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关键词:地理信息系统;遥感数字图像处理;教学改革
作者简介:刘春国(1973-),男,河南上蔡人,河南理工大学测绘与国土信息工程学院,讲师;卢晓峰(1981-),女,河南洛阳人,河南理工大学测绘与国土信息工程学院,讲师。(河南焦作454000)
基金项目:本文系河南理工大学教育教学改革研究项目(项目编号:2008JG035)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)10-0081-02
当前,遥感已经或正在走向全面应用阶段。国际遥感应用发展的实用化、业务化、产业化、精细化特征明显,但我国遥感应用水平还不高,根本原因是基础研究薄弱,缺乏多学科人才共同努力。[1]培养一大批经过系统知识培训、熟练掌握遥感科学理论和应用技能的地理信息科学人才,满足社会对地理遥感信息高技术人才的迫切需求,是高等教育的责任所在。
1998年教育部新增地理信息系统本科专业后,我国GIS教育发展形势空前活跃。经过10余年的教学实践和探索,逐步形成了比较稳定的GIS专业课程体系与课程设置方案。[2-5]遥感系列课程(遥感物理与技术、遥感数字图像处理、遥感地学分析与应用)成为GIS专业课程体系中的重要模块,说明GIS学科建设的负责人已认识到培养掌握遥感技术的GIS人才的重要性。遥感数字图像处理是遥感过程的重要一环。充分利用各种图像处理算法从遥感数据中获取各种生物物理参数和土地覆被/利用信息,可以为自然和人文生态系统的空间分布式模型提供输入参数,在遥感技术应用中占有十分重要的地位。近几年河南理工大学(以下简称“我校”)GIS专业开设了“遥感数字图像处理”课程。围绕如何提高“遥感数字图像处理”课程教学质量,笔者从革新课程体系、协同教学、优化教学内容、丰富实践教学手段等方面进行了一系列探索。
一、革新遥感课程体系,突出“遥感数字图像处理”课程地位
随着遥感技术及其应用的迅速发展,很多专业开设了“遥感原理与应用”课程,内容分为三大模块:遥感基础、遥感图像处理及分析方法和遥感专题应用。这种课程设置模式比较适合早期GIS专业遥感课程教学或选修遥感科学技术的某些专业,对于当前GIS专业遥感教学则存在明显缺点。主要问题是对“遥感数字图像处理”教学重视程度不够,对数字图像处理在整个遥感过程中的重要性体现不足,与遥感地理信息系统融合集成的一体化趋势不相适应,与国民经济各部门遥感业务日益普及的态势不相适应,与社会信息化深入发展的状况不相适应。人才培养滞后于社会需要,不能满足对高素质地理遥感科技人才的需求。
我校GIS专业总结多年遥感课程教学实践经验,革新了遥感课程体系,设置了“遥感概论”、“遥感数字图像处理”、“遥感应用分析”、“遥感数字图像处理实验”等遥感相关课程,规划了遥感系列课程的主体教学内容。“遥感概论”要求学生掌握遥感及其应用的基本科学工程背景知识,重点内容是电磁波与地表物质相互作用的基本原理、遥感数据采集、传输和成像机理,从可见光-近红外、热红外、微波(主动方式和被动方式)波谱段介绍遥感信息的获取特点和技术发展,适当涉及大气遥感、海洋遥感等应用领域和典型案例。“遥感数字图像处理”要求学生掌握基于数字图像处理方法获取地球资源有用信息的科学与技术。由于学科交叉融合,数字图像处理方法众多,新理论、新方法不断推出,课程重点主要着眼于图像处理基本知识和遥感图像处理常用算法,对一些探索性、前沿性和跨学科的内容从原理上予以概括介绍,如图像亚像元分类、模糊分类和面向对象图像处理等等。“遥感应用分析”采用理论、方法和实例相结合,选择不同遥感应用领域的典型案例介绍,培养学生遥感专题分析技能,深化学生对于遥感科学技术应用现状和广阔前景的认识。“遥感数字图像处理实验”课程着眼于培养学生图像处理技能,巩固和深化理论课程教学内容,提高动手能力和理论联系实际解决问题的能力。
我校GIS遥感系列课程设置方案把“遥感数字图像处理”与“遥感数字图像处理实验”单独设课,提升课程地位,加大课程学时,强化实践技能训练,对提高“遥感数字图像处理”课程的教学成效很有益处。这种课程设置模式有助于培养GIS专业学生采用图像分析方法解决遥感应用问题的能力,比较契合我国GIS专业本科教育遥感课程设置的发展态势。
二、培育遥感系列课程教学群体,分工协作提高“遥感数字图像处理”课程教学质量
GIS专业遥感系列课程设置要求具备一定规模的师资力量。遥感是多学科的综合,交叉性强,研究方法不断补充和更新,课程教学内容丰富。遥感系列课程的设置决定了课程之间存在密切的内部联系。要提高“遥感数字图像处理”课程教学质量,必须打破教师个人单兵作战的惯常做法,加强与相关课程教师之间的协调和交流。培育组建了承担遥感系列课程教学任务的教学群体。遥感课程教学组围绕课程建设,整合优化课程体系,充实更新教学内容,保证了课程之间教学内容的连贯性和相关性。课程教学组成员互相学习、借鉴、交流,协同规划各课程教学环节的教学要求和学时分布,课程内容更加先进,课程结构更加协调,教学方法更加有效,教学手段更加丰富,实践教学得以充实,教学科研联系更加密切。遥感课程教学组的建立和协作对提高“遥感数字图像处理”课程教学质量起了明显的作用。
三、汇聚国内外优秀教材成果,整合优化教学内容体系
教学内容和课程体系涉及高等教育人才培养的模式,决定了高等学校人才培养的规格,在很大程度决定了人才培养的质量和水平。[6]教学中适度引进世界著名高校的名牌课程教材和教学参考用书,是高等教育国际化的重要举措。[7]遥感课程教学组重视遥感数字图像处理课程教材和教学内容建设,收集了国内近些年出版的如戴昌达、章孝灿、汤国安、韦玉春、朱述龙等编写的遥感数字图像处理教材教参,注意引用吸收国外著名高校的遥感图像处理相关教材教参,参考了John R. Jensen、John A. Richards、Robert A. Schowengerdt、Jay Gao、John R. Schott、Brandt Tso等人的遥感数字图像处理著作,认真研讨不同教材特点及其开课对象,针对遥感数字图像处理理论性强、概念抽象、方法多样、实践性强的特点,根据教学对象和课程学时,按照系统性和前瞻性结合、理论与应用结合的要求,制订了教学主体内容。课程内容分为11个部分:图像基本知识、遥感图像成像过程与数据特征、遥感图像辐射校正、遥感图像几何变换与校正、遥感图像增强、遥感图像变换、遥感图像分割、遥感图像融合、遥感图像分类、数字变化检测、遥感图像应用处理。优化后的课程教学内容注意了与“遥感概论”、“遥感应用分析”等课程内容的有机衔接。对于与“遥感概论”课程有重叠的内容只做简单回顾,如遥感成像过程、机理与数据特征,以少数典型应用案例揭示遥感数字图像处理方法在遥感应用分析中的作用和地位;避免与先开课程内容重复,为后续课程做适度铺垫。数字图像处理方法多样,课程重点介绍常用算法,使学生能掌握数字图像处理原理,夯实基础。对一些发展中的、前沿性的算法着重介绍算法的思想和原理,教导学生注重算法但不应局限于具体算法,培养学生发散思维、学习能力和创新思维。教学中适当区分遥感数字图像系统处理和应用处理的差别。
四、重视实践教学,多手段丰富实践教学内容
实践教学是创新人才培养中的重要环节,对于培养学生专业技能和理论实践结合能力、激发学生的创新思维和探索精神、提升科研能力,有着重要意义。GIS专业“遥感数字图像处理”教学高度重视实践教学环节,从课程体系设置、实验课程内容设计、实验室开放项目、毕业设计、大学生科研训练计划和教师科研课题等几个方面为学生提供多样化的实践途径,丰富了实践教学体系。
从课程设置体系上,“遥感数字图像处理”单独设课,紧密联系课程理论教学内容附设6个单元的基础验证性课堂实验(见表1),增强学生对各种遥感图像处理算法及其效果的感性认识。“遥感数字图像处理”实验课程单独设课,结合“遥感数字图像处理”课程和“遥感应用分析”课程知识,设置综合设计型实验6个模块,培养和提高学生对知识与技能的综合运用、自主学习的能力。
积极利用各种平台,提供实践课题,培养学生创新能力。我校为了培养大学生的创新能力和实践能力,促进实验室开放,设置了实验室开放基金。在实验室开放基金平台支持下,设计了一些探索研究型实验课题,鼓励学生组团选择实验课题、查阅文献、拟定实验方案、实施实验过程、撰写实验论文。大学生科研训练计划和本科毕业设计(论文)也是培养本科生创新能力的平台。在实施学校大学生科研训练计划的年度,遥感课程组每年设计几个遥感应用分析研究小课题,供学生参与大学生科研训练,并从科研课题中提炼一些问题作为大学生毕业设计选题,引导学生参与到教师科研课题中。学生通过参与实验室开放基金课题、大学生科研训练计划项目和教师科研课题,检验了专业知识,培养了探索精神、创造思维和合作能力。
五、结束语
本文总结了我校遥感课程教学组围绕GIS专业“遥感数字图像处理”课程教学实施的一系列教学改革措施。这些措施已经取得较好的成效,有不少GIS学生积极参与校实验室开放基金项目、大学生科研训练计划项目和教师科研项目,每年GIS专业有近1/3的学生选择与遥感图像处理及遥感应用分析有关的毕业设计题目。人才培养是项长期复杂的系统工程,需要从师资、设备、教学等一系列软硬件教学条件上予以保障。
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(甘肃农业大学资源与环境学院,甘肃兰州730070)
摘要:大学研究型教学思想已成为重要的教学理念之一。本文针对课程特点和学生特征,以研究型教学思想为指导,在遥感数字图像处理课程中,强调开放意识、问题意识、探究意识和能力培养意识,建构了研究型教学模式,在实践中取得了较好的教学效果,能够激发学生学习和研究的兴趣,提高学生的动手、动脑能力。
关键词 :研究型教学;遥感数字图像处理;教学模式;建构
DOI:10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.04.024
中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1671—1580(2015)04—0052—02
基金项目:甘肃省自然基金(编号145RJZA163);甘肃农业大学重点课程建设项目(遥感数字图像处理);甘肃农业大学教学研究项目“地理信息科学专业实践教学模式的改革与实践”资助。
收稿日期:2014—10—19
作者简介:吴静(1973— ),女,四川道孚人。甘肃农业大学资源与环境学院,副教授,博士,研究方向:遥感教学。
李纯斌(1972— ),男,湖北长阳人。甘肃农业大学资源与环境学院,副教授,博士,研究方向:3S技术与应用。
付彩菊(1981— ),女,甘肃定西人。甘肃农业大学资源与环境学院,讲师,硕士,研究方向:遥感教学。
闫培洁(1985— ),女,甘肃白银人。甘肃农业大学资源与环境学院,讲师,硕士,研究方向:遥感教学。
大学研究型教学以主体教育思想、素质教育思想、创新教育思想为理论指导,注重培养学生可持续发展的能力,如自主能力、创新能力、交往合作能力等,能够很好地体现现代大学教学的本质,[1]因此,研究型教学思想自美国在20世纪80年代提出以来,得到了包括中国在内的各国教育界的积极响应和发展,取得了瞩目的成就,成为高校推崇的教育理念之一。[2]
目前,我国高校的在校学生一般都是“90后”,他们在开放的网络环境中成长,通过网络获取信息的能力较强,更希望在学习中掌握主动权,[3][4][5]适合“以学生为主体、以教师为主导”的研究型教学模式。[6]
甘肃农业大学遥感数字图像处理重点课程建设项目以研究型教学思想为指导,进行了研究型教学模式建构的探索和实践,并取得了较好的效果。
大学研究型教学的基本特点包括:教学时空的开放性;教学主体的互促性;教学方法、手段的多样性、灵活性;教学过程的探索性;教学氛围的民主性;教学评价的综合性。基于上述理念,笔者结合学生的特点和课程特征,贯穿开放意识、问题意识、探究意识和能力培养意识,[7]在遥感数字图像处理课程教学实践中建构研究型教学模式。
一、开放意识
(一)教学时空开放
遥感图像资料是遥感处理的对象,如何根据需求获取合适的遥感图像是本课程的最基本技能,也是对学生首要的素质要求。然而,下载遥感图像耗时较长,而且必须通过网络下载,鉴于课堂学时不足,同时学院实验室机房没有开通互联网,所以,我们设计了一个课外实验:要求学生利用课余时间和网络资源,下载一景遥感图像(不限平台、传感器、时间、地点等);说明下载的过程,包括网站信息、数据查询条件设置、数据下载的方式等。通过这个实验,达到让学生掌握下载遥感图像的流程、了解相关网站的目的。由于该实验具有一定的挑战性,而且最后结果明确(是否下载到图像),学生克服各种阻力完成之后,会有一种成就感。此外,由于实验中没有限制平台、传感器、时间、地点,结果也不是全班统一的,有的学生下载了学校所在城市的影像,有的下载了家乡的影像,有的下载了自己向往地点的影像,等等,体现了自己的独特性。通过教学时空的开放,达到了对实验条件扬长避短、充分调动学生积极性的效果。
(二)资源开放
1.网络资源。收集整理各种获取遥感图像资料的途径,让学生亲自去体验获取影像资料的过程,使其对不同平台、不同处理级别、不同价位、不同格式、不同内容的资料有直观认识,并熟悉网站资源和数据申请流程,及时跟进网站的更新进度,了解业界的最新动态。
2.文献资源。遥感图像处理具有一定的不确定性,而且处理方法多样,因此,在教学过程中,应为学生提供各种相关的期刊文献供其参考,让他们不仅自己会操作、与同学探讨处理过程和结果,还能看到相关专业领域的学者如何进行遥感图像处理研究。
(三)课程开放
遥感数字图像处理与遥感概论、遥感概论教学实习两门课程内容相关,但各有侧重。遥感概论侧重介绍遥感相关理论以及遥感图像处理方法及原理;遥感数字图像处理课程侧重处理的基本操作;遥感概论教学实习则是在具体给定项目中,在所学理论方法指导下,贯穿各种基本操作,实现项目目标。遥感数字图像处理每一次实验所培养的技能就像一颗颗打磨好的、散落的珍珠,遥感概论教学实习就像一条线,将每颗珍珠贯穿到一起,形成一条美丽的项链。三门课程相互衔接,前后呼应,学习、巩固、提高,不断提升学生对遥感学科的理解。
二、问题意识
以问题为导向,在实验设计中强调利用所学知识和技能解决实际问题,通过每个实验的设计以及不同实验之间的相互呼应体现问题意识。
(一)单个实验要求分两个层次
每一次实验对学生提出两个层次的要求,首先是要求其完成基本操作;在此基础上,提出任务要求,要求用基本操作解决具体问题,加深对操作的熟悉程度,同时要对此操作的目的和意义有进一步的思考和理解。
综合两个层次的练习,不仅能让学生学会操作,而且能够明白操作的目的和意义。
(二)各个实验互动呼应
如综合“实习一ERDAS视窗操作”和“实习六空间建模”设计一个习题,要求学生利用实习一的作业二的结果作为输入,运用实习六的操作完成对图像的分类。这样一方面可以加深学生对实习一的内容的理解,用更积极、深入的方式激活学生对前面所学实验的回忆;另一方面还能增强学习的趣味性,激发学生思考的积极性,达到了由实验六激活实验一的效果。
期中开设习题课,综合所学,提出思考题,引导学生想办法利用所掌握的操作技能,完成思考题,解决问题。
三、探究意识和能力培养意识
将课程与其他相关的专业学习活动联系起来,学研结合,培养学生的探究意识。指导学生参加学生科研训练项目(SRTP)、进行毕业设计与毕业论文研究,利用本课程中学到的技能和方法解决一些实际问题,完成图像的获取、预处理、增强处理、运算、得出结果和结论的全过程,并用论文的方式进行总结。鼓励学生参加国际、国内相关内容的比赛,按一定要求和规则完成相应任务。
一般来说,在SRTP、毕业设计和各种比赛中,学生们需要解决的问题比课堂上要多,包括数据的下载、数据的格式、数据的运算、各种不同来源数据之间的协同等,或者是海量数据的处理等各种问题。在解决问题的过程中,往往要求学生查阅大量文献或者需要在课程教学所用到的平台或相关软件平台的基础上进行二次开发,达到按需处理数据的目的。这个过程非常锻炼学生,能使学生在心理素质的培养、学识的积累、处理问题的能力培养等方面获益良多。
综上所述,只要根据课程特点采用研究型教学模式,将双主体意识、开放意识、问题意识、能力培养意识和探究意识贯穿于教学之中,挖掘学生学习的积极性,就能够使他们学得轻松、快乐。
[
参考文献]
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[论文摘要]为适应当前高等教育中新型农科人才培养的要求,针对农科本科生的特点,本文明确了遥感课程教学目标,通过分析当前遥感教材的优缺点确定了适宜教材,依据理论联系实际以及学以致用的原则提出了以应用为目标的主要教学内容。
