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摘要：从西北农林科技大学农业特色的GIS专业培养目标出发，对“GIS软件及应用”实验课程内容组织、教学模式和考核方式等进行探讨和改革，建立并实践了具有农林特色的专业软件的教学方案，从根本上提高了农林类GIS的教学质量。
关键词：GIS软件；农林特色；实验教学；教学改革
中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）48-0049-03
GIS技术的发展推动了GIS教育的进展，我国的高等GIS教育已形成了多元化、层次化、规模化的发展格局[1]。而GIS教育在农林高校的发展基本上仍处于起步阶段，仍然存在诸多问题[2，3]。西北农林科技大学GIS专业自2002年招生以来，在强调“宽口径，厚基础”的同时，突出了GIS专业的农林院校特色，将GIS专业课程教学和农、林等相关学科理论教学相结合，培养具有创新精神的农业GIS应用型人才。众所周知，GIS具有很强的技术性与实践性，在各大高校课程学时数普遍压缩的状况下，我校“GIS软件及应用”课程不但没有压缩学时，反而由54学时提高到64学时，课程形式由课堂教学和实验教学相结合的方式转变为全学时实验教学。软件更新，学时增多，课堂方式的改变都迫切要求对该门课程进行改革。本文将结合西北农林科技大学以特色求发展的GIS专业培养方案，对“GIS软件及应用”实验课程进行改革，构建适应时代发展和需要的实验教学模式，提高实验教学质量。
一、“GIS软件及应用”课程定位
GIS是一个理论与实践并重的学科，对综合知识和软件操作能力有很高的要求。GIS专业的学生要求至少能熟练掌握一到两种流行GIS专业软件的使用方法[4，5]。“GIS软件及应用”课程就是一门专业软件学习课程，培养学生稳固的专业软件基础，提高GIS专业学生的动手能力。该课程一般设置在学生已经接触了部分本专业相关理论课程之后，具有承上启下的作用，目的就是希望通过对专业软件细致深入的学习，将理论知识与实践应用相联系。我校该课程以当前GIS行业中最具代表性的ArcGIS软件为平台，全面介绍行业相关软件的发展以及对ArcGIS软件的深入学习的内容。该门课程主要内容包括ArcGIS体系介绍及软件安装、ArcGIS应用基础介绍、空间数据的组织、空间数据的采集、空间数据的地学基础、空间数据的格式转换、空间数据的可视化表达，矢量数据的空间叠置分析、栅格数据的空间分析、矢量栅格互操作、三维分析、地统计分析、网络分析、水文分析、太阳辐射能量计算、空间分析建模等。
二、我校“GIS软件及应用”课程的主要问题
1.实验内容组织和设计有待完善。“GIS软件及应用”课程的目标是通过实验让本专业学生熟练掌握一门专业软件基本操作技能，为后续其他专业课程的综合训练打好基础。课程性质和目标决定了实验内容以基础型实验为主，重点强调全面和系统。在课时受限的情况下，实验组织上通常将内容相近、关系密切的知识点串联为一个实验，整个实验体系由若干个较小的综合实验构成。这样的内容安排对于接触过专业软件的学生来说，能提升其综合分析能力，但对于软件初学者来说，内容较为跳跃，跨度太大，略显“走马观花”，致使软件基本功能的学习不够深入和全面，许多实用和常用的功能无法在实验中体现和运用。因此随着课时的增加，在实验内容的设置上需要将传统软件功能学习和专业知识点学习相结合，从内容上加强基础实验，以农林特色为目标进行内容重组。重点解决好主次内容的组织分配，基础实验和应用实验的课时分配，难易实验的相互搭配等众多问题。
2.课堂形式单调，难以调动学生积极思维。传统软件教学类课程都是以教师台前幻灯演示，学生台下同步操作的形式来完成。教学过程类似流水线作业方式，学生按照老师的要求，指定点击选项按钮，选择下一步，设置路径保存文件，直至实验完成。教学过程中以教师为主导，师生互动较少，这种命令式的、满堂灌的方式，学生只能是机械式地操作，被动地接受结果，导致到课率和教学效果都差强人意。
