WebGIS课程论文

WebGIS课程设置与教学改革

——本科生怎样教

地理信息系统(GIS：Geographic Information System)是20世纪80年代兴起的一门综合性交叉学科。在计算机软硬件的支持下，GIS可以对空间数据进行各种预处理、空间分析和空间信息服务。目前，GIS已经在农林、土地管理、交通、电力、水利和环境保护等行业得到了广泛应用。随着计算机技术、网络和通讯技术的发展，以及Internet在社会生活中的普及，出现了与互联网相结合的GIS——WebGIS，并迅速成为当前GIS学科的一个重要分支领域。WebGIS是GIS技术和WWW技术的有机结合，是Internet或Intranet环境下的一种传输、存储、分析、显示与应用地理空间信息的计算机系统。从WWW的任意一个节点，Internet用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析，从而使GIS 进入千家万户。因此，WebGIS是真正大众化的GIS。除此之外，WebGIS还具有分布式体系结构、平台独立性和动态交互性等特点，并且朝着Web服务、网格计算、分布式计算和移动计算等方向迅速发展。基于上述认识，许多高校已经开始把它作为GIS专业的必修课程或选修课程。

一、WebGIS教学的特点

笔者觉得大体有有两个

1.实践性强是该门课程的重要特点。WebGIS技术与公众的工作和生活息息相关。作为GIS学科的一个重要分支，WebGIS在测绘、国土资源管理、土地管理和环境保护等行业部门取得了广泛的应用，并且也是GIS应用走向公众的一个重要途径。其应用方向大致分为两类：公共信息在线服务类和企业内部管理类。公共信息在线服务可以为公众提供交通、旅游、餐饮、娱乐、房地产、购物等与空间信息有关的信息服务，比如图行天下和Google Maps等。企业内部管理技术可以帮助企事业单位进行资源管理、线路管理、安全监控和环境质量监测等。因此，WebGIS教学必须

面向生产和生活实践。

同时，WebGIS涉及了大量网络开发技术，也是一门技术型课程。学生不仅需要掌握WebGIS涉及的网络理论知识，比如，TCP／IP网络协议、客户机／服务器结构、XML、GML和分布式系统等概念，还需要上机编写代码，进行WebGIS系统开发。只有通过上机实践，学生才能真正理解WebGIS的精髓，才能进行应用系统开发，解决实际工作和生活中的问题。学生至少要学会进行WebGIS系统设计，并且能够利用至少一种主流的WebGIS产品进行二次开发，实现空间数据发布。

2.知识更新快。GIS是一门交叉学科。在多媒体技术、虚拟现实技术、数据库技术、图形图像处理技术、网络与通信技术和网络存储技术等快速发展的背景下，WebGIS技术也在快速更新。从早期的文件服务器模式，到客户／N务器模式(C／S)、浏览器服务器模式(B／S)，再到如今的多层分布式计算、Web服务和网格计算模式，webGIS的发展与网络技术的发展齐头并进。最新的移动GIS技术将运行平台从传统的互联网延伸

到了无线网络，无线通信技术、无线定位技术与GIS技术的结合形成了全新的GIS应用模式。

技术的飞速发展，必然导致这一学科知识的飞速膨胀，这对WebGlS课程的教学提出了更高的要求。在教学内容上，要在保证整体框架相对稳定的同时，及时更新部分知识点。

上述内容是阐释了WebGIS课程设置的时代背景和现实状况，同时也说明了WebGIS教学的两个重要特点。但是作为本科课程的WebGIS教学究竟应该本着怎样的一个总体思想？我们是否应该站在大学本科教育这样一个更高一层的角度来看待这样一个问题。

二、关于高等教育与教学改革

2010年公布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》开宗明义地指

出：“教育是民族振兴、社会进步的基石，是提高国民素质、促进人的全面发展的根本途径，寄托着亿万家庭对美好生活的期盼。”而在整个教育体系中，高等教育的地位尤为特殊，需要为国家培养高素质的人才，促进技术进步，引领经济社会变革，因此，高等教育的质量也就颇为引人关注。

