第33卷第5期 2010年l0月 测绘与空间地理信息 GEoMATICs&SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY V01.33.No.5 0ct..2010 新建地方本科院校GIS专业实践教学体系的构建 李长坡,王轩 (许昌学院城市与环境学院.河南许昌461OO0) 摘要:实践教学体系是本科院校实现人才培养目标的关键。基于当前新建地方本科院校GIS专业实践教学的 现状,构建了GIS专业包括实践教学目标、内容、考核、教学质量监控和实践教学保障的实践教学体系。 关键词:地方本科院校;GIS专业;实践教学体系 中图分类号:G4 文献标识码:B 文章编号:1672—5867(2010)05—0028—02 Practical Teaching System Construction of GIS Specialty in Newly・--established Local Undergraduate Universities LI Chang—po,WANG Xuan (School of City and Environment,Xuchang University,Xuchang 461000,China) Abstract:Practical teaching system is the key of achieving the aim of cultivating talents in undergraduate universities.Based On the current practical teaching status of GIS specilty ian newly—established local universities.this paper put forward the construction of practical teaching system of GIS specialty,which included practical teaching goal,content,assessment,teaching quality monitoring and practical teaching security. Key words:local university;GIS specialty;practical teaching system 0 引 言 实践教学是高等院校人才培养的~个重要环节,国 内外高校对此都十分重视…。许多地方高等院校把应用 型、复合型人才培养作为办学定位和培养目标 ,新建地 方本科院校大多也无一例外。地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一门集地理学、测绘学、计 算机科学、空间科学、系统学和管理学等为一体的新兴边 缘学科,GIS专业具有很强的技术性和实践性。因此,GIS 格”或“合并”而成,因此,办学初期往往缺乏应有的理论 指导,存在着办学思路不清、办学定位模糊、人才培养模 式不明确等问题,加之基础条件相对较差,因此,在实践 教学方面往往又带有专科办学的痕迹,其中GIS专业在实 践教学方面普遍存在以下几个方面的问题。 1)实践教学的目标体系不完善 在实践教学的目标体系中,多数新建地方本科院校 往往是肓目模仿一些重点院校,明显具有理想化的色彩, 但又由于受到实践教学基础条件的,导致实践教学 的目标难以实现。 专业人才不仅要具备扎实的理论基础,更需要强化实践 能力和技术水平。完善的实践教学体系不仅可以将社会 责任心、追求科学的精神以及严谨的学术作风内化在学 2)实践教学的内容单调,跟不上时代的步伐 生的素质中,而且有利于促进地方本科院校GIS专业应用 型、复合型人才培养目标的实现。因此,GIS专业的实践 教学已逐渐成为各高校关注的焦点 』。本文从新建地 由于受到条件的,新建地方本科院校实践教学 的内容体系往往不够完善,并且GIS专业又是个内容更新 快,技术发展快的学科。所以要求GIS的实践教学必须紧 方本科院校实践教学的现状出发,结合我院GIS本科专业 对实践教学体系的构建进行深入探讨。 