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（一） 本课程校内发展的主要历史沿革
一、课程历史沿革
从上个世纪60年代以来，地理学的发展进程中先后产生了计量革命、系统革命和信息革命。与此相适应，我国高等地理教育相继开设了计量地理学、地理系统工程、地理信息系统等相关课程，华东师大地理系是我国最早开设计量地理、地理系统工程和地理信息系统的学校之一。本课程负责人先后编写了计量地理学基础（高教出版社，1983）、地理系统工程（科学出版社，1993）、地理信息系统（高教出版社，1995）、地理信息系统实习教程（高教出版社，2001）等教材，供全国高校使用。研究复杂地理系统的数学模型和系统工程，需要大量的地理信息，通过对地理数据的采集、处理、表示、运算等一系列重要过程的研究，为20世纪80年代末90年代初开设地理信息系统课程提供了条件。
华东师范大学地理系在上世纪80年代后期开始GIS研究及GIS课程开设准备。在张超、梅安新、余国培等教授组织下，首先在研究生中开设了“地理信息系统”课程。1992年起，在本科生中开设“地理信息系统”选修课，授课对象是1990级地理系本科生，是我国最早在本科生中开设地理信息系统课程的高校之一。1996年，“地理信息系统”课程成为地理系本科生的主干课程，课题负责人在担任教育部理科地理教育教学指导委员会副主任兼地理信息系统教学指导组组长期间，协助教学指导委员会起草成立GIS专业的计划。1999年，成立地理信息系统专业，除“地理信息系统”外，还开设了“地理信息系统应用”、“地理信息系统软件开发”、“WebGIS”等课程，地理信息系统（原理与方法）就成为地理信息系统专业的四门核心课程之一（其他三门核心课程为GIS设计与开发、GIS工程、GIS应用）。2000年，资源与环境学院环科系本科生开设“地理信息系统”必修课。2001年，在全校开设“地理信息系统”选修课。目前，地理信息系统这门课程在全校是普选课，在地理系是主干课，在GIS专业是核心课。
二、教学内容改革
“地理信息系统”课程开设初期，教学的主要内容是机助制图，学生利用Mapedit和AG软件进行数字化和专题制图。1995年主编了“地理信息系统”教材，在教学中增加了空间数据模型、空间数据库、空间分析等内容，在全国最早开始使用ArcInfo等软件。上世纪90年代末，GIS的教学内容开始安排专业模型、空间信息模型应用于地理过程的模拟和决策。近年来，在遥感信息大量获取和网络通讯发展的情况下，增加了遥感处理和多维建模、网络GIS的内容。
应用于区域可持续发展调控。随着计算机技术、GIS技术、网络技术和地理科学的发展，时空信息管理的内容将会增加多智能体GIS、模型的算法集成、虚拟地理环境、分布式跨平台操作，应用于“数字城市”、“数字企业”和“数字社区”等领域。
三、教材建设
根据地理学科的众多专业开设GIS课程的需要，1995年课程负责人主编了《地理信息系统》教材，由高等教育出版社出版。1999年，华东师大成立了GIS专业，根据GIS人才培养的需要，强调GIS编程能力和创新能力的培养，课程负责人主编了《地理信息系统实习教程》（面向21世纪教材，高教出版社出版，2001年），为全国高校的有关专业广泛使用，对推动GIS课程建设发挥了很好的作用。
此外，还编写了多本参考教材，包括《地理信息系统应用教程》、《GIS软件开发》、WebGIS、空间统计分析外文资料汇编、GIS工程管理外文资料汇编等。
四、教学方法的改革
教学方法的改革，主要从以下几个方面实施：
1）课程目标优化和教学内容优化
根据教育目标包括课程目标、阶段目标、章节目标和结构目标的内在联系等进行分析、优化，以此安排教学内容。形成大结构、小模块的知识体系的教学方法。更新教学内容，削减不必要的重复和繁冗内容，适当增加了反应GIS工程特色、软件编程和当代GIS最新的科技发展等内容组织教学。
2）教学法本身的改革
实行基础理论的传授式教学法、实践内容的示例式教学法、操作实践的构建式教学法等有机结合，这三种方法互相补充，针对不同对象在不同阶段起到不同的作用。充分处理好教师主导和学生主动的关系。
3）多媒体教学
鉴于GIS教学的特点，目前课堂教学全部采用多媒体方法，通过教学课件、GIS软件及网络资源的演示，增强学生对GIS的认识。
4）课堂教学与课外教学相结合
成立GIS课程兴趣小组，开展GIS空间建模及系统开发研究，由相关教师担任指导。如用GIS研究超市的分布、基于GIS的传染病模型、虚拟校园楼房、基于GIS的上海市旅游综合查询系统、基于GIS超市查询系统及其选址分析、基于GIS的上海市区交通可达型分析、普陀区邮电局地理信息系统建立与基于GIS的分析等课题和实践项目。一些研究成果获得竞赛奖励，如全国第一届ArcGIS开发竞赛一等奖。
5）通过网络环境促进教与学的互动
利用校园良好的网络环境，建立课程的教学互动平台。通过平台，学生和教师充分交流，学生可以在网上提问题、发表意见，教师通过网络回答问题，与学生进行交流。
（二） 理论课和理论（含实践）课教学内容
4-2-1 结合本校的办学定位、人才培养目标和生源情况，说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标
