从《地理空间数据可视化原理》课程探讨GIS教学改革-最新教育资料

从《地理空间数据可视化原理》课程探讨GIS教学改革

一、前言

地理信息系统（GIS）是集地理学、计算机学、测绘科学、遥感学及信息科学等学科为一体的新兴边缘学科[1]。《GIS开发者》通过调查数据指出，目前大部分人对国内高校GIS的教育不认可，约占62%，只有7%的人认可，其他的为勉强接受[2]。这些数据说明目前国内关于GIS的教育状况并不能让人满意。所以，如何提高高校GIS课程相关的教育水平，是值得重视与探讨的。

地理空间数据可视化是GIS学科中最重要的课程之一，它讲述了地理空间数据在计算机的处理分析后进行显示的方法、步骤及表现形式，并将地理空间数据以直观、生动、形象、便于理解的形式呈现给用户[3]。抽象和具体是现实世界的对实体描述的两种不同的思维方式。抽象是思维把事物整体中某一方面的本质抽取出来，是对事物某一方面本质的认识，而具体是思维对事物多方面属性的综合，使客观事物在思维中成为一个完整的统一整体。人们一般通过观察对象的行为和研究它的属性来对对象进行认知。地理空间数据代表了现实世界地理实体或现象在信息世界的映射，是地理空间抽象的数字描述和离散表达，而可视化技术就是将这些抽象地理实体转化为几何图形的计算方法，是地理信

息表达的技术支撑[4]。所以，高等院校如何把这门课程开设好，让学生真正掌握其原理与方法、技术与实践，是当代大学改革的一个重要方向。为提高GIS课程及可视化课程的教学效果，这里以地理空间数据可视化原理课程为例，对目前国内高校的课程特点、教学现状及存在的问题，从理论与实践的角度对课程改革进行讨论。

二、地理空间数据可视化技术 三、可视化教学现状 1.过分依赖多媒体教学

由于其制作容易、形式多样、图样丰富、灵活等特点，多媒体教学已经成为大学教学中常用的教学方式。但是经过多年发展，这种教学模式已?偏离其最初的教学初衷。多媒体教学是用文字难以描述、无法直观讲授的内容，借助多媒体技术，来展示图形、图像、视频、演示教学内容，帮助学生更容易的理解知识，达到更好的教学效果，是一种辅助教学的技术。但是在教学中，PPT却变成了主要讲授方法，所有课程内容基本都已幻灯片形式讲授，有些甚至把课本中文字完全复制到PPT中，信息量大，而且讲授速度快，忽略了学生的思考空间。特别是对于算法原理部分的阐述，更是没有公式推导，无法让学生产生代入感。课件只是呆板的公式，无应用讲解与分析，让学生感觉无动力和兴趣，使学习变得乏味无聊[6]。 2.讲授中心错误

在教学过程中，教学课堂的主体是学生，而不是老师。但是在授课过程中，一些老师总以自己为中心而不考虑学生是否理解，自己讲授的课程的进度、难易程度、是否感兴趣等都是以完成教学任务为目的，并没有站在学生的角度对讲授的知识进行回顾与修改。并且，课堂上仅以宣讲为目的，以“灌输式”为主，缺少师生之间的互动，课堂气氛低沉，导致学生上课不积极，缺乏主动性和激情，教学效果不理想[7]。 3.教学手段单一

由于我国GIS起步较晚，经验不足、相关教材相对较少且比较抽象、缺乏实际项目经验等原因，有些高校在可视化教学方面只是走过场，没有讲得透彻明白，以至于难以理解，再加上现行的高中学习中地理课程涉及可视化内容并不多，学生对这方面知识思想意识重视不够，导致学生对这一课程并无兴趣。另外，可视化教学的内容多为概念性、原理、方法等方面的知识，且在算法实现过程中还会涉及公式推导及程序编写等，课程内容偏重于理论知识。如果在讲授课程中仅局限于课本知识，以PPT作为教学手段，必然会导入课程讲解的不透彻且枯燥乏味，从而形成“空讲”教学，阻碍GIS课程发展[8]。 四、教学方式改革与实践 1.多媒体的恰当运用

地理空间数据所涉及的既有抽象又不可见的信息，如温度、气候等，也有河流、植被、岩石、土壤等可见且直观的信息。某

些概念很抽象学生很难仅凭文字的表达和描述来理解，但是若结合图像和软件的演示，就非常直观而且容易明白。 例如一些随时间序列变化的一些气象规律，仅凭文字的描述，其规律很难理解，若是结合图片或动态地图来显示，则可以达到事半功倍的效果，且内容生动有趣。 因此，可以充分利用多媒体技术，把抽象的内容转换为直观的图片和视频，并结合软件演示、举例讲解等多种手段，使学生能直观地认识和理解抽象的知识。现代教学的实施离不开多媒体技术，而且GIS与计算机科学紧密结合，通过多媒体技术进行教学，可以加强学生的计算机科学意识，使其更加注重计算机知识的学习，从而培养他们利用计算机知识进行GIS系统开发的能力。 2.教学内容改革

GIS技术经过多年发展取得了很大的进步，但是对应的教材、资料等教学参考文件却相对较少。就《地理空间数据可视化》来说，目前市场上跟上GIS技术发展的教材非常少，知识老旧，与现当代GIS的技术有一定的脱节。在GIS类的其他课程里，也有同样的问题，所以，要有针对性和侧重点的教学，形成一套完整的GIS教材体系，是提高当前GIS专业教学效果与GIS专业发展的重要途径。

3.“逆向”教学方式

学生对课程的兴趣爱好能直接决定教学效果的好坏，所以选择合适的教学方式培养学生的学习及思考问题的兴趣，是教学中重要的一个环节。特别是可视化课程，课程的原理介绍、理论知