1、第 46 卷 第 1 期2023 年 1 月测绘与空间地理信息GEOMATICS&SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGYVol.46,No.1Jan.,2023收稿日期:2021-12-06基金项目:教育部产学研协同育人项目(201901261004,201901261001);教育部新农科研究与改革实践项目(教高厅函202020 号);湖北大学教学研究改革项目(202024);湖北大学研究生精品课程项目(201931)资助作者简介:李中元(1982-),男,内蒙古巴彦淖尔人,副教授,博士,2012 年毕业于武汉大学摄影测量与遥感专业,主要从事 GIS 与遥感开发应用方面
2、的教学与研究工作。通信作者:杜晓初(1972-),男,湖北武汉人,副教授,博士,2005 年毕业于武汉大学地图制图学与地理信息工程专业,主要从事空间分析与应用方面的教学科研工作。模拟实训在 GIS 开发应用类课程中的探索与实践李中元,马雯雯,杜晓初,陈志杰(湖北大学 资源环境学院,湖北 武汉 430062)摘要:GIS 开发应用类课程是 GIS 专业的核心主干课程,也是 GIS 专业教育非常重要的一环。本文分析了当前GIS 开发应用类课程教学内容存在的问题,引入软件工程的实训教学理念,通过“模拟实训”的方式对 GIS 开发应用类课程进行了教学改革的探索,提出了一些针对 GIS 该课程教学改革和
3、优化的思路与策略,并在近年 GIS 专业的教学实践中取得一定成效。教学实践表明:“模拟实训”可以最大限度地调动学生的学习积极性和主观能动性。通过训练,无论是系统工程的思维能力、个人的编程能力,还是团队合作能力都得到了很大提高,收到了较好的成效。这种教学方式可以为企业实习实训以及之后的工作奠定良好的技术和心理基础,是一种提高 GIS 开发应用类课程教学效果、提升教学质量的有效办法。关键词:GIS;模拟实训;开发与应用;课程;探索中图分类号:P208;G642 文献标识码:A 文章编号:1672-5867(2023)01-0010-04Exploration and Practice for Si
4、mulation Training in GIS Software Development and Application CourseLI Zhongyuan,MA Wenwen,DU Xiaochu,CHEN Zhijie(School of Resources and Environmental Science,Hubei University,Wuhan 430062,China)Abstract:GIS software development and application course is one of the core specialty courses of GIS,whi
5、ch plays an essential role in GIS professional education.This paper analyzed the problem of teaching methods and teaching contents about GIS software develop-ment and application course.In order to overcome these shortcomings,a new teaching measure named practical training,which has been widely used
6、 in the major of software engineering,was introduced to this course.To bridge the gap between the class and market,we explored the teaching reform for GIS software development and application course using simulation practice training.Fortunate-ly,we found some optimization ideas and strategies for G
7、IS by teaching practices in recent years.Results show that simulation prac-tice training can provoke students learning enthusiasm and subjective initiative.Furthermore,the students team spirit of coopera-tion,engineering thinking,programming thinking and programming ability has been improved.This ap
8、proach can provide a good tech-nical and psychological foundation for enterprise training and future work.This may be an effective solution for improving the quality of teaching in the GIS software development course.Key words:GIS,simulation training,development and application,course,exploration0 引