结合华东师大要建成"拥有若干一流学科、多学科高水平协调发展、教师教育领先的综合性研究型大学"的目标定位和对人才培养和生源的高素质要求。本课程在全校是普选课，在地理科学和资源环境与城乡规划管理专业是主干课，在地理信息系统专业是核心课程（四门核心课程之一，其他三门核心课程为GIS实习与开发、GIS工程、GIS应用）。本课程的目标是理论（含实践）的概论性课程，其教学内容安排为以GIS的数据结构、空间分析、系统设计原理为理论基础；以空间信息数字化、空间信息数据库建设、空间分析建模等为技术基础；以系统的综合集成、实习实验和应用系统开发等为实践应用基础；以基础技能训练、算法编程培养学生创新能力为主线，构建课程内容体系。
4-2-2 知识模块顺序及对应的学时
本课程5个知识模块的顺序及其对应的学时为：
①基础概要：地理学基础、地图学基础、数据库基础、计算机基础。这部分内容主要在绪论部分介绍，并在后续章节的相关部分做出强调。其目的是要学生了解本课程的学科交叉特性，提醒学生不断地丰富自己的识结构。
学时：8+2
②GIS数据库建设：数据库设计、数据采集、数据库管理。空间数据是GIS的骨干数据，因此这一部分内容主要包括空间数据结构基础、空间数据配准方法、空间信息矢量化、空间数据组织与管理。为了使学生深化课堂上的理论教学、掌握相关的技术方法，针对这部分内容安排了4次实习。
学时：10+6
③空间分析方法：空间量算、查询统计、缓冲区分析、叠置分析、网络分析、模型分析。这部分内容强调的是GIS的功能与应用，因此在介绍各种方法的基础原理的前提下，尽量应用案例分析的形式讲解。并通过2次上机实习，使学生GIS功能得以感性认识。
学时：8+6
④系统开发：鉴于课程的性质和课时的限制，在介绍软件工程开发一般方法的基础上，重点介绍二次开发的过程。通过2次上机实验，要求学生用二次开发的方法，以整个课程实习数据为基础，完成一个小型的GIS系统。
学时：8+4
⑤GIS前沿与未来发展：除了在前面各章节部分介绍一些相关的前沿问题之外，最后在学生已经对GIS有了初步认识的基础上简要介绍目前的一些前沿理论与技术，如：Web GIS、VR-GIS（虚拟现实GIS）、ComGIS（组件式GIS）等。使学生了解GIS科学的未来发展方向。这部分以介绍学生课外文献阅读的方式为主。
学时：2
4-2-3 课程的重点、难点及解决办法
GIS不仅是现代地理研究的工具，更是一门实践性很强的多学科交叉的边缘性科学。在这一基本思想指导下，针对上述教学内容体系，确立本课程的重点和难点为GIS概述（含地理学、地图学、计算机基础）、空间数据结构和数据管理（含数据库设计、数据采集、空间数据配准方法、空间信息矢量化、空间数据组织与管理等）、空间分析方法（空间量算、查询统计、缓冲区分析、叠置分析、网络分析、模型分析等）、GIS的一般开发方法和二次开发。针对课程内容的重点和难点，提出了以数据流程为主线，安排了理论讲授与演示以及实践操作实习的解决办法。如下图所示：
4-2-4 实践教学的设计思想与效果
地理信息系统课程实践性很强，通过实习不仅使课堂的理论得到感性的体会，而且更重要的是锻炼和培养学生的动手能力和创新能力。设计实习目标是：掌握一种GIS软件、掌握GIS整个开发流程、开发一个实习型GIS应用系统。基于这样的指导思想，本课程的实践性教学在GIS软件平台的选择和实习内容的安排了①数据采集，②GIS算法与空间分析，③数据库，④数据转换与算法，⑤图形输出，⑥系统设计与开发等实践性教学环节，在创新能力方面取得了良好的效果。
实践性教学的具体安排为熟悉软硬件环境、栅格数据生成与显示、空间数据矢量化、属性数据输入、信息查询与统计、空间分析方法、地图分析方法和二次开发实践等八个实习。其实习效果为以下几个方面：
①GIS软件平台的选择：以大众型的MapInfo为整个实习的基本软件，但课堂演示选择MapInfo和ArcGIS相结合，另外实习二的"栅格图形生成与显示"软件为自行开发。MapInfo不仅用户界面友好、数据结构简单、二次开发容易，而且GIS基本功能齐备。因此，通过八次课程实习，以及学生主动的课外练习，一学期下来绝大部分学生都能够熟练地使用MapInfo。
②实习内容上体现系统开发的完整性、和成果的系统性。每一个学生必须完成GIS开发的每一个实践环节，而每一个人又负责不同的地理区域，最后以全班的集成数据作为二次开发的基础。这样不仅使学生掌握了各部分的具体实现方法，还通过彼此间的协调处理真正认识到了GIS的"系统"特性。
③对学生的实习成果，要求学生以正确的管理方式自行管理，最后通过二次开发，系统得以体现。并通过撰写实习总结报告，使学生在学期结束前综合所有课堂教学和上机实习的内容，理顺整个GIS开发思路，加深对相关问题的理解。许多学生通过最后的二次开发和总结，都获得了一种成就感，并引发了进一步深入学习的愿望。
④实习采取每次签到、评估制度，实习成绩占课程总成绩的50%。这样从制度上调动了学生的积极性，也从实际上加强了学生动手能力的训练。
通过实习，使每一个同学都获得了很好的收益，实践能力得到显著提高。获得学校多项科研项目资助，并获得上海市大学生"大夏杯"等奖项，用GIS研究超市的分布、基于GIS的传染病模型、虚拟校园楼房、基于GIS的上海市旅游综合查询系统、基于GIS超市查询系统及其选址分析、基于GIS的上海市区交通可达型分析、普陀区邮电局地理信息系统建立与基于GIS的分析等课题和实践项目。
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