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地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)計算機制圖實(shí)習課程優(yōu)化研究論文
摘要：計算機制圖實(shí)習是GIS專(zhuān)業(yè)的必修課, 其對學(xué)生專(zhuān)業(yè)綜合能力的培養起到重要作用, 同時(shí)地圖制圖人員也是目前GIS應用創(chuàng )新人才培養的主要就業(yè)方向之一。文中依據目前該課程普遍存在的問(wèn)題, 通過(guò)實(shí)際的工程項目、GIS建庫與制圖一體化綜合性實(shí)習和開(kāi)放式教學(xué)模式等改革措施對該課程進(jìn)行探索和實(shí)踐, 在實(shí)踐中取得較好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞：開(kāi)放式教學(xué); CDIO; 一體化; 計算機制圖; GIS;
地理信息科學(xué) (Geographic Information Science, GIS) 是2012年教育部高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄中新改的專(zhuān)業(yè), 屬于地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)類(lèi), 原名是地理信息系統[1]。計算機制圖實(shí)習是許多高校GIS專(zhuān)業(yè)的必修環(huán)節[2-4], 是在掌握地理信息系統原理、地圖學(xué)、計算機制圖、Arc GIS應用及開(kāi)發(fā)技術(shù)等相關(guān)課程內容的基礎上開(kāi)設的一門(mén)集中實(shí)踐課程, 旨在通過(guò)該課程使學(xué)生熟練掌握和使用GIS軟件進(jìn)行建庫、數字化、后期數據處理、數據檢查、制圖表達等一系列流程。該課程更加重視培養學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力[5-7]、知識綜合運用能力、分析和解決問(wèn)題的能力, 以更好地適應我國經(jīng)濟建設和科學(xué)發(fā)展對GIS專(zhuān)業(yè)人才的迫切需求[8-9]。
1 存在問(wèn)題
目前該課程存在的主要問(wèn)題有:1) 課程定位不準確:據不完全統計, 截止到2013年, 全國開(kāi)設地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的高校超過(guò)170所, 有將近30%的院校具有測繪學(xué)科和專(zhuān)業(yè)背景[10], 導致在GIS課程設置、內容和就業(yè)方面都側重于測繪行業(yè), 而目前GIS的應用已不局限于為測繪行業(yè)提供制圖服務(wù), 更主要的是為國土、林業(yè)、農業(yè)等多個(gè)行業(yè)提供空間數據管理、分析和輔助決策等服務(wù);2) 內容設置不合理:在內容上更重視制圖表達, 無(wú)法實(shí)現后期GIS建庫與制圖表達的一體化[11], 無(wú)法滿(mǎn)足空間分析、系統開(kāi)發(fā)和地圖服務(wù)對空間數據的要求;3) 沒(méi)有達到實(shí)際工程項目要求:由于大部分高校GIS專(zhuān)業(yè)的教師沒(méi)有GIS企事業(yè)單位工作經(jīng)歷, 缺乏實(shí)際工程項目經(jīng)驗, 所以導致在任務(wù)設計上過(guò)于簡(jiǎn)單, 沒(méi)有參考相關(guān)行業(yè)標準和規范, 與GIS行業(yè)應用相脫節, 使學(xué)生無(wú)法真正了解GIS行業(yè)需求;4) 教學(xué)模式不恰當:GIS教學(xué)受傳統教學(xué)思維的影響, 所以導致: (1) 課程內容主要是驗證性?xún)热? 實(shí)習指導書(shū)中對具體的實(shí)現方法做了硬性規定, 學(xué)生機械地上機操作, 這就失去了培養學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的機會(huì ); (2) 實(shí)習數據和實(shí)習任務(wù)單一, 無(wú)法避免學(xué)生抄襲現象的發(fā)生; (3) 課程主要以最終實(shí)習報告來(lái)評定成績(jì), 忽略學(xué)生學(xué)習能力的培養過(guò)程。