遥感就是对地球表面的地学过程及特征进行物理量测量,并以数字量的形式客观地收集、记录、传输、处理和重现这一信息的科学技术,是现代空间信息科学的主要组成部分[1],涉及到空间、电子、光学、计算机和生物学、地学等学科领域,特别是在资源监测、环境管理、全球变化、动态监测等中应用非常广泛,显示其优越性。目前已广泛应用于农业、林业、地质、地理、水文、海洋、气象、环境等领域,已发挥重大作用。农业遥感即为将现代遥感技术与农业科学相结合,而应用于农业生产领域的一门新兴前沿技术,在当今遥感领域中最为活跃,也是迄今遥感应用最成功的领域之一,一直受相关科研机构、高等院校以及政府的积极关注。其中与农业学科领域关系密切的应用主要有:土壤调查,水分监测,草原调查、估产及监测,农学中的作物长势监测、营养诊断与作物估产,植保中的病虫害监测,农业气象中的农业气候研究与监测,农业生态中的环境保护和鱼情水产研究等[2]。伴随我国农业信息化进程的快速提升,遥感课程在高校农科本科生教育中的地位日趋重要。面对当前高等教育中新型农科人才需求,许多本科专业,对遥感技术都提出了很高的要求[3],因此,为适应农业现代化和信息化的要求,必须进一步加强遥感课程教学以及提升学生遥感技术应用水平。基于此,根据笔者近5年的遥感课程教学实践,本文结合农科本科生的实际特点制定遥感课程教学目标、选择适宜教材以及调整教学内容。
一、教学目标
通过本课程的教学,使农科本科生了解农业遥感的基本理论、基础知识、研究现状及农业遥感技术发展趋势与应用,了解电磁辐射与电磁波谱的相关知识,学习地物波谱的测定方法,认识地物反射光谱的响应规律,学习绘制地物反射光谱曲线的方法,掌握常规的遥感仪器和软件的操作方法,理解遥感技术农学机理,掌握遥感图像处理的基本原理和方法,掌握遥感图像的地物影像特征、遥感图像解译及遥感制图的基本技能,掌握光谱数据处理方法,使农科本科生掌握研究农业遥感的基本方法和基本技能,注重培养农科本科生的实际操作和应用能力。
二、适宜教材
依据农科特点和遥感在农业领域中的应用现状,选择适宜教材是比较困难。如教育部面向21世纪课程教材《遥感导论》[2],这部教材的特点是内容丰富,涉及技术原理较多、较深,对于农科本科生而言,技术原理显得过深、有些内容较为陈旧,尤其应用案例。《植被与生态遥感》[4]教材内容系统,编排合理,理论分析深入、学术价值较高,但有关遥感基础概念和基本技能甚少,作为农科本科生教材尚不合适。《遥感概论》[5]内容编排逻辑性强,概念清晰易懂,实验内容简单而易开展,但很多应用案例比较陈旧,不能满足当今新型农科本科生人才需求。21世纪高等院校教材《遥感技术导论》[6]内容系统,理论构架完整,概念清晰易懂,技术注解详细,但对于农业应用涉及较少,所选应用案例也较老化。《农业定量遥感基础与应用》[7]是一本系统阐述农业遥感新应用的专著,可作为农科本科生教学的参考书,但由于技术理论基础体系不完整、内容因偏重于农情遥感而显得覆盖面不够广泛,不适宜作为农科本科生教材。为此,笔者讲解遥感原理时选择《遥感技术导论》作为教材,讲解较新遥感农业应用案例时选择《农业定量遥感基础与应用》作为教材,这样可有效地提高学生的遥感理论和实践应用水平,以适应新型农科人才培养的要求。
三、教学内容
科学地选择教学内容,优化教学内容,合理教学分配,是《遥感导论》教学的关键环节[8]。主要内容为遥感的基本概念、类型、特点、发展概况与在不同应用领域中所发挥的作用、电磁辐射与地物光谱特征、遥感成像原理与遥感图像特征、遥感图像处理、遥感图像目视解译与制图、遥感在农业领域的应用等。
电磁辐射与地物光谱特征主要讲解斯忒藩-玻尔兹曼定律、维恩位移定律、基尔霍夫定律、黑体辐射规律或普朗克公式、大气的成份和结构、典型植被光谱反射特性以及地物反射三种形式(镜面反射、漫反射和方向反射),重点解释该内容所涉及到的一些术语或概念,比如电磁波谱、光谱特征、辐照度、辐射出射度、朗伯源、绝对黑体、太阳常数、大气窗口、光的干涉和衍射、反射率及反射波谱等,该内容要配套开展光谱测定仪的使用及光谱数据处理操作方法等光谱实验。遥感成像原理与遥感图像特征主要讲解世界范围内主要的陆地卫星、气象卫星、对地观测系统(EOS)卫星和海洋遥感卫星平台、摄像像片的几何特征(垂直摄像、倾斜摄像、几何特征、中心投影、垂直投影和像片的比例尺)、微波遥感的概念和特点以及四种分辨率(光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率和辐射分辨率)间的关系。遥感图像处理主要讲解光学原理(亮度对比、颜色对比、颜色性质、明度、色调、饱和度以及加色法和减色法等)、遥感影像的预处理(包括辐射校正、几何校正、对比度增强、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换等)和多源信息复合等,该内容要配套开展辐射校正、几何校正、拼接、镶嵌、掩膜、融合、link等上机操作性实验。遥感图像目视解译与制图主要讲解遥感影像的目视解译、遥感影像的监督分类和非监督分类及其误差和精度评价、专题图制作等。遥感在农业领域的应用主要讲解植被遥感、土壤遥感、水体遥感等。
四、结语
遥感技术是20世纪60年代兴起的一种从远距离不实际接触物体而感知地表目标物及其特征的综合性探测技术,是现代空间信息科学的主要组成部分,涉及到多种学科领域,它的功能和价值引起了许多学科的关注。
近5年,面向农科本科生基础知识的实际情况,笔者以学生发展为本紧扣教学大纲开展遥感课程教学,教学目标制定明确,教材选用适宜,教学内容丰富,覆盖面广,应用实例典型且较新。结合遥感技术在农业领域中的应用,主要内容涵盖了农业资源与农田环境监测、数字农作技术、精确农业、农情监测预报等主要应用领域,集中体现遥感可视为农业资源利用的“好管家”、农田管理的“好帮手”、农情监测的“千里眼”等重要作用。
课程教学目标定位合理,重点突出,符合农科本科生实际,适应当前新型农科人才发展的需求。所选用的教材互补性强,主次分明,难易程度适中,有利于农科本科生人才培养。教学内容本着理论联系实际以及学以致用的总体原则进行系统讲授,概念讲解透彻,有明显的重点和难点,遥感图像解译方法适应当前农业应用需求,覆盖面较广,且系统性强,适应当前高等教育中新型农科人才培养的要求。
近5年教学实践证实,针对农科本科生的特点,本文该课程的教学目标、教材和教学内容是合理的,与当前高等教育中新型农科人才培养的要求是相适应的。
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我国未来的产业优化与升级、农业发展、高技术产业发展、国际贸易、城市化、人口健康、资源综合利用、社会可持续发展、能源结构优化、环境改善和国家安全等都需要地理科学做出积极贡献。地理科学专业旨在培养适应国家与地方经济、社会发展需要,具备地理科学的基本理论与方法,掌握遥感、地理信息系统和信息科学与技术等基本理论与技能,了解本学科前沿并受到科学研究的基本训练,能在有关部门从事教育教学、科学研究、开发和管理工作的高级专业人才,或继续攻读硕士、博士学位的人才。西华师范大学地理科学专业自1986年创建以来,长期、高度重视人才培养质量与专业内涵建设,已于2000年被评为四川省惟一的地理科学专业省级本科人才培养基地,2008年被评为省级特色专业,2010年被评为国家级特色专业。
一、专业办学条件
该专业现有专任教师28人。其中,教授8人、副教授14人、高级实验师1人、讲师5人;博士后3人,博士和在读博士共占专任教师总数的52%。专任教师主要来自北京大学、南京大学、同济大学、中山大学、四川大学和中科院的北京地理所、成都山地所、新疆地理所等,具有良好的人脉资源与学缘结构。专任教师中享受国务院特殊津贴专家1人,四川省学术和技术带头人后备人选1人。教授与副教授每年至少为本科生讲授一门专业基础课或主干课。近年来,专任教师先后主持或承担973计划、863计划、国家自然科学基金、教育部、四川省科技厅、教育厅和国土资源厅以及地方政府委托的科研项目230余项,出版学术专著8部,发表高质量学术论文358篇,科研成果获省部级奖励5项,科研考核连续5年获全校理科第一名。同时,专任教师还主持或承担四川省高等教育教学改革工程人才培养质量和教学改革项目9项,教学成果获省部级奖励8项。建设有四川省级重点课程1门(人文地理学),省级精品课程4门(环境保护、人文地理学、旅游学、水文学),校级精品课程3门(自然地理学、地球概论、区域分析与规划),精品课程数量位居全校前列。
该专业课程教学与科学研究所需的图书资料和仪器设备等较为充足。学校图书馆藏书230余万册,有地理类藏书近10万册,有中国期刊网、重庆维普、超星数字图书馆以及ebscohost、eco psp、ccc、isi proceeding等多种中外文电子期刊数据库。学院资料室的面积约200m2,有100余种国内外专业学术期刊和近万册藏书,每年新增图书、杂志1 000余册。专业实验室面积约5 400m2,有基础实验室28个、开放实验室23个,仪器设备总价值600余万元,万元以上大型仪器28台;有arcgis、erdas、mapgis、geostar和cass等国内外专业软件实验平台。其中,地理信息系统实验室为中央与地方共建基础实验室,丘陵地区国土资源统筹利用工程实验室为四川省教育厅高校重点实验室,资源与环境信息系统实验教学中心为四川省地理科学专业惟一的省级实验教学示范中心。
该专业的专业实习和教育实习基地不断完善。1996年,经四川省国土局同意、省教育厅批准,由四川省国土勘测规划研究院和川东北地区58个市、县国土资源局联合成立“四川师范学院国土管理学院董事会”。董事会不仅为专业建设提供资金与智力支持,同时为学生的实习和见习等提供条件,这也是四川省地理科学专业校地合作办学的成功案例。此外,还有南充市污水处理厂、青居曲流国家地质公园、凌云山国家森林公园和嘉陵江中游阶地等近郊实习基地;乐山—峨眉山地区的部门地理野外实习基地,成都—西安—延安地区的区域地理野外实习基地;以南充市5所中学为核心,辐射四川盆地的广安、绵阳、广元、巴中、达州、德阳、乐山、眉山、内江、南充、遂宁和雅安等12个地市的70余所中学地理教育实习基地。
二、主要优势特色
教师教育是师范院校固有的优势和特色。作为四川省属重点师范大学,西华师范大学是四川省教育师资培养的重要基地,历来把师范专业特色建设作为提升办学实力的根基。地理科学是研究人类赖以生存的地球表层自然、人文各要素相互作用及其时空变化规律的科学,是自然科学和社会科学的交叉学科,具有区域性、综合性、实践性和应用性等特征。学科特征要求地理科学专业教育必须重视“厚基础”、“强实践”。
1.负重自强、铸魂励教,矢志不渝为基础教育服务
要想成为一名优秀的地理教师,必须具备厚实的专业基础知识和扎实的教育教学功底,必须能够结合实际、灵活自如地将专业知识应用到教学一线。课程与课堂教学是专业知识传授和人才培养的重要途径。西华师范大学地理科学专业最新的人才培养方案于2008年修订、实施。为了增强学生的专业基础知识,新方案将各部门自然地理学单独设课,并开设天文学概论、旅游地理学、文化地理学、城市地理学、灾害地理学、数字地球导论、综合自然地理学、区域经济学、环境地理学、环境影响评价、水土保持学、土地资源调查、土地利用规划、资源与环境经济学、土地法学、房地产估价、可持续发展导论等与中学地理教育和资源、环境与发展问题紧密联系的选修课程。为了夯实学生的教育教学功底,新方案除开设教育学、心理学、普通话、书法和地理学科教学论外,还增设乡土地理教学与研究、地理素描与三板艺术、地理活动与地理教学、中学地理微格教学、中学地理新课程改革、地理教学技能训练等地理教师教育课程,还组织
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编写《地理科学专业学生必读》供学生查阅拓展阅读书目、地理学人风采、专业期刊网站、报考研究生及地理教师职业发展等相关信息。
为了引导学生养成良好的学习风气,除了落实新生入学教育、教学督导制、学生信息员制、期中教学检查和严格考试纪律等常规管理外,还组织大一、大二学生固定时间、固定教室上自习。大一学生参加手工绘图技能比赛,大二学生参加自然地理野外调研报告比赛,大三学生参加课堂教学技能比赛,所有学生选择性参加数字测图技能比赛、gis软件操作与二次开发技能比赛、遥感专题应用技能比赛、城市规划软件操作技能比赛、autocad软件操作技能比赛、土地资源开发利用与设计比赛等,通过各种比赛提高学生的综合素质和专业核心竞争力。为了促进学生将专业知识应用到教学一线,除了选派中青年教师到中学挂职锻炼、评聘基础教育兼职教师外,还定期邀请基础教育一线名师如四川省教科所张白峡教研员、南充高中何从春高级教师、南部中学赵海特级教师、德阳二中饶萍教师(第五届全国优秀中学地理教育工作者)等给学生讲授示范课,还定期将学生带到南充市5所中学去参加教研活动、听公开课、评阅试卷等,还选派优秀本科生去顶岗实习或参加中学地理教师置换培训项目等,通过“请进来、走出去”真刀真枪地磨炼学生的教育教学能力。
2.校地合作、科研强化,千方百计培养学生实践创新能力
要想成为一名优秀的地理学人,必须具备丰硕的实践经验、敏锐的学术思维和强烈的创新欲望。实验实践教学是培养学生理论联系实际,学会发现问题、分析问题和解决问题,拓展知识面、提升综合素质和激发创新意识的重要途径,也是地理科学专业教育必须高度重视的关键环节。西华师范大学地理科学专业已建立起由基础到综合、由验证到设计、由设计到创新,“基础验证实验—综合设计实验—创新探究实验”逐步推进,“实验—实训—实习”互为补充,“课内—课外、校内—校外、教学—科研”互相结合,理论教学和实验教学融为一体、课程教学与科学研究融为一体、专业教育与择业教育融为一体的新型实验实践教学体系(如图1所示)。必修课非独立设课实验实践均有严谨的教学大纲及配套讲义,非独立设课实验实践占总学时9.9%;一些技术性或应用性较强的课程,如计算机地图制图、测量与地图学、地理信息系统和遥感等,特别重视综合性、设计性和探究性实验,占其实验实践学时85.0%;近郊乡土地理实习、乐山—峨眉山部门地理实习、成都—西安—延安区域地理实习、地理教研论文写作等,独立设课实验实践占总学时20.3%。
作为地处非中心城市的地方性师范大学,西华师范大学建校65年来历经两次分合、七易校名,学校建设发展深受无区位优势、队伍不稳和投入有限等问题的困扰与制约,但西华师大人一直秉承团结一致、毫不气馁、孜孜以求、积极作为的优良传统。地理科学专业教师承蒙社会厚爱及董事会成员单位支持,已在嘉陵江中游、川东北地区、川中丘陵区、四川盆周山区的土地利用与保护、城市与区域经济、自然灾害与风险管理、数字地貌与环境信息等领域主持或承担200余项服务地方经济、社会发展的应用型科研项目。教师以身作则,将专业知识应用到生产实践,激发学生更加热爱所学专业。利用教师项目较多优势,鼓励学生参与地图数字化与专题制图、空间数据库建设与维护、遥感图像解译、地理信息系统开发、区域综合调查、大比例尺数字化测图等工作,通过科研工作磨炼学生的实践能力、激活学生的学术思维、点燃学生的创新热情、增强学生的社会适应能力等。学生结合科研工作申请大学生创新科研项目、发表科研论文和撰写毕业论文等成效显著,广泛涉猎土地利用评价、旅游资源开发、地质遗迹保护、生态环境评价、区位优势分析、教育教学改革等领域。
关键词: 土地资源管理专业培养方案修订与改革
一、我校土地资源管理专业培养方案修订的意义
我校的土地资源管理专业是由原来的房地产经营与管理专业演变而来的,房地产经营与管理专业在1993年开始招收本科生,当时在房地产专业领域有“五朵金花”之称,在全国处于领先地位。我校土地资源管理专业是在2001年才开始招收本科生,目前在校生达300多人,已有毕业生近千人。尽管土地资源管理专业培养方案进行了几次调整,但仍存在人才培养目标不明确、特色不鲜明、优势不突出等问题,因此,进一步探索土地资源专业课程体系的设置,既突出我校的专业特色、满足社会对人才的需求,又符合土地资源管理专业学科委员会对土地资源管理专业的课程设置要求非常有必要。现在又面临新一轮教学计划的调整,该课题的研究将为新一轮教学计划的调整提供一套切实可行的方案,有力推动我校的教学改革。
二、各高校土地资源管理专业课程体系现状
据不完全统计,全国已有60多所高校开设了土地资源管理专业。由于不同高校土地资源管理专业发展背景不同,各类院校在专业定位和人才培养目标上各有侧重,但大致可分为偏重技术型人才培养和偏重管理型人才培养两大类。其中农业类、经济类院校多偏重于管理型人才培养;理工类、地质类院校多偏重于技术型人才培养。
(一)各高校土地资源管理专业课程体系设置现状
1.中国地质大学
中国地质大学的土地资源管理专业培养方案中课程体系的基本结构为“公共基础课―专业基础课―专业主干课―实践必修课―选修课”的分段组合模式,构建了公共基础类课程模块、土地资源类课程模块、信息技术类课程模块、土地经济类课程模块、工程技术类课程模块和土地管理类课程模块六大课程模块。
