教學是傳承社會文化，傳遞生產經驗和社會生活經驗，增進人們的知識和技能，影響人們的思想觀念的活動，教與學是一個緊密聯絡的系統，其過程與人的思維規律密不可分[1]。合理的教學程式應與教學基本規律相適應，同時又必須符合邏輯認知的規律，根據學生認知過程的規律組織教學有助於提高教學效果[2]。
邏輯學是研究思維的規律和形式的科學，教學邏輯是教學法中的重要組成部分。從教學論看，教學邏輯是一種應用性邏輯，教學邏輯有助於教師優化教學設計，加深對教學規律性的認識，為教學內容的確立以及教學方法的選擇提供方向指導[3]。每一個學科的教學都有自己的形式、內容和方法，無論如何選擇教學的形式、內容和方法，都離不開教學內在邏輯的規約與引領[4]。教學邏輯是教學系統中主客體關係的動態轉換邏輯，有利於教學雙方的相互呼應和分享，有助於教學效果和教學效率的提高[5]。
《GIS原理及實驗》課程知識點龐雜，理論整合度高，實踐操作性強[6]。如何有效的組織教學活動，取得更好的教學效果是該課程教學中的難點。傳統的教學過程對教學邏輯的關注較少，理論與實踐在教學過程中常常會出現脫節的情況，教學效果差強人意。因此，本課程的教學實踐改革從《GIS原理及實驗》課程的特點出發，嘗試從邏輯學的角度，完善教學方案，優化教學手段，科學設計實驗，以期達到理論與實踐相統一的教學目的，增強學生對理論知識的理解，提高學生的綜合實踐能力。
二、《GIS原理及實驗》的課程特點
1.銜接基礎課與實踐課的關鍵性課程
《GIS原理及實驗》課程通常開設在地理學、都市計畫、景觀規劃等相關專業，其專業課程體系大致可以分為學科基礎課程、專業基礎課程和綜合實踐課程三個模組[7]。《GIS原理及實驗》課程的學習要求具備基本的數學、地理學和相關專業學科思維和素養，同時，在綜合實踐課程的教學過程中GIS是必不可少的理論和工具的支撐[8]。所以，GIS課程是聯絡學科基礎課程，鞏固專業基礎課程，支撐後續綜合實踐課程的重要環節[9]。
2.高度整合理論知識與實踐操作的應用型課程
GIS是一門應用性較強的技術學科，目前已經廣泛應用於市政工程、企業決策、資源管理、國土規劃、水利水電、交通運輸、環境保護及檢測、旅遊管理等方面[6]，具有明顯的多學科交叉的特徵，這些交叉學科的基礎理論構成了《GIS原理及實驗》課程教學中的基礎理論內容，理論知識整合度高，教學內容緊湊;同時作為相關專業本科教學體系中重要的專業基礎課程和實踐課程，學生未來進入專業領域的重要的工具課程，實踐操作性強[9][10]。
三、《GIS原理及實驗》課程教學邏輯構建
1.教學內容的邏輯化
學生在學習過程中必須掌握的知識和技能構成教學內容，教學內容的邏輯化要求教材的編排要符合邏輯思維的發展;知識結構的展現要符合認知的規律;教學內容的組織需要有承上啟下的聯絡;教學內容的講解過程概念明確、符合邏輯。《GIS原理及實驗》課程教學內容的邏輯化從教學整體設計、教學內容重組和教學內容組織3個方面進行(圖1)。
首先，從專業培養要求、社會培養要求和專業依託平臺出發，對課程教學進行整體設計，考慮課程的延伸、課程的承上啟下、課程內容編排的前瞻和聯絡，優化教學內容、突出專業特色和優勢教學資源，明確專業定位。其次，在明確專業定位的基礎上，制定教學大綱。選擇一本內容全面、思路清晰、適合學生特點的'教材作為主要教材。根據教學大綱的要求，將課程教學內容模組化，使學習的脈絡、知識結構更清晰。課程授課的時間安排，以及教材內容教學的順序根據教學整體設計的要求進行調整。最後根據教學實施的反饋，總結、修正教學內容，使教學體系不斷完善。
2.教學方法的邏輯化
教學方法是為實現教學目標，在教學過程中運用的方式和手段。常用的教學方法主要有說明式教學法和探究式教學法兩類，主要包括講授、觀摩、討論、實驗等。說明式教學法要求教師講解清楚知識之間的聯絡，知識的合理性、明確概念及其聯絡，使學生能應用所學知識去解決問題;探究式教學注重啟發性、實踐性，強調學生的親自參與和體驗。學生根據知識之間的邏輯聯絡建立知識邏輯結構，能運用已學的知識去發現問題、發現規律、解決問題。
3.教學語言的邏輯化
教學語言是教師教學內容呈現的主要手段，要求教學語言必須符合邏輯規律，即語言表達要符合同一律、矛盾律和排中律的邏輯要求。首先，教學中概念表達要明確。講解過程中，概念必須保持同一;在論證、思維過程中，論題必須保持同一，避免出現轉移論題或偷換論題的邏輯錯誤;在講解過程中必須保持語境自身的同一。其次，教學內容的講解必須前後保持一致，避免出現邏輯上的錯誤;最後，教學過程中注意教學語言的明確性，教學過程中明確概念的內涵和外延，對容易混淆的概念進行辨析，並在教學中準確使用。
四、《GIS原理及實驗》教學邏輯處理策略
1.合理安排教學，邏輯層次認知化處理
