乡规划专业特点设置实验内容，才能取得好的实验教学效果。
　　传统的地理信息系统课程实验教学一般以采取知识驱动的教学方法，实验教学主要表现为教师主动传授知识技能和学生被动学习知识技能，结合专业知识很少，缺乏对实际应用能力的培养，学生很难将所学知识技能有机地结合起来应用，遇到实际问题是无从下手，一片茫然。而“任务驱动教学法”是从德国引进的一种新的教育模式，它以富有趣味性、能够激发学生学习动机与好奇心的情景为基础，与教学内容紧密结合的任务为载体，使学习者在完成特定任务的过程中获得知识与技能的一种教学方法。[6]
　　基于此，地理信息系统课程实验教师应全面研读地理信息系统课程的要求和人文地理与城乡规划专业的培养目标、课程设置等，以地理信息系统课程内容结构脉络“空间参考-空间数据采集-空间数据管理-空间数据处理-空间数据分析-空间数据可视化表达-空间数据应用”为主线，，以人文地理与城乡规划专业不同课程对空间数据应用为参考，设置实验内容，旨在帮助学生加深对地理信息系统课程概念、理论的理解，学会地理信息系统软件ArcGIS的基本操作，并能结合人文地理与城乡规划专业的专业应用要求灵活运用ArcGIS软件操作技能。具体包括以下几个方面：
　　1、认识地理信息系统专业软件ArcGIS，学会ArcMap的简单操作，理解feature、feature class、layer、table、dataframe、Map Document等几个最基本的概念，学会空间数据的浏览、简单查询等。
　　2、学会空间数据的采集：主要包括GPS、遥感、测量数据的采集，表格、文本数据的导入，纸质地图的矢量化;学会基本要素点、线、多边形的输入和编辑，并能输入要素的属性数据。
　　3、掌握数据的管理与处理：理解元数据和数据源等基本概念，学会ArcCatalog的使用，区分Windows资源管理器和ArcCatalog下空间数据的异同，学会完整拷贝、粘贴、删除等数据操作;能根据需要对数据进行地图投影、投影变换、几何校正、格式转换等。
　　4、学会矢量数据的空间分析：主要包括临近性分析、叠置分析以及融合、裁剪、拼接、合并、空间连接等分析方法。
　　5、学会栅格数据的空间分析：主要包括栅格数据DEM的生成、栅格密度图的生成、服务设施的临近分配、栅格空间距离的计算、重分类以及地图代数等。
　　6、掌握常用的地形分析：主要包括地表模型DEM、TIN的生成和不同显示，坡度、坡向等不同地形参数的提取、视域、视线分析、土石方计算等。
　　7、综合应用及地图制图：按数据采集-数据处理-数据分析-数据应用这一主线，依托地球科学模型USLE完成某一范围内的非点源污染评价，并对评价结果进行分级分类统计、显示，合理布局地图页面等。
　　二、湖南农业大学人文地理与城乡规划专业地理信息系统课程实验教学改进方法
　　传统的实验教学注重地理信息系统知识和软件操作可能的传授，学生难以将技能和专业知识结合，学习的实验技能难以留下深刻印象，而且学生难以灵活运用这些技能。基于地理信息系统课程和人文地理与城乡规划专业要求基础上设置了科学合理的教学内容，如何将这些教学内容付诸于实验教学，提高实验教学质量，还必须结合学生特点，因材施教，改进教学方法。以“任务驱动教学法”为理论指导，并以已有的教师讲授、学生演练及讲练结合等常规教学为基础，湖南农业大学人文地理与城乡规划专业地理信息系统课程实验教学拟在实验过程中突出“专业应用”，具体的专业应用包括基于临近性分析的水源地保护、基于地形分析的景观选址和土石方计算、基于地图代数的选址问题、基于矢量数据叠置分析的土地利用变化矩阵等等，在实际的教学过程中从以下3个方面进行改进： 　　1、实验课前的专业应用讨论：实验课上，实验课教师首先介绍当节实验课内容，学生根据实验操作所能完成的内容，结合其他专业课程，举出能应用该节课实验技能完成的专业任务。
　　2、实验课中的专业应用实践：在教师讲授和学生动手操作的过程中，学生结合讨论的结果，自己运用专业软件ArcGIS软件完成简单的专业任务。
　　3、实验课后的专业应用设计：在学会ArcGIS软件的基本技能操作的基础上，学生逐步将专业任务进行有机整合，设计出专业应用案例，能运用ArcGIS软件完成案例任务，融会贯通专业知识和操作技能。
　　三、小结
　　通过理顺地理信息系统课程实验教学内容“空间参考-空间数据采集-空间数据管理-空间数据处理-空间数据分析-空间数据可视化表达-空间数据应用”这一脉络，在研读人文地理与城乡规划专业培养目标和课程设置的基础上，将知识驱动和专业应用驱动相结合，设置人文地理与城乡规划专业的地理信息系统课程实验教学内容，改进实验教学方法，该教学方式能促进学生对地理信息系统软件技能的掌握，并帮助学生通过专业应用将操作技能融会贯通，技能提高学生对地理信息系统实验课的兴趣，又能提高学生综合应用技能的能力，可大大提高地理信息系统课程实验的效果，提高学生综合运用专业知识技能等专业素养。
　　【参考文献】
　　[1] 黄杏元，马劲松，汤勤.地理信息系统概论.北京：高等教育出版社， 2001.
　　[2] 刘丹丹，王延亮.地理信息系统专业实践教学内容改革的研究[J].测绘工程，2008（4）74-76.
　　[3] 汤国安，周卫.“地理信息系统”课程的设计与实践[J]. 地球信息科学，2005（2）65-69.
　　[4] 田雨，姚庆国，卢秀山，等.基于地学专题应用的GIS软件教学模式研究[J].计算机教育，2008（20）57-60.
　　[5] 中华人民共和国教育部. 教育部关于印发《普通高等学校本科专业目录（2012年）》《普通高等学校本科专业设置管理规定》等文件的通知.http：// publicfiles/ business/ htmlfiles/moe/s3882/201210/xxgk_143152.html.
　　[6] 郭绍青.任务驱动教学法的内涵[J].中国电化教育， 2006（234）57-59.
　　【作者简介】
　　谢红霞（1973-）女，湖南岳阳人，湖南农业大学资源环境学院农业资源系讲师，博士，主要从事环境遥感与GIS等方面的教学和科研工作.

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