基于“GIS空间分析”创新课程的思政建设实践探索_何丹.pdf

第 卷 第 期 年 月测绘与空间地理信息 ，收稿日期：基金项目：北京联合大学 年教学创新课程建设项目 空间分析（京联教 号）；北京市社会科学基金项目（）资助作者简介：何 丹（），女，湖南岳阳人，副教授，硕士研究生导师，博士，年毕业于中国科学院遥感应用研究所地图学与地理信息系统专业，主要从事 空间分析与应用、城市与区域发展研究等工作。基于“空间分析”创新课程的思政建设实践探索何 丹，陈子轩，杨 婷（北京联合大学 应用文理学院，北京）摘要：地理信息科学（，）课程改革创新实践，对进一步提升课程资源质量、建设适应新时代要求的高水平应用型课程体系和培养 复合型人才有重要意义。“空间分析”是地理信息科学专业的核心课程，本文首先介绍了该门课程思政建设总体设计情况；然后从挖掘思政资源、完善课程内容、改进教学方法、探索课程思政建设模式和方法路径以及将课程建设目标融入教学过程 个方面，介绍了课程思政教学实践情况；随后，分别针对点数据、面数据和连续数据 种类型，设计了 个相关空间分析方法的课程思政教学案例；最后，总结了本课程的评价与成效、特色与创新。关键词：创新课程；课程思政建设；教学案例设计；空间分析课程中图分类号：；文献标识码：文章编号：（），（，）：（，），：，：；引 言教育部印发的高等学校课程思政建设指导纲要指出，全面推进高校课程思政建设是深入贯彻习近平总书记关于教育的重要论述、落实立德树人根本任务的战略举措。课程思政是指以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，把“立德树人”作为教育根本任务的一种综合教育理念。国内众多高校教师不断探索课程思政实践，将其引入专业课程教学中。课程思政呈现出丰富多样的实现路径，国家战略决策、中华优秀传统文化、地域文化、红色精神及生态文明等都是思政课程重要元素。将“一带一路”、生态文明建设、精准扶贫等国家重大战略部署或政策融入 课程教学中，在拓宽视野的同时，使学生在潜移默化中了解国家宏观决策的背景及意义，促进其深刻理解国家重大战略决策，提升家国情怀。红色精神是高校思政教育典型代表性素材，不少专业教师将地方红色资源、红军长征、抗战精神、革命战争历史等作为课程案例融入 课堂中，以实现红色精神融入高校思政教育、技术融入思政课堂的双重作用。在“空间分析”教学创新课程建设过程中，有机融入课程思政要素是培养高质量、高素质 应用型人才的重要内容。本文立足课程培养目标，尝试探索在课程教学中融入思政元素，革新教育方式，使课程具有感染力和实效性。改变传统教学重专业知识技能、轻德育教育的现象，增加具有家国情怀、职业素养和科学精神的案例设计。培养学生人文社会科学素养的同时，提高其运用空间分析理论和方法分析、评价具体地理空间问题的能力。课程思政建设总体设计情况结合专业培养要求，本课程思政建设方向是将北京历史文化和城市建设发展热点及国家重大战略引入课堂。重点是将思政教育以教师讲述、学生实践两种方式有机融入课堂，教师直接讲授和学生主动汲取思政内涵，使课程思政教育从“要我学”向“我要学”转变。课程坚持“价值引领、人格塑造、能力培养、知识传授”四位一体人才培养要求，思政建设目标是培养具有家国情怀、历史文化情操、系统思维、科学人文素养的新时代复合型地理空间数据分析拔尖创新人才。优化思政内容供给的计划是聚焦国家战略需求和社会发展热点，关注北京 国家重大战略特别是北京文化建设，与时俱进地将思政教育贯穿课程教学全过程。结合专业知识教育引导学生深刻理解社会主义核心价值观，自觉弘扬中华优秀传统文化、革命文化、社会主义先进文化，聚焦家国情怀、专业精神和三观塑造，培养学生的科学思维、创新意识、团队协作和地理空间数据综合分析能力。