淺析地理信息科學核心課實驗設計問題范文

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摘要：實驗教學環節對高等教育人才培養起著至關重要的作用，文章主要對我院地理信息科學本科專業核心課程實驗大綱進行分析，并結合多年教學經驗，通過問卷調查的方法對現有實驗內容和設計進行客觀評價。找出現有實驗大綱設計存在的主要不合理問題：核心課程之間實驗設置有重復，缺乏綜合性和學科交叉性的現象等，學生的問卷調查結果也反映了同樣的問題。這些問題在很大程度上制約了我院地理信息科學專業本科教育質量的提高。最后以問題為出發點，提出建立核心課綜合性實踐的建議，從而來提高該專業學生的創新、綜合應用和實踐等方面的能力。

關鍵詞：地理信息科學；實驗設計；實驗大綱；綜合性實驗

前言

地理信息科學專業是集計算機科學、計算機地圖制圖學、地理學、測繪工程、遙感學、地理信息系統、空間科學和管理科學為一體的綜合性交叉性專業，具有很強的技術性和實踐性，隨著相關行業現代化水平的提高，人才市場對地理信息科學專業畢業生需求量不斷增大，我國地理信息科學專業學生的培養也具有了一定規模[1，2]。地理信息科學專業實驗教學在整個教學過程中占有重要的地位，是培養學生實踐能力和創新能力的重要環節，在高校人才培養過程中具有不可替代的作用[3-5]。我校地理科學與旅游學院的地理信息科學本科專業首次開設于2000年，近十九年來隨著我院師資力量的不斷增強，已經擁有了地圖學與地理信息系統專業碩士點。該專業的本科教育已經非常成熟，但是如何按照人才市場的需求，培養出具有解決綜合問題和創新型的地理信息科學專業的人才，也是我校地理信息科學專業亟待解決的問題。那么我們只能找到現有實驗方案的問題，針對問題進行改革和修訂，找到解決辦法，來提高該專業學生創新和實踐能力。

一、存在的問題

雖然我院地理信息科學專業課的培養計劃主要是根據實際用人單位的需求和畢業生的反饋信息，并借鑒國內外一流高校的培養模式，同時也在不斷修訂和完善中。至今為止培養計劃和教學大綱存在五個版本。目前學院該專業本科生主要采用的是2016版教學大綱。地理信息科學專業主干課程名稱和實驗設計及課時分配情況如表1所示，可以看出6門主干課程，共設計了56個實驗，總計為179個課時，相對前幾個版本實驗課的比重明顯增加，在一定程度上實驗設計體現了地理信息科學的特征，突出注重培養學生動手操作能力和解決實際問題能力的目的。但憑借多年教學研究經驗并仔細分析表1，可以看出2016版地理信息科學專業主干課程實驗大綱和實驗內容還存在以下問題。

（一）不同課程的實驗內容有重復設計的現象其中“專題地圖制作”的實驗分別在《測量與地圖學》、《地理信息系統概論》、《數字專題地圖》和《空間分析原理與方法》課程中都有設計，總合計7個課時，也是所有重復設計分配課時最多的實驗內容；“ArcGIS軟件操作”分別在《地理信息系統概論》、《數字專題地圖》和《空間分析原理與方法》都有設計，重復分配的課時共計10個；“空間數據處理”的實驗內容分別在《地理信息系統概論》、《遙感概論》和《數字專題地圖》3門課中重復設計共計12個課時；“空間分析”在《地理信息系統概論》和《空間分析原理與方法》2門專業課中共設計10個課時；“數據庫建立”的實驗內容在《地理信息系統概論》和《數據庫概論》2門專業課中設計6個課時。這7門主干課程重復設計的實驗內容共計57個課時。查看實驗大綱的具體內容，發現以上重復設計的實驗內容和實驗形式幾乎都是一樣的，有的甚至使用的實驗數據都是一樣的。這樣簡單的重復設計實驗內容的現象，表明課程實驗之間缺乏溝通和整體設計思路，課程實驗之間的聯系和交叉性在設計實驗時沒有充分考慮。重復設計不僅浪費課時，也不能提高學生的實踐能力。今后培養方案不僅要對課程設置進行合理安排，也要對實驗內容進行宏觀的設計和把控。此外，也能看出部分實驗設計僅限在本課程中的授課內容，面窄也不涉及學科交叉和實用性，鍛煉學生能力的層次性也分明（圖1）。

（二）沒有從整個專業角度出發設計實驗，缺乏層次性核心課的實驗設計僅從自身課程需要掌握的知識點出發，進行實驗內容的設計。但對于一個學科體系而言，沒有完整的、系統性和綜合性的實驗內容，學生無法體會到每門課在整個專業中的地位和作用，也不能從整體上掌握地理信息科學技術的綜合應用能力。大部分實驗僅僅停留在簡單的操作訓練，而高級的鍛煉解決問題和創新能力的實驗嚴重缺乏。

