本文通过分析《GIS原理及实验》课程的课程特点、教学目的、教学内容、教学方法，从逻辑学的角度，提出完善教学方案、优化教学手段的建议和具体措施：1)重视教学内容的逻辑性，模块化教学内容，同时考虑教学体系的连续性、关联性和系统性;2)重视教学过程的逻辑性，关注教学方法和教学语言的逻辑化，从而使教学过程自始至终都能成为一个有序、严谨、合乎逻辑的思维过程;3)重视实验设计的预设与生成关系，引领学生发现问题，解决问题，从而提高学生的思维能力和综合实践能力;4)全面、客观的评估教学效果，及时收集反馈信息，总结修正教学内容，完善教学体系。
教学是传承社会文化，传递生产经验和社会生活经验，增进人们的知识和技能，影响人们的思想观念的活动，教与学是一个紧密联系的系统，其过程与人的思维规律密不可分[1]。合理的教学程序应与教学基本规律相适应，同时又必须符合逻辑认知的规律，根据学生认知过程的规律组织教学有助于提高教学效果[2]。
逻辑学是研究思维的规律和形式的科学，教学逻辑是教学法中的重要组成部分。从教学论看，教学逻辑是一种应用性逻辑，教学逻辑有助于教师优化教学设计，加深对教学规律性的认识，为教学内容的确立以及教学方法的选择提供方向指导[3]。每一个学科的教学都有自己的形式、内容和方法，无论如何选择教学的形式、内容和方法，都离不开教学内在逻辑的规约与引领[4]。教学逻辑是教学系统中主客体关系的动态转换逻辑，有利于教学双方的相互呼应和分享，有助于教学效果和教学效率的提高[5]。
《GIS原理及实验》课程知识点庞杂，理论集成度高，实践操作性强[6]。如何有效的组织教学活动，取得更好的教学效果是该课程教学中的难点。传统的教学过程对教学逻辑的关注较少，理论与实践在教学过程中常常会出现脱节的情况，教学效果差强人意。因此，本课程的教学实践改革从《GIS原理及实验》课程的特点出发，尝试从逻辑学的角度，完善教学方案，优化教学手段，科学设计实验，以期达到理论与实践相统一的教学目的，增强学生对理论知识的理解，提高学生的综合实践能力。
二、《GIS原理及实验》的课程特点
1.衔接基础课与实践课的关键性课程
《GIS原理及实验》课程通常开设在地理学、城市规划、景观规划等相关专业，其专业课程体系大致可以分为学科基础课程、专业基础课程和综合实践课程三个模块[7]。《GIS原理及实验》课程的学习要求具备基本的数学、地理学和相关专业学科思维和素养，同时，在综合实践课程的教学过程中GIS是必不可少的理论和工具的支撑[8]。所以，GIS课程是联系学科基础课程，巩固专业基础课程，支撑后续综合实践课程的重要环节[9]。
2.高度集成理论知识与实践操作的应用型课程
GIS是一门应用性较强的技术学科，目前已经广泛应用于市政工程、企业决策、资源管理、国土规划、水利水电、交通运输、环境保护及检测、旅游管理等方面[6]，具有明显的多学科交叉的特征，这些交叉学科的基础理论构成了《GIS原理及实验》课程教学中的基础理论内容，理论知识集成度高，教学内容紧凑;同时作为相关专业本科教学体系中重要的专业基础课程和实践课程，学生未来进入专业领域的重要的工具课程，实践操作性强[9][10]。
三、《GIS原理及实验》课程教学逻辑构建
1.教学内容的逻辑化
学生在学习过程中必须掌握的知识和技能构成教学内容，教学内容的逻辑化要求教材的编排要符合逻辑思维的发展;知识结构的展现要符合认知的规律;教学内容的组织需要有承上启下的联系;教学内容的讲解过程概念明确、符合逻辑。《GIS原理及实验》课程教学内容的逻辑化从教学整体设计、教学内容重组和教学内容组织3个方面进行(图1)。
首先，从专业培养要求、社会培养要求和专业依托平台出发，对课程教学进行整体设计，考虑课程的延伸、课程的承上启下、课程内容编排的前瞻和联系，优化教学内容、突出专业特色和优势教学资源，明确专业定位。其次，在明确专业定位的基础上，制定教学大纲。选择一本内容全面、思路清晰、适合学生特点的教材作为主要教材。根据教学大纲的要求，将课程教学内容模块化，使学习的脉络、知识结构更清晰。课程授课的时间安排，以及教材内容教学的顺序根据教学整体设计的要求进行调整。最后根据教学实施的反馈，总结、修正教学内容，使教学体系不断完善。
2.教学方法的逻辑化
教学方法是为实现教学目标，在教学过程中运用的方式和手段。常用的教学方法主要有说明式教学法和探究式教学法两类，主要包括讲授、观摩、讨论、实验等。说明式教学法要求教师讲解清楚知识之间的联系，知识的合理性、明确概念及其联系，使学生能应用所学知识去解决问题;探究式教学注重启发性、实践性，强调学生的亲自参与和体验。学生根据知识之间的逻辑联系建立知识逻辑结构，能运用已学的知识去发现问题、发现规律、解决问题。
3.教学语言的逻辑化
教学语言是教师教学内容呈现的主要手段，要求教学语言必须符合逻辑规律，即语言表达要符合同一律、矛盾律和排中律的逻辑要求。首先，教学中概念表达要明确。讲解过程中，概念必须保持同一;在论证、思维过程中，论题必须保持同一，避免出现转移论题或偷换论题的逻辑错误;在讲解过程中必须保持语境自身的同一。其次，教学内容的讲解必须前后保持一致，避免出现逻辑上的错误;最后，教学过程中注意教学语言的明确性，教学过程中明确概念的内涵和外延，对容易混淆的概念进行辨析，并在教学中准确使用。