课程思政教学实践情况本课程是地理信息科学专业必修课，结合专业立足北京的基础、学院“文化”发展定位、学科发展前沿和行业应用，深入挖掘思政元素，有机融入课程建设和改革。深入挖掘思政资源在理论学习中加深学生对地理规律的理解，挖掘人物事迹，激发学习动力和爱国热情。在实践学习中激励学生脚踏实地、团队合作，融入红色文化，培养爱国爱党情怀，培养文化自信。聚焦国家战略，如京津冀协同发展、一带一路、乡村振兴等，了解区域发展成效，培养民族自豪感。挖掘科学家故事，培养积极探索、求真务实的科学精神。带领学生外出实践，了解北京地域文化，培养人文素养。完善课程内容在理论讲述中融入思政元素，在实践中掌握空间分析技术，将思想素质培养隐性植入课堂教学。在讲授地理学第一定律时引入托布勒的人生经历，引导树立正确的价值观。在讲授空间分析前沿时剖析其对国家建设的作用，激励科技报国的使命担当。在实操部分立足同一思政元素收敛到不同知识点，培养精益求精的工匠精神、求真务实的工作态度、爱岗敬业的职业素养。改进教学方法采取多元化教学方法和手段进行理论知识讲授和实践技能培养，以润物无声、滴水穿石式的浸润式教学手段将思政内容嵌入课程中。开展研究型教学模式，引导学生自主思考和自我探索，提高创新能力。采用信息化教学手段让学生参与到各阶段教学环节，在整个教学过程中有机融入思政元素。探索创新课程思政建设模式和方法路径根据专业培养方案建构六维课程目标，依据课程内容确定学习成果，探索新型教学方法，优化课程考核方式，梳理课程内容，有机融入思政设计。基于 理念反向设计正向实施，关注文化、聚焦热点、融入知识，使思政教育贯穿教育教学全过程。课前通过预习、回顾、成果展示等挖掘思政元素。课中在知识点讲授、互动讨论、测验与作业点评中，挖掘创新过程和人文故事，采取小组讨论和微信推送将思政融入课堂教学。将课程建设目标融入教学过程知识层面掌握空间分析方法原理，了解北京文化和国家战略。应用层面采用空间分析解决地理问题，关注现实问题，培养爱国、敬业、诚信、友善价值取向。整合层面兼顾空间分析理论方法，有机统一专业能力、人文素养和双创精神。情感层面培养团队合作能力，提升文化认同感及国家归属感。价值层面兼顾城市建设、生态环保、文遗保护，培育人地和谐理念与系统思维。学习层面培养开放性视野，提升独立、整合和创新的思维能力。课程思政教学案例设计 北京红色历史文化资源空间分布 点数据空间分析教师讲述北京红色历史文化底蕴深厚的大背景，引发学生讨论，激发学生崇尚革命英烈、爱国爱党情怀。教师布置任务，设定搜寻网站（北京文物局官网）和范围，让学生筛选红色历史文化资源。学生得到北京红色历史文化资源空间分布特征，加深对北京地方红色文化感知与印象，培养自身人文修养与历史情操。学生得出了平均最近邻、函数分析结果（如图 所示），发现红色历史文化资源除在东西城以外，在中心城区偏西较多分布，北部山区明显多于西部山区。其呈现显著集聚特征，并在 左右集聚最显著。然后结合北 测绘与空间地理信息 年京革命历史，深入探讨红色文化资源分布格局成因。图 北京红色历史文化资源的平均最近邻 和 函数分析结果 京津冀县域生态用地扩张 面数据空间自相关分析教师讲述生态文明重要论述、相关研究进展，让学生潜移默化地接受生态文明思想灌输，学会以生态文明视角看待城市发展建设过程中的问题。介绍习近平生态文明重要思想及近年来京津冀在生态质量提升方面的具体措施，加深学生对生态文明的认识，并了解京津冀当前生态提升成效，增强学生对党中央决策的信心与认同感。然后，学生从中科院生态环境科学数据中心获取 年 土地利用栅格数据，根据生态空间定义提取生态用地。将生态用地栅格数据转换为矢量数据，计算各时段生态用地面积，最后利用空间自相关得到京津冀生态扩张集聚特征。学生对京津冀生态用地建设给出总体概括，并结合自己对生态文明思想的认识，提出哪些重点区域应该采取何种措施提升生态用地规模，体会生态文明重大思想在京津冀大地上生根发芽。