土地资源类课程模块课程设置有:土地资源学、土壤学、景观生态学、土地评价等课程。
信息技术类课程模块课程设置有:土地信息系统、测量学、土地资源遥感、GIS原理与应用、GPS原理与应用等。
土地经济类课程模块课程设置有:土地经济学、不动产估价、房地产开发与经营、城市土地经济学、物业管理等。
工程技术类课程模块课程设置有:地籍测量、农田水利、土地利用规划和土地整理复垦等。
土地管理类课程模块课程设置有:土地管理概论、地政学、土地政策与法规、地籍管理和国土资源管理学等。
2.中国人民大学
中国人民大学的土地资源管理专业课程设置如下:
主干学科:公共管理学、应用经济学。
主要课程:微观经济学、宏观经济学、管理学原理、公共管理学、管理信息系统、公共政策、城市经济学、城市经营与管理、城市规划、不动产管理概论、不动产经济学、房地产开发与经营、房地产市场营销、不动产估价、不动产政策与法规、不动产投资分析、不动产金融、不动产市场分析、土地资源管理、土地利用规划、土地行政学、土地资源评价、土地信息系统、土地政策与评价、地籍管理、统计学、测量学。
3.广西师范学院
广西师范学院的土地资源管理专业课程设置如下:
专业必修课程:土地管理学、土地经济学、土地法学、土地资源学、土地规划学、土地信息系统、土地利用管理、地籍管理学、不动产评估。
专业必选课程:西方经济学、管理学、自然地理学、地图学、测量学、地籍与房产测量、遥感概论。
专业选修课程分为土地资源管理、房地产经营与管理、不动产评估和资源环境管理四个方向。(1)土地资源管理方向的专业选修课程:土地行政管理、土地整理与耕地保护、数据库技术、地图制图技术、专业软件操作及应用、城镇规划、土地可持续利用;(2)房地产经营与管理方向的专业选修课程:建筑识图与房屋构造、房地产投资分析、房地产营销与策划、物业管理、房地产开发与经营、房地产市场学;(3)不动产评估方向的专业选修课程:房地产开发经营与管理、房地产估价理论与方法、房地产基本制度与政策、房地产估价实例分析、资产评估学、建筑工程概论;(4)资源环境管理方向的专业选修课程:可持续发展引论、环境学概论、土壤地理学、矿产资源管理、资源环境经济学、区域分析与规划。
实践类课程:测量学实习、地籍与房产测量实习、地图学实习、设计、土地资源学实习、地籍管理实习与设计、土地规划学设计、不动产评估实习、土地信息系统设计、毕业论文、综合实习。
4.山东农业大学
山东农业大学的土地资源管理专业课程设置如下:
主干学科:土地资源学、土地管理学、土地规划学、土地经济学。
主要课程:管理学原理、地学基础、地籍测量、土地资源学、土地资源调查、土地制图学、土地制图技术、土地信息系统、土地资源评价、土地管理学、土地政策与法规、土地经济学、土地利用工程、土地规划、水资源与农田水利、不动产评估、测量学计算机应用、专业英语、应用写作。
(二)启示与借鉴
从各高校土地资源管理专业的课程体系设置来看,各高校的课程设置都是根据自己的特点和优势设置课程,没有统一的课程体系,因此培养方案的修订关键是发挥自己的优势和特色。
三、我校土地资源管理专业培养方案修订与改革思路
经过与专家、教师、已毕业学生及在校学生研讨,我校的土地资源管理专业培养方案修订与改革思路确定为:突出自己的优势与特色,为首都服务。根据该思路,制定了2008版我校土地资源管理专业的培养方案。要点如下:
(一)人才培养目标的定位
本专业培养为首都经济服务,掌握城市土地管理、房地产管理等相关基础知识和专业技能,能够从事土地管理、土地利用规划、房地产开发经营管理、房地产项目投资分析、房地产市场研究、物业管理等相关工作的能力强、素质高,富有创新精神的应用型、复合型高级专门人才。
(二)课程体系的修订与改革特点
1.专业特色
以土地管理为专业基础,以房地产经营管理为专业特色,突出城市土地开发与利用,结合房地产业运作结点,将知识体系、课程体系、产业运作体系和就业岗位体系相互贯通。
2.人才培养特色
倡导理论联系实际,使课程设置与就业充分链接;通过案例教学和实践教学,强化专业技能的训练;通过考察、实习、实验课等环节,整合专业知识并与操作实践紧密衔接。
3.课程特色
本专业包含“土地资源管理模块”、“房地产开发经营模块”、“城市经济与管理模块”和“工程与技术”四大课程模块,四大模块都设置了基础性课程和专业性较强的深化课程,既考虑了课程设置的规范化要求,同时又强化了房地产经营管理的专业特色与优势。
(三)我校土地资源管理专业培养方案课程体系
2008年起新实施的土地资源主要培养方案课程体系由“公共基础课、学科基础课、专业课、专业选修课、通选课、实践教学”组成。
其中,学科基础课有:经济学原理、会计学、公共经济学、管理学、管理信息系统、财务管理学、经济法、市场营销学、统计学、城市经济学。
专业课有:土地资源学、土地经济学、土地管理学、房地产开发经营、住宅经济学、房地产金融、房地产估价理论与方法、土地利用规划学、地籍管理、土地信息系统、物业管理理论与实务。
专业选修课:城市规划与管理、资源与环境经济学、城市生态学、房地产投资分析、建筑工程识图与应用、北京城市规划理论与实践、遥感技术概论、不动产制度分析、房地产市场理论与实务、建筑工程概论、房地产企业融资筹划、国外不动产理论与实践(双语)、房地产信息管理与应用、城市管理制度与政策、房地产估价案例、城郊土地流转与管理、智能建筑管理、房地产税收、城市基础设施经营管理、房地产策划案例、建筑工程造价。
该课程体系凸显了“土地资源管理”、“房地产开发经营”、“城市经济与管理”和“工程与技术”四大课程模块,既考虑了土地专业管理专业课程设置的规范化要求,同时又强化了我校房地产经营管理的专业特色与优势。
“土地资源管理”模块的主要课程有:土地资源学、土地经济学、土地管理学土地利用规划学、地籍管理、土地信息系统、城郊土地流转与管理。
“房地产开发经营”模块的主要课程有:房地产开发经营、住宅经济学、房地产金融、房地产估价理论与方法、房地产投资分析、不动产制度分析、房地产市场理论与实务、房地产企业融资筹划、国外不动产理论与实践、房地产信息管理与应用、房地产税收、房地产估价案例、房地产策划案例。
“城市经济与管理”模块的主要课程有:城市经济学、城市规划与管理、资源与环境经济学、城市生态学、北京城市规划理论与实践、城市管理制度与政策、城市基础设施经营管理。
“工程与技术”模块的主要课程有:建筑工程识图与应用、遥感技术概论、建筑工程概论、建筑工程造价、智能建筑管理。
通过这次课程体系调整,更加明确了我校土地资源管理专业定位和专业特色,既贯彻了2004年全国土地资源管理院长系主任联谊会会议精神,把土地资源学、土地经济学、土地利用规划学、地籍管理、不动产估价和土地信息系统6门课程作为核心课程,又体现了我校房地产经营管理的鲜明特色;进行了课程体系的优化,使课程的先后顺序更加合理;为学生自由发展提供了较大空间,专业选修课给出了46学分的课程,学生在其中选购30学分即可;重视实践教学,增加了实践环节,增设了实操性很强的一些课程,如房地产企业融资筹划房地产估价案例、房地产策划案例等。
参考文献:
[1]周伟等.土地资源管理专业培养方案修订与特点[J].中国地质教育,2004,(4).
[2]王永东等.构建土地资源管理专业新型复合型人才培养体系的探索[J].中国农业教育,2007,(3).
[3]袁春等.土地资源管理专业实践教学体系改革研究[J].中国地质教育,2007,(1).
关键词 防震减灾 遥感地质学 教学改革
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.12.045
Abstract The article elaborate the of teaching content reform through updating instruction content, establishing scientific content system of earthquake prevention and disaster reduction, reforming the experimental teaching system and experimental teaching content. This paper also propose to improve teaching methods by the implementation of heuristic teaching, using computer network technology platform, diversified evaluation methods.
Keywords earthquake prevention and disaster reduction; remote sensing geology; teaching reform
0 引言
防目萍佳г菏侵泄仅有的以防灾减灾高等教育为主的新升本科院校,学院2008年开设地质学专业,该专业于2012通过教育部本科专业合格评估。地质学专业是我院培养防御地震与地质灾害专门技术人才,以防震减灾为特色的专业。“遥感地质学”是一门将遥感技术与地球科学结合在一起的应用性很强的课程。①目前国内各地质类院校纷纷开设了此课程,教学内容由遥感原理理解、遥感图像分析和遥感应用三部分组成,学院自2010年开设“遥感地质学”课程以来,教学内容设置和其它地学院校毫无差异,没有突出防震减灾专业特色。为防震减灾类专业设置的遥感地质学课程,它的教学内容和重点都应该和其它院校的该课程有所区别,要求学生不仅要掌握遥感技术的基本知识以及遥感技术在基础地质中应用,还要求学生深入地了解遥感技术在防震减灾方面的应用,包括利用卫星遥感影像对活动构造与地震构造的解译识别,利用红外遥感、InSAR在地震监测的应用以及高分辨率遥感数据的地震灾害应急和快速评估。遥感地质学作为防震减灾类专业的一门专业必修课,在对学生的培养中起着至关重要的作用,其教学内容和教学方法也需要在传统遥感地质学教学上有所改进,才能适应防震减灾类专业人才培养的需要。
本文将从教学内容、教学方法和手段等几个方面入手,并结合我院实际情况来阐述防震减灾类专业遥感地质学教学改革的总体思路。
1 教学内容改革
1.1 与时俱进更新教学内容
教材是知识系统性的总结,也是教师进行教学的基本材料。表1统计了我国20世纪80年代该门课的教材出版情况,从表1可看出专业教材的出版周期较长,而遥感技术发展速度非常快,在地质学中的应用也向立体化、多层次、多角度、全方位和全天候方向发展,从而使教材中的内容具有明显的滞后性,很多最前沿的新技术方法和新知识应用案例没有实时写入教材。学院2010年开设遥感地质学课程以来,根据当时教材出版情况,选用1994年朱亮璞编写的遥感地质学。随着20多年遥感的快速发展,特别是进入21世纪后,高分辨率卫星的频繁发射,出现了多种类型的高精度遥感数据以及相应配套的数据处理软件和方法,致使教材中的第三章遥感图像类型和特性和第四章遥感图像处理都明显不适用于直接教学,需要教师查阅资料补充教学。2015年底遥感地质学作为校级重点课程来建设,通过课题组老师的商议决定从2016学年开始更换为最新出版的2013年田淑芳主编的遥感地质学。即使是更换了新教材,随着航空业的发展,每年都新增不少类型的遥感数据、处理方法及新的应用,需要授课老师与时俱进地更新教学内容才能取得更好的教学效果。
1.2 科学构架以防震减灾为特色的教学内容
由于防灾科技学院地质学发展的历史较短,没有专供防震减灾专业使用的《遥感地质学》教材,前几年的课堂教学也基本按照教材的前八章来讲授,没有突出防震减灾的特色教学内容。因此今后的教学应从国内外遥感技术在防震减灾应用相关的重要的学术期刊、研究项目等参考资料中精选出遥感图像分析和遥感应用两部分教学内容,从而构建出服务于防震减灾专业的科学合理的遥感地质学课程体系和教学内容。引导学生课下时间主动查阅在防震减灾研究领域中遥感技术应用的相关资料和文献实例,开阔学生的视野,培养学生自我查阅资料的能力和学习的主动性,从而提高学生的综合素质。并以“宽口径、厚基础、重素质”为原则,选取能够激发学生独立思考能力、解决实际问题和创新能力的地震遥感发展前沿动态的教学素材,倡导学生以多种形式参与讨论与防震减灾相关遥感地质学问题。
1.3 改革实验教学体系和实验教学内容
实验教学是遥感地质课程教学的重要组成部分,也是学生实践技能培养的关键环节,②通过实验教学环节,使学生们真正掌握应用遥感技术解决地学问题的工作原理、方式和流程等。我院地质学专业从2010年开设“遥感地质学”课程,2013年建成地貌第四纪与遥感实验室,同年秋季学期开设遥感地质学实验教学内容,实验项目是参照其他院校同类课程所开设的,现阶段教学体系只包括10学时的实践课,内容包括立体镜的使用(1学时)、典型航片的地貌解译(1学时)、ENVI软件的使用(4学时)、岩性和断裂的解译(4学时)。由于没有结合本校的地质学专业服务于地震行业的特色与学生的实际和社会需求来进行,因此实验教学的效果不佳。2016学年课题组重新修订教学大纲,实验学时由现阶段的10学时增加到16学时,在原有的实验内容上了增加利用卫星遥感影像对活动构造与地震构造的解译识别(2学时),利用红外遥感、InSAR在地震监测的应用(2学时),高分辨率遥感数据的震害调查、应急和快速评估(2学时)。
2 教学方法和手段改革
教学内容是选择教学方法和手段的依据,遥感地质学课程教学内容集传统理论文字知识和大量现代遥感图像为一体,针对理论文字进行阐述应选用传统教学方法,而针对现代遥感数据应用于防震减灾专业则需要采用现代教育技术。因此该课程教学过程中需传统教学方法和现代教育技术两者互相结合,互相补充。
2.1 创设问题情境,实施启发式教学
教师应在课堂中采用讲授法和师生专题研讨法来改变传统的填鸭式教学,为了实施启发性教学,教师在课程的不同阶段创造性地设计一些学生力所能及的问题,激发学生的学习积极性。例如在讲第二章遥感物理基础时可以提出“遥感图像上的颜色和地物是一一对应关系吗?”“为什么?”这种开放性的问题,可以激发学生的想象,让学生从遥感的基本原理去思考问题。实践证明学生都能基本抓到问题的要点,最后将不同章节的内容联系起来,回答了这个问题学生就能把第四节地物波谱特征、第三节遥感常用波段设置和第五节遥感图像色彩三节内容有机的联系在一起。理解这三者的关系也就为后面遥感目视解译打下基础,在后续的遥感解译中学生就能轻松掌握遥感影像上地物的颜色不仅和地物自身的性质有关也和所选数据的波段有关,通过这种创造性的设置问题,大大提高了教学效率。
2.2 利用计算机网络技术平台,丰富教学手段
随着现代网络科技的快速发展,应利用多媒体与现代动画技术相结合来进行遥感地质学课程教学。针对遥感地质学中的遥感理论部分的重点和难点在教学方案设计时除了利用多媒体技术图文并茂地进行讲解外还可采用现代动画技术进行展现;针对遥感在地质上应用部分,应设计与理论教学内容相匹配的计算机解译分析专题,取代当前简易的纸质卫星影像的手工解译。应利用一些免费的高分辨率卫星图片例如Google Earth来获取教学数据,同时收集与活动断层研究、地震震害评估、区域调查及地震预报中发挥重要作用相关的遥感地质学教W信息。计算机网络技术是丰富教学内容的主要手段,也是提高学生对具有防震减灾特色遥感地质学的兴趣和加深学生对地质现象理解的重要途径。
2.3 实施多元化考核方式,合理分配考核权重
以转变观念为先导,树立以就业为导向、以能力和素质考核为中心的课程考核观念,全面考核学生的能力和素质,突出能力本位,真实反映学生应用能力的培养水平。③遥感地质学是一门理论与实验相并重的课程,理论是基础,实验是重点,传统的卷面考试对理论内容部分考核效果较好,而实验部分笔试却很难考核出学生对知识的掌握能力,需要加强学生的动手能力的考核。因此,在课程考核方面,考虑从原来的单一的理论考核转变到采取“平时成绩30%+实验技能30%+期末考试40%”相结合,在考试内容上注重基础理论和能力的结合。通过实施多元化考核方式,以考核促教学,形成“教、学、考”的有机互动,从而达到更好的教学效果。
3 结束语
遥感地质学作为防震减灾专业的专业必修课程,需要全面深入地进行教学体系改革,其内容应实时更新并突出防震减灾特色,同时应加强实验教学和建立完善的实验教学体系。此外通过教学方法与手段改革,高清晰度的航片卫片资料的使用,激发学生对遥感技术理论学习的兴趣,自主地参与各个教学环节,改变考核方式使学生更加重视培养空间思考能力和实际操作能力,为今后从事地震监测预测和应急救援工作打下坚实的基础。
防灾科技学院2016年度院级教研项目:地质学专业活动构造遥感信息分析实践模块建设研究(JY2016B01)和防灾科技学院第九批重点建设课程项目共同资助
注释
① 张雷,张学娟,柳波.石油特色专业《遥感地质学》课程的教学改革思路浅析[J].赤峰学院学报:自然科学版,2012(22):232-233.