3.理论指导不够，软件学习知其然不知其所以然。GIS软件应用之所以区别于其他的软件应用，正是因为软件在使用过程中有着很强的GIS理论背景。对于初学者来说，刚开始接触软件时最好能清晰地理解每一个操作的理论依据和意义。而传统的软件教学，更多的是注重操作流程，在实验过程中穿插原理知识的辅助教学较少，导致学生对GIS软件基本操作缺乏深度认识。
4.课堂顺利，课下解决实际问题能力较低。实验课程一般都有详细的实验指南，其中就包括详尽的实验步骤，当实验教学平淡乏味时，学生就会自己对照实验指南，按步操作，很容易就能得到实验结果。这使得学生们往往感觉实验内容简单，没有什么挑战性，当堂就可以完成实验报告。课下很少主动去学习和摸索软件，周而复始，眼高手低。另外软件的教学需要大量的实验素材，当前很多实验用的是软件自带练习数据或者某些专业参考书上的光盘数据，此类数据较少突出农林问题，理论联系实际不够，使得学生在解决实际问题时茫然不知所措。即便能够举一反三，不真正接触农林类实际问题，也很难达到农林院校特色GIS教学的要求。
三、“GIS软件及应用”课程改革与创新
1.教学内容改革。我校“GIS软件及应用”课程以ArcGIS 10软件为对象，开展系统全面的实验教学。根据教学目标制定了基础型、综合型与创新设计型实验相结合的多层次实验教学体系和内容（细节内容较多，不再赘述）。基础型实验（包括普适基本要求层次和学科基础层次实验）占到65%，综合型实验占25%，设计型实验占10%。基础实验按软件功能学习、原理验证层次、理论应用层次和思考题的形式安排内容。实验数据上积极搜集和整理农林类相关科研成果，比如结合陕西省县域耕地地力评价项目[6]，“GIS软件及应用”实验课程构建了以耕地地力评价为主线而相互串联的基础型实验。通过基础型实验练习，学生不仅掌握了专业软件的基本操作功能，也加深了GIS技术在农业领域的应用研究。
关键词：GIS软件；农林特色；实验教学；教学改革
中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）48-0049-03
GIS技术的发展推动了GIS教育的进展，我国的高等GIS教育已形成了多元化、层次化、规模化的发展格局[1]。而GIS教育在农林高校的发展基本上仍处于起步阶段，仍然存在诸多问题[2，3]。西北农林科技大学GIS专业自2002年招生以来，在强调“宽口径，厚基础”的同时，突出了GIS专业的农林院校特色，将GIS专业课程教学和农、林等相关学科理论教学相结合，培养具有创新精神的农业GIS应用型人才。众所周知，GIS具有很强的技术性与实践性，在各大高校课程学时数普遍压缩的状况下，我校“GIS软件及应用”课程不但没有压缩学时，反而由54学时提高到64学时，课程形式由课堂教学和实验教学相结合的方式转变为全学时实验教学。软件更新，学时增多，课堂方式的改变都迫切要求对该门课程进行改革。本文将结合西北农林科技大学以特色求发展的GIS专业培养方案，对“GIS软件及应用”实验课程进行改革，构建适应时代发展和需要的实验教学模式，提高实验教学质量。
一、“GIS软件及应用”课程定位