四、《GIS原理及实验》教学逻辑处理策略
1.合理安排教学，逻辑层次认知化处理
逻辑层次认知化就是在呈现逻辑层次时要符合学生的认知心理规律，即合理的教学节奏。教学活动层面，综合考虑学生的身心发展过程，学习的过程，认知结构[11]。课程安排、教学内容编排做到层次分明：先理论知识，再到实验活动，实践创新。教学活动具有针对性，教学内容由浅到深，由单一结构到多重组合。
图2《GIS原理和实验》课程设置和教学内容编排
《GIS原理及实验》安排在主要的学科基础课程和专业基础课程基本结束，综合实践课程开设前开设，一般为二年级或三年级上学期。此时学生具备基本的专业学科思维和素养，而后续的综合实践课程又需要GIS课程作为工具支撑。同时针对GIS实践操作性强的特点，在重视理论教学的同时保证实践教学，GIS原理与GIS实验课程的开设同时进行，并且在教学模块上做到相互对应。
理论教学内容主要以GIS基本理论、数据模型、空间数据管理和分析作为教学重点，同时补充空间分析和空间制图方面内容;GIS实验教学则应以地理空间数据管理、空间数据处理和分析、规划设计的应用为主。具体的教学内容错位开展，理论教学进度稍快于实验教学进度。通过合理安排理论课程与实践教学环节，使学生学习能够循序渐进的进行，从而有效提升教学效果(图2)。
2.模块化教学，逻辑层次显性化处理
逻辑层次显性化处理包括知识呈现过程，知识的联系，问题解决的思维策略、方法的逻辑层次。逻辑层次的显性化，有利于学生对知识的理解和逻辑思维能力的提升。
运用模块教学[12]，将教学内容分成几个独立的模块进行讲授，然后用一个综合的作业或者实验将几个模块联系起来，兼顾理论基础与实践操作。GIS实验课程根据理论教学模块可相应分为：基础综合练习、软件应用基础、空间数据管理、空间分析入门四个模块，每个模块设置3～4个实验，模块之间安排综合性实验或设计型实验将其相互联系起来。其中，基础综合练习模块用于引导学生入门，同时复习和巩固相关基础课程知识;软件应用基础模块主要针对GIS模型的建立、属性数据的管理，将理论与具体实践相结合;空间数据管理模块主要针对空间数据采集、维护、输出等方面;空间分析入门模块通过实例分析和操作练习，介绍和空间分析的概念，学习基本的操作，为后续的综合实践课程的开展打基础。在以验证型实验为主的基础上增加综合性实验和设计型实验的比例，使实验项目结构更合理，实验安排循序渐进、相互联系、兼顾理论基础与实践操作。
3.重视实验设计的预设与生成
教学过程中将说明式教学法与探究式教学法相结合，重视基础概念的传授，实验设计的预设与生成关系，引导学生自觉发现问题，探究、解决问题，提高学生的思维能力和综合实践能力。
在教学实施环节中充分运用启发式、研究式、互动式教学模式开拓学生思维，训练学生的能力。通过事先让学生自学教材，教师于每次教学前提出问题，让学生在实验操作的过程中去体验、尝试和解决，最后在实验结束时总结评述，达到验证原理、解决问题与开阔思路的目的。从而全面调动学生学习积极性，培养学生创新能力和自学能力。
同时，教学中引入错位教学法和案例教学法，扩展学生的思维、强化技能训练，增强学生对理论知识的理解，提高综合实践能力，从而达到理论与实践相统一的教学目的。错位教学法将教师与学生角色转换[13]，通过“教师设置问题”——“学生收集材料，解答问题，课堂讲解”——“教师归纳评价”三个环节进行。在具体教学安排上，从认知规律出发[7]，与模块教学相对应，错位教学法主要应用在基础综合练习模块。在学生掌握了GIS基本理论相关知识后，针对地理数据的收集、地理信息提取、简化、数字表达等相关内容，设置实验项目，由学生分组进行材料收集，问题解答及课堂讲解，最后由教师进行归纳评价。案例教学法是以有代表性、典型性和新颖型的案例为教材，对案例提供的客观事实和问题进行分析、研究，作出判断和决策的一种理论联系实际的教学方法[14]。在教学内容上以面向应用为主，收集资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理等工作中的实例，整理成案例素材库，用于实验教学。
4.教学效果评估，完善教学体系
《GIS原理及实验》课程教学目标的重点是培养学生的应用能力，教学效果评估的着眼点是学生对理论知识的理解和实际操作技能水平的高低。每次教学过程要求学生撰写实验报告，教学结束前组织学生进行上机考试，从事先提供的试题库中随机选取题目现场操作，根据操作结果结合实验报告、课后练习的情况对教学效果进行综合评价，既可更为全面、客观地评价学生学习效果，同时反馈的信息亦可用于总结和修正教学内容，完善教学体系。
五、结语
每一门学科都有不同的教学目的和教学要求，因而每一门学科的教学逻辑方法也不尽相同，因地制宜，选择合适的逻辑方法，遵循思维的逻辑规律，才能使教学质量得到提高。在教学中对逻辑规律的掌握和恰当运用不仅能提高教师的教学水平，而且也有助于促进学生发展，最终提高教学质量。
作者：和克俭 赵文娟 黄晓霞 季文华 易琦 来源：亚太教育 2016年21期