高等教育质量是一个多维的、动态的复杂概念，很难加以明确界定。学者们的研究也多集中在高等教育质量的判断标准和提高高等教育质量的途径这两个方面。比如，关仲和（2008年）认为，判断大学教学质量的标准有两个方面：专业标准和人文标准。专业标准包括知识、能力、创造力、适应性等方面，要使学生达到专业上的“通”；人文标准应该包括道德、价值观、社会主义核心价值观等方面，要使学生达到人文上的“通”。要提高高等教育的质量必须在这两个方面同时下工夫。董泽芳等（2010年）则指出，高等教育的判断标准从国家层面、专业层面和个人层面看，都具有多样性，而缺乏统一的标准可以视为影响高等教育质量的重要因素。

从20世纪90年代以来，高等教育的质量问题逐渐受到较多关注，很多人认为高等教育质量在下滑，呼吁采取措施加以应对。虽然如前面所言，高等教育质量高低难以准确界定或量化，但是实际上大家都有一个模糊的但却公认的标准：大学毕业生在工作中的表现。如果许多人认为现在的大学毕业生在工作中的表现不尽如人意，那么，人们自然就会认为高等教育的质量出现了下滑。

这一问题随着1999年开始高校扩招而日益明显。高等教育从“精英教育”转向大众教育，虽然使更多的人圆了大学梦，但随之而来的是高等教育质量的下降和就业岗位的相对不足，最终形成了大学毕业生就业难的状况。于是社会上对于高等教育质量的质疑声再起。就业率几乎成为衡量高等教育质量的唯一指标，就业率不高就被视同为高等教育质量滑坡。

在此背景之下，大学的教育改革问题显得尤为迫切。1995年制定的《面向21世纪教学内容与课程体系改革计划》、2007年制定的《高等学校本科教学质量与教学改革工程》，都是针对高等教育质量而采取的国家层面的制度创新。根据教育部的指示，各地教育主管部门相继出台了一些规定，明确把就业率列为高校考核的一个重要指标，比如，江苏2010年新增本科专业的设置方面就规定，原则上不再增设毕业生初次就业率低于70%的专业。同时作为教学改革的主体，各高等学校迫于内外压力，不得不把“就业率”列为重中之重，并以此指导教学活动，教学改革具有明显的职业化特征，具体表现为对于企业需求的高度重视、操作性和程序性等能让毕业生有所谓“一技之长”的课程的增加等。

从前面的分析我们可以看到，本科教学改革中职业化取向的出现有其现实背景，有一定的合理性。但是当这种职业化取向成为一种普遍行为，当所有高校都围绕着“就业率”这根指挥棒翩翩起舞时，负面影响就会凸显出来。

1.这是对于高等教育功能的弱化和片面化。高等教育本身应该服务于社会，但是却不仅仅是为社会培养急需的技术工人。培养社会所需的技术人才、解决社会中亟待解决的问题，这的确是高等教育机构的重要职能，但却并非其全部。作为培养高级专门人才、发展科学技术文化的主体，高等教育还承担着引领社会变革、促进社会进步的使命。履行这一使命就要求高等教育机构相对社会现实需求有一定超脱性。2010年5月3日上午，芝加哥大学校长罗伯特·芝莫尔教授在第四届中外大学校长论坛上发表了主题为“现代研究型大学与人才培养”的演讲。在演讲中他说到“对于大学来说，最大的价值不在于技术本身，而在于创造一个人文的环境，人的环境。在于在每天的日常生活中，我们能够形成一个社区，一种氛围，一种学习的氛围——教授和学生，学生和学生之间来学习、争论的氛围。这才是最重要的，是大学能够提供的最大的优势或者价值所在”。大学提供了一个很好的环境，教导年轻人如何思考、如何行动，如何成为一个像爱因斯坦所说的那样“具有独立行动和独立思考能力的人”。