学生利用全局空间自相关分析计算得到、各时段的全局莫兰指数分别是、，数值均大于，表明各时段京津冀生态用地在空间上均呈集聚分布模式（如图 所示）。利用局域空间自相关计算得到各时段京津冀县域生态用地扩张格局（如图 所示），石家庄、天津和唐山是扩张较为显著的城市，北京在 年期间取得了长足进步，特别是北部山区生态恢复取得了极佳效果，学生感受到了北京在生态文明践行过程中所做的巨大努力。粤港澳大湾区县域经济发展 面数据空间自相关分析教师先引入粤港澳大湾区成立背景，让学生知晓国家重大战略背景、意义、最新进展。引导学生积极讨论国家其他区域重大发展战略的地理意义。讲述粤港澳大湾区近年来发展进程、背景、成效，尤其关注港澳两地与广东间的交互，带领学生体会国家对港澳地区的关注及内地和港澳加强联系的必要性，理解国家为繁荣稳定所做的努力。学生从广东省统计年鉴和中国统计年鉴获取 年广东省县域和港澳两地 数据。运用图 京津冀生态用地的全局莫兰指数图 图 年京津冀县域生态用地扩张局域 空间自相关分析 局域空间自相关分析对结果可视化，让学生认识到粤港澳大湾区战略自 年提出以来经济发展显著成效，进第 期何 丹等：基于“空间分析”创新课程的思政建设实践探索一步体会国家重大战略初步成效，提升学生社会主义道路自信，深刻体会中央英明的决策部署，提升对祖国的自豪感。结合 年动态演变，让学生解释粤港澳大湾区 空间集聚特征及演化规律，加深对其发展进程的认识，理解国家促进港澳与内地融合的重大部署的意义。根据结果分析粤港澳大湾区经济发展演变特征，加深对其区域经济格局认知，并提出未来优化思路。学生对粤港澳大湾区人均 计算全局莫兰指数，得到、年的结果（、），数值均大于 并一直增大，表示各年份人均 均呈集聚空间分布模式，且这种模式越来越明显（如图 所示）。图 粤港澳大湾区人均 全局空间 自相关结果（全局莫兰指数）（）局域空间自相关分析结果显示，粤港澳大湾区经济发展格局向集聚方向演化，广东西部经济逐渐提振，向更加均衡的方向发展（如图 所示）。然后探讨了粤港澳大湾区未来应进一步促进港澳与广东省融合发展，并探讨落后地区如何进一步提振经济的策略，体会国家重大战略促进区域经济协同发展的深刻意义，感受党中央高瞻远瞩的决策与部署。北京市 浓度空间分布 连续数据空间插值分析教师先引入北京市近年来防治大气污染攻坚战的举措，让学生积极参与讨论，理解北京环境建设进展过程、价值，增加学生人文知识，提高对时事热点的兴趣。然后教师发布任务：利用空间插值分析北京 浓度分布。教师给学生 年 月份北京市所有监测站每日图 粤港澳大湾区人均 局域空间自相关结果 每小时 实时浓度数据，学生计算日均和月均浓度然后矢量化，并对 浓度插值，观测其整体浓度和空间分布变化，让学生了解北京在提升空气质量方面取得的巨大成就。教师对比学生所做插值结果，讲解如何得到最佳结果，培养学生精益求精的科学精神，让学生感受北京空气治理取得的巨大成果。学生完成空间插值后出图，发现北京总体上 浓度呈改善趋势，为宜居城市建设打下基础（如图 所示）。爨底下红色古村落外出实践 空间数据采集和分析聘请专业人士讲述爨底下村红色文化，带领学生参观古村落抗战遗址，让学生了解史实。教师讲解获取高程数据的危险性及了解古村落红色历史文化的必要性，学生接受爱国主义教育、革命烈士精神洗礼和学习专业知识。讲解人员给学生讲述爨底下发生的红色历史事件，教师和学生探讨所学历史知识、阐述感想，引导学生树立正确价值观、人生观。然后教师讲解空间插值理论与方法。学生分组测量高程数据，培养学生团结协作、认真刻苦、探索求知的精神。学生汇总高程数据，利用插值分析得到成果图。学生撰写实习报告，其中包括对红色文化的感想与收获，培养学生爱国主义、历史情怀、人文素养，提高学生对北京红色历史文化的认知度。