跟时代的步伐,实践内容要随着信息技术的发展而不断 更新。然而,很多老师在上实验课时仍然采用以前专科 时用的实验教学指导书,使用陈旧过时的实验案例,教授 一l新建地方本科院校GIS专业实践教学的 现状 由于多数新建地方本科院校是在专科的基础上“升 收稿日期:2009一¨一2O 成不变的实验内容,与当前GIS技术明显脱节。 3)实践教学缺乏明确的考核方式和评分标准 对于与专业课程相匹配的实验课程,其成绩一般只 基金项目:许昌学院教学研究项目(02009032)资助;河南省教育科学“十一五”规划课题项目(2008一JKGHAGH一622)资助 作者简介:李长坡(1976一),男,河南封丘人,讲师,硕士,主要从事地理信息系统(GIS)专业的教学与研究_T作。 第5期 李长坡等:新建地方本科院校GIS专业实践教学体系的构建 29 是作为整个课程平时成绩的一部分,而平时成绩占该课 实践能力,按基础实践、专业实践和综合生产实践提出要 求和目标,形成切实可行的实践教学大纲。其中,基础实 程总成绩的比例一般较少,我院规定一般为30%,这致使 实验课的考核只是成了老师平衡考试成绩的一种手段, 从而影响学生对实验课的重视程度。对于的综合性 实践课程,由于制定明确的考核评分标准相当困难,所以 践大纲包括课程实验大纲和课程实习大纲;专业实践包 括专业实习大纲;综合生产实践包括毕业实习大纲和毕 业设计(论文)大纲。通过以上系统培养,实现对学生综 合技能的培养,达到新建地方本科院校高素质应用型人 才的培养目标。 实践课的最终考核成绩大多是根据教师的印象和相应理 论课程的考试成绩作为参考而给定的。 4)实践教学缺少监控 2)实践教学内容体系 新建地方本科院校应以实践能力和创新精神的培养 多数新建本科院校在建校初期大多不注重实践教学 监控。长期的应试教育,导致学生养成了重视理论课学 习而轻视实践课学习,相当多的学生对实践课是敷衍了 事。例如,本来是上机熟悉软件,可是有相当一部分学生 在上网、打游戏等。还有很大一部分老师也是只重视知 识的传承而忽视能力的培养,对实践教学轻视,例如,教 师本来应该指导学生上机实习,可是有的老师却不在现 场。造成这种现象的原因,除了学生、教师对实践课程不 够重视外,再就是实践教学质量监控的缺失。 5)实践教学条件普遍薄弱 多数新建本科院校在建校初期实践教学的条件相对 比较薄弱,例如我院GIS专业在升本初期的2001年实验 室面积不足6OO m ,仪器设备总值不足100万元,开放性、 综合性实验很难开出。在师资方面,多数新建本科院校 以中级职称为主,高级职称人数较少,并且多数教师科研 项目较少,甚至没有,例如我院GIS专业教师在2006年以 前没有承担厅级以上科研课题,科研氛围相对较淡,不利 于培养学生的创新意识。在实践教学基地方面,除满足 常规的实验实习外,还没有建立起稳定的公司实习基地。 2新建地方本科院校GIS专业实践教学体 系的构建 实践教学体系包括教学目标体系、教学内容体系、教 学考核体系、质量监控体系、教学保障体系5个亚体系。 在实践教学目标体系中强调了培养学生的创新能力和创 新精神;在实践教学内容体系中根据GIS的发展,重新整 合了实践内容,包括课程实验、课程实习、专业实习和毕业 设计(论文);在实践教学考核体系中提出了实践课成绩独 立评定,制订考核标准向学生公布,设立实践优秀奖和创 新奖等,提高学生对实践课程的重视程度。在实践教学监 控体系中提出了“院学位委员会——教学督查小组——教 研室”三级质量监控体系,规范实践教学工作的高质量开 展。在实践教学保障体系中提出了围绕教学、科研、生产 三结合这一主线,建立实验室——校内基地——校外基地 的实践模式,培养了学生的综合应用能力。 1)实践教学目标体系 在实践教学目标体系中强调对学生的创新能力和创 新精神的培养,以适应地方高校培养应用型、复合型人才 的培养目标。在培养方案中适当提高实践教学环节的比 重,根据实践教学目标制定实践教学大纲,该大纲重点强 调对学生面向基层的应用能力培养,明确学生应掌握的 为主线设计实践教学内容体系,合理安排各个实践环节。 