9、 言地理信息科学(Geographic Information Science GIS),是一门集地理学、计算机、网络技术、遥感技术、测绘技术等空间信息技术和管理学于一体的交叉学科1-3。随着国家“生态文明”建设战略地位的不断提升,山水林田湖草沙等自然资源统筹治理政策的逐步贯彻落实,人与自然和谐共处模式的探索与实践,市场以及社会各部门对于 GIS 人才的需求与日俱增,并且对 GIS 人才的素质要求也不断提高。地理信息科学专业人才不但要具有深厚的理论基础,而且还必须具有过硬的实践能力,理论与技术两手都要有,两手都要“硬”4。除此之外,GIS 人才还需要具备实际的 GIS 项目工程经验,有良好的团
10、队合作精神和良好的沟通能力5。因此,GIS 开发应用类相关课程在整个 GIS 高等教育的课程体系中显得尤为重要。GIS 开发应用类课程在各高校 GIS 专业中的开课时间、开课内容以及侧重点各不相同,但大多以 GIS 二次开发为主要教学内容。学生通过 23 个学期的学习,虽然基础理论与基本的二次开发技能有所掌握与提升,但由于没有实际 GIS 项目的经验,学生对于 GIS 项目的工程思维以及团队协作能力缺乏系统的训练与切身的体会。虽然近年来通过以赛促学6-10、导师项目训练11以及加强软件工程课程的实践能力培养12-13等方式使学生的 GIS实践能力得到很大提升,但也仅促使那些对编程兴趣较高的同学
11、实现自我提升,绝大多数同学仍然面临实际项目经验不足、适应新环境速度慢、与用人单位项目组磨合周期长等困难。面对上述困局,不少高校的 GIS 专业通过校企合作的方式,将高年级学生送到 GIS 相关企业进行实训,来弥补学生缺少项目实际经验的短板14,为实现 GIS 卓越工程师的培养15-17找到了出路。然而,由于地域、GIS 产业分布以及各高校 GIS 专业的办学条件等差异,很多高校暂时还没有找到校企合作适宜的契机,很难在短时间内与企业接轨实现校企合作或者产学研一体化。还有部分高校虽然与企业建立了校企合作,但在合作过程中发现,学校的教学体系与教学内容与市场需求仍然有较大的鸿沟,学生掌握的知识和技能绝
12、大部分无法直接与企业项目对接,使得校企合作难以达到预期效果。因此,本文针对上述问题,根据 GIS 开发应用类课程教学内容的安排,分析当前存在的问题,借鉴计算机与软件工程专业学生实训的思想、理念与操作方法,结合 GIS专业自身特点,探索“模拟实训”在 GIS 开发应用类课程中的改革策略及教学方法,以期为训练和培养 GIS 专业学生的系统思维、项目工程经验、团队协作能力和新环境适应能力提供方法参考,为开展更高效的校企合作以及更好地实现 GIS 卓越工程师的培养做好铺垫。希冀为 GIS开发应用类课程及相关开发类课程的教学提供思路和方法参考,为进一步缩小课堂教学与社会需求之间的鸿沟做出自己的贡献。1
13、教学现状与问题分析GIS 开发应用类课程是一门多学科交叉、实践性与应用性非常强的课程5,具有知识更新快、涉及面广、信息量大等特点,在大多数高校 GIS 专业的课程设置中,通常在大二下学期和大三学期开设此类课程,通过对该课程一个阶段的教学以及学生学习情况的调研发现该课程存在以下问题。1.1 编程起点高,心理准备不足很长一段时间,GIS 专业和计算机、软件工程等专业一样,都是以 C 语言作为编程的入门起点语言,和计算机类专业的同学一起上课,也有着与计算机类专业相同的要求。虽然 GIS 专业也要求学生具备较强的编程能力,C语言也确实是编程语言的基础,就编程学习来说,这本没有太大问题。但却忽略了 GI
14、S 专业与计算机类专业学生的一个内在差别,就是对于编程的主观能动性,而就是这个差别却影响着学生四年的学习效果。大多数 GIS 专业的学生在入学之初,对 GIS 专业的知识体系缺乏深入的理解,他们并没有意识到编程对于 GIS 专业学习的重要性,对于编程学习缺乏充足的心理准备。1.2 技术更新快,知识体系庞杂一直以来,计算机技术的发展是地理信息技术飞速发展的主要动力,几乎每一次计算机信息技术的重要进展都带动地理信息技术的重大进步。由于 GIS 开发应用类课程对于计算机技术具有强依赖性,给相关任课教师带来了极大的挑战,教师不仅需要学习掌握最新的技术,而且还需要准备出通俗易懂的教案和案例,这需要一定的
15、时间周期。虽然为了应对市场需求,学校也开设了如WebGIS、移动 GIS 等能与市场接轨的相关课程,但这两门课程涉及的技术面较广,开发用到的环境和技术也日新月异、不断变化,势必会造成“夯实基础”与“紧追前沿”的矛盾3。主要是因为学习的内容太多,知识体系过于庞杂,而每门课程的课时都有限,学生也只能是“蜻蜓点水”,难以深入理解。1.3 知识点分散,缺乏系统思维以往的 GIS 开发应用类课程教学内容主要以 GIS 二次开发为主,通过不断熟悉 GIS 二次开发的接口与各类地图控件来实现数据的加载与显示、图层的开关、地图的缩放、矢量的编辑、空间分析与查询、空间数据的存储与管理、地图制图等功能,每个知识点
16、都是单个工程或者窗体实现,缺乏整体性与系统性。涉及的内容知识点不仅分散,而且每个知识点都有不同的深度和广度。然而,每个学生的特点都各不相同,对专业理解以及技术的掌握程度也有较大差异,这就难免会造成学生既有对单个知识点深入学习的渴望,又面临对于同时学习众多知识点的迷茫。在有限的时间内往往只能照顾或者侧重某一方面,而缺少对一项任务或者工程的全局管控能力以及系统与工程思维。2 基于模拟实训的改革与探索针对类似课程教学过去存在的问题,并结合 GIS 专业的实际情况,本文通过课程体系的优化、教学内容的更新、教学形式的变化以及考核方式的调整等策略来优化GIS 开发应用课程的教学方法与思路,进而提升该课程的教学效果。2.1 课程体系的优化学生的开发能力是开发类课程“模拟实训”的前提和基础,如果在低年级时不能奠定扎实的专业基础并且具备基本的编程素养,后期开发应用课程中“模拟实训”就很难实现。因此,本文涉及的课程体系的优化,重点关注两个方面:一是编程学习的入门方式;二是专业知识的扩展与地理思维的培养。编程学习的入门重在兴趣的启发以及编程思想的培养,对于一个之前对编程没有任何心理准备的同学来说,最好先以一
