王祖正，赵宇茹

（1.天津师范大学 城市与环境科学学院，天津 300387；2.天津财经大学 商学院，天津 300222）

数据结构课程GIS专业化的改革思路

王祖正1，赵宇茹2

（1.天津师范大学 城市与环境科学学院，天津 300387；2.天津财经大学 商学院，天津 300222）

为使地理信息系统专业的数据结构课程更加专业化，文章在数据结构课程的专业定位和理论侧重方面提出了一些改革的思路和方法.指出应该从地理信息系统专业人才的培养目标、数据结构课程理论知识与GIS知识的紧密耦合以及数据结构实践课程内容以GIS应用和开发为培养目标三个方面进行数据结构课程的GIS专业化改革.对GIS专业数据结构课程的教学改革，以及数据结构知识与GIS开发知识更紧密的结合，和GIS课程体系的一体化都具有一定的参考和借鉴意义.

GIS；数据结构；教学改革；课程专业化

要从根本上解决这些问题就需要解决两方面问题，必须从以下两个方面入手.一、课程体系的一体化.前期的基础课程要和后期专业课程相配合，知识的运用和开发用语言环境的使用也要前后一致.二、课程内容的专业化.即每一门课程服务于总体培养目标，每一这知识点都是整个体系中的重要组成部分.从知识点的专业化到整个课程的专业化.

2 GIS专业数据结构课程教学中存在的问题及改革建议

表1 GIS专业与计算机专业数据结构课程的差别对比

数据结构是面向开发型GIS人才培养的基础性课程，它更需要融入到课程一体化中去，更需要融合越来越多的专业知识，只有这样才能更好的发挥其基础课程的作用.目前我们的授课内容与GIS专业学生的成长需求之间存在一定的差别.由于教材和理论内容等主要是来自于计算机专业的原因，使目前数据结构的授课内容不能很好的满足GIS专业的需求.如表1所示，从培养目标、理论基础、授课实例、学生背景四个方面，我们可以明显的看出，计算机专业的数据结构课程和GIS专业的课程，两者之间存在很大的差别.显然，GIS专业的数据结构教学，不能直接的照搬计算机专业的数据结构教学的方式和内容.对数据结构课程进行GIS专业化的改革是必须的.要改革就要解决以下三个方面的问题.

首先是课程定位的问题.现有的数据结构的教材都很成熟，但都是以计算机专业的人才培养目标为纲要来设计编著的，所以课程目标是要作为计算机专业课程的基础.让同学理解计算机中文件、数据等结构规律，以便于以后从事更深层次的理论和应用研究.而GIS专业的数据结构是深入理解地理信息系统数据组织方法的基础[4].在这样一个目标的指引下，数据结构的内容里没有一点GIS的知识，容易造成GIS专业学生知识的前后脱节，知识的系统化程度差，这也就丧失了数据结构的基础性作用.

其次是理论知识方面的问题.数据结构课程的理论知识应与GIS专业的专业知识紧密的耦合，体现GIS专业的需求和理论思路，不应该仅仅是继承计算课程体系中数据结构的理论内容.计算机专业和GIS专业所要面临的问题是不同的，尤其是在数据和数据结构方面.GIS专业的学生要处理的数据是地理的空间数据.地理数据具有其他数据所不具有的特点，现行的数据结构的理论内容几乎涉及不到这个方面，这就使得地理信息系统的数据结构必须单独的在别的课程中去讲解，而且讲解的过程中又很少会用到数据结构的知识.这就造成知识衔接上出现的断层，而这个断层只能有学生自己去弥补，阻碍了学生接受新知识的速度.

最后是实践方面的问题.现行的数据结构教学可以很好的教会学生数据结构中数据的各种组织方式，但是这些数据的组织方式和访问方式，在GIS中有什么作用，几乎都没有提到过.这就使得学生在学习更深层次的开发和应用理论的时候，不能深入的理解到数据结构及数据组织方法的层面，而是浮于问题的表面，不能举一反三.

要解决这些问题，GIS专业的数据结构教学必须融入到GIS教学体系中来并且要充分结合GIS的专业知识[5].可以从以下几个方面进行改革：

2.1 课程定位必须将数据结构作为GIS专业的基础课之一来设定.同时，作为数据结构基础的数学等课程必须也在相关的知识点为数据结构服务，为整个课程体系服务.

2.2 GIS专业的数据结构的理论知识，必须为GIS专业服务.如此，在数据结构结构的授课过程中，不但要讲清楚数据结构的基本概念，如：表、树、图等，而且要将数据结构中的理论应用结合在GIS专用的软件中体现出来，给同学们以直观的印象.如表2是几个可以结合GIS专业知识的进行讲解的数据结构理论实例.

2.3 实践方面，不但要让同学们练习数据结构中本身的程序内容，而且要让学生在实践的过程中，通过结合GIS专用软件的使用，体会高级应用软件的操作与底层开发的关系.强化理论授课的效果，巩固并加深学生对数据结构和GIS数据结构之间关系的理解.

表2 几个可以结合GIS专业知识的进行讲解的数据结构知识点

通过如上所述的改革数据结构的授课内容发生了很大的改变，这样才可以传统的计算机的数据结构真正的融入到GIS教学中来，并发挥其在开发型GIS人才培养过程中的基础性作用.