[关键词]遥感 教学改革 教学内容 教学方式 实践教学 慕课
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)10-0108-02
遥感是20世纪70年展起来的空间对地观测技术,已在土地管理、城乡规划、农业、林业、环境监测、水文气象、地质地理等方面得到了广泛应用。[1] [2]近年来遥感技术的长足发展使得社会对遥感人才的需求量和专业素质的要求日益提升。目前国内已有170余所高校设置了遥感类本科课程[3],其中“遥感原理与应用”已成为地学及测绘专业的核心课程之一。笔者结合地理信息科学专业“遥感原理与应用”多年的教学实践对教学内容、方法及实践环节的改革进行初步探讨。
一、现阶段教学中存在的问题
纵观目前高校的遥感基础课程教学,主要存在以下几点问题:(1)教学内容陈旧,仅注重基础性和理论性,对实际应用和学术前沿关注不够;(2)教学方法有待改进,“满堂灌”的授课方式只注重“教”而轻视了“学”,学生缺乏学习兴趣,教学效果不佳;(3)实验环节薄弱,学生得不到充分训练,基本技能和综合素质有待提高。这些问题在“遥感原理与应用”课程中也同样存在。
二、改革措施
(一)在教学内容安排上兼顾基础性和前沿性
目前,有关遥感基础知识或基本技能方面的教材很多,其中以《遥感导论》(梅安新主编)、《遥感概论》(彭望f主编)、《遥感数字图像处理教程》(韦玉春主编)和《遥感应用分析原理与方法》(赵英时主编)等教材的应用较为普遍。各种教材内容和重点不一,因此根据教学目的和学生实际,选择适合的教材和教法尤为重要。笔者选择《遥感导论》作为主教材,以《遥感数字图像处理教程》为辅助教材,从中选取部分内容进行重新组合和梳理,安排了如下的教学内容:1.遥感基础知识,包括遥感基本概念、传感器、遥感类型、电磁辐射基础; 2.遥感图像处理,包括遥感大气校正、几何校正、影像裁剪、影像增强、影像分类;3.遥感信息提取,包括常用植被指数、一阶和二阶纹理参数的提取,以及基于提取的遥感指标进行植被覆盖度、植被叶面积指数的定量估算;4.综合应用训练,包括使用常用遥感影像处理软件ENVI和ERDAS进行特定研究区土地利用类型的分类、植被结构参数的提取以及水体叶绿素含量的估算等。同时,遥感学科的发展日新月异,为了让学生及时了解遥感领域的最新发展动态,笔者在教案设计上注意引用一些国外优秀教材,如John A.Richards编写的Remote Sensing Digital Image Analysis、Canada Centre for Remote Sensing编写的Fundamentals of Remote Sensing等,并精选若干国内外学术文献,如《遥感学报》、《地理学报》、《Remote Sensing of Environment》等专业顶级期刊经典文献供学生课后阅读。实践证明,这一做法不仅能有效提升教学内容的现势性,也能激发学生进一步探索遥感领域的兴趣。
(二)教学方法上结合案例教学法,使学生变被动学习为主动学习
传统的教学方式以教授为主,往往只注重“教”而轻视了“学”。针对“遥感原理与应用”课程理论性强、内容抽象的特点,笔者尝试采用“互动式教学法”和“案例教学法”。在处理教学难点时,通过设计疑问,让学生分组讨论,笔者及时点评,改变了传统的教师“一言堂”的做法,强化师生互动。笔者根据学生的问题反馈进一步深入引导,有效化解了教学难度,并调动了学生的学习主动性。如辐射传输过程比较抽象,笔者在讲解时并非围绕教材上的公式推导,而是以日常生活中的拍相片为例,引导学生理解一张相片的质量受到哪些因素的影响。通过合理设问,或者让学生提问,可轻松解决教学难点,学生也反映很容易理解。在进行遥感软件应用教学时主要采用“案例教学法”。可选取一些具有代表性、典型性、实时性的案例进行讲解和分析,或者引导学生运用所学理论对案例进行分析和讨论,以加深和巩固理论知识并学会灵活运用,培养学生分析问题和解决问题能力。[4]例如,基于遥感影像的南方丘陵植被叶面积指数反演、林地水土保持植被三维绿量估算、南京市土地利用时空演变分析、南京市林地植被覆盖度信息提取及太湖叶绿素浓度适时监测等案例,都涉及多个理论知识点,学生从中加深对理论的认识,并自觉地在脑海中实现对知识的构建和对技术应用的了解。笔者发现,案例教学法从实际问题出发,通过一系列问题导向的推理或操作,巩固了诸多知识点,并让学生练习了相关的遥感技能。这一方法打破了教材中的知识体系分割,让学生在最终完成任务后体验到一种学习成就感,教学效果很好。
(三)优化实践教学体系以锤炼学生专业硬功夫
本科阶段“遥感原理与应用”课程中实践教学体系主要包括验证性实验、综合性实验和设计性实验三类。其中验证性实验主要是对基本原理和基本方法的验证,以帮助学生理解课程的基本知识和培养学生的基本技能。如典型地物光谱的测试、遥感影像投影转换、大气校正、几何校正、图像融合、图像的增强处理、遥感影像分类等,使学生初步掌握和熟悉常用遥感图像处理软件的运行环境、操作方法及其功能,提高学生动手能力。综合性实验则是将相关的实验内容有机结合,例如遥感反演林地叶面积指数的实验,基于区域SPOT影像,首先进行大气校正、几何校正等预处理,然后与野外实测的林地叶面积指数样方中心点的矢量图层叠加,建立基于点的感兴趣区,进而提取以实测点为中心,一定范围(如10m)缓冲区内的各波段反射率均值,计算几种植被指数,并用植被指数与实测叶面积指数建立关系模型,用该模型反演研究区林地叶面积指数。综合性实验通常可结合学生的毕业论文进行。设计性实验带有一定的研究性和探索性,一般由教师给定题目和要求,学生3-5人组成一个兴趣小组来共同完成。教师在实验方案的选取、专业文献的阅读等环节给予指导性意见,细节问题由学生把握。如要求学生利用ERDAS软件完成一幅1 / 5万的某市土地利用现状专题地图,教师布置这一任务,明确完成时间和要求,可放手让学生去做,学生有问题则及时解答。设计性实验给学生留有较大的自主空间,可培养学生的科研能力及团队合作精神,对于创新型和应用型人才培养十分必要。这三类实验由浅入深,有步骤地提升学生的遥感应用能力。笔者在实践教学初始阶段就给学生布置设计性、综合性实验任务,较之传统的“填鸭式”讲解,这样带着目标的研讨式学习更能有效激发学生的学习兴趣和潜力,能达到事半功倍的效果。
(四)迎接“慕课”时代,实现网络资源共享
“慕课(MOOCs)”发端于美国,是“大规模公开在线课程”的简称,具有规模大、无时空限制、开放性、可重复性、互动性、娱乐性等特点。[5]“慕课”是新近涌现出来的一种在线学习模式,是一种将分散的授课者和学习者通过某一个共同的话题联系起来的方法,上课的时间、地点不受限制,无论你身在何处,只需要一台电脑和网络联接即可享受到世界一流大学的一流课程。慕课尊崇创用共享协议,24小时全天开放,凡是想学习的,都可以随时随地进来,因此受众非常广泛。[6]“慕课”不同于以往的网络公开课,其视频课程被切割成数分钟甚至更小的“微课程”,不在“大而全”,而在“小而精”,为新媒体迅速而广泛的传播提供了便利。“慕课”启发了网络时代全新的教学模式――线上(课外)学习与线下(课堂内)探究相结合的“混合教学”模式。“慕课”平台有望整合全球的教学资源并共享之,教师甚至可以自行开发类似于“慕课”的小视频,主要侧重理论知识的传授。“慕课”视频可代替课堂讲授,其明显的优势就是“可重复性”,所有的课程都可以重复学习,学生可根据自己的学习进度选择回放或快进。“慕课”的核心在于“学”,强调以“学”为本的教学价值取向。[7]“慕课”正在全球引发一场“学习的革命”,也激起了专业教学领域广泛的讨论。处于教学一线的教师们应把握时机,顺应时代潮流,充分利用“慕课”平台,开发建设高质量在线课程,最大限度地分享全球优质教学资源,为“遥感原理与应用”课程教学模式的创新注入新的活力。
三、结语
遥感是一门技术更新很快的应用型学科,对人才数量和质量的需求都不断上升。高校遥感教学也应适应本专业的快速发展及社会需求,培养出创新能力强、综合素质高的应用型人才。本文结合笔者的专业教学实际从教学内容、教学方法及实践应用等环节对“遥感原理与应用”课程的改革进行了探索,提出兼顾教学内容的基础性和前沿性、采用案例教学法和互动式教学、优化实践教学体系、迎接“慕课”时代等教学改革措施,对于优化遥感课程教学模式、激发学生专业学习兴趣并全方位锻炼学生综合素养具有积极意义。
[ 注 释 ]
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【关键词】创新能力 培养 地方院校 地理科学专业 实践教学
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2013)12C-0031-03
在国际竞争日趋激烈的今天,加强大学生创新实践能力的培养,对国家、地方、高校以及大学生个人都极其重要。国外许多高校通过组织学生全面参与科研等方式进行研究型创新实践学习,培养创造性人才。我国许多高校也正在大力推动本科生加强科研活动,开展实验调查等,以促进大学生创新实践能力培养。然而,目前我国地方高校数量占全国高校总体的大部分,它们与重点研究型高校相比,在为学生提供的科研项目、资金及科研平台及实验设施等方面还存在明显差距。这必然要求地方高校在培养学生创新实践能力方面,必须努力寻找与本地区、本校情况相适应的因地制宜的创新途径。而探索有效的创新实践教学途径则是地方高校弥补不足的最重要方式。创新能力就是推陈出新的能力,具体是指人们运用知识和理论,在科学、艺术、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论和新方法的能力。本文以贵州省凯里学院为例,探索如何构建实践教学体系,培养学生的创新实践能力。
一、地理科学专业加强创新实践能力培养的意义
《中华人民共和国高等教育法》明确规定,高等教育的基本任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。创新教育是以培养人的创新精神和创新能力为基本价值取向的教育,其核心是研究和解决人的创新精神和实践能力的培养问题。吴传钧院士认为,地理科学是一门研究地球表层自然要素与人文要素的交互关系与作用的科学。地理科学作为一门综合性专业,已经在社会经济多领域发挥重要作用,其人才培养目标已经不仅是为中学基础教育培养合格的地理学科教师。地理科学研究对象的综合性还决定了实践教学是地理创新实践能力培养的重要途径。因此,加强地理专业学生创新实践能力的培养,不仅可促使学生深刻理解地理环境事物发展与演变规律、人地关系地域系统结构等知识,还对培养地理科学专业学生成为创新型人才,为国家构建战略创新体系提供支持具有重要基础意义。
二、地方院校创新实践能力培养面临的困境
凯里学院作为地方新建本科院校,因其建设时间较短,在学科建设方面与国内许多高校相比,还存在多方面的不足,在建立培养学生创新实践能力的机制方面还面临许多困难。
从凯里学院内部因素来看,存在以下几方面不足:师资队伍不完备,整体教学与科研队伍水平不高;实践、实验教学设施不完备,考核评价体系不完善,激励等管理体制不健全;实验实践基地数量少,资源整合利用度低,没有充分发挥实践实验设施、基地的效能;实践教学方法还存在不足,对促进创造性和创新思维发展的方法还较少。
从凯里学院所处区域环境看,存在以下几个方面的劣势:区域经济落后,地方财政资金支持力度小;生源质量不突出,教育资源整体匮乏;地处西部山区,地理区位条件差,对高级人才吸引力弱;当地社会企业数量少、层次低,对高校实践支持力度弱,能提供校外实习基地数量少,产学研实践平台层次与水平低。
目前,凯里学院在培养学生创新实践能力过程中,在人才创新培养的实践教学体系的优化设计,因地制宜地构建合理的创新实践教学体系与方案、高效的管理制度、评价考核体系等方面都亟待提高,并且还面临着资金不足等问题。因此,努力探索、研究适宜本地院校的创新能力培养实践教学体系,是培养出优秀的具有创新能力的高素质人才的重要途径,对于促进地方、国家的经济发展等也具有重要意义。
三、构建培养创新能力的地理科学专业实践教学课程体系
目前,不少学者进行了地理科学专业实践课程体系的构建。例如,朱爱琴对地理科学专业的实践教学提出了地理过程实验模块、地理教育实践模块、地理应用实践模块、地理技术实践模块。
1986年钱学森提出,地理学应当是与自然科学、社会科学、数学科学等并列的大科学体系,故称“地理科学”。它可分为三个层次,即基础理论层次(基础科学)、技术理论层次(技术科学)、技术层次(工程科学)。杨开忠认为科学体系应是客观存在的科学研究分工和协作发展的系统反映,并总结和概括出地理科学体系包括地理科学哲学、基础地理科学、应用地理科学和技术地理科学四个层次。构建创新实践能力培养的地理科学专业实践教学课程体系也应该是以科学的地理科学体系为基础。本文以钱学森、杨开忠等人构建的地理学学科体系为基础,根据凯里学院地理科学专业实践课程体系的实际情况,进行实践教学体系的构建,将其分为地理科学基础实践课体系、地理科学应用实践课体系、地理技术实践课程体系、地理科学综合创新实践课程体系。
(一)地理科学基础实践课程体系。主要是通过地理科学专业课程的实验、实践去深刻认识地球表层,理解人地相互作用关系及过程。包括核心基础实践课程与基础实践课程。
核心基础课程有地球概论、地质学基础、气象学与气候学、综合自然地理学、植物与土壤地理学、水文学与地貌学等。基础地理科学是核心基础地理科学与自然科学、社会科学的合作领域。主要有人文地理学、环境生态学、文化地理学、人口地理学等专业课程。
在基础实践课程体系中,通过设置验证性和探究性等形式,在室内、室外分别进行观察、测试、分析、考察及综合自然地理实习等实践训练,培养学生对实验操作、数据采集、分析处理等能力,并通学生自己设计实验,去分析、研究、探索出结论,促进学生在实践训练中对地理现象、地理环境客观规律、人地关系的深刻认识,培养并激发学生的科学探究能力。
(二)地理科学应用实践课程。主要是把基础地理科学的理论和方法系统地应用于解决人口、资源、环境、经济和社会问题。主要包括地质、环境、资源、生态、城市、经济、社会等领域。主要的应用实践课程有经济地理学、岩溶学及应用、区域分析与规划、旅游地理学、乡村旅游学、环境学概论、可持续发展理论、区域经济学、城市地理学、灾害地理学、生态旅游学等。
在应用实践课程体系中,主要让学生通过室内资料准备与分析,室外实地综合考察、观测、调查研究,去获得地理环境中自然要素、人文、社会、经济、环境等各方面的数据资料,运用地理科学专业知识去分析与研究地理环境中的人口、资源、环境、经济和社会的各方面及综合问题,并提出解决措施与办法的实践训练,培养学生运用地理科学专业思维分析问题与解决问题的能力。
(三)地理科学技术实践课程。技术实践课程是专门研究和开发地理科学技术手段的科学,是地理科学的技术支持系统,它包括传统地图测量技术、数学分析方法、新兴信息计算机技术与“3S”技术,是地理学与计算机、信息学、图像学、遥感、卫星等新兴技术的结合。主要技术实践课程有地图学与测量学、遥感概论、地理信息系统原理、地理学的数学方法应用、计量地理学等。
在技术实践课程体系中,主要让学生在运用计算机技术实践中,通过对地理信息系统技术、遥感技术掌握及相关软件技术运用,对数字化地图、遥感影像等资料中提供大量的地理信息数据资料,进行提取、分析运用的实践训练,以及运用数学方法对地理事物的空间规律的分析、建模的实践训练,建立认识、分析地理空间事物信息系统的新思维、新思路、新技能。
(四)地理科学综合创新实践课程。主要是地理教学技能与理念的培训实践,以及科技竞赛、科研课题、学术(毕业)论文写作等综合性创新能力训练的实践,它还是运用地理科学专业知识水平及创新实践能力的综合体现。包括教育教学实践训练、科研课题研究实践训练、学术(毕业)论文写作实践、科技竞赛实践训练等。综合实践课程有地理教学论、中学地理教学技能与教材精读、教师教学技能训练、教学见习、社会综合实践调查、学术规范与论文写作、毕业论文写作讲座等课程。
在综合创新实践课程中,主要让学生参与课程教学技能的训练与实践,通过主持或参与课题研究过程的实践及撰写学术(包括毕业论文)论文等实践训练形式,逐步培养具备良好的中学地理教学技能的能力,培养具有较强的信息处理、数据分析、研究写作等科学研究能力。
从地理科学专业创新实践教学课程体系结构可知(参见图1):基础实践课程是地理科学专业实践教学体系的基础,侧重于对自然环境特征及其演化规律认识的实践训练;应用实践课程侧重于对自然环境整体系统中的社会经济、环境等问题认识与研究的实践训练;技术实践课程侧重于培养学生运用新技术与方法进行地理科学领域进行研究的实践训练,它也是当代研究地理科学领域的重要技术手段和工具;综合创新实践课程则是综合运用地理科学专业知识进行教学技能、科学研究能力的实践训练。其中基础实践课程与应用实践课程体系在地理科学创新实践教学体系中,起着培养学生创新实践能力的基础知识铺垫作用,技术实践课程体系起着训练学生具备运用地理科学系统理论与方法、先进信息技术与数学方法进行综合实践创新的技能,综合创新实践课程体系则是训练、培养学生运用地理科学知识、理论与技术进行实践创新的能力。
图1 地理科学专业实践课程体系结构
四、地理科学专业培养学生创新能力的实践教学措施
凯里学院尽管在培养学生创新实践能力过程中面临许多困难,但也在不断向国内外优秀高校学习,努力寻求适宜的学生创新实践能力培养的途径,不断弥补不足,并根据本学院及地理科学专业的实际情况总结出以下几方面的实践教学措施。