2.会强化教育过程中的功利性。一旦被灌输“就业至上”的观念，许多学生就会漠视基

础理论，对自认为与就业无关或帮助不大的内容应付了事。或忙于校内外兼职，以求为将来就业尽早做好准备，殊不知这是本末倒置。高等教育的最大价值乃是提供一种氛围，培养一种创新能力和学习能力，而不是单纯地教导一些需要识记的、表面看来对就业有直接帮助的内容。具体内容会过时，而能力和素质则不会。这种基本素质的养成，其价值远远超过任何一门专门技术。

3.降低高等教育的社会声望，影响高等教育的长期发展。职业化必然意味着操作化、程序化，因为这些东西是一线工作者最需要的，也是最容易被观察到的“成就”，于是高校越来越像职业培训机构。另外，职业化取向的教学改革会降低学科基本理论的重要性，导致对于其他自然科学、人文社会科学理论知识的漠视，由于学科分类过细，每一门专业课都要重复相同的几个理论观点，学科的未来发展不可避免会受到负面影响。这样培养出来的学生，知识面过于狭窄，难以成为社会主义现代化建设所需要的高级人才。

三、WebGIS课程的教学

那么，再回过头来，具体到WebGIS课程的教学，探讨一下WebGIS课程的教学指导思想、教学目标、教学方式和考核方式。

指导思想

1.加强实践，教学改革是提升高等教育质量的重要途径，其职业化倾向本身无法断定是对是错是好是坏。高等教育质量应该从两个角度分析，即个人是否得到发展、是否适应社会需要。能否适应个别企业的当前需求只是判断毕业生素质的标准之一，不应成为主要标准。而对于像WebGIS这样实践性很强的课程，加强实践教学是无可厚非的。所谓实践，不是仅仅由教师提供安装好的系统平台，让学生简单地加两句代码就可以的。对于GIS专业的学生来说，教师必须指导他们完成从操作系统选择、安装，到专业软件安装，一直到系统开发、发布等整个环节的实践。在以往的教学中，由于上机环境配置的问题难以解决，很难实现上述目标。但是，基于虚拟机的上机实践方法可以克服上机环境配置的问题，它能让师生配合共同完成整个环节的演练。通过网络环境配置的亲身体验，学生可以整体把握WebGIS的架构，印象更加深刻，学习效果更好。通过在自己配置好的环境上开发WebGIS系统，学生的自觉性和自信心得到很大的提高，成就感很强。

2.鼓励创新，培养和提高大学生的科研创新能力是大学素质教育的重中之重。在WebGIS课程教学中，教师也应该倡导学生以创新为荣、以创新为乐，以各种方式调动鼓励大学生的科研创新热情和科研兴趣。比如，教师可以采用课堂辩论或者出课后思考题的方式，吸引学生的注意力。在掌握WebGIS的基本原理和实践后，教师还应该鼓励学生自主思考，敢于提出自己的观点，勇于钻研WebGIS的最新技术，并撰写成文。教师可以将学生的平时表现和创新成果相结合，纳入到期末总成绩中。

教学目标

WebGIS课程是GIS专业的重要专业课程之一，其目的是培养高层次的GIS人才。针对农林院校GIS专业，该课程应该把学生培养成为熟练应用WebGIS技术解决实际问题，尤其是农林应用问题的高级人才。学生在完成课程学习之后，能够根据所学理论知识和实践技能，自主搭建网络环境，安装WebGIS平台并开发应用系统，能够根据不同应用的需求，设计并完成项目。

教学方式

1.课堂授课环节

由于很多讲授内容，包括模型、协议、WebGIS体系结构、WebGIS构造模型等，都较为抽象，所以采用多媒体教学可以增强感性认识，帮助学生理解。多媒体教学内容不宜太多，否则重点不突出。幻灯层次要清楚，主要包含关键概念、复杂图表、系统界面快照、核心代码、常见网址和思考题等。此外，根据WebGIS技术的最新发展，适量加入新产品和新软件的演示，