GIS专业实践教学内容主要包括基础性实验、综合设计性 实验、课程野外实习、毕业实习和毕业设计(论文)等。我 院GIS专业开设的基础性实验主要有计算机应用基础、高 级语言程序设计、数据结构、计算机图形学、计算机辅助 制图、计算机地图制图、地理信息系统原理、空间数据库、 GIS软件开发基础、遥感数字图像处理、虚拟现实技术等; 综合设计性实验主要有数据库设计、地学分析与建模、空 间分析及其应用、遥感图像分析与应用、数字高程模型、 WebGIS技术与应用、3DGIS技术与应用、开源GIS软件分 析等;课程野外实习主要有自然地理、人文地理、遥感影 像判读、测量与制图、GPS应用等;专业实习主要有GIS常 用软件应用、GIS设计与开发、3s综合应用等;毕业实习和 毕业设计(论文)是最后两个实践教学环节,是对学生综 合实践能力的进一步提升,积极引导学生结合各种科研 项目进行毕业实习和毕业设计(论文),并且,适当提早开 展和强化学生的毕业实习和毕业设计(论文),最好能从 三年级开始进行毕业设计(论文)的选题和资料收集,在 四年级进行毕业设计的研究开发,从而确保毕业设计的 时间需求,提升毕业设计的完整性、实用性,促进产学研 的有机结合。 3)实践教学考核体系 实践教学效果的好坏与实践教学考核方式是紧密相 连的。建立完整的实践教学考核体系,不仅能检验实践 教学的效果,也是促进教学效果的有力手段,还可以全面 地体现学生掌握知识的水平、能力的强弱和素质的高低, 从而有利于创新人才的培养。我院首先改变将实践课的 成绩作为课程平时成绩的一部分传统做法,实行实践课 程成绩的评定,并且评定方式和方法多元化。对于 实践课比重较大的专业课程,加大实践成绩在课程考核 总成绩中的比重,其比例的大小由具体的实践课时比重、 课程特点、实用性等情况综合确定,并在课程教学大纲中 加以明确规定。对于综合性的设计和实习等实践课,其 考核方式和成绩不受课程的影响,所以考核的关键在于 建立评分标准,以减少考核的任意性和评分的主观性。 我院的评分标准不是所有的实践都是一个统一的模式, 根据具体的实践内容而确定。教师根据课程和具体实践 的特点建立明确的成绩考核标准,并且向学生公布实践 课成绩的考核标准,从而提高学生对实践课程的重视程 (下转第34页) 测绘与空间地理信息 2010章 4结束语 南至南阳特高压工程中的试验[J].电力勘测设计, 2007(2):24—27. 本文针对LIDAR电力线扫描数据特点,提出了一种 郑信国.高压架空输电线路设计中的环境评估[J].中 在高程投影影像空间中基于Hough变换和最小二乘拟合 国科技信息,2005(14):157. 的LIDAR电力线提取和拟合方法。试验结果表明,该方 Mehmet Sezgin,Bulent Sankur.Su ̄ey over image thresh— 法能较好地实现电力线拟合、电塔提取及潜在危险地物 olding techniques and quantitative performance evaluation 检测等一系列LIDAR电力线扫描数据处理。不足之处 [J].Journal of Electronic Imaging,2004,13(1):146 —是,目前的算法对电塔及潜在危险地物的提取结果只是 165. 大概轮廓符合,精确的尺寸和边缘与实际有一定出入,高 刘文萍,吴立德.图像分割中阈值选取方法比较研究 精度提取算法还有待进一步研究和改进。另外,为了更 [J].模拟识别与人工智能,1997,10(3):271—277. 准确的拟合电力线,可以将电力线视为折线段进行处理, T.W.Ridler.S.Calvard.Picture thresholding using an it- erative selection method[J].IEEE transactions on sys- 将短线连接成折线作为电力线矢量。如何选择最佳投影 tems,lllall,and cybernetics,1978,8(8):630—632. 