(一)重视通识教育课程体系的建设。地理学是对自然要素与人文要素相互作用与关系及其时空规律的科学,因此地理科学专业对学生具备良好的科学与人文素质提出很高的要求。通过通识教育课程体系建设,可以使科学与人文教育的紧密结合。学生不仅可掌握所学的专业知识外,还可学习其他学科的知识,为综合创新实践能力培养打下坚实的基础。哈佛大学等世界名校对通识教育课程建设非常有特色,要求学生所学知识必须包含文、理两大领域的基础知识,通过多学科知识的结合,培养学生的综合素质和综合创新能力。因此,加强通识课程体系的建设,对促进地理科学专业学生创新实践能力的提升具有重要基础作用。
(二)打造学生参与科研实践的教学平台。地理科学专业是一门实践性、应用性很强的学科。要求学生具备很强的区域野外实地观察力、运用“3S”技术处理区域地理空间信息的能力、区域经济综合分析的能力等。通过打造建设学生参与科研实践的教学平台,促进学生在参与科研过程中去创新、设计实验过程,主动观察、分析地理科学现象,促进其创新思想与创造力的形成。
(三)重视实验室和实践基地的建设与管理。虽然凯里学院资金困难是其实验室建设面临的主要问题,但只有加强建设才能为学生提供最好的创新实践平台。在建设过程中,应该注意厉行节约、务实,集中资金优先购买急需的设备。加强对高水平实验技术人员的培育与引进,注重引进教学与实验兼具的“双师型”人才。对实验室的管理,从实验室管理制度与学校实验室资源整合等方面加强管理,充分发挥全校所有实验设备、设施的功效。
实践基地建设是地理科学专业创新实践教学的非常重要的组成部分。选择典型的、具有区域综合性强及区域特性突出的实践教学区,作为稳定野外实践教学基地,是地理科学专业实践教学必须达到的要求。凯里学院充分利用黔东南州及周边区域特色,有效地建立自然、人文景观为实习实践基地。如剑河县八郎国家地质公园、雷公山国家级自然保护区,雷山县西江千户苗寨风景区等极具区域特色的自然、人文景观作为实习基地。此外,还应积极加强校外实习基地的建设与管理,改变以前将其作为实践场所的观念,寻求与实践教学基地所在单位深入合作途径,建立校企互利机制,促进实践基地建设的稳定和持续发展。
(四)加强教师创新实践教学素质的建设。高素质创新实践人才的培养,离不开具有创造能力的教师队伍。只有教师具备地理科学专业的前沿理论以及对相关交叉学科的最新理论有深入理解,才能在教学中讲出新思路、新方法,并引领学生在科研实践中去创新、探索。当教师具有较强的创新实践能力时,才能改善自己的教学方式,开展有利于创新实践培养的教学组织形式,从而培养出具有创新实践能力的学生。
(五)建立地理科学专业实践课程的质量考核与评价体系。合理、有效的实践课程质量考核与评价体系是培养学生创新实践能力的制度保障。地理科学专业实践教学考核评价体系需要从实验室实验、野外实践基地的调查研究、教学技能训练与见习等几方面分别进行建立,从实验实践的准备、流程设计,实验实践参与过程,实践作业及教育实习效果等几个环节进行考核,其中实践作业按实验报告、实践调查报告、学术论文等形式进行评价。从学生与教师的角度分别建立考核体系,并对考核体系建立量化考核指标。
总之,高校肩负着培养学生具备创新实践能力的历史重任。虽然地方高校在培养学生创新实践能力方面还存在许多限制性因素,但只要能因地制宜制订创新实践人才培养方案,从教师队伍、实践课程体系、实验室建设与管理、实践基地建设及考核评价指标体系等方面做好创新实践基础工作,提高大学生的创新精神和实践能力,一定能建设优良的创新实践人才培养基地,为我国经济建设与发展发挥重要作用。
【参与文献】
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【基金项目】凯里学院校级教学改革与研究一般项目(JG201338)
关键词:人文地理与城乡规划专业;人才培养方案;学科与专业建设
中图分类号: G642 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2014)17-0172-03
人文地理与城乡规划专业的前身是资源环境与城乡规划管理。原资源环境与城乡规划管理专业是一门主要学习资源环境以及城镇规划、土地管理、环境检测以及地理地质等相关知识的综合性边缘学科,国内有116所高等院校开设有此专业。根据教育部于2012年9月印发的《普通高等学校本科专业目录(2012年)》,资源环境与城乡规划管理专业被拆分为两个专业,分别是自然地理与资源环境(专业代码:070502)和人文地理与城乡规划(专业代码:070503),两专业皆可授理学或管理学学士学位。
在这样的专业调整背景下,新疆农业大学立足于社会需求,结合自身学科背景和学科优势,优选和确定了人文地理与城乡规划作为今后的学科专业发展方向,如何重新构建学科专业体系,加强专业内涵建设,成为学校今后一段时间内本科专业建设工作的重中之重。
一、原专业及课程体系设置存在的问题
原资源环境与城乡规划管理专业最初设立的目的与初衷是为了将资源环境可持续发展理念贯穿于城乡规划与管理过程中,但从新疆农业大学开设多年的实际效果来看,该专业在专业定位、课程设置和学生就业诸多方面都存在着许多现实问题。
(一)专业缺乏准确定位
乍一听“资源环境与城乡规划管理”这个专业,会感觉该专业定位宽泛、培养目标囊括多个专业领域、学生就业去向定位多方向,优势体现非常明显。但正是这些“优势”导致该专业发展至今弊端和问题越来越突出,究其原因所在,就是资源环境与城乡规划管理专业培养目标难以明确、专业缺乏准确定位。
新疆农业大学“资源环境与城乡规划管理”专业业务培养目标为:培养具有地理科学、资源环境科学、管理学、经济学基本理论,具备资源环境与城乡规划管理的基本知识,设计、规划、评价、决策、策划、管理等方面的基本能力,能够在规划、环保、国土、测绘、城建等行政管理部门、科研机构与高等院校、企事业单位等相关领域从事管理、科研、教学、技术等工作,适应社会主义现代化建设需要的,德、智、体、美全面发展的高级专门人才。可见,资源环境与城乡规划管理专业定位过于宽泛,要求学生兼具地理科学、环境科学和管理科学的基本理论与实践技能,致使学生业务培养目标过于多元化,也使学校面临着专业难以准确定位、难以突出品牌特色,而学生面临着什么都需要学、却什么都学不精的尴尬困境。
(二)课程设置过于宽泛,课程体系结构不合理
如上所述,正因为“资源环境与城乡规划管理”专业口径太宽、学生业务培养目标过于多元化,导致该专业课程设置过于宽泛、课程体系结构不尽合理。该专业学生要求毕业后能够胜任规划、环保、国土、测绘、城建等行政管理部门、科研机构与高等院校、企事业单位的管理、科研、教学、技术等工作,这就要求专业课程设置需要面面俱到,包括国土资源、生态环境、城乡规划、城市管理等诸多方面,而目前惯行的本科专业(学分制)四年制难以保证如此庞大的课程体系设置,其结果只能是学生学而不精,形成专业不“专”的窘境。
新疆农业大学依托自己的学科背景,在2012级的资源环境与城乡规划管理专业人才培养计划中设定的专业主干学科为地理学、环境科学、管理科学,主要课程有自然地理学、经济地理学、自然资源概论、环境科学概论、生态学原理、资源环境经济学、城市地理学、城市规划原理、地理信息系统、环境规划与管理、环境影响评价、土地利用与规划、村镇规划、区域分析与规划、管理学原理、经济学、城市经济学、公共管理学、测量学、地理数学方法、新疆地理与旅游资源概论等。从设置的这些课程可以看出,教学内容囊括资源、环境、生态、城市、规划、管理等多方面,专业课程设置过于宽泛,杂乱无特色,重点不突出,在社会上找不到完全与之匹配的部门、行业。可见,按照“资源环境与城乡规划管理”专业业务培养目标来全方位设置课程并不符合科学发展原理与规律,也违背市场规律,课程设置应当针对市场需求与相应的行业部门,有的放矢。
(三)专业学生就业形势不乐观,人才培养与社会需求偏差较大
由于资源环境与城乡规划管理专业知识繁多而驳杂,就业前景并不理想,毕业生多从事与其专业不符的职业,据麦克斯-中国2010届大学毕业生社会需求与培养质量调查显示,资源环境与城乡规划管理专业为主要本科专业中专业对口率最低的十大专业之一,排名第八,对口率为44%。
究其原因,主要在于该专业人才培养与社会需求偏差较大。专业口径太宽,学生学的杂而不精,似乎什么都会又都不会,社会上也没有完全匹配的部门、行业,导致就业市场和各用人单位难以认可并接受资源环境与城乡规划管理专业毕业的学生。而用人单位更愿意吸纳与其完全对口的专业的学生,例如,规划部门愿意吸收城市规划、建筑学等专业的学生,环保部门愿意吸收环境工程、环境科学等环保类专业的学生,国土部门愿意吸收土地资源管理、地理信息系统、测绘等专业的学生等。泛而不精使得资源环境与城乡规划管理专业的学生与前述诸多专业的学生相比几乎毫无专业竞争优势,导致该专业学生就业形势不容乐观、专业对口率很低。新疆农业大学资源环境与城乡规划管理专业在2012年以前就多年未招生。
二、学科调整为人文地理与城乡规划新专业带来的机遇
如前所述,原资源环境与城乡规划管理专业在我国开办多年以来,各地各高校都面临着许多教学管理、学科建设、学生就业方面的困境。鉴于此,教育部于2012年颁布了《普通高等学校本科专业目录(2012)》、《普通高等学校本科专业设置管理规定》,将原资源环境与城乡规划管理专业拆分为自然地理与资源环境(专业代码:070502)和人文地理与城乡规划(专业代码:070503)两个专业。此次学科与专业调整为人文地理与城乡规划新专业的发展带来了机遇。
首先,人文地理与城乡规划专业的调整和设置,帮助该新专业明晰了专业内涵、理顺了学科关系、明确了发展方向。具体来说,就是明晰了未来城乡规划教育和实践的发展方向,使地理学科参与城乡规划实践,用地理学理论统筹指导城乡规划、建设和发展,成为了新专业的具体内涵。这正好适应了城乡规划学科的综合性和人文地理学的专业性发展趋势,也使人文地理与城乡规划专业在定位上更加细化、明确,承担起了培养城乡规划专业人才的使命。
其次,人文地理与城乡规划专业的调整和设置,明确了该新专业的培养方向和教育目标,使得其人才培养的专业性和针对性都较强。各高校可以根据自身的学科背景与优势,优选特色方向,显得更具灵活性和自主性,新疆农业大学就优选和确定了人文地理与城乡规划作为今后的专业发展方向,以期培养出符合社会需求的,掌握基础人文地理知识和理论的,精通基础城乡规划知识和技能的,面向城市规划管理部门、规划设计部门以及相应企事业单位的应用型专门人才。在新专业方向确立的基础上,接下来的工作重中之重就是修订人才培养方案与课程设置体系,优化专业课程设置与课时结构,加强学生实践教学环节。
再次,人文地理与城乡规划专业的调整和设置,对学生来说,改善了原专业学生学而不精以及专业竞争优势不明显的境况,使得学生学习内容和学习目的更加明确,也有了更加对口和明确的用人单位,更好地适应了社会的需求。
三、人文地理与城乡规划专业本科人才培养方案的制订
面临机遇的同时,人文地理与城乡规划专业的发展存在着诸多挑战,如人才培养方案的制定、课程体系与结构的优化、在学时有限前提下学生实践教学环节的加强等。各高校应充分发挥人文地理学的基础理论优势,并以此组织教育实践,实现规划人才理论素养和实践能力的双重提高。基于以上问题兼顾学校应用型人才的培养目标,新疆农业大学对人文地理与城乡规划专业的课程设置进行了改革,以满足市场需求为导向,构建了完整的课程体系。
(一)人才培养目标
新疆农业大学本科人文地理与城乡规划专业的培养目标为:培养具备人文地理与城乡规划管理的基本理论、知识、技能,具备创新精神和实践能力,接受严格科学思维的训练和良好的专业技能训练,立足于宏观、中观区域、微观居住区的管理规划,从事城乡建设和区域经济发展规划的研究、教学、开发或应用的高素质复合型专业人才。
(二)业务能力要求
在上述培养目标指导下,毕业生应获得以下几方面的知识和能力:掌握人文地理与城乡规划的基本理论、基本知识和基本技能,了解人文地理学的理论和前沿发展、应用前景,了解相近专业如城市规划、环境科学和管理科学的一般原理和方法,了解城市规划、可持续发展战略等国家有关政策和法规,了解城乡规划管理的理论前沿、应用前景和最新发展;掌握人文地理、城乡规划等方面的研究和应用技术、具有较熟练的遥感、GIS、计算机和绘图等技术的操作能力,掌握资料调查与收集、文献检索及运用现代信息技术获得相关信息的基本方法,具有分析、归纳、整理相关数据和撰写论文的能力;具有适应办公自动化、应用管理信息系统所必需的定量分析和应用计算机的技能;接受良好的科学思维和科学方法的基本训练,具备较强的调查研究与决策能力,具有一定的科学研究和实际工作能力;具有较好的口头与文字表达能力,较强的创新意识、沟通能力、组织管理能力、环境适应能力和团队合作、协同攻关能力;外语要达到能较顺利地查阅外文期刊以及运用外语交流的水平。
(三)课程体系构建
新疆农业大学本科人文地理与城乡规划专业的课程体系主要包括课堂教学课程体系、实践教学课程体系以及综合教育课程体系。
课堂教学课程体系是主要的理论教学环节,构成人才培养知识结构的基础。除了提升基础素质能力的课程如思政、大学英语、高数、体育、计算机基础等公共课和普通基础课以及公共选修课之外,人文地理与城乡规划专业的课堂教学课程体系主要还包括专业基础课、专业课、专业限定选修课以及任意选修课,具体课程主要是结合学校的学科背景与社会需求设定。其中,专业基础课主要有管理学原理、经济学、自然资源学概论、生态学原理、自然地理学、人文地理、经济地理学、地统计学、遥感概论、地图学、城市地理学、地理数学方法与地理信息系统;专业课及专业限定选修课主要有城市规划、土地利用与规划、区域分析与规划、环境规划与管理、村镇规划、旅游规划与设计、城乡规划管理与法规、资源调查与评价、居住区规划与设计和资源环境经济学;任意选修课主要包括维吾尔口语、专业英语、建筑美学、新疆地理与旅游资源概论、矿产资源管理概论、社会调查研究与方法、城市规划制图技术、公文写作、专业文献检索以及文献综述与科技论文撰写方法。
实践教学课程体系为课堂理论教学课程体系与用人单位及社会搭建起一个桥梁与平台,目的是让学生更好地学以致用,理论结合实践。新疆农业大学本科人文地理与城乡规划专业的实践教学课程体系主要包括课堂实验、课程实习、专业实习及毕业实习和设计4个环节。其中,课堂实验根据各门课程教学计划进行;课程实习主要有自然地理学实习、遥感实习、地图学实习、土地利用与规划实习、村镇规划与设计实习,前三者各一周、后两者各两周;专业实习为校外城乡规划综合实习,为期12周,集中安排在大三暑期及大四学年初始;此外,还有8周的毕业实习和累计10周的专业文献综述及毕业论文(毕业实习与毕业论文同时进行),安排在大四第二学期,毕业实习的具体内容以有利于学生就业为宗旨。
综合教育课程体系则旨在提升学生的思想政治素养以及培养学生的综合素质与能力,包括军事技能训练、劳动技能训练(包括公益劳动与支农劳动)、社会实践(含社会志愿者工作),以及形势与政策教育、职业生涯规划和创业就业指导等环节。另外,学校还出台了《新疆农业大学综合素质学分管理办法》,规定学生参加校级以上(含校级)各类科技活动、学科竞赛、文体竞赛,参加学校和有关部门组织的社会实践、公益活动、支农劳动获奖,参加自治区和国家组织的各类公共考试,职业资格与技能认证考核,阅读学校推荐的课外书目、学术论文,以及听取学术报告与专题讲座等,取得成绩者,由学校认可并以学分形式记载在学生学习档案中,要求至少应取得8个学分(其中非专业职业资格认证至少2学分),促使学生通过各种途径提高个人综合素质。
综上,新疆农业大学本科人才培养模式构建在重视专业理论教学的同时又加强了实践教学环节,除了专业课程的学习外,十分重视学生综合素质与能力的提升。人文地理与城乡规划新专业的课程体系建设重在明确专业内涵与方向,优化课程体系与结构,突出实践教学的重要性。当然,新专业的建设是一个积累经验逐步完善的过程,目前新疆农业大学人文地理与城乡规划专业本科人才培养方案也一定存在着很多不足,在今后还将历经一个不断反馈与修正完善的过程。
结语
国家《普通高等学校本科专业目录(2012年)》并进行的学科和专业调整,顺应了社会发展需要,给人文地理与城乡规划专业的发展带来了前所未有的机遇。但机遇与挑战并存,人文地理与城乡规划专业的承办高校及教学工作者应该在明确专业发展方向的前提下,汲取以往教训,结合社会需求,重构专业体系,优化课程体系与结构,加强实践教学,以提高专业竞争力,促进新专业更快更好的发展,为社会培养更多适应城乡规划的合格人材。
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论文摘要:从信息化测绘对人才培养的要求,指出测量学教学中存在的不足:课程内容体系不完全合理,反映测绘新技术的内容相对较少;与课程配套的仪器设备滞后于测绘科技发展;体现测绘新技术在林业中应用的内容相对较少;林业类专业的学生对测量学课程重视不够等。基于信息化测绘体系,结合林业类学科的特点和要求,从教材建设、教学内容、实验实习环节的建设、考核制度、教学方法和手段以及教师队伍建设等方面进行测量学教学改革。
信息化测绘体系涵盖了地理信息获取、处理、管理、表达、更新、应用和服务的全过程,其主要特征为:测绘生产自动化、测绘成果多样化、测绘服务网络化及测绘产品社会化。信息化测绘技术是信息化测绘体系的基础,信息化测绘技术体系是在对地观测技术、计算机技术及通讯技术等支撑下的有关地理空间数据获取、处理、管理和分发服务的所有技术的集合。
