项目教学法在资环专业GIS课程教学中的应用

摘 要：资环专业的GIS课程教学具有一定的独特性和复杂性,通过理论与实践的紧密结合,设置与该专业相关的课程项目,贯穿整个GIS课程教学过程,充分调动学生学习的积极性、主动性,巩固了GIS理论知识,提高了综合应用GIS技能,解决专业领域问题的能力.

关 键 词 ：地理信息系统；项目教学法；资环专业；实践教学

0 引言

地理信息系统（Geographic Information System,GIS）,是在计算机软、硬件支持下,综合运用地理学、系统工程和信息科学的理论,具有获取、存储、管理、传输、分析和输出地理空间数据的信息系统,是计算机和信息系统技术在地理科学中运用并发展的产物,广泛应用于社会生产和生活的各个领域[1].高校很多专业都开设了地理信息系统课程,甚至中学地理教学也增加了GIS知识,我院地理科学、资源环境与城乡规划管理专业、生态学专业都开设GIS课程,但从我院目前的开课效果来看,还需要开展课程教学方法的研讨.

资源环境与城乡规划管理（以下简称资环）专业培养具有国土资源管理、城乡规划管理、环境资源保护开发等方面的专门人才.资环专业开设GIS课程主要是让学生借助GIS工具,解决研究领域中与地理空间信息相关的问题.作为非GIS专业,本院资环专业课程设置没有开设编程语言、数据库知识、空间科学、信息科学等方面的课程,致使按照传统教学法进行GIS课程教学存在一定困难.因此,资环专业GIS课程的开设,更需要重视实验教学,引入项目教学法势在必行.

1.项目教学法概述

项目教学法（Project-Based Learning, PBL）,是一种以项目为核心的教与学的方法,将教学过程与具体的项目任务充分融为一体,围绕具体的项目构建教学内容体系,组织实施教学.该教学方法不再是对教程内容的罗列陈述和讲解,要求教学设计者把教学内容和教学目标巧妙地隐含在一个个任务之中,即教学进程由任务来驱动,把理论知识的学习与实践技能融合.因此,项目教学法改变了传统的“三个中心”,即以教师为中心转变为以学生为中心,以教材为中心转变为以项目为中心,以课堂为中心转变为以实际经验为中心[2].

项目教学法突破了传统的教学模式,激发学生的学习兴趣,最大程度地调动学生学习的主动性、参与性,充分发挥其想象力和创造力,锻炼和提高学生独立思考问题和团结协作的能力.同时表现出主题明确、问题驱动、理论结合实践、重在过程等特性[3].

2.项目教学法在GIS教学中的实践

项目教学法包括明确任务、分解项目、制定计划、实施计划、成果评价等过程.项目的选择要结合课程的教学任务,突出专业课程的重难点,能较好地展示知识的层次性,以便逐步提高学生分析和解决问题的能力[4].在2010级资环专业GIS课程教学过程中,选取白龟山水库湿地水资源保护规划这一综合性项目贯穿整个课程,并以此为例,展示项目教学法在资环专业GIS课程中的应用.

2.1 明确项目任务

在项目教学法中,选择和确定项目任务是首要步骤.基于本实验项目,结合资环专业相关资源管理、规划类课程,下达任务书.让学生通过任务书明确任务,了解学习GIS课程的主要目的.

2.2 分解项目

分解项目是将完整项目分解为若干子项目,再继续划分为多个小子项目,直至每个小任务可以完成[5].在这个过程中,学生可以了解相关知识点,甚至把零散知识点有机串联起来,形成自己独有的知识系统体系.在本项目中,学生实践了空间和属性数据资料的采集、存储、管理、分析和输出等GIS功能,例如确定白龟山水库湿地水体污染源的类别、分布及影响区域等子项目,使用了GIS软件的新建空间数据、建立属性数据库、缓冲区分析、叠置分析、制图等工具.

2.3 制定计划

制定详细周密的项目实施计划,是项目顺利完成必不可少的一部分,是开展项目教学与实施的指导性文件.项目实施计划包括项目目标的实施过程、项目期限、项目负责人、项目经费预算等.在本案例中,各小组制定子项目计划,最后汇总并结合实验教学时间安排确定总体计划.

2.4 实施计划

1）教学设备：项目的实施需具备一定的软硬件基础,我院3S实验室现有65台局域网连接的计算机,并装有ArcGIS9.3、Microsoft Office等软件.

2）项目分析：在教师指导下,按照预定计划,各小组学生对子项目任务分析.借助GIS工具,帮助学生理清分析解决专业领域问题的思路,不仅巩固学生GIS课程理论知识,而且培养了学生理论联系实际的能力.

3）示范操作：和传统教学法相似,示范操作在项目教学法实施过程中也具有十分重要的作用.在教学过程中,教师不但要语言回顾相关理论知识点,更要对项目实施关键工具的使用进行示范操作.

4）实施项目：在实践过程中,老师要对比项目实施进度表,随时观察学生的进展情况,并帮助学生解决项目实施过程中遇到的难点问题.

2.5 成果评价

经过以上步骤,完成此项目,但项目教学过程并未完结,教师还需要对小组成果进行点评,肯定每位学生的努力劳动和项目成果,增强学生的成就感和学习GIS课程的兴趣.

3.结论与讨论

通过对资环专业GIS课程教学过程中应用项目教学法,得出以下两点感悟：第一,在学习过程中,学生表现出较高的学习积极性和主动性；第二,学生反馈结果显示,该方法使他们具有明确的学习目标,很快掌握了GIS的基本技能,更加深刻的理解理论知识,提高了学生的动手实践能力.例如通过本案例的教学,学生掌握了GIS课程中数据采集、存储、管理、空间分析、制图、项目设计等理论知识和实践操作.

采用项目教学法有较为成功的地方,但也存在有待改进的地方.由于资环专业课程设置特点,部分学生缺乏数据库、编程语言等知识技能,在实验过程中不免存在学习积极性备受打击等情况.因此,教师要慎重选择实验项目,并将项目的设计更加系统化、分出难易层次,使不同水平的学生均能达到掌握一般GIS技能的基本要求,而有更高要求更多兴趣的学生能实现采用GIS技术完成专业领域问题的基本流程.如何选取难易适中的项目及怎样系统化项目设计,是笔者需要进一步思考和完善的地方.