邏輯層次認知化就是在呈現邏輯層次時要符合學生的認知心理規律，即合理的教學節奏。教學活動層面，綜合考慮學生的身心發展過程，學習的過程，認知結構[11]。課程安排、教學內容編排做到層次分明：先理論知識，再到實驗活動，實踐創新。教學活動具有針對性，教學內容由淺到深，由單一結構到多重組合。
圖2《GIS原理和實驗》課程設定和教學內容編排
《GIS原理及實驗》安排在主要的學科基礎課程和專業基礎課程基本結束，綜合實踐課程開設前開設，一般為二年級或三年級上學期。此時學生具備基本的專業學科思維和素養，而後續的綜合實踐課程又需要GIS課程作為工具支撐。同時針對GIS實踐操作性強的特點，在重視理論教學的同時保證實踐教學，GIS原理與GIS實驗課程的開設同時進行，並且在教學模組上做到相互對應。
理論教學內容主要以GIS基本理論、資料模型、空間資料管理和分析作為教學重點，同時補充空間分析和空間製圖方面內容;GIS實驗教學則應以地理空間資料管理、空間資料處理和分析、規劃設計的應用為主。具體的教學內容錯位開展，理論教學進度稍快於實驗教學進度。通過合理安排理論課程與實踐教學環節，使學生學習能夠循序漸進的進行，從而有效提升教學效果(圖2)。
2.模組化教學，邏輯層次顯性化處理
邏輯層次顯性化處理包括知識呈現過程，知識的聯絡，問題解決的思維策略、方法的邏輯層次。邏輯層次的顯性化，有利於學生對知識的理解和邏輯思維能力的提升。
運用模組教學[12]，將教學內容分成幾個獨立的模組進行講授，然後用一個綜合的作業或者實驗將幾個模組聯絡起來，兼顧理論基礎與實踐操作。GIS實驗課程根據理論教學模組可相應分為：基礎綜合練習、軟體應用基礎、空間資料管理、空間分析入門四個模組，每個模組設定3～4個實驗，模組之間安排綜合性實驗或設計型實驗將其相互聯絡起來。其中，基礎綜合練習模組用於引導學生入門，同時複習和鞏固相關基礎課程知識;軟體應用基礎模組主要針對GIS模型的建立、屬性資料的管理，將理論與具體實踐相結合;空間資料管理模組主要針對空間資料採集、維護、輸出等方面;空間分析入門模組通過例項分析和操作練習，介紹和空間分析的概念，學習基本的操作，為後續的綜合實踐課程的開展打基礎。在以驗證型實驗為主的基礎上增加綜合性實驗和設計型實驗的比例，使實驗專案結構更合理，實驗安排循序漸進、相互聯絡、兼顧理論基礎與實踐操作。
3.重視實驗設計的預設與生成
教學過程中將說明式教學法與探究式教學法相結合，重視基礎概念的傳授，實驗設計的預設與生成關係，引導學生自覺發現問題，探究、解決問題，提高學生的思維能力和綜合實踐能力。
在教學實施環節中充分運用啟發式、研究式、互動式教學模式開拓學生思維，訓練學生的能力。通過事先讓學生自學教材，教師於每次教學前提出問題，讓學生在實驗操作的過程中去體驗、嘗試和解決，最後在實驗結束時總結評述，達到驗證原理、解決問題與開闊思路的目的。從而全面調動學生學習積極性，培養學生創新能力和自學能力。
同時，教學中引入錯位教學法和案例教學法，擴充套件學生的思維、強化技能訓練，增強學生對理論知識的理解，提高綜合實踐能力，從而達到理論與實踐相統一的教學目的。錯位教學法將教師與學生角色轉換[13]，通過“教師設定問題”——“學生收集材料，解答問題，課堂講解”——“教師歸納評價”三個環節進行。在具體教學安排上，從認知規律出發[7]，與模組教學相對應，錯位教學法主要應用在基礎綜合練習模組。在學生掌握了GIS基本理論相關知識後，針對地理資料的收集、地理資訊提取、簡化、數字表達等相關內容，設定實驗專案，由學生分組進行材料收集，問題解答及課堂講解，最後由教師進行歸納評價。案例教學法是以有代表性、典型性和新穎型的案例為教材，對案例提供的客觀事實和問題進行分析、研究，作出判斷和決策的一種理論聯絡實際的教學方法[14]。在教學內容上以面向應用為主，收集資源開發、環境保護、都市計畫建設、土地管理等工作中的例項，整理成案例素材庫，用於實驗教學。
4.教學效果評估，完善教學體系
《GIS原理及實驗》課程教學目標的重點是培養學生的應用能力，教學效果評估的著眼點是學生對理論知識的理解和實際操作技能水平的高低。每次教學過程要求學生撰寫實驗報告，教學結束前組織學生進行上機考試，從事先提供的試題庫中隨機選取題目現場操作，根據操作結果結合實驗報告、課後練習的情況對教學效果進行綜合評價，既可更為全面、客觀地評價學生學習效果，同時反饋的資訊亦可用於總結和修正教學內容，完善教學體系。
五、結語
每一門學科都有不同的教學目的和教學要求，因而每一門學科的教學邏輯方法也不盡相同，因地制宜，選擇合適的邏輯方法，遵循思維的邏輯規律，才能使教學質量得到提高。在教學中對邏輯規律的掌握和恰當運用不僅能提高教師的教學水平，而且也有助於促進學生髮展，最終提高教學質量。