可以加深印象并引起学生的兴趣。可以直接利用安装配置好的笔记本进行现场演示，也可以制作成短片插入幻灯中进行播放。因此，讲授应使用幻灯和系统演示相结合的方式，让学生的理性认识和感性认识相辅相成。

2.上机实验环节

上机实验是WebGIS教学实践的重要组成部分，它能让学生加深对教学内容的理解，熟悉网络环境下计算机的操作，熟练应用主流WebGIS软件平台进行二次开发，并起到提高编程与程序调试能力的作用。为了提高实验效率，提前周密安排实验是非常重要的。主要注意事项包括：基础数据准备、软件准备、环境配置准备和时间安排等。每次实验都要规定明确的目的和实验步骤。此外，在上机过程中，教师讲解的时间应尽量少，鼓励学生自主学习。

另外，值得说明的是，课堂教学质量的高低直接影响学生对于高等教育的评价。许多学生认为课堂教学时间过多。合理的课程改革应该使得学生将主要的时间用在自学上而非课堂学习。过多的课堂学习消耗了大量精力，降低了他们对学习的热情，结果导致课余时间多用来做一些与学习无关的事情：一些积极活跃一点的学生会从事一些社团活动或课外兼职，而其他许多学生则是沉迷于网络或棋牌游戏。合理的课程安排并不是把所有学生都牢牢束缚在课堂上，而是能够让他们充分利用课余时间掌握一些基础性的理论知识，把课堂作为一个深化、提高的地方，而非“填鸭厂”。此外，美国等一些高等教育发达的国家的经验告诉我们，“通识教育”是全面提升学生素质的必要途径。学校应该在教学改革中加强自然科学、人文社会科学等一些适合所有专业、提升与专业无关的“人”的素质的课程。

考核方式

本文建议以平时成绩（20%），课程设计（40%）和小研究论文（40%）相结合的方式对学生进行综合考核。平时成绩包括考勤、课堂表现、作业完成情况；将课程设计与上机实验相结合，按照软件工程思想，以校园WebGIS开发为例，通过不断反馈互动，指导学生进行课程设计。在上机实验结束后2周内，教师要求学生提交能够正常运行的WebGIS系统的配置文件、核心代码和开发报告。教师以系统的完整性、美观性、稳定性和开发报告的逻辑性等指标考核学生的操作水平。

对于小研究论文，允许学生自由命题，但要限定小研究论文的范围。由此，教师可以考核学生对WebGIS的理解深度和对最新技术的把握程度。在课程结束前2周，教师向学生公布论文写作的要求，要求学生查找资料，归纳总结，提出观点，最后撰写成文。考核成绩从选题的准确性和新颖性、分析的透彻程度、结论正确性等方面进行综合的评分。

四、结语

本文主要探讨了在高等教育教学改革的大背景下，本科生怎样教，本科阶段的WebGIS 课程怎样教的问题。由于WebGIS课程的教学研究很少，模式尚未成型，探讨如何构建该课程的教学模式是非常必要的。在正确的教学改革理念指导下培养出来的素质得到全面提升的本科毕业生才是社会真正需要的，大家对于这样的人才也会真心欢迎，毕竟一个高素质人才的生产能力远比一个普通一线工人要高。最后以美国学者安德鲁·德尔班科（Andrew Delbanco）在他的新著《大学：过去、现在和未来》（普林斯顿大学出版社）中提到的一句话作结“大学教育的宗旨本应是发扬科学精神、继承人文传统，当上大学仅仅为了找工作的需要时，大学的意义也就失落了。”

【参考文献】

1.周辉.高等教育质量与本科教学改革的职业化倾向探析[J].黑龙江高教研

究，2011，（10）：44～46.

2.黄华国，张晓丽.WebGIS课程教学模式构建[J].中国林业教育,2008,(5):4～

7.

3.刘远刚，何贞铭，蔡永香，朱小龙.《WebGIS原理与方法》教学改革与探索

[J].长江大学学报（自然版），2011，（6），133～134、144.

4.吕慎.美国本科教育反思：迷失的大学精神[N].光明日报，2012-7-7.