二、學生對實驗課和實習能力的反饋

（一）學生對實驗課評價的調查在學院任意選擇了地理信息科學專業畢業學生共59名，他們所有的專業理論課和實驗課都已經修完，并且經過了4-5個月在實際崗位的專業實習。通過問卷形式調查他們對7門專業課實驗內容的評價，其中收回59份有效問卷，問卷選擇了6個調查指標，如圖2所示，可以看出85%的同學認為實驗內容設計合理；59%的同學認為實驗設計難度合適；80%的同學認為確實有部分實驗存在重復的情況；69%的同學認為實驗設計綜合性不強；66%的同學認為不同學科之間實驗內容沒有交叉性；而46%的同學認為實驗設計不實用。由此可見大部分同學認為主干課程實驗設計內容和難度設計較合理，認為實驗內容實用與不實用的同學幾乎持平，但大部分學生都認為實驗的綜合性和實用性不夠，沒有體現不同課程之間的交叉性。針對學生的調查結果也正好說明了上面我們分析的實驗設計存在的問題，結果幾乎是一致的。雖然學生的反映并不能完全具有代表性，但在一定程度上也能反映一些的問題。說明我們在實驗設計時存在的有重復、綜合性不強、學科間沒有交叉，實用性有待于提高的這些問題確實需要改進。

（二）學生對專業實習能力自我評價的調查還是對這59位同學再進行專業實習能力的自我評價，發放59份問卷，收回有效問卷59份。如圖3所示，我們選擇了從基本能力到高級能力的指標，如適應能力、簡單操作能力屬于基本能力，交流溝通能力、協作能力和分析問題能力屬于中級能力，綜合處理問題能力和創新能力屬于高級能力。對于基本能力，超過50%的學生自評感覺好，其中適應能力51%的學生自我評價好，簡單操作自我評價好的占總人數的76%；中級能力評價好的占人數的29%-49%，其中交流溝通能力自我評價好的占49%；而高級能力自我評價好的同學占總人數的比率很低，其中綜合處理問題的能力評價好的為17%，創新能力評價好的僅為12%。由此可見我們實驗設計訓練的結果使學生的應對實際單位工作的基本能力夠了，但是中級能力不夠，而高級能力欠缺很多。實驗設計的問題必然會導致我們培養的學生在實習過程中分析和解決綜合問題的能力低，創新能力更不足的結果。

三、改進方法的建議

綜合性實驗（實踐）是在掌握一定的基本知識和基本技能的基礎上，運用一門或多門課程多個知識點的知識，對學生進行綜合訓練的一種綜合型實驗[6]。而多學科綜合性實驗在一定程度上可以提高和培養學生中級和高級能力，我們的實驗設計中確實存在忽略綜合性實驗的現象，導致培養的學生創新能力和綜合處理問題的能力不夠。鑒于以上問題，我們應該設計包括《測量與地圖學》、《遙感概論》、《地理信息系統概論》和軟件開發等主干課程的綜合性實驗。實驗的設計注重不同課程內容之間的交叉，把解決實際問題貫穿始終，突出培養學生從整個學科出發思考問題和解決問題的能力。綜合性實驗課的開設可以充分利用重復實驗內容的課時來開展，不會影響教學計劃。此外，學院應該充分利用實驗設備建設綜合性實驗基地，校內和校外在條件容許的情況下固定下來。隨著數據和經驗的積累，綜合性實驗的設計還可以不斷改進。綜合性實驗課的開設也為我院聯系實習單位解決了途徑，尤其近幾年來學生反映合適的實習單位難聯系。這樣的綜合實驗的開設無疑是解決實習問題的一個有效途徑。以綜合實驗為依托，后續利用現有的實驗室和師資力量，建設一個完整和完善的綜合實驗平臺，為學生相互交流和學習提供很好的平臺。綜合實驗平臺也可以借助社會力量的投資，把工程或項目引進來在綜合性實驗基地完成，這樣既為學生創造了鍛煉機會，也為社會做了貢獻。

四、結論

通過對現有實驗教學大綱的分析，并通過對學生開展問卷調查，我們發現了現有教學實驗大綱的設計確實存在的問題，主要表現在存在重復實驗內容，實驗綜合性不強，學科交叉不夠，僅僅限制在授課內容上，層次性不明顯。以上問題可以通過開設綜合性實驗來得到改善。在實驗教學改革中，結合專業教學及用人單位的要求，將綜合性實驗引入到專業實驗課中，不僅能夠提高學生動手實踐能力，而且能夠給學生提供綜合運用所學知識的實踐機會，使其能夠獲得參與綜合實踐的體驗，為其畢業后參與具體工作打下堅實的基礎。綜合性實驗的開設在一定程度上還可以解決本科生實習的問題。綜合性實驗開設后可以依托學院師資力量和社會力量建設綜合實驗基地，不僅為學院提供本科實驗平臺，也可以為本科生專業實習提供場所。相信通過以上實驗和實踐環節的強化訓練，借助大學生創新創業項目的積極引導，可以大大提升我校地理信息科學專業學生的創新、綜合應用和實踐等方面的能力。

參考文獻：

[1]林孝松，何勇，牟鳳云，等.地理信息系統原理與應用實驗教學改革探索[J].重慶工商大學學報（自然科學版），2012，29（9）：111-114.

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[3]陳建.非GIS專業地理信息系統課程實驗教學研究初探———以資源環境與城鄉規劃管理專業為例[J].南京曉莊學院學報，2005，21（6）：99-102.

[4]岳漢秋，郭培閃，吳楠楠.地學類專業遙感實驗教學改革及優化[J].林區教學，2015（7）：4-5.

[5]何玲，張利.“遙感概論”實驗課程多層次教學方法改革探索[J].河北農業大學學報:農林教育版，2017，19（3）：86-89.

[6]陳世海，王軍，代偉，等.綜合性實驗教學改革探索[J].高教學刊，2018（19）：150-152.

作者：昝梅 楊雪峰 單位：新疆師范大學