GIS是一个理论与实践并重的学科，对综合知识和软件操作能力有很高的要求。GIS专业的学生要求至少能熟练掌握一到两种流行GIS专业软件的使用方法[4，5]。“GIS软件及应用”课程就是一门专业软件学习课程，培养学生稳固的专业软件基础，提高GIS专业学生的动手能力。该课程一般设置在学生已经接触了部分本专业相关理论课程之后，具有承上启下的作用，目的就是希望通过对专业软件细致深入的学习，将理论知识与实践应用相联系。我校该课程以当前GIS行业中最具代表性的ArcGIS软件为平台，全面介绍行业相关软件的发展以及对ArcGIS软件的深入学习的内容。该门课程主要内容包括ArcGIS体系介绍及软件安装、ArcGIS应用基础介绍、空间数据的组织、空间数据的采集、空间数据的地学基础、空间数据的格式转换、空间数据的可视化表达，矢量数据的空间叠置分析、栅格数据的空间分析、矢量栅格互操作、三维分析、地统计分析、网络分析、水文分析、太阳辐射能量计算、空间分析建模等。
二、我校“GIS软件及应用”课程的主要问题
1.实验内容组织和设计有待完善。“GIS软件及应用”课程的目标是通过实验让本专业学生熟练掌握一门专业软件基本操作技能，为后续其他专业课程的综合训练打好基础。课程性质和目标决定了实验内容以基础型实验为主，重点强调全面和系统。在课时受限的情况下，实验组织上通常将内容相近、关系密切的知识点串联为一个实验，整个实验体系由若干个较小的综合实验构成。这样的内容安排对于接触过专业软件的学生来说，能提升其综合分析能力，但对于软件初学者来说，内容较为跳跃，跨度太大，略显“走马观花”，致使软件基本功能的学习不够深入和全面，许多实用和常用的功能无法在实验中体现和运用。因此随着课时的增加，在实验内容的设置上需要将传统软件功能学习和专业知识点学习相结合，从内容上加强基础实验，以农林特色为目标进行内容重组。重点解决好主次内容的组织分配，基础实验和应用实验的课时分配，难易实验的相互搭配等众多问题。
2.课堂形式单调，难以调动学生积极思维。传统软件教学类课程都是以教师台前幻灯演示，学生台下同步操作的形式来完成。教学过程类似流水线作业方式，学生按照老师的要求，指定点击选项按钮，选择下一步，设置路径保存文件，直至实验完成。教学过程中以教师为主导，师生互动较少，这种命令式的、满堂灌的方式，学生只能是机械式地操作，被动地接受结果，导致到课率和教学效果都差强人意。
3.理论指导不够，软件学习知其然不知其所以然。GIS软件应用之所以区别于其他的软件应用，正是因为软件在使用过程中有着很强的GIS理论背景。对于初学者来说，刚开始接触软件时最好能清晰地理解每一个操作的理论依据和意义。而传统的软件教学，更多的是注重操作流程，在实验过程中穿插原理知识的辅助教学较少，导致学生对GIS软件基本操作缺乏深度认识。
4.课堂顺利，课下解决实际问题能力较低。实验课程一般都有详细的实验指南，其中就包括详尽的实验步骤，当实验教学平淡乏味时，学生就会自己对照实验指南，按步操作，很容易就能得到实验结果。这使得学生们往往感觉实验内容简单，没有什么挑战性，当堂就可以完成实验报告。课下很少主动去学习和摸索软件，周而复始，眼高手低。另外软件的教学需要大量的实验素材，当前很多实验用的是软件自带练习数据或者某些专业参考书上的光盘数据，此类数据较少突出农林问题，理论联系实际不够，使得学生在解决实际问题时茫然不知所措。即便能够举一反三，不真正接触农林类实际问题，也很难达到农林院校特色GIS教学的要求。
三、“GIS软件及应用”课程改革与创新
1.教学内容改革。我校“GIS软件及应用”课程以ArcGIS 10软件为对象，开展系统全面的实验教学。根据教学目标制定了基础型、综合型与创新设计型实验相结合的多层次实验教学体系和内容（细节内容较多，不再赘述）。基础型实验（包括普适基本要求层次和学科基础层次实验）占到65%，综合型实验占25%，设计型实验占10%。基础实验按软件功能学习、原理验证层次、理论应用层次和思考题的形式安排内容。实验数据上积极搜集和整理农林类相关科研成果，比如结合陕西省县域耕地地力评价项目[6]，“GIS软件及应用”实验课程构建了以耕地地力评价为主线而相互串联的基础型实验。通过基础型实验练习，学生不仅掌握了专业软件的基本操作功能，也加深了GIS技术在农业领域的应用研究。