南京林业大学是一所以工、农科为主,理、文、经、管、法协调发展的多学科性大学,测量学是开设面广、实践性强的一门专业基础课程。林业类专业如林学、生态学和森林工程等专业都开设测量学课程,测量学课程的授课计划学时依不同专业分别为48学时或64学时,包括课堂授课、课堂实验,外加开课学期末1周或2周的集中实习。
1测量学课程教学中存在的问题
1.1课程内容体系不完全合理
测量学课程教学内容以传统仪器获取地理信息的内容多,获得的成果也以纸质图为主,不利于扩大学生的知识面,也不便于激发学生的创造性,更没能充分体现信息化测绘体系下的测绘成果如何方便快捷地为林业服务,测绘新技术在林业中的应用等交叉融合教学内容比较薄弱。
1.2与课程配套的仪器设备滞后于测绘科技发展
仪器设备的投入严重不足,导致实践教学的内容滞后于生产实践。测绘生产单位早已使用先进的仪器设备进行测绘生产,可是学校由于经费有限,有的购不齐这些仪器,有的虽然仪器种类齐全,但数量太少,学生仅能进行参观性实习,根本不能用于生产性实习。
1.3体现测绘新技术在林业中应用的内容相对较少
开设测量学课程的专业众多,但不同的专业有各自的特点,所以不同专业在掌握测绘基本知识和基本技能的,测量学在不同的专业中的应用应该各有特色。只有不断地完善课程内容设置,强化专业领域特色,才能满足社会对人才的需要,才能充分发挥测量学知识在林业中的应用。对于林业类专业的学生,应突出测量学中的中小比例尺的地形图或遥感影像图在林业资源调查和生态规划等中的应用,发挥大比例尺地形图在精细林业中的作用等。
1.4林业类专业的学生对该课程重视不够
由于测量学不是林业类专业的主干课程,他们认为不过是专业基础课,不太重要,学生普遍对这门课不够重视,加之实验实习使用的仪器设备相对落后,致使很多学生在以后的工作中遇到有关测量的问题不能轻松解决。
实验实习教学环节正是对理论知识进行验证、巩固和提高的过程,同时也是增强学生的动手能力和创新能力的机会。虽然测量学实践教学占有本课程总学时一半的比重,但学生对实践教学重要性认识不足,加之实验实习班级逐渐增多,而实验实习场地并没有相应扩大,实验实习考核较为弹性,学生只是被动地做验证性实验,没能结合林业类专业做些设计性和创造性实验。由于上述原因,导致学生对实验实习环节不是很感兴趣,不能充分达到实验实习教学的目的。
2基于信息化测绘体系的测量学教学改革
基于信息化测绘体系,结合林业科学的特点和要求,从教材建设、教学内容、实验实习环节的建设、考核制度、教学方法和手段以及教师队伍建设等多方面进行测量学教学改革。
2.1教材建设
教材建设是课程建设的—个重要环节。以现代教育理论为指导,前瞻测绘科技发展,面向社会,拓宽测绘领域,组织教师,协同相关高校的教师编写了《测量学》作为林业类专业的测量学教材。正确处理了传统测绘知识与现代测绘理论之间的关系,教材中既有先进的测绘仪器和技术,同时也保留了一部分传统的技术方法。通过学习让学生充分认识到测量学在林业科学和经济建设中的地位和作用。
2.2教学内容
顾及测绘科学技术的发展现状和林业类专业测量学教学的目标定位,将测量学教学内容划分为三部分:基础测绘、专业测绘和现代测绘,基础测绘部分包括:概论、高程测量、距离测量、角度测量、测量误差理论及地形图测绘等;专业测绘部分包括:生物多样性测量、林业资源调查及地形图在林业中的应用等;现代测绘部分包括:数字化测图、GNSS、数字摄影测量、遥感技术及GIS等技术及其在林业中的应用。其中,基础测绘部分是学习专业测绘的基础;专业测绘部分突出体现测量学与林业科学的结合;现代测绘部分主要介绍测绘新技术、新理论在林业中的应用,注重培养学生的创新能力,以适应现代社会和未来发展的要求。授课内容体系按照“基础一应用一提高”的基本思路,循序渐进,既符合高等教育教学规律,又较好的处理了传统测量技术与现代测绘技术内容之间的关系。
2.3加强实验实习环节的建设
(1)加大投入,更新实验设备。
测量学课程的建设和发展,应有基本的设备保障。测绘新科技的发展及新仪器的实用化,对教学硬件提出了更高的要求,学校应加大对测量学教学硬件的投入,建设现代化的测量实验室。教学仪器设备必须进行更新换代,除有传统的必要的仪器设备以外,还要有一定数量的新仪器和新设备,如全站仪、GPS接收机、数字成图软件、GIS软件以及遥感软件等。只有不断引进测绘新仪器和设备,并使之充分发挥效率,学生才能接触前沿知识,与时代同步发展。
(2)加强实验实习基地建设。
集中实习中,实习场地的选择至关重要。在校园内,科学地建设能够基本满足实验实习要求的场地,学生可在基地上进行测绘基本技能的实训。同时,在下属林场建立地形图识读实习基地,此基地地形起伏大、典型地貌明显、生物多样性丰富,可直接将大中小比例尺地形图应用在林业中。若条件允许,也可考虑将测量学集中实习与林业类专业的生产实践相结合。
(3)规范实验室管理。
对实验室实行规范化管理,全天开放实验室,让学生有机会到实验室做实验;建立实验设备共享体系,使学生根据需要选择仪器,以提高学生的动手能力和创新能力;建立仪器借还制度和设备损坏赔偿制度等。对仪器设备进行定期检验和维修,以提高仪器设备的使用效率;正确处理工程生产用仪器与学生实验实习用仪器的关系;加强与兄弟院校或生产单位的交流,到有先进仪器设备的单位参观学习,取人之长补已之短。
2.4考核制度改革
(1)试卷库建设。
为深化考试方法和考试内容的改革,推进考教评分离,使考试管理工作更加规范化、标准化及科学化,促进人才培养质量和办学水平的不断提高,建设了测量学课程试卷库。每份试卷包括选择题、填空题、名词解释、简答题、计算题、综合题和实践操作题等不同类型试题,保证了试卷库从不同角度、不同侧面较为全面考核学生掌握知识的情况,对学生的基本素质与智能进行多角度和多层次的测量,理解记忆、实践操作、综合分析、灵活运用及求异创新等能力应成为测试的重点。
(2)改革课堂教学考核办法。
考试试卷从试卷库中随机抽取,统一进行,阅卷采用流水作业,同一老师评阅同一道试题,评分标准统一了,考试成绩更具可靠性。同时,总评成绩由卷面成绩、到课情况、课堂互动、实验完成情况、作业完成情况及随机回答提问等方面组成。成绩评定方式有效保证了教学质量,端正了学生们的学习态度,认真地对待平时的作业,以更好地掌握测量学课程要求掌握的内容。
(3)改革实践教学考核办法。
由于实践教学自身特点,仅凭上交成果或主观印象来确定学生成绩并不科学,为此必须要量化考核标准,科学合理地安排考核内容和形式。实习成绩以学生在实习过程中的表现、仪器操作技能、成果质量、实习小结和实习日记来综合评定,更为客观公正地评定学生实践成绩。
2.5改革教学方法和手段
学生创新能力来源于学生扎实的学科基础知识、宽广的知识面和较强的动手能力。实现人才培养目标,提高学生的创新能力就必须更新教学观念,加强学生的能力培养。在教学观念上,传统教学只注重知识灌输,不注重技能的训练;只注重动脑能力的培养,忽视动手能力的锻炼;以考试为手段、以高分为目标,使学生偏重死记硬背,以致学生的质疑能力差、辨识能力差、创新意识弱以及创造能力得不到充分发挥。现代教学方法应提倡将学生从被动地学转变为主动地吸取,改变传统的以教师讲为主的教学形式,将“讲课、自学、讨论、实验、答疑”有机结合起来,多运用启发式教学,给学生留有思维的空间,激励学生自己提出问题、思考问题。逐步形成学生参与和师生双向交流的机制,让学生在不同的学习形式中找到学习的兴趣,从而调动学生学习的积极性和主动性。
制作和开发面向教学、面向学生并简单实用的多媒体课件,将复杂、抽象、隐含的原理及过程转化为形象、生动的直观表达,让学生身临其境,充满好奇和主动参与教学。进而达到增强教学效果和提高教学质量的目的。
2.6加强师资队伍建设
从事测量学教学的教师绝大部分都系统地掌握了测绘科学技术的基本知识和基本理论,多数教师也从事过实际测量工作,具有较强的实际动手能力和实践操作经验。但还要注重相关专业知识的学习,例如,教林业类专业的教师就应懂林学概论、树木学等相关知识,能自觉地、有意识地把测量学与这些学科有机地结合起来。只有教师综合水平提高了,才能保证教学质量的提高。
【关键词】遥感数字图像处理 团队合作 问题导向 地理信息科学
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)10-0016-02
一、课程特点和教学现状
1998年教育部新增地理信息系统(GIS)本科专业后,我国GIS教育发展形势空前活跃。目前,国内已有近200所高校开设了地理信息系统专业,逐步形成了比较稳定的GIS专业课程体系与课程设置方案(石永明,2011)。其中,遥感系列课程(遥感物理与技术、遥感数字图像处理、遥感地学分析与应用)成为GIS专业课程体系中的重要模块。充分利用各种图像处理算法从遥感数据中获取各种生物物理参数和土地覆被/利用信息,可以为自然和人文生态系统的空间分布式模型提供输入参数,在遥感技术应用中占有十分重要的地位。
《遥感数字图像处理》是一门系统研究遥感图像理论、技术和应用的课程(路元刚,2012), 它是遥感科学技术和地理信息系统等专业本科生的专业课(朱洪锦,2012;宋怀波,2014)。数字图像处理技术的迅速发展使其分支几乎扩展到农业信息科学的全部领域,该课程强调实践性,实践教学是创新人才培养中的重要环节,对于培养学生专业技能和理论实践结合能力、激发学生的创新思维和探索精神、提升科研能力,有着重要意义。因此,只有通过适时安排实验课,才能收到最佳的教学效果。目前,国内高校中该课程一般都安排有12个学时以上的实验。新疆农业大学GIS专业的《遥感数字图像处理》课程于2009年开设,教学过程中重视实践教学环节,安排有20-24学时的上机实验,按照教育部对实验课的要求,实验类型主要为验证性和综合性。虽然现有的实践教学内容不断丰富,但仍以教师为主导,学生的学习兴趣没有被完全调动,主动思考的意识尚有待提高。而现代教学模式强调学生的主观能动性,教学要以学生为中心,使学生处于主动的地位。因此,如何更好地激发学生学习遥感图像处理的兴趣、鼓励学生自主学习理论知识并培养动手能力是在本课程课堂实践环节中最重要的目标之一。笔者所在的新疆农业大学GIS教研室的教师通过多年的课程实践教学积累了一些经验,并在实践中取得了很好的效果(朱磊,2014),需及时地进行系统地梳理和总结,尽快建立起一套符合农业类院校遥感图像处理的课堂实践教学模式,以规范和完善课程实践教学的内容并推动授课模式的改革,有助于提高GIS专业学生的遥感图像处理的实践能力。综上所述,本研究拟将“研究型教学模式”和“问题导向型教学模式”引入到课程的课堂实践环节中,构建以学生为主导的实践体系,使学生了解和掌握了图像处理的主要内容和方法,培养学生团结协作和创新思维能力,为今后深入学习专业课程和高质量完成毕业论文奠定基础。
二、实践教学内容调整
1.调整课时安排
《遥感数字图像处理》课程强调学生的实践动手能力,因而实践教学在整个教学过程中占据重要地位。新疆农业大学自2009年开设“遥感数字图像处理”课程以来,课程总学时为50-52学时,其中实践教学课程始终保持在20学时至24学时之间,占课程总课时量的近50%,高于其它同类高校约33%的平均比例(黄秋燕,2008)。较高的实践教学课时,保证了学生能够接触到大量的综合性实验,并有足够的时间能在教师指导的状态下熟悉和掌握实践技能,这对他们提高动手能力、积累实战经验大有益处。全部课程共十章,除第一章绪论外,其余各章均安排有2-4学时的课堂实习。
2.补充教学材料
《遥感数字图像处理》课程相关教材较多,我们选用的是韦玉春等主编的、科学出版社出版的《遥感数字图像处理教程》(韦玉春,2007)。该教材结构设置合理,对遥感数字图像处理的基本概念和常用方法进行了系统的讲解。但限于篇幅,教材中对涉及到的其它遥感领域的一些定义、算法和思路仅做了概述,因此向学生推荐了多本辅助教材,如:赵英时主编的《遥感应用分析原理与方法》(赵英时,2003)和戴昌达等主编的《遥感图像应用处理与分析》(戴昌达,2004)等。另外,鉴于教材中部分内容的时效性,不能够反映最新的研究动态,而这部分内容恰恰是教材中最能够引发学生学习兴趣的部分。因此,我们鼓励学生自行检索并下载阅读近1-3年相关领域的文献,并推荐有能力的同学阅读英文文献。同时,引导学生充分利用网络资源,主动查阅资料,不断更新知识库、扩展知识面。
3.推进学科交织
遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)构成了“3S”综合应用体系,遥感作为该系统最重要的数据源,与其他学科结合紧密。学生已初步具备了GIS和GPS的基本知识和操作技能。因此,教师适时地运用视频、图片等多媒体方式将“3S”实际应用的案例穿插在理论讲授过程中,让学生了解遥感图像处理在整个“3S”应用体系中的作用和技术要求,以及RS如何与GIS和GPS衔接与集成。此外,积极引导学会学生触类旁通、举一反三,不仅要知道怎么做,而且知道为什么做,同样的方法还能够解决什么问题,碰到类似的问题时自己是否能够独立解决等等,这对学生日后面对实际工作、解决实际问题具有极大的帮助。
三、实践教学方法改革
1.构建任务导向式的实践教学模式
根据实践教学方案,各主要章节理论知识讲授完毕后,均安排相关内容进行上机实验。课堂实验选题设计为学生在未来的专业领域可能遇的“真实世界”的现实的问题,没有固定的解决方法和过程。整个过程以自主探究和小组写作为主,减少教师的“灌输式”讲述。在每一个任务完成和每个课程单元结束时进行自我评价和小组评价,并定期进行总结。如:第八章图像分割上机实验题目为“运用空间建模手段,提取给定影像上的植被信息,非植被区域保留原始影像”。通过完成该任务,学生可以复习、巩固以下知识点和技能点:(1)归一化植被的概念、作用和计算步骤,不同取值的指示意义;(2)如何为植被区域赋常量值,非植被区域保留原始影像;(3)借助专业图像处理软件ERDAS IMAGINE的空间建模平台,构建针对本任务的模型。上机实验中任务的设计对教学效果极其重要,应全面考虑学生对理论知识的掌握程度,并要求教师对重要知识点的提炼和融合,力求让学生通过完成一个课堂任务来增强对理论知识的理性认识,更重要的是培养学生分析问题、解决问题的能力。
2.培养学生团队合作意识和能力
实践教学活动在我校综合实验楼GIS机房中进行,作者本学期所带的GIS132班共计29人,按照自愿结合的原则,分为10个小组(除第十组为2人外,各小组均为3人)。同一小组的同学座位相邻,便于交流。每人一台计算机,保证操作的独立性。
首先用很短的时间对已学的相关知识进行简要的复习,让学生较快地进入到学习新知识的氛围中来,并让学生了解到本节课实践内容与复习内容的相关性,为之后学生自主探究及实践做铺垫。
之后教师课堂任务,学生以小组为单位开展实践。由于最终的考核是以小组为单位,所以组内的每位成员都需按时完成任务,且保证质量,小组内部就会产生一种你追我赶的学习状态,每个学生都不想因为自己的落后而影响整个小组。从而在小组内自发形成“快带慢、快帮慢”的学习模式。此外,在任务完成质量同等的前提下,教师将对先完成任务的小组给出较高的分数,各小组间也形成了竞争模式。先完成的小组可以帮助进度较慢的小组,这种帮助其他同学完成任务的过程也会让先完成的同学获得成功的体验,形成“任务一出,大家争相完成”的学习氛围。
3.改革学习考核评价方法
本研究运用上述授课形式,对GIS132班进行了教学模式改革的尝试,学期末通过对学生进行的调查问卷,获取了学生对知识掌握的情况及对该授课方式的意见和建议。最终,综合学期考勤记录、学生课堂表现记录和期末调查问卷,得到课堂实践教学模式改革的整体效果评价,结果显示:(1)学生出勤率较高,完成作业情况较好,课程学习的积极性较高:全班共计29人,本课程包含13个教学周,总计旷到1人次、请假2人次、迟到5人次;课后书面作业5次,总计4人次未按时提交,作业正确率较高。(2)学生对知识点的掌握更为牢固,调查问卷显示90%以上的学生认为通过本学期的学习,掌握了遥感数字图像处理的主要步骤和方法,了解了实际应用的领域。(3)课堂实践教学模式取得了较好的效果,全班认为“问题导向型模式”和“小组协作型模式”有助于课堂理论知识的巩固和实践操作技能的提高的比例达到100%。
四、结语
《遥感数字图像处理》课程是地理信息科学专业本科生的专业必修课,在整个课程体系中占有重要地位。该课程在理论和方法的课堂教学之外更加强调学生的实践能力,因此该课程的课堂实践教学显得尤为重要。本研究探索性地将“研究型教学模式”和“问题导向型教学模式”引入到课程的课堂实践环节中,构建了以学生为主导的实践体系,同时编制《遥感数字图像处理实验手册》。该教学模式在提高学生学习主动性和创造性及培养团队意识等方面取得了较好的效果,。今后的教学改革中,如能将该模式与翻转课堂等其它先进的教学模式进行合理地组合,将开创《遥感数字图像处理》课程课堂实践教学的新模式,进一步提高学生自主学习的效率,并有助于探索出一套适合GIS本科生实践技能和创新能力培养的开放式的综合教学体系。
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2015-10-18[上午(09:00-11:30)]
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00147人力资源管理(一) 00148国际企业管理 00145生产与作业管理 020203 会计(专科) 00157管理会计(一) 00070政府与事业单位会计
00155中级财务会计
00156成本会计 020205 人力资源管理(专科) 00147人力资源管理(一)
00163管理心理学
00165劳动就业概论 00164劳动经济学