采样间隔以及如何确定潜在危险地物是否为真实的危险 C.K.Leung and F.K.Lam.Performance analysis of a class 地物也是可以进行深入研究的问题。 of iterative image thresholding algorithms[J].Pattem Rec— 参考文献: ognition,1996,29(9):1 523—1 530. rI rL 王培法,rl 王丽,冯学智,等.遥感图像道路信息提取方法 rL [1] 邵允临,曹晋恩,尚大伟.直升机巡检华北电网超高压 1 J]J 1J、』1Jm 1J¨ 研究进展[J].遥感技术与应用,2009,24(3):284 1』1J 输电线路[J].中国电力,2003,36(7):35—38. —290. [2]殷金华,孙朝阳,郑彦春.机载激光测量技术在特高压 Yong Hu.Automated Extraction of Digital Terrain Models, 输电线路工程中的应用研究[J].电力建设,2007,28 Roads and Buildings Using Airborne Lidar Data[D].Cal— (7):9一l3. gary:Department of Geomatics Engineering,University of [3] 张险峰,陈功,龙维,等.激光雷达直升机巡线技术的现 Calgary 2003. 状与应用前景[J].电力建设,2008,29(3):40—43. Kenneth R C.数字图像处理[M].朱学刚,译.北京:电 [4] 陈功,程正逢,石克勤,等.激光雷达在电力线路工程勘 子工业出版社,2002. 测设计中的应用[J].电力勘测设计,2006(5):53—56. [责任编辑:王丽欣] [5] 郑小兵,全小萍,孙朝阳,等.机载激光测量系统在晋东 (上接第29页) 为了建设与当代GIS发展相适应的实践教学保障体 度。此外,为了鼓励学生创新,我院还设置了学生科技创 系,必须根据新建本科院校基础条件相对薄弱的特点,重 新项目和创新学分,设立了实践优秀奖和创新奖,对于那 点强化实验室建设。我院在升本之初,利用银行贷款扩 些表现优秀的学生予以奖励,大大提高了学生对实践课 建了部分实验室,随后又利用西班牙贷款申购了大批实 的重视程度,增强了学生参与实践的激情和动力,有助于 验仪器,现GIS专业仪器设备总值已达600万元,已基本 学生实践创新能力的培养。 满足实践教学的需要。在建设好公共实验室、综合实验 4)教学质量监控体系 室的同时,我院进一步充分挖掘和利用校外资源,开辟条 教学质量监控体系的构建和运行,是保证教学质量 件优越的校外实习基地,以适应对高质量人才培养的需 和提高教学效果的重要措施,能增强全体教师的责任意 求。在专业实习中新增加了一批具有优越的科研条件和 识和质量意识,规范教学的各个环节,有利于人才的培 技术实力的科研、生产单位为校外实习基地,如许昌市土 养。我院对专业教师的理论与实践教学实行全程质量监 地局、城建局、规划设计院、郑州豫博、许昌腾飞园林等, 控,形成了“院学位委员会——教学督查小组——教研 通过与以上单位的合作和共建,构建了良好的专业实习 室”三级质量监控体系。院学位委员会负责专业建设和 保障体系,基本上满足了专业实习需要。校外实习基地 专业教学中重大问题的决策。教学督查小组随机检查教 的建立不仅满足了一般课程和专业实习,而且学生还可 师授课和实习指导情况,作为对教师教学质量考核的一 以参加教师和实习单位的科研与生产活动,提高了科研 项指标。每学期末,按自我总结、互评打分和综合评分的 能力和实际动手能力。 方法,对各位教师的教学情况进行奖惩。教研室负责教 学规章制度的贯彻落实,对教学进度、教学质量、教学考 3结束语 核等进行即时的监督和评价,并组织教师进行教学计划 在整个实践教学过程中,针对新建本科院校GIS实践 修订、公开教学、听课评课、教学方法研讨等具体工作,依 教学中存在的问题,在现有实践教学环节的基础上,根据 据有关教学、科研、毕业设计等多项实施细则,规范教学 新建本科院校GIS专业的教学特点,重新构建新形势下实 工作的高质量开展。 