2 改革和實(shí)施
2.1 教學(xué)改革措施
為了解決上述問(wèn)題, 本文從課程定位、實(shí)習內容、實(shí)習項目、教學(xué)模式等方面進(jìn)行系統的改革。
1) 明確課程定位。
借鑒國內高校GIS專(zhuān)業(yè)的相關(guān)課程設置[4,12], 并組織校內專(zhuān)家和企業(yè)專(zhuān)家共同修訂課程大綱, 制定制圖人才培養方案和實(shí)習指導書(shū), 不再過(guò)分強調測繪行業(yè)對制圖人才的需求。
2) 增加GIS建庫與制圖一體化、綜合性實(shí)習內容。
傳統的計算機制圖主要是以地圖符號化、地圖整飾、制圖輸出為主要目的, 而沒(méi)有考慮到后期的數據入庫管理、空間分析、地圖發(fā)布、系統開(kāi)發(fā)對數據的需求, 所以本實(shí)習重新制定了制圖的作業(yè)流程, 加入了后期數據處理, 使其可以同時(shí)滿(mǎn)足制圖與GIS數據建庫的要求。
3) 凝練具有工程實(shí)踐背景的實(shí)習項目。
實(shí)習項目是以數據采集到制圖輸出的完整生命周期為載體, 讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習工程技術(shù)[13]。這類(lèi)項目更重視培養學(xué)生的工程設計能力[14-15], 是GIS實(shí)踐教學(xué)體系的有益補充。
為了使學(xué)生更好地了解GIS行業(yè)對制圖人才的要求, 使學(xué)生掌握行業(yè)規范和行業(yè)標準, 提高綜合運用所學(xué)知識解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力, 我院與南京國圖信息產(chǎn)業(yè)有限公司合作, 用來(lái)自該公司的實(shí)際生產(chǎn)項目代替原有的實(shí)驗, 結合已學(xué)習的基礎理論知識和國家相關(guān)制圖標準, 設計開(kāi)發(fā)出了從數據采集到制圖輸出完整流程的制圖內容。
4) 采用開(kāi)放式教學(xué)模式。
開(kāi)放式教學(xué)模式是為有效培養學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng )新能力為目標, 以增強學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和知識綜合運用能力為培養重點(diǎn), 充分調動(dòng)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性和積極性, 注重學(xué)生差異化教育的一種新型教學(xué)模式[13]。
開(kāi)放式的教學(xué)目標和教學(xué)內容:該實(shí)習中僅提供制圖的作業(yè)流程和各步驟對成果的要求, 而不對具體的操作步驟和實(shí)現方法做硬性規定, 讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò )搜索、查閱文獻和參考書(shū)、小組討論自行解決制圖過(guò)程中的問(wèn)題, 可以很好地培養學(xué)生解決問(wèn)題的能力;同時(shí)實(shí)習也按照學(xué)生學(xué)習能力的不同, 制定了分層次的實(shí)習任務(wù), 既有每個(gè)學(xué)生必須完成的基本任務(wù), 又給優(yōu)秀的學(xué)生提供自由發(fā)揮的空間。
開(kāi)放式的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)時(shí)間:不對實(shí)習地點(diǎn)和實(shí)習時(shí)間做硬性規定, GIS實(shí)驗室全天對學(xué)生開(kāi)放, 指導教師在實(shí)習期間全天在實(shí)驗室并且QQ全天在線(xiàn), 學(xué)生可以自主決定上機地點(diǎn)、上機時(shí)間、教師輔導時(shí)間和輔導方式。但明確規定階段性成果提交的時(shí)間, 截止日期前提醒一次, 過(guò)后提交的沒(méi)有成績(jì)。
