摘要针对内蒙古师范大学“地理空间分析与建模”课程实践教学存在的问题，结合地理信息科学专业和课程重要性等特点，进行实践教学改革。在“地理空间分析与建模”课程实践教学改革中，适当调整课程大纲内容，增加实践教学课时，采取多样化教学方式，注重生产实践项目与课程内容相结合，达到理论联系实际的目的；进一步优化培养方案和实践体系，提高学生系统解决问题的能力；充分挖掘课程思政元素，将爱国情怀、民族认同、促进经济、社会责任感等方面的内容融入实践教学，提升学生的思想政治素养。通过对“地理空间分析与建模”课程的实践教学改革，在提升课程总体教学效果的同时，实现教书与育人相统一。
关键词地理空间分析与建模；实践教学；改革；地理信息科学
1引言
“地理空间分析与建模”课程是以地理空间数据为基础，通过研究和利用地理空间数据及其相应的分析处理理论、方法和技术，来挖掘不同地理要素之间的关系，并进一步揭示各地理要素空间特征和变化过程的规律与机理，从而达到对地理空间的认知、解释和调控[1-2]。该课程是地理信息科学专业（简称GIS专业）的必修课，其目的是使学生掌握基于空间数据，依托地学原理，可以从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、分布、形态、形成和演变等信息的技术，并能建立空间分析模型的能力[3-4]。“地理空间分析与建模”是GIS有别于其他信息系统的最具特色的核心功能[5]。
内蒙古师范大学（以下简称我校）GIS专业早期开设了“空间分析”课程，后期改为“地理空间分析与建模”课程，共52课时，该课程为我校地理信息科学专业学生的专业必修课，是对学生空间分析能力和动手实践能力要求较高的课程之一。目前，我校该课程虽具有多年的教学经验和较完整的课程体系，但在新课程教学实践后仍发现了一些问题，使得实际教学效果并不尽如人意。本文通过仔细分析课程实际教学存在的问题，提出一套有针对性的改革方案，以期为GIS专业“地理空间分析与建模”的教学提供新思路。
2“地理空间分析与建模”课在的问题
2.1实践教学课时偏少
“地理空间分析与建模”课程一共52课时，其中，理论课36课时，实践课16课时，学生在有限的实践课时里很难较好地掌握本课程的重点和难点，特别是对关键空间分析功能和建模技术的训练方面更是如此，使得在实际应用时仍不知具体选择哪个空间分析功能来解决问题。另外，本课程一学期共13周，每周4课时，前9周以讲授理论为主，后4周以实践为主，学生对于实践的内容和所依据的理论结合不密切，存在快速跟着老师实践操作而没有掌握如何选择合适空间分析功能的思路等问题。
2.2学生学习主动性差，动手能力弱
课堂实践过程中，学生应该既要动手参与实践，还要动脑思考依据哪一部分理论基础和为什么选择相应功能来解决问题，但是因为课堂实践课时较少，学生一般是按照老师的操作流程或者实验指导书给定的操作步骤来完成实践练习。另外，教师对于安排的课前预习和课后练习没有实质性的监督手段，使得教师无法真正了解学生对“地理空间分析与建模”知识点的掌握情况。再者，较为枯燥的教学模式和实践内容以及重理论,轻实践的考核方式，难以激发学生对该课程的学习兴趣，制约了学生学习的主动性和动手能力。
2.3实践内容与生产需求脱节
我校地理信息科学专业的“地理空间分析与建模”课程实践内容，往往是基于参考教材提供的数据资料进行设计的，如距离分析、超市选址分析、空间插值、网络分析等。这些实践项目与学生毕业后的就业领域、我校区域特色及培养定位等方面的联系都不紧密，没有考虑多数学生在本地就业的行业需求，没有有效地将生产需求融入实践项目，使得实践内容与生产需求脱节。
2.4课程设置顺序不科学