践教学体系,对实践教学的目标、内容、考核、监控和保障 5)实践教学保障体系 (下转第37页) 第5期 王永锋等:基于Geodatabase的岩溶空间数据库建设 37 辑一致性。 通过上述操作,即可完成岩溶空间数据库的创建。 3)属性数据和图形数据通过统一编号连接。 3.4数据库质量控制 数据库质量控制是数据库建设中的一个重要环节。 在数据入库后,可以通过以下一些方法对数据库的质量 进行检查,确保符合质量要求。 1)图形数据可以通过与原始数据进行简单的图层叠 加以检查是否有图元遗漏等明显问题;对于图形中存在 的逻辑问题,必须通过拓扑检查来解决。在Geodatabase 数据库中可以建立单个要素类或多个要素类之间的拓扑 关系,通过定义拓扑规则检查图层中存在的逻辑问题,如 图元重复、裂缝等。然后通过ArcMap中的Topology(拓 扑)模块进行编辑。 2)属性数据在采集时一定要严格控制质量,确保输 入的内容正确无误。对于入库后的数据可通过导出属性 表,进一步检查相关属性信息的正确性。 4结束语 基于Geodatabase的岩溶空间数据库建设,实现了图 形数据和属性数据的无缝集成和一体化存储管理。该数 据库的建设将有助于对岩溶发育、分布规律的进一步研 究,为岩溶区的生态环境和社会经济可持续发展提供基 图2数据处理流程图 础的、可共享的数据。 Fig.2 Process of data processing 参考文献: 3.3数据入库 [1] 袁道先.我国西南岩溶石山的环境地质问题[J].世界科 根据数据库设计要求,选用Personal Geodatabase(个 技研究与发展,1997,19(5):41—43. 人地理数据库)方案建库,使用Microsoft Jet Database En— [2]蔡运龙.中国西南岩溶石山贫困地区的生态重建[J].地 gine数据文件结构,将空间数据存储在Access数据库中 球科学进展,1996,1 1(6):602—606. ( .mdb),创建岩溶空间数据库,导入相关的要素类。 [3] 李阳兵,侯建筠,谢德体.中国西南岩溶生态研究进展 建库过程分为以下步骤: [J].地理科学,2002,22(3):365—370. 1)在ArcCatalog模块中创建Personal Geodatabase; [4]Zeiler M.Modeling Our World[M].Redlands,alifomia: 2)使用Feature Class to Geodatabase命令将相关要素 ESRI Press,1999・ , 类(Feature class)导人到数据库中。 [编辑:胡雪] (上接第34页) 体系进行了优化。该实践教学体系始终以教学、科研、生 学院学报,2oo7,28(5):139—140. 产三结合为主线,学生通过基础性实验、综合性实验、科 刘桂林,柴素芬,周立斌,等.新建地方本科院校生物类 研与生产活动的开展,提高了实际动手能力;通过提早开 专业实践教学体系的构建[J].惠州学院学报,2008,28 展并强化学生的课程论文和毕业设计(论文),尤其是将 (4):98—101. 毕业设计(论文)的开题时间的提前,毕业论文选题与教 马俊海.地理信息系统专业应用型人才培养模式的研究 师科研相结合,提高了学生的科研意识和能力;通过实验 与实践[J].测绘工程,2005,14(3):74—76. 室——校内基地——校外基地的实习锻炼,弥补了学校 许婷,吉云松.地理信息系统专业实践能力培养方案设 科研和社会服务相对薄弱的不足,培养了学生的综合应 计[J].地理空问信息,2007,5(3):135—137. 用能力。在实践验证的基础上,证明了该实践教学体系 贾泽露.GIS专业实践教学综合改革研究[J].测绘科 的可操作性和可行性,为其他高校GIS专业实践教学体系 学,2007,32(6):199—202. 的改革提供一点思路,以期能够推动实践教学工作的有 韦波.地理信息系统本科专业实践教学体系的构建[J]. 高教论坛,2009(5):25—27. 序开展。 [责任编辑:栾丽杰] 参考文献: [1] 任肩瑞.浅谈我国高校实践教学体系的构建[J].哈尔滨