最后教师和学生讨论分享收获，并总结红色历史文化，培养学生家国情怀。学生在实地考察中切身感受爨底下蕴含的红色历史及抗战文化，体会革命烈士抛头颅、洒热血的场景。感受北京红色历史，提升其对北京革命事迹认同感，民族自豪感、文化自信、地域归属感。学生测得高程数据，利用克里金、反距离权重两种经典空间插值方法绘制爨底下村高程图，体会空间插值理论的应用意义。测绘与空间地理信息 年图 北京市 反距离权重插值分析结果图 课程评价与成效基于 理念，注重学习成果和过程评价，结合过程性和终结性考核检验学习成果达成度。强化思政考核权重，把德育水平考核凸显于评价体系中。优化后的考核方式融入了综合思考与价值引领环节。实施过程中通过问卷调查和定期测验评价学习成果达成度，通过持续性评价结果优化教学策略。本课程思政目标明确，价值、知识和能力培养体系完整，注重显性与隐性教育结合，采用案例分析与任务驱动教学激发学习兴趣、培养协作能力。教师专业知识和思政素养较高，善于将实践知识和思政素材融入课堂教学。学生掌握了空间数据分析方法，提高了学习参与度和创新实践能力，了解了空间分析前沿，培养了家国情怀、历史情操和人文素养。课程融入思政元素，革新了教育方式，具有感染力和实效性。改变传统教学重专业知识技能、轻德育教育的现象，增加了具有家国情怀、职业素养和科学精神的实例。融入思政元素修订教学大纲，更新教学内容和方法，教师教学水平得以提高。课程形成了专业特色思政与课程建设结合的新理念和模式，用思政设计完善教学大纲和培养方案，把正确的三观塑造作为根本目标，契合国家重大战略需求，从专业育人提升为全面育人，构建共享式课程思政案例库，以示范和辐射同类课程。课程特色与创新将国家战略和北京文化建设与专业课学习结合作为课程思政改革的重要部分，提高地理空间分析能力和实际问题解决能力。凝练“文化”教育特色，提升自身文化涵养和育人水平，实现课程、教学和科研工作“文化”。突出科研反哺教学，结合自身科研项目进行案例教学，发展空间数据分析实践能力，提升学生德育水平。聚焦空间分析技术前沿，分析其对国家战略和智慧城市的贡献。可供同类课程借鉴共享的经验做法是聚焦时政，挖掘典型案例，突出课程思政价值导向。结束语今后，需持续关注北京及国家重大战略特别是北京文化建设进展，结合学院“文化”思路，持续选用与北京文化有关的数据，分析北京全国文化中心建设进程，让学生体会北京全国文化中心建设伟大成就，提升学生获得感、认同感及文化自信；建设课程思政实验教学案例库，以课程思政引领一流课程建设。需进一步解决的问题是目前课程思政元素有待挖掘，思政元素和知识点有待融合，课程思政建设方法和途径有待拓展。改进措施是提升课程组教师德育意识和能力，进一步探寻思政元素，寻找切入点，优化课程思政教学设计。支持保障措施是给予资金支持，包括教研团队外出学习交流课程思政建设经验和提供学生外出实践经费。参考文献：陈灿芬科学构建课程思政建设的三个机制思想理论教育导刊，（）：刘建军课程思政：内涵、特点与路径教育研究，（）：崔小云，冼梨娜基于中华优秀传统文化的思政教育教学课程实践探索中国高等教育，（）：赵图雅优秀历史文化资源令思政课“活起来”人民论坛，（）：邓艳君红色基因融入课程思政建设的三重路向思想教育研究，（）：李发源，焦浩洋地理信息系统原理课程思政实验设计初探 以“一带一路”实验为例 南京师大学报（自然科学版），（）：（下转第 页）第 期何 丹等：基于“空间分析”创新课程的思政建设实践探索理空间大数据的作用。）以“大测绘”的理念改进测绘地理信息管理几年前，原国家测绘地理信息局党组果断提出了树立“大测绘、大科技、大产业、大服务、大发展”的理念。在大数据时代，更需要继续坚持“大测绘”的发展理念，进一步把测绘地理信息事业融入经济社会发展的大局中去考量和谋划，最大限度地释放测绘地理信息应用的潜能，更好地彰显测绘地理信息服务的价值。