03954现代公文写作 00166企业劳动工资管理 020228 物流管理(专科) 00018计算机应用基础
03706思想道德修养与法律基础 00020高等数学(一) 00041基础会计学 00012英语(一)
05372国际物流导论 020245 酒店管理(专科) 03961宾馆前厅与客房操作 03963酒店管理实务 020313 销售管理(专科) 10492销售管理学
10496零售管理 10498网络销售
10510连锁与特许经营管理 10494促销管理 030112 法律(基础科段)(专科) 00242民法学
00247国际法
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05679宪法学 00223中国法制史
00245刑法学
00261行政法学 00243民事诉讼法学
00260刑事诉讼法学
04729大学语文 00244经济法概论
05677法理学 030116 民商法(本科段) 05559海商法 05558侵权行为法 030301 行政管理(专科) 00147人力资源管理(一)
00292市政学 00107现代管理学
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00389学前教育科学研究 00387幼儿园组织与管理 00383学前教育学 050114 汉语言文学(基础科段)(专科) 00018计算机应用基础
00024普通逻辑
00031心理学
00529文学概论(一)
00535现代汉语
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00530中国现代文学作品选
00536古代汉语 00506写作(一)
00531中国当代文学作品选
00534外国文学作品选 00532中国古代文学作品选(一)
00533中国古代文学作品选(二) 中学教育类(专科) 90024普通逻辑
90037美学
90087英语翻译
90441多媒体教学系统
90483科学思维方法论
90495体育保健学
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90774史学理论与方法
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96518微机故障诊断与维修技术 90321中国文化概论
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90539中国古代文学史(二)
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92009抽象代数
92055中级有机化学
92101区域科学原理
92339计算机网络与通信
93708中国近现代史纲要
95543中学化学专题选讲
96425中学英语课程教材教法
97976音乐欣赏(二) 90015英语(二)
90023高等数学(工本)
90456教育科学研究方法(二)
90501体育史
90537中国现代文学史
90541语言学概论
90603英语写作
90604英美文学选读
90733音乐分析与创作
90771中国现(当)代史专题
92018数学教育学
92051物理化学(二)
92105地理教育学
95630中学政治课专题选讲
96417中学语文课堂教学技能训练 050207 英语(基础科段)(专科) 00595英语阅读(一)
00596英语阅读(二)
03706思想道德修养与法律基础 00795综合英语(二) 00522英语国家概况
00597英语写作基础
04729大学语文 00794综合英语(一) 050405 室内设计(专科) 03706思想道德修养与法律基础 00688设计概论 03954现代公文写作 050454 动漫设计与制作(专科) 03706思想道德修养与法律基础 080306 机电一体化工程(专科) 02185机械设计基础
02236可编程控制器原理与应用 02232电工技术基础
02237自动控制系统及应用 080701 计算机及应用(专科) 02142数据结构导论
02316计算机应用技术
02318计算机组成原理
03706思想道德修养与法律基础 00022高等数学(工专)
00342高级语言程序设计(一)
04730电子技术基础(三) 02141计算机网络技术
02198线性代数
03954现代公文写作
04732微型计算机及接口技术 00012英语(一)
02120数据库及其应用
02323操作系统概论 080759 计算机网络及应用(专科) 03950网络管理与维护 03952互联网软件应用与开发 03944网络技术基础
03948网络设计与组网 03946网络设计与制作 080763 计算机应用技术(专科) 00018计算机应用基础
03706思想道德修养与法律基础
04747Java语言程序设计(一) 04737C++程序设计 080828 建筑工程(专科) 05394建筑物理 09062混凝土及砌体结构检测技术 09064建筑材料及检测技术 082236 工程造价(专科)(路桥方向) 03828建筑构造(一) 03940工程造价原理与编制 03941工程招投标与合同管理 090622 农村经济与管理(专科) 01442乡镇行政管理 02557乡镇规划与管理
03971经济学基础 05220市场营销学(乡镇) 02541农业资源利用与环境保护 100701 护理学(专科) 00488健康教育学
02997护理学基础 02903药理学(一) 02998内科护理学(一) 02899生理学
03001外科护理学(一) 100801 药学(专科) 03031药物分析 03029药剂学 02068人体解剖生理学 020106 金融(独立本科段) 00058市场营销学 00076国际金融 00077金融市场学
00078银行会计学 00079保险学原理 020114 农业经济管理(独立本科段) 00127农学概论
00128农业技术经济学(一) 00134农业统计学 00129农业政策学(一) 00130作物栽培学(一) 020157 财务会计与审计(独立本科段) 08119管理会计 06072企业财务审计
08130现代公司理财 00103证券投资学
08131财务分析与案例研究 06194内部审计 020202 工商企业管理(独立本科段) 00151企业经营战略 00149国际贸易理论与实务 00153质量管理(一)
00154企业管理咨询 00152组织行为学 020204 会计(独立本科段) 00058市场营销学
00162会计制度设计 00160审计学 00158资产评估
00161财务报表分析(一) 020208 市场营销(独立本科段) 00186国际商务谈判 00149国际贸易理论与实务 00184市场营销策划 00098国际市场营销学
00183消费经济学 020210 旅游管理(独立本科段) 00199中外民俗 00198旅游企业投资与管理 020218 人力资源管理(独立本科段) 06089劳动关系与劳动法 06090人员素质测评理论与方法 06088管理思想史
06093人力资源开发与管理 06091薪酬管理
06092工作分析 020229 物流管理(独立本科段) 05375物流案例与实践(二)
05379仓储管理(二) 05376库存管理(二) 05377采购与供应管理(二)
05380供应链管理 05373物流企业管理
05378运输管理(二) 020230 公共事业管理(独立本科段) 00147人力资源管理(一)
00318公共政策 05723非政府组织管理 05722公共经济学 020261 工程财务管理(独立本科段) 00162会计制度设计
05293国际工程与建设项目管理 05294税务筹划理论与实务 05292基本建设财务管理 00161财务报表分析(一)
06214西方财务管理 020279 工程管理(独立本科段) 06289工程招标与合同管理 01850建筑施工技术
06087工程项目管理 08262房地产开发与经营
08263工程经济学与项目融资 06962工程造价确定与控制 020302 酒店管理(独立本科段) 04929旅游市场营销
04932酒店客房管理 06124旅游文化学 06126旅游人力资源管理
08424酒店管理 04934现代酒店礼貌礼仪 020314 销售管理(独立本科段) 10500市场调研与销售预测
10505销售风险管理 10501销售渠道管理 10507物流与供应链管理
10516销售客户管理 10503组织间销售 030106 法律(本科段) 00230合同法 00246国际经济法概论 00167劳动法 00226知识产权法
00228环境与资源保护法学 030113 法律教育(独立本科段) 00230合同法 00227公司法
00246国际经济法概论 00167劳动法 00228环境与资源保护法学 030302 行政管理学(独立本科段) 00261行政法学
00315当代中国政治制度
00319行政组织理论 00316西方政治制度
01848公务员制度 040102 学前教育(独立本科段) 00398学前教育原理
00403学前儿童家庭教育 00881学前教育科学研究与论文写作 00885学前教育诊断与咨询 00399学前游戏论
00882学前教育心理学 040108 教育学(独立本科段) 00465心理卫生与心理辅导
00469教育学原理 00449教育管理原理
00468德育原理
00472比较教育 00453教育法学 040120 基础教育(独立本科段) 05683素质教育理论与实践 06420中文工具书 04579中学语文教学法 040202 思想政治教育(独立本科段) 00312政治学概论 050105 汉语言文学(本科段) 00540外国文学史 00539中国古代文学史(二) 00537中国现代文学史
00541语言学概论 050113 汉语言文学教育(独立本科段) 00540外国文学史 00538中国古代文学史(一)
00539中国古代文学史(二) 00537中国现代文学史
00541语言学概论 050134 英语翻译(独立本科段) 05349英汉语言文化比较 050201 英语(本科段) 00600高级英语 00832英语词汇学 00603英语写作
00604英美文学选读 050206 英语教育(独立本科段) 00087英语翻译 00832英语词汇学 00604英美文学选读 050309 公共关系(独立本科段) 00318公共政策
00320领导科学
03291人际关系学
03709基本原理概论
06089劳动关系与劳动法 03292公共关系口才
03297企业文化
03300现代媒体总论 03293现代谈判学
03295国际公共关系
03708中国近现代史纲要
06093人力资源开发与管理 00015英语(二)
00152组织行为学
03294公共关系案例
06091薪酬管理 050410 美术教育(独立本科段) 02200现代设计方法 050412 环境艺术设计(独立本科段) 03709基本原理概论 03708中国近现代史纲要 070302 化学教育(独立本科段) 03709基本原理概论 00466发展与教育心理学
03708中国近现代史纲要 00015英语(二)
00456教育科学研究方法(二) 080109 采矿工程(独立本科段) 08144计算机绘图(一) 11939采矿学(二) 08146矿井提升运输
08149矿山压力及其控制 08139采掘机械
08147矿井通风与安全(二) 080307 机电一体化工程(独立本科段) 02245机电一体化系统设计 02240机械工程控制基础
02243计算机软件基础(一) 02200现代设计方法 02238模拟、数字及电力电子技术 080313 模具设计与制造(独立本科段) 02197概率论与数理统计(二)
03709基本原理概论 02243计算机软件基础(一) 03708中国近现代史纲要 00015英语(二) 080702 计算机及应用(独立本科段) 02331数据结构 02326操作系统
04735数据库系统原理 02325计算机系统结构 02333软件工程 080705 电子工程(独立本科段) 08315控制工程基础 11165通信原理与系统 11162锁相与频率合成技术 080709 计算机网络(独立本科段) 02331数据结构
02335网络操作系统 04735数据库系统原理 04751计算机网络安全 03142互联网及其应用 080713 信息技术教育(独立本科段) 03709基本原理概论 00466发展与教育心理学
02141计算机网络技术
03708中国近现代史纲要 00015英语(二) 080720 软件工程(独立本科段) 07165软件工程概论 07026网络应用程序设计 07167多媒体计算机技术 080745 计算机科学教育(独立本科段) 02326操作系统 080806 建筑工程(独立本科段) 02440混凝土结构设计 02446建筑设备 02404工程地质及土力学
02448建筑结构试验 02447建筑经济与企业管理 080807 道路与桥梁工程(独立本科段) 06078交通工程(二)
06081隧道工程 06082筑路机械及施工 06079城市道路 06080高速公路 081204 制药科学与工程(独立本科段) 03031药物分析 03029药剂学
07780化学制药工艺学 081209 应用化学(独立本科段) 02066有机化学(二) 02483工业分析 081724 铁路运输管理(独立本科段) 02375运筹学基础
03709基本原理概论
04453铁路旅客运输
06268工程数学
07113国际货物运输 07106铁路运输经济学 03708中国近现代史纲要
04454高速铁路概论 00015英语(二)
00051管理系统中计算机应用
05204铁路财务管理 082213 信息管理与信息系统(独立本科段) 02115信息管理基础
02117信息组织 06385网络信息检索与利用 06627网页制作与网站建设 02124信息分析方法
02134信息系统设计与分析 082232 汽车服务工程(独立本科段) 06895汽车节能技术 06906汽车运行材料 090102 农学(独立本科段) 02676作物栽培生理
02679种子学 02678农业推广学 06172耕作学 05226植物营养与施肥(农业) 090403 畜牧兽医(独立本科段) 02795动物营养与代谢病防治 02678农业推广学
06773特种经济动物养殖学 02794动物遗传育种学 11431动物卫生检疫学 100702 护理学(独立本科段) 03006护理管理学
03202内科护理学(二)
03203外科护理学(二) 03005护理教育导论
04435老年护理学 03004社区护理学(一)
03007急救护理学
03010妇产科护理学(二)
03011儿科护理学(二)
04436康复护理学 100805 药学(独立本科段) 06831药理学(四) 01761药剂学(二) 030401 公安管理(本科段) 00018计算机应用基础
00369警察伦理学
00372公安信息学
03709基本原理概论 00235犯罪学(一)
00370刑事证据学 03708中国近现代史纲要
04729大学语文 00015英语(二)
(1)煤地质行业政策法规及技术标准
行业政策法规和技术标准是各种网站的另一类主要信息资源。这部分的资源需要突出专业性和最新性,也就是说,各网站要根据自己的特色领域及时更新该部分的信息。同时,各网站也提供了相关信息的查询服务。这些政策法规和技术标准是以文字和表格的形式表现,通常在后台是用数据库技术进行支撑,有利于网站及信息的维护。
(2)煤地质行业科研数据
煤地质行业科研数据在煤地质网络信息资源占有着很大的比重,其中科研数据主要是以数据库的形式提供,包括科学实验数据、地质勘探数据、实际生产数据。通常每个网站都是以自己现有的资源为基础,建立专题数据库。这些数据库可以提供模糊、精确的信息查询。这些数据一般情况下也是以文字和表格的形式表现,当涉及地形图、地质图时,会采用GIS的相关软件来进行显示,可以做到空间数据和属性数据的充分结合。
(3)煤地质行业学术资源
煤地质行业学术资源具有其他网络信息无法比拟的优势。目前的煤地质行业学术资源按照资源类型来分划分,主要包括:书目信息、电子出版物、会议及学位论文、教育教学信息、导航指南等。这些网络煤地质行业学术资源的信息内容庞杂、数量大,传播范围广、速度快。与传统出版的学术资源相比,具有明显的速度和成本优势,但是用户要求信息的质量高,尤其是查全率和查准率。这些资源的种类很多,因此,这些信息的表现形式也是多种多样的,用户在使用时需要下载相对应的专业软件。
(4)煤地质学网络交流信息
在各类煤地质学相关网站上都建有各种煤地质学领域的论坛,也称BBS。他开辟了一个公共空间供用户浏览、查看其中的信息,这些信息的类型非常多,可以是电子书籍、期刊、演讲稿、课件等等。这些煤地质学网络交流信息尚未被纳入面向社会公众的正式出版渠道,通常被称作“灰色文献”,与传统的交流信息方式相比具有及时性、时代性和世界性。这些信息还具有自由性和动态性,容易导致信息在一定范围内的无序状态。但总的来说网络交流已经成为研究人员获取非正式出版的学术信息的重要来源。
(5)煤地质学其他网络信息
