首页 -> 2007年第12期
地理信息系统（ＧＩＳ）精品课程建设的思考与实践
作者：聂庆华
关键词：科学思想；GIS教学；教学评估
大学课程教学是保障人才培养质量的重要环节。一个人接受什么样的大学教育，直接影响其思维习惯和科学素养的养成。当前，各级教学管理者采取多种激励措施，试图促进课程建设。特别是通过立项方式积极支持建设精品课程，以此带动和引领大学课程的建设与发展，促进教学质量的提高。管理者的愿望非常良好。各大学、院系也非常重视，教学改革深入人心。有人定义精品课程，是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教学资源、一流教学管理等特点的示范性课程。然而，科学教育有自己的规律，不同学科有不同的解决问题的方式，不同课程也有不同特点，同样的课程在不同的学科中其作用也可能是不同的。作为环境科学专业必修课程，地理信息系统的作用是为该专业学生提供必要的环境数据处理技能，引导学生如何应用地理信息科学(GIS)技术解决环境科学与工程中实际问题。要将地理信息系统建设为精品课程，需要理解科学、环境科学特点，结合“精品”的特色，参照美国优秀大学的GIS大师级教授的类似课程，从思想、内容、方法、教学辅助与管理上，探讨如何帮助学生更好地理解GIS思想，尽快掌握GIS应用技巧，解决环境科学中的实际问题。
聂庆华，南开大学环境科学与工程学院副教授。
一、精品课程的定义与特色
精品，字面上理解，是精心创作、质量上乘的作品。单纯以“一流”作为特色，缺乏可操作与比较。事实上，没有人清楚怎么才算是一流的标准。况且不同课程之间实际上没有可比性。教学时间长短、教师队伍结构、教学形式是否用现代信息技术、是否用国外教材，甚至学生的评价，也都不该是精品课程的必要前提或充分保证。因为教师从事教学时间不是教师对知识理解与领悟的指标，尤其是信息大爆炸时代，教龄长如果不善于学习，则是知识老化：教师队伍再强大，讲台却只能容纳一个人。科研也许可以团队接力，教学却主要是主讲教师能力与发挥；现代信息技术只是给教学带来了方便，不代表课堂知识是否新颖，也不表示能方便科学思想传输：国外教材也可能是外国作者本人的看法，不反映课程知识体系的完整。不同国外作者的教材，实际E差别也是非常明显的，不应当理解为用国外的教材就是精品的，用国内教材就相对低劣；学生的评价更不说明问题。好的课程，学生评价很好。但是一个附和学生分数需求、考试上明确具体内容、降低要求的老师，可能同样获得学生的青睐。
理解精品课程，应当先从“精”字入手，可以从五个方面来认知精品课程：
1 精通，精深广博。主讲教师不仅精通本课程相关的知识、课程各知识点的起源与发展，体会学科的科学思想，而且明白相关科学发展的现状和趋势，国外相同课程所采用的主要教材特点，不同学者的著作为什么会侧重本课程的不同方面。
2 精究，精习研究。教师拿起教材，照本宣科，只能给学生传授知识。但是由于有些中文教材知识相对陈旧，一般是多年前知识的累积，相关思想已经相对滞后。有的教材甚至十年也没有改进。因此教师应继续学习，追踪本专业方向上，世界各主要大学、研究机构代表性学者的研究报道：追踪各海外著名大学该课程的教学情况。每年及时更新自己的教学内容，以求将最新知识讲授给学生。
3 精要，讲清精髓。尽管教师精熟整个课程知识和思想，要在有限的课堂时间内，完整、清晰地向学生介绍整个课程内容，几乎是不可能的，要求教师精心准备每堂课，精明强记，讲清每堂课的精髓要点，让课堂上每个学生都有重要收获。若学生能够自己阅读、看懂的部分，教师就没有必要赘述。教师需要做的，是在课堂上揭示知识深处的思想。
4 精触，廉明克己。本质上，教学是潜移默化，引导学生做人的过程。大学生正处于走向成熟的年龄段，教师的人格魅力更影响学生的追求和处事方式。教师的质朴、严谨、和气与幽默，教师的廉明、求实、公正与公平等良好品格，在课程教学中可能给学生带来课程知识之外的启示。教师的微笑、宽容与坚持原则下的善良，会感染每个学生。我们主张将学生当作成熟人格的成人，尊重每个学生的人格，课堂与课后随时服务每个学生。但是必须让学生明白，一切尊重是相互的，一切自由是有规则的，一切行为都是需要自己负责任的。
5 精彩，精神活力。精彩课堂首先要求教师精心虔诚，以至诚心志，采用适当教学方式，讲述课程内容范围内的知识和思想。学生的参与是课堂更重要的一部分。参与不是让学生巍然正坐，步调一致听指挥。而是让学生的思想自由地思考和讨论课程内容。精彩的课堂不等于附和学生的喜好，决不能聊及与课程知识或思想无关的故事或幽默笑话。精彩是在于合理的内容编排，调动听众的积极参与。
因此精品课程的定义应当是：教师经过精习研究，精通课程知识与思想前提下，用精彩的语言、精巧的方法，在有限课堂时间内讲述课程内容范围内的知识和思想精髓。并且课后随时服务每个学生，解答学生相关问题。
二、GIS在环境科学与工程中的作用
GIS在环境科学中的作用，决定环境科学专业GIS课堂内容。GIS课程目标是服务于环境科学，而不是去研究GIS科学。作为环境科学专业必修课，GIS在环境管理与环境模拟方面的应用也逐渐被认知。要理解环境科学巾GIS课程教学要旨，应当先理解环境科学。
现代环境保护历史可以追溯到1870年，加州Merritt湖建立美国第一个官方野生生物庇护所。环境科学研究人类和生物与其他生命或非生命环境(物质和能量)如何相互作用。它是一个自然与社会科学的综合学科，其知识体系来自物理、化学、生物(尤其是生态学)、地质、地理、资源技术和工程、资源保护与管理、人口学、经济学、社会学、政治学、心理学和伦理学。因此，环境科学是从理论和应用层面，研究人类如何影响世界的一个交叉学科。环境科学家应用自然科学与社会科学信息，去理解地球系统如何工作，了解人与地球之间的交互作用，揭示环境问题的解决方案。因此，环境科学中，环境信息是有严格地理维的空间数据，环境信息获取、存储、管理、分析和表达与传输，都需要应用GIS技术。环境工程是借助工程原理，清除环境废弃物，降低环境风险。表面上是污水处理、固废消解和大气净化等具体工作，然而工程问题的解决往往是以模型为基础的，通过模型模拟问题的可能结果，建立环境模型才是环境工程研究的核心内容。GIS科学中Geocomputation、Geosimulation技术，是重要环境工程模拟工具。
就GIS本身而言，GIS从地理信息系统(Geographic
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