在现阶段地理信息科学本科专业培养方案中，“地理空间分析与建模”课程被安排在第四学期，与其同时开设的还有“空间数据采集与管理”“遥感原理”等课程，这些课程是“地理空间分析与建模”的基础，同学期学习这么多课程，使得学生在对地理数据进行各种空间分析时，还尚未掌握GIS基础数据和数据采集等基础知识和技能，从而加大了本课程的教学难度。另外，其他专业课如“地图投影”“数字摄影测量”等课程安排在第四学期之后开设，使得学生对部分数据的基本认知和投影信息理解不足，在一定程度上会影响本课程的教学效果。
2.5课程思政元素体现不足
就内蒙古师范大学地理信息科学专业而言，“地理空间分析与建模”课程内容及实践项目多以理论和操作为主，教学大纲中的思想政治教育元素较少。虽有部分内容涉及思政元素，但与当代大学生思想政治教育的要求还有距离，特别是实践教学环节，更应该在贴合实际需求的情况下，深入挖掘和“地理空间分析与建模”实践内容相关的课程思政元素。
3“地理空间分析与建模”课程实践教学改革方案
3.1调整课程大纲，增加实践课时
基于前文分析，充分结合我校专业特色和培养目标，重新调整课程教学大纲。首先，增加实践课时，将原来的实践课由16课时调整到32课时。“地理空间分析与建模”课程涉及内容包括GIS空间分析的数据基础、矢量数据的分析方法、栅格数据的分析、空间分析建模与应用等，每一章节均存在理论讲授和案例实践，应该将实践内容穿插在理论讲授中，这样才能有效地实现理论联系实践，让学生能在理解空间分析理论的同时，掌握运用空间分析和解决实际问题的能力。其次，扩充空间分析建模与应用实践练习课时。对于“矢量数据的分析方法”和“栅格数据的分析方法”这两章内容，理论和实践同时在周课时里进行，因为这两章内容是理论基础，需要学生掌握主要的空间分析理论及方法。而对于空间分析建模与应用这一章，主要是利用前两章的学习内容（矢量和栅格的空间分析方法）解决实际问题，如土地利用动态变化、森林火灾分析、超市选址分析等案例。通过扩充本章实践课时，可以训练学生运用系统的应用空间分析方法解决实际问题的思路以及操作能力。
3.2丰富教学方式，改进考核形式
为争创建设“双一流”本科专业，培养面向社会需求的应用型地理信息科学专业人才，该课程须采用多样式、多角度、全方位的教学方式，努力提高学生的兴趣爱好和动手实践能力。除了增加实践教学课时外，具体还应从以下两方面开展教学方式改革：①融入启发式教学模式，教师同时准备另一套类似但有差别的案例，让学生以4人小组形式对新案例进行讨论，并选学生代表回答案例实践过程的详细思路及所用到的功能，教师最后对其点评，这样有助于学生系统掌握解决问题的思路和举一反三的能力；②线下和线上联合施教，即除了线下课堂进行教学和实践外，还要从网络上寻找空间分析方法相关教学案例，如中国大学慕课平台、超星学习通等，下课前安排学生课后学习，下次课的前几分钟对学生进行提问，线上案例用到了哪些空间分析知识点，以便加深学生对上节课知识点的掌握情况。
该课程传统考核形式以平时考核加上闭卷考试为主，重点考查学生对空间分析与建模的理论知识点的掌握情况。但是这种考核方式不适用于类似“地理空间分析与建模”这样的实践课，该课程对于空间分析的理论学习和动手实践能力要求均较高。为了综合考查学生对本课程的理论和实践能力掌握情况，考核形式应改为由平时考勤与课堂表现（20%）、作业成绩（20%）、期末理论成绩（30%）、期末实践考察成绩（30%）四部分组成。改革后的考核形式能综合有效地评估学生对理论的掌握情况和实践动手能力。
3.3引入生产项目，分解技术要点
为有效解决学生毕业后光有理论基础而没有解决问题的思路和动手能力的情况，应在“地理空间分析与建模”课程的实践内容中，引入社会实际生产项目作为实践案例。例如在讲矢量数据的叠加分析方法时，教师可以引入当前社会的实际生产项目，如城镇化过程中对不同质量耕地的占用情况、洪水暴发对淹没区域的人口、农田、道路的损失评估等，在讲完叠加分析理论知识后，与学生探讨这样的实际项目我们应该怎么做、需要什么数据、带有什么属性、选用什么叠加工具、预期得到什么结果等。与学生探讨后，教师将对完成项目过程中涉及的所有关键知识要点、技术难点进行分解，并一一讲清楚项目所依托的理论基础，解决项目问题的实践思路和技术路线，保证学生在掌握知识点的同时，提高将理论应用于社会实际生产实践的能力。