3 改革所面临的困难和潜在的机遇

通过改革传统的数据结构课程的教学定位、内容等，使数据结构课程的教育与GIS开发型人才的培养培养方案紧密结合，并融入整个课程体系中去，这是个长期的过程，任重而道远.要实现这样一个过程，首先要解决的就是教材的问题.目前我们国家的GIS教育所使用的数据结构教材绝大多数都是由计算机系直接挪用过来的，与GIS专业存在严重的专业知识脱节.另外就是数据结构的知识点与地信知识的结合，也就是如何将数据结构的知识与实例与地信的专业知识很好的结合、相互渗透.这两方面的困难都是需要通过在教学过程中不断的改革和提高来解决的.课程的改革必将带来专业的进步和学科发展，当然也会带来前所未有的机遇[6].

4 总结

GIS专业的教学改革势在必行，专业课程也必须更加的专业化.数据结构作为一门传统的计算机课程，必须从课程定位、课程内容、实践教学三个方面全方位的进行专业化的改革，才能达到该课程所应具有的基础性作用.

改革的过程当中存在着教材不配套，理论实践同专业结合不够紧密等困难.这些困难的解决也必将使数据结构课程更加紧密的融入到GIS开发人才的培养中来更加的专业化.

〔1〕汤国安,龙毅,李云梅.地理信息系统专业建设的探索与实践[J].中国大学教学,2009(9):45-47.

〔2〕安聪荣.GIS专业地理基础类课程教学内容的改革[J].长春师范学院学报(自然科学版),2011,30(4):93-95.

〔3〕蔡菲,孙英君,单宝艳,史同广.地理信息系统专业学生GIS软件开发能力的培养 [J].测绘通报,2008(9):74-77.

〔4〕张坤.地理信息系统数据结构及数据组织管理研究[J].科技资讯,2009(25):20.

〔5〕杜培军,闫志刚.对高校地理信息系统专业计算机类课程设置的探讨[J].测绘通报,2005(1):63-66.

〔6〕田雨,卢秀山.地理信息系统课程教学内容研究[J].海洋测绘,2002,22(3):54-57.

G642.3

A

1673-260X（2012）02-0210-03

1 背景及存在的问题

地理信息系统（GIS）是20世纪后期发展起来的一门高新技术学科.作为地球系统科学的重要组成部分，它融合了地理学、计算机科学与技术、测绘科学与技术、遥感科学与技术、空间科学与技术以及管理科学等众多学科的最新科学理论与技术成就，形成一门新兴、前沿和交叉学科.GIS学科的产生与发展给地学、测绘、资源、环境等传统学科的理论与技术方法带来革命性的变革，带动了地理信息新兴产业群的形成，在国家信息化和国民经济建设各方面正发挥着越来越重要的作用[1].我国高等院校的GIS教育是从二十世纪末开始的.在这十几年间GIS高等教育越来越普及，开设该专业的大学、学院也越来越多.随着GIS专业突飞猛进的发展，与地理相关的各个行业都在经受地理信息系统的洗礼，这就对地理信息系统专业的建设提出了更多、更高、更具体的要求.各行各业开始要求GIS专业人才的培养更加系统化、专业化.这就对GIS高等教育的专业建设及GIS人才的培养模式提出了更高的要求.地理的基础课程和开发的基础课程都未能做到很好的GIS专业化，不能很好的体现其与GIS专业的联系[2].这导致我们目前的高等教育培养出来的GIS学生在不能满足社会的需求.出现毕业生数量很多，符合社会需求人才供应却严重不足的现象[3].人才供应与社会需求脱节，人才供应不能满足社会需求，但是学生就业却在逐年下滑很多用人单位宁可招聘计算机的学生在培训其地理知识或者招聘纯地理专业的学生再培训一些GIS技能.

出现这些问题的根源主要包括以下几个方面：一、人才培养没有针对性.很多院校的GIS专业人才的培养方案并不是针对于社会的需求以及学生踏上社会后的适应能力和接受能力，而仅仅是局限在各个老师自己的知识面上；二、课程体系一体化、系统化程度差.多数院校GIS专业的课程体系没有一体化专业课程设置，仅仅是将学习GIS专业内容所需的背景知识、基础知识等简单的拼凑到一起，没有将知识体系进行很好的整理和融合，知识融合的工作交给了并不是很懂GIS的学生们，这极大的阻碍了人才培养的进度；三、专业课程的教学内容不够专业.一方面GIS专业的基础知识，例如自然地理、数据结构等，没有与GIS紧密结合，导致同学们学完基础知识之后，再学专业课程的时候，学无所用，前后脱节.另一方面，应用知识的授课深度又不够，往往局限于教授某一个或几个软件的使用方法，而忽视软件应用的基本原理，导致学生不能够触类旁通，专业知识的理解不够深入.开发方面的教学也往往不是从低年级开始教起，到了大三、大四才开始接触开发，开发工具的讲授也往往不针对GIS专业，而是直接用计算机专业的教程，导致很多同学对学习的知识不知道有什么用，最终学不到GIS开发的精髓.导致人才培养不到位.

天津师范大学青年基金项目（52LJ17）；国家自然科学基金项目（41101352）