浅谈测绘工程专业地理信息系统课程的教学

作者简介：赵春生（1991.02—），男，汉族，辽宁省喀左县六官营子镇，现就读于辽宁工程技术大学测绘与地理科学院测绘工程系

卢辉（1990.05—），男，汉族，河南省郑州市中牟县白沙镇，现就读于辽宁工程技术大学测绘与地理科学院测绘工程系

张莹（1990.07—），女，汉族，辽宁省调兵山市晓明镇，现就读于辽宁工程技术大学矿业学院煤及煤层气工程系

摘要：地理信息系统是测绘工程专业一门重要的专业基础课。从测绘工程专业学生培养的目标及要求出发，提出测绘工程专业地理信息系统课程教学的目的、主要内容、培养学生的主要方式、方法、考试方法等，并对案例教学在课程中的实践进行了探讨。

关键词：测绘工程；地理信息；案例教学

测绘工程专业设置是高等学校测绘学科人才培养规格的重要标志，是为了使培养的人才具备扎实的基础知识、较宽的专业口径，并富有较强的工作适应性和实践能力[1]。地理信息系统作为一门重要的专业基础课，实践性与理论性都非常强，并且具有较强的跨学科特点，因此地理信息系统的教学方式、方法具有一定的特殊性。作者根据几年来从事测绘工程专业地理信息系统课程教学的实践及经验，对这门课程的教学内容、方式、方法等进行探讨，以期得到同行专家们的指教，并希望有助于其他专业地理信息系统课程教学的实施。

一、测绘工程专业的培养目标及地理信息系统课程的教学目的

在新专业目录中，确定的本专业的培养目标是：培养具备地面测量、海洋测量、空间测量、摄影测量与遥感以及地图编制等方面知识，能在各个测绘领域从事研究、管理、教学等工作的工程技术人才。新专业目录中确定的培养目标与要求也反映了测绘科学中各子学科的综合。这种综合不是将各专业简单地拼凑在一起相加而成，而应是通过分析各子学科独立的学科体系及与其他子学科的关系，找出异同点，进行有机地整合，形成新形势下一个相对独立的、系统的学科体系。

二、地理信息系统课程所需要的背景知识及课程开设

1.课程所需要的背景知识地理信息系统是多种学科交叉的产物，如测量学、地图制图学、计算机科学、地理学、管理科学、数学等，它综合应用这些学科的思想和方法，形成了自己的体系。因此，测绘工程专业开设地理信息系统课程之前，要求学生已学习了这些相关课程，具备一定的背景知识，打下了扎实的理论基础。具体来讲，这些课程包括：地球科学概论、测量学、地图制图学、控制测量学、摄影测量与遥感、地理学概论、计算机文化基础、计算机程序设计、数据库理论与基础、管理信息系统、拓扑学等，对于一些学生可能掌握得相对薄弱的知识，如计算机科学、拓扑学等，教师还需要在课堂中进行一定的补充。

2.课程开设的时间 一般来讲，这些课程在大学三年级结束时已基本结束，所以，地理信息系统课程的教学最好安排在大四的上学期，即第七学期进行。这样，既能将以前所学的相关课程知识立即融会贯通于教学之中，不至于过多地补习基础知识，又能为最后一学期的毕业实习与设计打下良好的基础。

3.课时 目前国家培养本科生的原则是加强基础教育、淡化专业和拓宽口径，并要求压缩总体教学时间，为学生留取更多的自由活动空间。按照目前高校本科教学计划的原则意见，测绘工程专业课时总学时数控制在2600学时左右，学时数有所减少。一般来讲，地理信息系统课程的教学时间（含实验）在60学时为好（其中实验占20学时）。由于专业总课时数的控制，另外学生还要学习其他新增加的课程，所以，该门课程安排的教学时间一般不能达到60学时，但最好不要低于40学时（其中实验占10学时），以40学时较为适宜。

三、测绘工程专业地理信息系统课程教学的主要内容及教学方式

1.地理信息系统课程教学的主要内容

文献[7]从测绘学科、计算机学科、地理专业以及其他专业等4种专业背景类型分析了地理信息系统教育的不同学术观点，笔者较为赞同。由于专业背景不同，教学目的及教学内容肯定会有差异。在测绘工程专业中开设地理信息系统课程，根据专业的培养目标及要求，考虑到学时的限制及与专业相结合，教学内容应侧重于理解GIS是一个空间数据处理和显示的系统，重点培养学生在空间实体的概念、空间数据的获取、组织和管理、多源数据的融合、空间数据精度的控制、空间分析方法等方面综合应用的能力。

2.教学方式与方法

地理信息系统来源于实践，应用于实践，是一门应用性非常强的学科，并且有自己独特的理论体系。另外，地理信息系统的建设不同于管理信息系统，它既需要软件工程的支持，也需要数据工程的支持。因此，地理信息系统课程教学过程中需要注意两个结合。

（1）基础理论与实践应用相结合

在教学过程中，既要重点培训学生对基础理论知识的理解与记忆，如地理空间、空间实体、空间数据、空间分析等的概念以及一些常用算法，从宏观上使学生充分理解与掌握地理信息系统独特的理论体系；又要加强实验环节，充分利用一些国内外常用的GIS软件有目的地将理论知识应用于实践，做到理论与实践的紧密结合。这样，学生既不会感觉到课程枯燥乏味，又能够体验到学科深奥的内涵及广阔的应用前景。这种结合既可以通过课堂理论教学与课后实验达到目的，也可以通过制作课件及多媒体演示系统对学生进行形象化教学实现。

（2）软件工程与数据工程相结合

除了硬件与用户两大要素之外，一个实用的地理信息系统建设重点还需要两方面工作的支持：软件开发与数据处理。软件是实现系统应用目的的手段，数据是实现系统应用目的的基础。数据是GIS的血液，没有数据，地理信息系统将无法运转。并且，地理信息数据的处理有其特殊的要求，如坐标系统、比例尺、精度等。因此，在向学生介绍如何进行地理信息系统开发建设的同时，也要重点介绍空间数据的处理方式、方法。特别是测绘工程专业的学生，更应该清楚地理信息系统对空间数据要求的特殊性和严格性，熟练掌握空间数据的处理方式、方法。另外，不同的GIS软件需要不同的数据要求，不同的数据也适应于不同的GIS软件。所以，介绍软件工程时，要强调到对数据工程的要求；介绍数据工程时，也要充分强调其对软件工程的影响及适用性，做到GIS软件工程与数据工程的有机结合。这种结合可通过讲解具体的工程实例满足要求。

如今，高等教育界在人才培养目标上已达成共识：培养知识、能力、素质三方面有机融合，基础扎实、知识面宽、能力强、素质高的具有创新精神和实践能力的高级专门人才。具体到测绘工程专业，就是：（1）拓宽个体知识面。为了能对不断变化的外部需求和快速发展的测绘科技进步有一个良好的适应和反应能力，测绘专业人才不仅在测绘专业方面要掌握相当深入的知识，而且对测绘所能应用和发挥作用的主要领域的知识也要有所了解。（2）注重综合能力和素质培养。业务的不断拓宽和深化对测绘专业人才的能力和素质提出了更高的要求。除了理论分析能力和实际动手能力之外，还要求测绘专业人才具备较为流畅的语言和文字表达能力、业务组织能力和公共关系能力；在素质方面，不仅要发扬测绘界吃苦耐劳、一丝不苟的优良传统，而且要具备执着的敬业精神、积极主动的工作态度和善于协作的开放意识。在培养学生知识、能力和素质方面，测绘工程专业的教育应当转变观念，积极创新.（作者单位：辽宁工程技术大学）