考核方式:該實(shí)習取消以往只注重實(shí)習報告的考核方式, 而以實(shí)習數據成果作為成績(jì)的主要評價(jià)指標, 根據數據成果創(chuàng )新度的不同予以加分, 實(shí)習報告也不再一味的重視操作步驟, 而強調整個(gè)作業(yè)流程的設計, 注重考查學(xué)生的獨立思考能力、分析問(wèn)題能力、解決問(wèn)題能力、項目管理能力、團隊合作能力和對制圖流程的整體把控能力。
2.2 具體實(shí)施
為了培養學(xué)生知識綜合運用和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力, 根據改革方案, 特制定如下的實(shí)施辦法:
1) 教學(xué)設計。
采用開(kāi)放式教學(xué)模式, 并且在內容組織和作業(yè)流程中考慮數據后期GIS建庫、空間分析、系統開(kāi)發(fā)、地圖發(fā)布與制圖表達、地圖輸出的需求, 一個(gè)項目貫穿制圖的整個(gè)過(guò)程, 教學(xué)設計中更加注重知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián), 這對于學(xué)生專(zhuān)業(yè)綜合能力和學(xué)習能力的培養起到重要的作用。教學(xué)設計的前后對比如表1所示。
2) 考核方法。
改革后, 總成績(jì)=平時(shí)成績(jì)×10%+實(shí)習答辯×10%+實(shí)習報告×30%+實(shí)習成果×50%。
平時(shí)成績(jì):占總成績(jì)的10%, 每隔3天組織一次階段性驗收, 學(xué)生需要按照指導書(shū)上的時(shí)間節點(diǎn)完成任務(wù), 可以很好地了解和督促學(xué)生的實(shí)習進(jìn)展。
實(shí)習答辯:占總成績(jì)的10%, 實(shí)習結束時(shí), 組織一次實(shí)習答辯, 由4名實(shí)習指導老師來(lái)?yè)卧u委, 針對每個(gè)學(xué)生所完成的任務(wù)提兩個(gè)問(wèn)題, 以便更好地檢驗學(xué)生對所做內容的理解。
實(shí)習報告:占總成績(jì)的30%, 實(shí)習結束每組需要根據小組的實(shí)習成果完成一份實(shí)習報告, 實(shí)習報告要求:
(1) 文檔重點(diǎn)強調整個(gè)作業(yè)流程的設計和設置, 而不是操作步驟;
(2) 文檔書(shū)寫(xiě)規范:所有截圖需要電腦全屏截圖, 圖片要清晰, 圖片寬度應是文檔寬度;打印要墨跡清晰;按照實(shí)習報告模板來(lái)組織實(shí)習報告, 避免大家相互之間抄襲;
(3) 實(shí)習報告要邏輯清晰, 層次清楚。
實(shí)習成果:占總成績(jì)的50%, 實(shí)習結束后每組需要提交實(shí)習成果一份, 實(shí)習成果要求:
(1) 加載所有成果數據的MXD地圖文檔, 并配置成相對路徑;
(2) 所有的數據都存儲到地理空間數據庫中;
(3) 地物勾畫(huà)準確, 與影像有很好的貼合度;
(4) 數據沒(méi)有拓撲錯誤和屬性錯誤;
(5) 地圖配置美觀(guān)、合理。
3 教學(xué)效果
經(jīng)過(guò)兩年的實(shí)踐, 取得明顯的教學(xué)效果, 學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力、團隊合作能力、學(xué)習能力等都有明顯的提高。經(jīng)過(guò)該實(shí)習的訓練, 學(xué)習能力強的同學(xué), 在參加全國GIS技能大賽中獲得三等獎, 參加過(guò)該實(shí)習的同學(xué)評價(jià):“該實(shí)習在時(shí)間、地點(diǎn)、實(shí)習步驟上都沒(méi)有過(guò)多的限制, 通過(guò)小組討論、網(wǎng)絡(luò )搜索、查閱規范等方式完成該實(shí)習, 自己的學(xué)習能力、查找資料、分析問(wèn)題和解決軟件問(wèn)題的能力獲得明顯提升�！�
4 應用推廣建議
通過(guò)2年的教學(xué)探索, 為了達到更好的教學(xué)效果, 在教學(xué)過(guò)程中還應該注意以下幾個(gè)問(wèn)題: (1) 工程實(shí)踐項目的選擇:項目選取要難度適中, 過(guò)于簡(jiǎn)單, 無(wú)法培養學(xué)生獨立思考和解決問(wèn)題的能力;過(guò)于難, 學(xué)生無(wú)從下手, 規定時(shí)間內無(wú)法完成實(shí)習任務(wù); (2) 要提供所需的行業(yè)標準和規范, 讓學(xué)生的每一步設置都有理有據; (3) 注重階段性檢查, 防止學(xué)生在開(kāi)放的實(shí)習環(huán)境下, 產(chǎn)生偷懶的心理, 最后草草完成實(shí)習任務(wù)。