煤地质学网络信息本来就是一个非常广泛的概念,不同的用户所关注的信息的角度是不同的。各类煤地质学网站除了提供上述的信息类型外,还提供了大量的与煤地质学相关的政治、经济、人文以及历史等方面的信息。这些信息具有影响煤地质学科发展的重要因素,因此,也受到广大煤地质学工作者的密切关注。但是这类信息所占的比重不大,并且具有很强的随机性,所以这类信息不是网络资源的重点,也不是研究的重点。
2煤地质学网络信息的数据类型
煤地质学信息的数据类型大体上可分为空间数据类型和非空间数据类型。
2.1空间数据类型包括矢量数据、栅格数据、遥感数据、照片等图像数据
①矢量数据:通过对各种地质专题图的数字化,或是野外地球物理勘探、地球化学勘探得出的数据,例如,储量预算图、综合柱状图、剖面图等。②栅格数据:各种地质专题图用扫描等数字化的方法形成的栅格文件,例如,数字化后的地形地质、水文地质图等。③遥感数据:通常为TM、SPOT等类型的卫星影像和红外、高光谱等航空照片,通过专业软件解释为可以为煤地质学服务的数据,如勘探区的遥感监测图。④照片:包括对对物体宏观和微观的照片,例如,野外采集标本的手标本照片或光学显微镜下的照片。
2.2非空间数据类型主要为文本型数据和数字型数据
①文本数据:包括空间数据的属性信息及各种报告、文档等,例如某地区的地质勘探报告、煤炭资源预测与评价报告等。②数字型数据:主要是指表格数据,涉及工程地质、环境地质、水文地质以及煤质类数据等。
3煤地质学网络信息特点
网络信息是以网络为纽带联结起来的信息资源和以网络为主要存贮、传播、交流方式的信息资源,是通过计算机网络可以利用的各种信息的总和。它具有信息内容的多变性、载体的多元化、数据的半结构化、信息组织的非线性化等特点。煤地质学网络信息除了一般网络信息的基本特点之外,还具有它本身的特点。
(1)煤地质学信息的准确性任何信息都需要具有准确性,对于煤地质学信息来说,更需要强调信息的精确性和准确性。例如勘探区地质剖面图、钻孔数据以及综合柱状图等通常是精确到米;对于地球化学数据,通常需要根据国家标准来确定数据的准确度,其精确度通常比钻孔数据的高;对于煤炭储量数据需要精确计算统计,煤炭类型和各煤矿储量数据要求正确可靠,煤炭的生产计划及国家大的政策法规制定都将以这些信息为依据。
(2)煤地质学信息的空间性煤地质学信息具有很强的空间性,无论勘探数据还是分析数据,都密切与空间位置相关。钻孔资料是在特定的地点得到的数据,煤盆地的基础地质信息也和所处的地球板块相关。所有这些煤地质学的研究都是在一定区域范围内进行的,因此,相应信息的获取、管理、开发等都应该按区域为单位进行,脱离了空间构架,煤地质学信息也就失去了存在的意义。
(3)煤地质学信息的多时态性煤地质学信息的多时态性可以表现在地质体和地质现象产生的时间性、煤田勘探工作的阶段性。地质现象是地质历史进程某一阶段的产物,它的产生需要几十年或几百年为一个周期;煤田勘探工作可以分为普查、详查、精查等几个阶段,通常以年为变化周期。利用地学过程的连续性,结合地质学信息的空间性,可以充分的表达出煤地质学地质过程的内在规律。
(4)煤地质学信息的关联性和复杂性煤地质学信息之间存在很强的关联性和逻辑性。重、磁、电测量资料、地震资料、地球化学勘探资料以及各种钻井资料可以得出各种地层信息、古生物信息、构造信息、岩性信息等,根据这些信息以及遥感信息可以建立起地质体模型,从而解释出煤盆地的形成过程。利用地球化学信息可以进一步得出煤盆地中煤质数据,为煤炭的工业应用提供基础性信息。由于信息应用目的的不同,对信息的需求也不同,不同的应用强调不同的空间对象实体,使得数据呈现很强的复杂性,这就说明,不可能通过同一表达方式满足所有的需求。必须根据数据的特点和用户的需求,按照不同的主题信息进行多重表达。
4煤地质学网络信息资源整合方式
随着信息化进程的加快、网络信息资源数量的急剧增加,需要对网络信息资源进行整合的要求越发强烈。国内外专家学者从不同的角度出发,对“网络信息资源组织”的理解和概念做出了不同的解释,但其本质都是对信息组织是对信息资源对象进行收集、加工、整合、存储,使之有序化、系统化的过程。其目的是为了检索信息、利用信息。对煤地质学网络信息资源的整合就是要根据信息的特点来确定信息的整合方式,以此满足不同用户的需求。从整合方式上来看,可以选用文件方式、数据库方式、学科门户网站方式以及搜索引擎方式。但是,在整合的过程中要充分考虑煤地质学网络信息资源的特点,针对不同类型的煤地质学网络信息,采用能够体现数据特色的资源整合方式,达到既能实现信息的整合又能保持信息的原始性和自身性的目的。目前常用的方式和方法主要包括以下三种。
(1)当信息资源为科学数据时,为了保持数据的可读性、可检索性及可用性,可选择数据库作为该信息资源的整合方式,例如,中国煤炭特性数据库的建立、“地球科学概论”辅助教学图片库系统的开发等。
(2)对于地质信息有的地质现象类信息,可选用学科门户网站的整合方式,并以虚拟现实技术作为整合的技术手段,将无序的地质信息及地质现象组织起来并建立彼此之间的联系。当然在对这些信息进行组织时,要从考虑信息的重要性、传递性以及容量大小的角度来考虑,充分体现出该学科门户网站的内容特性。例如,体验式地质教学虚拟平台建设。
(3)对于一般的网络信息,通常选用学科门户网站的整合方式,并以超文本技术作为整合的技术手段,将各种信息素材通过超级链接组织成一个新的信息整体,同时要建立一个良好的导航链接,能够使用户快速在新环境中定位。
用户在使用上述三类整合后数据时,可以使用谷歌、百度等方便、快捷的搜索软件,但是对于专业性搜索来说,还存在很大的弊端,例如对一些常用煤地质学专业词汇进行搜索时,得出的搜索结果量如表1所示。在这些大量的搜索结果中,用户往往很难找到自己想用的信息,究其原因,是因为这些搜索引擎通常不会去考虑这些专业词汇的学名、俗称、同义词、近义词等等,这样就缩小了专业检索的范围;在信息准确性和真实性方面,他们也很难进行保证,这样又盲目扩大了专业检索的范围,增加了用户的工作量。为了避免上述两种情况的出现,在对煤地质学网络信息进行二次整合时,可以在煤地质学领域应用垂直搜索理念和技术,面向该领域的网站,对他们这些网络资源进行抓取、分析、整合,最后针对用户的需求,提供准确而专业的信息搜索服务。
5结语
1综合基础综合基础
包括大学生计算机基础、数学、物理、化学等公共基础课程的实验环节,用于全面提高学生综合素质、多角度的思维能力和发展潜力。
2学科基础
学科基础是由专业基础课、专业必修课和专业选修课中的实验实践环节所构成,使学生获得学科的基本知识,掌握绘画及表现技法、制图方法、规划设计方法、插花技法、园林植物认知方法、栽培养护技术、育种技术,具备进行城镇绿化、园林建筑、园林植物造景等规划设计及表达、城市园林工程施工与组织管理及园林植物的繁殖、栽培、养护、管理与应用的基本能力。
3职业基础
职业基础是由综合实践、社会实践、园林综合实习2(顶岗实习)、毕业设计(论文)等环节构成,着重培养学生了解社会、了解园林行业各岗位能力的需求和解决实际问题的能力。综合实践:组织大一学生进行社会调查,了解全国园林及相关专业的开设情况,每年本科生、硕士研究生、博士研究生和专科生招生和毕业的人数;全国园林相关就业单位的情况;园林行业不同岗位对园林人才知识结构、基本能力和素质的需求情况。让学生从大一开始就对园林行业有一个较直观的认识,有利于树立正确的职业观。社会实践:每年的寒暑假学校都会安排学生进行假期社会实践,低年级学生主要围绕当年的一些社会热点问题进行社会调查和实践,达到“未进社会门,先做社会人”的目的,促使学生更进一步了解社会、了解国情,增强社会责任感和历史使命感,有利于形成正确的世界观、人生观和价值观,同时也能将自己的才能服务于社会,体现自己的价值,增强自身的综合能力。高年级学生主要进行就业创业见习实习,根据专业特征、自身定位,提前进入行业,了解行业特征和需求,为将来毕业后能更快地融入社会打好基础。综合实习:大三下学期进行的园林综合实习2直接安排学生进入到园林设计公司、园林工程公司、设计院、研究院等企事业单位进行顶岗实习。学生直接接触公司的实际岗位,了解园林行业每个岗位运行的具体情况、园林行业对岗位人员的综合素质和能力的具体需求,将自己所学理论知识和实践工作进行很好地转换,发现自己的不足,给自己将来的职业进行更准确的定位,并在大四最后一年的在校学习中更有针对性地锻炼职业所需的各项能力。毕业设计(论文):大四下学期为毕业设计环节,时间为16周。学生的毕业设计可以在校外进行,由校内导师和企业导师共同指导。鼓励根据就业意向单位/实习单位的实际项目制订毕业设计题目,使研究项目与具体生产实践紧密结合,设计成果能被企业直接采用。这些与职业相关的训练,促进学生对园林行业的了解,加强了学校与企业的联合,增强了学生的职业技能,有利于学生毕业后能更快地进行角色转变,更好地融入行业。
二、四个模块应对园林行业多样化的职业能力需求
突出实践教学理念中的“综合专业知识、重视职业训练”两个理念,将实践教学体系中的专业基础课和专业课的实践课按照园林要素类型和课程性质归纳为绘画与制图技法模块、园林植物与生态模块、园林规划与设计模块、园林工程与管理模块4个模块,以模块为单位,系统研究这些课程实践大纲的内容、训练方式以及前后的衔接,做到必须训练的内容不重复、不遗漏。除了课程包含的课内实验实践训练外,还安排综合实习环节融合模块内所有课程实践的核心内容集中进行训练,促进学生综合理解相关课程知识,有利于学生更好地融会贯通、学以致用。
1绘画与制图技法模块
绘画与制图技法模块包括园林美术(素描基础、色彩基础、形态构成、表现技法等)、方法几何与阴影透视、园林计算机辅助设计、效果图制作等课程的实践内容。通过此模块的实践训练,学生能具备基本的艺术素养,掌握绘画技法、风景园林表现技法及电脑制图方法,具备手绘和电脑制图能力,能将设计思想和设计思路通过图纸完美地表达出来。除了课内实践训练外,园林美术实习和园林综合实习3也对此模块内容进行重点训练,主要包括园林景观写生、手绘制图和电脑辅助制图等内容。
2园林植物与生态模块
园林植物与生态模块包括植物学、园林树木学、花卉学、园林草坪与地被、园林生态学、城市生态学、园林植物遗传育种、园林苗圃与树木养护学、园林植物病虫害防治、观赏植物组织培养、盆景学等课程的实验实践内容。通过此模块的实践训练,学生能掌握园林植物的认知方法、形态特征、生态习性、栽培养护技术和育种技术等方面知识,具备园林植物的繁殖、栽培、养护、管理、造型与应用的基本能力。除了课内实践训练外,园林综合实习1和园林植物栽培与养护实习重点训练此模块的内容,主要包括园林植物认知、园林植物生态习性、园林植物应用、园林植物种植与养护等方面内容。
3园林规划与设计模块
园林规划与设计模块包括园林设计初步、园林植物造景、城市园林绿地规划、园林规划设计、风景区规划、城市规划原理、园林建筑设计、生态景观设计、图案设计、室内绿化装饰、遥感与GIS概论、园林史等课程的实验实践内容。通过此模块的实践训练,学生能掌握风景名胜区规划、森林公园规划、城市绿地系统规划、城市规划、各类园林绿地规划设计、室内绿化设计的方法,能从事风景区、森林公园、城镇各类园林绿地的规划与设计。除了课内实践训练外,园林综合实习3重点训练此模块的内容,主要包括典型园林案例实测、园林综合设计等内容。
4园林工程与管理模块
园林工程与管理模块包括园林工程测量、园林工程、园林工程预算与决算、园林施工图设计与制图、园林工程管理等课程的实验实践内容。通过此模块的实践训练,学生能掌握园林工程的测量、设计与施工、预算与决算及管理的方法,能从事园林工程制图、预算、施工、管理等工作。除了课内实践训练外,园林综合实习2重点训练此模块的内容,主要包括园林工程材料认知、园林工程设计、制图、预算、园林工程施工及管理等内容。
三、结语
1.二十一世纪的环境科学——应对复杂环境系统的挑战
2.地理加权回归及其在土壤和环境科学上的应用前景
3.人居环境科学发展趋势论
4.环境科学专业认识实习教学体系构建与实践
5.全球及中国周边地区资源环境科学数据库构建
6.学术期刊专业化、集群化发展初步探索与实践——以“地球与环境科学信息网(EES)”为例
7.环境科学研究合作网络分析
8.基于人居环境科学视角的历史文化名村整治规划研究——以湖南省张谷英村为例
9.稳定同位素在环境科学研究中的应用进展
10.“人居二”与人居环境科学
11.不同国家基于健康风险的土壤环境基准比较研究与启示
12.关于环境科学基本理论问题的若干思考
13.国家自然科学基金委环境科学资助状况分析
14.地理信息系统技术及其在环境科学中的应用
15.镉同位素技术在环境科学研究中的应用进展
16.GIS在环境科学中的应用
17.人工神经网络方法在环境科学领域应用进展
18.中国环境科学研究热点及其演化——基于文献计量学方法的量化分析
19.镉同位素体系及其在地球科学和环境科学中的应用
20.地质统计学在环境科学领域的应用进展
21.人居环境科学的探索
22.论环境管理思想与环境科学的协同演进
23.贝叶斯最大熵地统计学方法及其在土壤和环境科学上的应用
24.环境科学应用型实践教学体系的探索
25.基于重庆本地碳成分谱的PM2.5碳组分来源分析
26.人居环境科学的发展特点与规律——基于中国知网的文献计量分析
27.中国科学院资源环境科学领域发展态势文献计量分析
28.国际地球科学与资源环境科学发展战略分析
29.我国环境科学学科半衰期分析
30.环境科学与工程专业实践教学环节的探讨
31.环境损害评估:国际制度及对中国的启示
32.土壤环境基准/标准研究需要解决的基础性问题
33.单体分子放射性碳同位素分析在海洋科学及环境科学研究中的应用
34.环境科学本科专业人才培养模式探讨
35.山地人居环境科学研究引论
36.广州市中心城区环境空气中挥发性有机物的污染特征与健康风险评价
37.中国农田土壤重金属富集状况及其空间分布研究
38.环境科学与工程实验教学中创新能力培养方式的探索
39.基于SOA的环境科学数据共享平台设计与实践
40.中学化学教师环境科学素质调查研究
41.上海市秋季大气VOCs对二次有机气溶胶的生成贡献及来源研究
42.综合性大学环境科学与工程学科实践教学体系建设
43.论环境科学与工程创新型人才的培养途径
44.丹江口水库迁建区土壤重金属分布及污染评价
45.EOS-MODIS在环境科学中的应用与研究进展
46.环境科学专业课程体系建设与教学质量监控
47.地方理论——迈向“人-地”居住环境科学体系建构研究的广义思考
48.农业院校环境科学专业学科群建设及课程体系设置
49.我国挥发性有机物定义和控制指标的探讨
50.地理信息系统在环境科学领域的开发与应用
51.地理信息系统技术在环境科学中的应用
52.浑河上游(清原段)水环境中重金属时空分布及污染评价
53.长三角地区秸秆燃烧排放因子与颗粒物成分谱研究
54.以创新人才培养为导向 创建天津市环境科学与工程实验教学示范中心
55.人居环境科学视域下的川西林盘聚落保护与发展研究
56.环境科学专业复合型人才创新培养模式的探索和实践
57.滇池表层沉积物氮污染特征及其潜在矿化能力
58.环境问题的由来、过程机制、我国现状和环境科学发展趋势
59.环境科学专业教学体系改革及发展模式探讨
60.高等学校环境科学专业化学课程体系建设、改革与实践
61.太湖表层沉积物重金属赋存形态分析及污染特征
62.环境科学专业课程体系和教学方法改革
63.2006~2009年我国超大城市霾天气特征及影响因子分析
64.环境科学专业核心知识单元与核心课程设置实践
65.环境科学领域学术论文中常用数理统计方法的正确使用问题
66.论环境科学专业的特色建设
67.人居环境科学理论指导下的村庄整治规划初探
68.环境科学专业人才培养与专业课程体系建设研究
69.绿色校园建筑节能设计——以复旦大学江湾校区新建环境科学楼为例
70.环境科学专业课程体系研究
71.“环境科学概论”教学内容与教学方法研究
72.清华大学环境工程系的建立——环境科学在中国体制化的案例研究
73.高校环境科学专业就业分析及培养模式探析
74.太原市采暖季PM2.5中元素特征及重金属健康风险评价
75.普通高校环境科学专业英语教学中语言应用能力的培养
76.多重分形理论在环境科学领域的研究进展
77.空间信息统计学在环境科学领域的应用进展
78.乡村人居环境:人居环境科学研究的新领域
79.吴良镛人居环境科学及其方法论
80.资源环境科学多维信息平台研究
81.论图书剔旧的标准——以环境科学类图书为例
82.机动车尾气排放VOCs源成分谱及其大气反应活性
83.环境科学与工程类本科专业就业分析及培养模式探讨
84.吴良镛:人居环境科学 以人为本的普世哲学
85.红外光谱技术在环境科学中的应用与展望
86.环境科学类专业研究性实验教学平台
87.2013年夏季典型光化学污染过程中长三角典型城市O_3来源识别
88.分子印迹技术在环境科学领域中的应用
89.关于环境科学研究主体、任务及本科专业人才培养方案重构的思考
90.环境科学专业实验课程体系改革与高级应用型人才培养实践研究
91.基于国际视野构建高等学校环境科学专业创新课程群——以陕西师范大学为例
92.基于本体元模型的环境科学知识库研究与构建
93.2011年春季沙尘天气影响下上海大气颗粒物及其化学组分的变化特征
94.大气细颗粒物(PM2.5)在环境科学中的研究简述
95.分子环境科学与亚稳平衡吸附理论研究进展
96.环境科学专业基础化学课程改革与实践
97.嘉陵江流域人居环境建设研究
98.环境科学专业各实践教学环节的内容与方法研究