同时，对信息安全保密政策、测绘统一监管模式等进行改革，加快完善相应法规政策、技术标准和执法方式，在保证信息安全和数据隐私的前提下，使测绘地理信息管理更加适应大数据时代和技术的发展。）加快围绕地理空间大数据的科技创新和技术攻关技术是产业发展的支撑，地理空间大数据已经进入大爆炸时期，但从这些海量地理空间数据中提取出的知识还很贫乏。必须着力强化时空信息云计算、异构众源数据融合与管理、数据分析与挖掘、大数据可视化、信息安全等方面的关键技术攻关，尽快取得一批创新成果。紧抓“国家信息化发展战略纲要”实施的契机，加强测绘地理信息云服务基础设施和地理空间大数据中心建设。）构建基于地理空间大数据为基础的信息化测绘体系为推进地理空间大数据应用而建立的地理空间大数据中心将成为信息化测绘体系的重要平台。地理空间大数据中心将实现软硬件资源统筹、多源数据集中式处理与协同式作业、测绘地理信息智能管理与交换、基于数据库的数据更新和制图、测绘地理信息网络服务等。按照“数据为核心”的理念，建立面向生产链的数据体系，实现测绘业务信息的有效管理与信息挖掘，是信息化测绘体系的重要特征。）培育具有大数据特征的地理空间大数据应用在数据层面，进一步提高时空地理信息数据的获取能力，增强数据的现势性和丰富度，实现地理空间数据的“有求必（感）应”。同时，进一步打破国家、地方和部门之间地理信息资源建设和应用的管理壁垒，实现地理信息的网络互连、广泛共享。在大数据应用层面，按照大数据技术架构，充分发挥数字（智慧）城市、天地图、地理国情普查和监测等测绘地理信息平台在信息整合、空间分析、监测预报和可视化等方面的功能，实现应用需求的快速定制，使之成为管理决策的科学工具、信息化建设的基础平台、高效优质服务的重要支撑，推动测绘地理信息工作更加直接地服务经济社会发展。结束语伴随着大数据时代的来临，地理空间大数据也必将获得前所未有的发展。本文围绕面向互联网、面向产业和面向公共服务等应用范畴，阐述了互联网海量、众源、异构、隐式测绘地理信息快速增长出现的新情况和大数据在产业发展转型中的作用以及面向公共服务时地理空间大数据应用的不足，进而对地理空间大数据在管理理念、技术方法、产业转型方向和服务方式等方面提出了更高要求。地理空间大数据良好的发展前景，已经为测绘地理信息工作展现新作为、做出新贡献开辟了道路。参考文献：徐冠华全社会要高度关注“数字地球”科学新闻，（）：大数据治国战略研究课题组大数据领导干部读本北京：人民出版社，库热西买合苏提大数据时代测绘地理信息如何服务发展：陆锋，张恒才大数据与广义 武汉大学学报（信息科学版），（）：翟永，刘津建设地理信息大数据的思考气象科学进展，（）：周星，桂德竹大数据时代测绘地理信息服务面临的机遇和挑战地理信息世界，（）：编辑：刘莉鑫（上接第 页）宗玮，林文鹏生态文明建设视域下 软件与应用课程思政教学探索南京师大学报（自然科学版），（）：张书亮，杨祺琪，侯泽宇，等面向“精准扶贫”的 课程思政实验案例设计南京师大学报（自然科学版），（）：牟乃夏，张灵先，任浩楠海上丝绸之路 课程思政实验案例库建设与思考南京师大学报（自然科学版），（）：赵富学中国共产党百年红色精神融入高校体育课程思政建设研究武汉体育学院学报，（）：张艳红，路兴昌，温世博，等东北地区红色资源信息库建设中的思政元素与应用南京师大学报（自然科学版），（）：熊礼阳，赵飞，程瑶，等红军长征 课程思政实验案例建设探索与实践南京师大学报（自然科学版），（）：王雅萍，景海涛，杜久升，等太行山抗战 实验案例库建设与实施南京师大学报（自然科学版），（）：娄昊，赵瑞，薛贝，等中国近代革命战争史融入 思政教学改革与实践南京师大学报（自然科学版），（）：蒋福明，唐晶高校思想政治理论课传承红色基因的叙事化路径思想理论教育导刊，（）：编辑：刘莉鑫 测绘与空间地理信息 年