5 結論
實(shí)踐證明, 本文提出的面向地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的計算機制圖實(shí)習改革模式是行之有效的, 不僅增強學(xué)生探索專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的興趣, 還提高學(xué)生的自學(xué)能力, 為學(xué)習能力較強的學(xué)生提供更加廣闊的空間, 使學(xué)生更好地掌握計算機制圖的相關(guān)知識, 熟悉和理解GIS行業(yè)數據生產(chǎn)的流程, 更加關(guān)注數據生產(chǎn)細節帶來(lái)的數據質(zhì)量和數據生產(chǎn)效率的差別, 提高了學(xué)生工程實(shí)踐的能力。該模式特別適用在綜合性強、集中實(shí)踐的課程中進(jìn)一步推廣, 如“三維建模實(shí)習”、“GIS開(kāi)發(fā)實(shí)習”“地理空間數據庫實(shí)習”等, 同時(shí)對其他專(zhuān)業(yè)的類(lèi)似課程也會(huì )起到一定的借鑒作用。
參考文獻
[1]中華人民共和國教育部高等教育司.普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄和專(zhuān)業(yè)介紹:2012年[M].北京:高等教育出版社, 2012.
[2]秦其明.中國高校GIS專(zhuān)業(yè)核心課程設置問(wèn)題的探討[J].地理信息世界, 2003, 1 (4) :1-7.
[3]朱慶偉.高校GIS專(zhuān)業(yè)數學(xué)和計算機課程設置的創(chuàng )新[J].測繪通報, 2008 (2) :74-77.
[4]應申, 翁敏, 王明軍.面向GIS專(zhuān)業(yè)的計算機圖形學(xué)課程教學(xué)探討[J].測繪工程, 2015, 24 (9) :71-73.
[5]楊金玲, 曲建光, 曹先革, 等.基于應用技術(shù)型大學(xué)戰略轉型的GIS實(shí)踐教學(xué)體系構建[J].測繪工程, 2015, 24 (2) :78-80.
[6]黨安榮, 劉釗, 賈海峰.面向應用的高校GIS教學(xué)探索與實(shí)踐[J].地理信息世界, 2007, 5 (2) :9-14.
[7]鄭貴洲, 王琪, 晁怡, 等.GIS專(zhuān)業(yè)人才培養的實(shí)踐教學(xué)體系構建[J].測繪科學(xué), 2014, 39 (9) :148-152.
[8]黃杏元, 馬勁松.高校GIS專(zhuān)業(yè)人才培養若干問(wèn)題的探討[J].國土資源遙感, 2002 (3) :5-8.
[9]亢孟軍, 翁敏, 萬(wàn)幼.GIS專(zhuān)業(yè)學(xué)生地理素養的培養模式[J].測繪工程, 2016, 25 (7) :78-80.
[10]湯國安, 董有福, 唐婉容, 等.我國GIS專(zhuān)業(yè)高等教育現狀調查與分析[J].中國大學(xué)教學(xué), 2013 (6) :28-33.
[11]王殿坤, 王峰.GIS建庫與地圖制圖一體化解決方案的設計與實(shí)現[J].測繪與空間地理信息, 2010, 33 (1) :100-103.
[12]袁進(jìn)軍, 郭貴海, 馮仲科, 等.計算機地圖制圖原理與算法教學(xué)方法研究[J].測繪通報, 2009 (10) :80-82.
[13]江帆, 張春良, 王一軍, 等.CDIO開(kāi)放教學(xué)模式研究[J].教學(xué)研究, 2012, 35 (2) :27-32.
[14]郭慶勝, 蔡忠亮.“GIS工程設計”的實(shí)驗教學(xué)模式研究[J].測繪工程, 2016, 25 (9) :77-80.
[15]陸國棟, 何欽銘, 張聰.強化過(guò)程、深化互動(dòng)的教學(xué)方法改革[M].杭州:浙江大學(xué)出版社, 2013.
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