自90年代初以来,人类社会已从工业经济转变为知识经济。信息技术驱动的革命从根本上改变了人类生活和社会的面貌。地理信息是全球信息化的重要组成部分。GIS的构建和应用引起了科技界,商业界和政府部门的广泛关注。从数字地球到智能城市,从大数据到云计算,都需要GIS技术的支持。 GIS是实现现代社会可持续发展,合理规划和利用资源,城乡规划和管理以及动态监测和预防自然灾害的重要技术工具。同时,GIS是测绘工程专业的基础课程,也是地理信息系统工程,地质,环境资源,交通工程及其它相关专业的重要专业基础课程。目前,我国大多数高校测绘工程专业都开设地理信息系统原理课程,而更多相关专业也以必修或选修课程德形式开设地理信息系统原理。在测绘工程专业中,地理信息系统原理课程的重要性越来越大,课程的地位也越来越重要,先进的技术和广泛的应用引起了学生的浓厚兴趣。如何提高课程教学的质量,提高教学的有效性,并在教学过程中培养学生的综合素质培养是一个需要考虑的关键问题。本文结合了GIS技术学科的特点,强调了技术学科课程中专业特性的渗透,并讨论了该课程的教育知识和经验。
2.GIS的学科特点
GIS是60年代开发的一种全面的集成信息技术,它集成了计算机技术,测绘科学,遥感,应用数学,信息科学和地球科学。随着GIS的广泛应用和各专业对GIS知识的需求的增加,人们对GIS的课程和教学模式给予了高度重视。深入了解GIS的学科性质是改革GIS教育和提高教育质量的前提。 GIS具有较强的跨学科特点,并且与地理,测绘,计算机科学和数学等传统科学紧密相关,不仅融合相关学科的特点,逐步形成独立的学科,而且可以促进相关学科的发展。 GIS是技术驱动多技术交叉的信息空间科学,GIS需要通过开发新技术和新方法而不断发展自己。由于GIS被表示为一种软件形式,因此GIS主题的开发取决于特定的软件技术基础。随着人们对地理空间信息的需求增加,对GIS功能的需求也在增加。集成和智能化是必然趋势,主要体现在GIS与遥感和GPS的集成,GIS和专家系统集成,GIS和GPS、CCD技术集成等。同时,GIS是一个高度适用的主题,它源于实践,并已广泛应用于实际工作。地理信息系统不仅具有基础性和公益性特征,而且还为科学研究和人类造福做出了贡献,并且在实际应用和价值创造方面拥有广阔的市场。
3.测绘工程专业GIS教学中学生综合素质的培养
3.1在实践教学环节
加强GIS实践教学是提高学生综合能力的重要手段。在实践教学过程中,可以选择ArcGIS作为学生的实习软件,通过强调GIS的基本概念,介绍ArcGIS的基本知识。每次实习都要提供完整的实习数据,以配合学生的深度学习,并在每章末尾提供相应的测试,以帮助学生加深对本单元内容的理解。与此同时,要注意实习的内容,指导学生结合过去所学到的知识加深理解,培养学生的思维能力和综合能力。在教授矢量数据和栅格数据之后,可以进行数字相关的内容练习,指导学生了解GIS与 CAD和CASS数字化成果之间的区别,从而检查和加深以前的知识点,并且可以合并新近学习的知识点。另外,在实践练习中,可以提高综合实验与设计实验的比例,仅给出综合实验与设计实验的目的和实验数据,学生必须根据学科的内容和要求进行设计和实验。例如,在进行 Avenue 相关的内容实习期间,不统一要求实施过程和方法,改变了以前的验证实验的缺点,让学生自己编写程序,这样学生会具有较高的热情,从而增强了他们的创造力和创新能力。
3.2网络资源利用
多媒体技术和网络技术可以使教育内容的呈现多样化,充分调动学生的想象力和好奇心,激发学生潜力。由于地理信息系统是建立在信息技术基础上的,并且地理信息系统的更新速度很快,因此GIS教育应充分利用多媒体和网络教育方法。当前,互联网上有许多与GIS教育有关的网站,通过互联网进行GIS教育为终身自学尤其是毕业后的学生提供了重要的学习方法。在教育方面,充分利用国际学术机构,大学和著名GIS软件制造商在互联网上创建的GIS领域中丰富的免费远程学习资源,向学生介绍互联网上的通用GIS网站,并教给学生如何找到在线GIS资源,软件入门,基本方法,典型做法,编程技巧,数据演示和其他资源等。使学生能够更加生动,快速,多渠道,多方面地获取他们的专业知识,发展他们的能力并扩展他们的知识面。
3.3培养创新的学习技能
创新学习一直是我国教育的观念,各大高校都在不断探索创新学习在本科教育中的应用。GIS通过先进的方法,高度的包容性和广泛的适用性为学生进行创新学习和研究奠定了基础。在学习GIS课程时,应注意培养学生的问题分析和解决能力。通过模拟各种情况,学生可以展示自己的思维能力,并将思维和创新意识相结合,以培养学生的科研技能和主观能动性。
3.4考试改革
为了培养学生的创造性思维,综合素质和扩大知识面,必须重新组织测试方法和测试内容,以使测试方法和测试内容灵活多样。在以前的测试方法中,大多数学生必须记住和背诵教科书的内容,这通常会导致得分高但能力低。通过改革,在地理信息系统课程的评估中,要求学生提交相关的阅读报告作为共同的作业和评估标准,使学生能够广泛地收集相关信息并大胆表达意见。同时还要重新组织考试的内容。除了检查学生的基本知识水平以外,在试卷中添加与实习相关的软件操作问题以及一些分析和讨论问题,可以使学生脱离死记硬背,这将更好地反映教学效果。
4.教学实践探讨
考虑到GIS课程的性质,在教学实践中应注意以下几点:首先,在GIS课程学习中要注意应用案例分析。案例分析着重于GIS技术的科学性和综合性。案例分析基于近些年的科学研究项目,并且能够充分阐明研究内容。在讲解实例时,不仅要使学生理解和掌握该学科的发展趋势,而且要注意收集各个层次和领域的资源和综合利用等研究成果。这可以帮助学生掌握其专业中GIS技能的应用状态,并以此作为类比。其次,处理GIS理论与上机实践之间的关系。在技术课程中,学生通常会更加关注上机的内容,认为理论的内容并不重要,只要他们能够熟练操作计算机即可。但是,实践需要理论指导,如果不了解原理,那么将很难彻底了解操作过程,因此无法进行类比。如果仅记住原则和方法而没有进行实际操作,则将失去地理信息系统的技术实践特性,并且失去课程的重要性。例如,当对缓冲和重叠分析进行全面练习时,学生们自己可以提出多个解决方案,并且针对一个问题对多个解决方案进行了讲解,从而培养学生善于思考、勤于动手的习惯。
结语
综上所述,GIS技术的包容性不断提高,并趋于融合发展,综合应用领域也在不断推进,这决定了GIS课程教学是一个非常动态的过程。在GIS课程教学中,教师可以通过对相关环节的实践,培养测绘工程专业学生的综合技能。同时,教师必须改变传统的教育观念,进一步解放思想,努力培养具有丰富测绘知识的综合地理信息系统人才。
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