3.4优化培养方案，完善实践体系
改革本课程的教学大纲、教学方式和实践内容，对于本课程的教学效果提升还是不够的，前文提到的课程设置顺序不科学，也是影响本课程教学效果的另一大问题。在充分考虑“地理空间分析与建模”课程和其他基础课程的依赖关系后，建议在未来新版地理信息科学本科专业培养方案中，对课程顺序进行适当调整。具体的调整建议如下：①该课程需要学生具备“地理信息科学导论”“遥感原理”“GNSS原理与应用”等基础课程的知识，因此，对于现有培养方案中与本课程同期或后期开设的“空间数据采集与管理”“遥感原理”“地图投影”等课程，建议将其调整到“地理空间分析与建模”课程之前开设，使得学生在具有空间数据相关理论和采集技能的前提下再学习本课程；②为进一步提升学生对本课程的理解、掌握和应用能力，鼓励学生参加GIS技能竞赛，特别是针对大三学生，本课程应在第五学期开设，首先在保证学生把本课程所依托的基础课程学完情况下再开设本课程，使得学生在结课后就可以参加GIS技能竞赛，有利于加深学生对本课程的掌握程度；③在培养方案中的“3S综合实训”课程（一般在第六学期开设）中增加关于本课程的实践训练，通过将“地理空间分析与建模”相关的社会实际生产项目系统地引入“3S综合实训”课程，进一步完善本课程的实践体系，学生可系统性地应用“地理空间分析与建模”理论和技术解决实际问题。
3.5挖掘思政元素，培养爱国情怀
当前，全国高校正在推行课程思政教育教学改革，努力实现全程育人与全方位育人的目标[6-7]。地理信息科学专业属于理工科专业，在“地理空间分析与建模”授课过程中，教师侧重于培养学生对地理空间数据分析与处理技能的掌握和运用，忽视了对学生思想政治和正确价值观的教育，因此，亟须开展具有专业特色的课程思政教育。对于地理信息科学本科专业的“地理空间分析与建模”课程，可将爱国情怀、民族认同、自我强大、促进经济、社会责任感等方面适当融入每个知识点和实践项目。例如，在讲空间叠置分析和缓冲区分析时，可以选择我国核弹的覆盖范围与威力作为案例，让学生感受我国“两弹一星”科学家当年的重大责任和家国情怀；在讲网络分析时，可以选择中国高铁密度作为案例，激发学生对中国创新能力和技术国际领先的认同感；在讲空间回归分析和聚类分析时，引入我国GDP、居民收入、精准扶贫等案例，通过展示我国经济建设成果和扶贫成效，提升学生对国泰民安的认知，增强学生的民族自豪感；再如讲空间关联分析时，把“一带一路”建设中涉及的基础建设、经济贸易、生态文明等情况作为案例，让学生感受国家在国际中的社会责任感的同时，提升学生自身的责任感等。教师在选择以及讲授每一个实践案例时，应深入挖掘其中的思政元素，培养学生的家国情怀。
4结语
“地理空间分析与建模”课程是保证地理信息科学专业学生具备利用多种空间分析理论和技能解决实际生产问题的重要手段。为了让地理信息科学专业本科生能够真正理解和掌握本课程的理论知识和实践技能，可以独立系统地解决专业相关问题，笔者团队针对当前“地理空间分析与建模”课程存在的问题，有针对性地提出了调整课程大纲、增加实践课时，丰富教学方式、改进考核形式，引入生产项目、分解技术要点，优化培养方案、完善实践体系，挖掘思政元素、培养爱国情怀等教学改革方案，以期提升本课程的教学效果，在保证学生掌握相关知识和技术的前提下，提高学生的思想政治素养，为学生今后从事地理信息科学研究与应用工作打下扎实的基础。
参考文献
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