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對(duì)于高等林業(yè)院校地理信息系統(tǒng)教學(xué)問(wèn)題探討
論文摘要：該文結(jié)合學(xué)院及專(zhuān)業(yè)的實(shí)際，分析了在信息系統(tǒng)課程教學(xué)中遇到的問(wèn)題，并基于此提出改進(jìn)教學(xué)的具體措施；還對(duì)高等院校地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)的未來(lái)提出了幾點(diǎn)建議。
論文關(guān)鍵詞：高等；地理信息系統(tǒng)；課程教學(xué)
森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，它不僅是生物圈中重要的生產(chǎn)者，在維持全球生態(tài)平衡方面起著不可替代的作用：而且是重要的物種、基因庫(kù)。但是，人類(lèi)無(wú)序的利用和破壞，不合理的經(jīng)營(yíng)等，導(dǎo)致世界范圍內(nèi)大面積的森林被破壞，森林生產(chǎn)力衰退，景觀多樣性、物種多樣性減少，生態(tài)不斷惡化等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重威脅著人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展。因此，森林問(wèn)題已成為普遍關(guān)注的問(wèn)題。為了迅速恢復(fù)我國(guó)森林植被，改善生態(tài)環(huán)境，國(guó)家出臺(tái)了一系列林業(yè)方針政策和工程措施。森林資源是林業(yè)生態(tài)建設(shè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，新的目標(biāo)、新的觀念，要求林業(yè)部門(mén)必須改變傳統(tǒng)的服務(wù)于木材生產(chǎn)的單一的森林資源手段和方法，開(kāi)展新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，提高森林經(jīng)營(yíng)管理水平。地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)被認(rèn)為是資源管理和環(huán)境監(jiān)測(cè)的有效手段，正在廣泛應(yīng)用于、林業(yè)、、環(huán)保、等領(lǐng)域，如森林資源管理、造林規(guī)劃、森林病蟲(chóng)害預(yù)測(cè)及災(zāi)害損失估計(jì)等“。安徽省正在建立全省生態(tài)公益林地理信息系統(tǒng)，可以預(yù)計(jì)林業(yè)對(duì)地理信息系統(tǒng)人才的需要會(huì)越來(lái)越多。林業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及人才需求的變化，要求林業(yè)必須順應(yīng)這一實(shí)際需要，及時(shí)調(diào)整本科教育的課程體系。在這一大的社會(huì)背景下，我們?cè)诩捌湎嚓P(guān)專(zhuān)業(yè)、研究生課程中開(kāi)設(shè)了“地理信息系統(tǒng)”選修課。在地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)過(guò)程中，我們通過(guò)幾年的摸索和實(shí)踐，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，以期與各位同行共探討。
一、GIS教學(xué)中遇到的問(wèn)題
地理信息系統(tǒng)是一門(mén)發(fā)展中的新型學(xué)科，技術(shù)更新與前沿拓展很快，在以該技術(shù)為核心的地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)中我們遇到的突出問(wèn)題包括：一缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。在教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)安排、教學(xué)要求等諸多方面無(wú)規(guī)范可循，這影響了教學(xué)質(zhì)量的提高：二缺乏與專(zhuān)業(yè)結(jié)合比較緊密的合適教材。如果有一本既有完整的理論體系又附有與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的事例的好教材，對(duì)比較抽象的地理信息系統(tǒng)教學(xué)來(lái)說(shuō)，教學(xué)效果無(wú)疑會(huì)更明顯；三缺乏好的師資條件。目前承擔(dān)地理信息系統(tǒng)教學(xué)的教師多是非地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的，他們對(duì)地理信息系統(tǒng)在各自專(zhuān)業(yè)上的應(yīng)用比較熟悉，但缺乏對(duì)地理信息系統(tǒng)深層次的了解，因此，迫切需要既有其他學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)又有地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)背景的復(fù)合型人才來(lái)承擔(dān)地理信息系統(tǒng)的教學(xué)。
二、GIS教學(xué)改革措施
(一)選擇合適的教材，編寫(xiě)教學(xué)大綱
我院于1999年開(kāi)始在林學(xué)本科專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)地理信息系統(tǒng)選修課，總課時(shí)36學(xué)時(shí)，其中理論部分24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)部分12學(xué)時(shí)；在課程體系設(shè)置上，要求在先期開(kāi)設(shè)、測(cè)量、遙感等相關(guān)課程的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)此課。2003年結(jié)合我校教學(xué)評(píng)估，系統(tǒng)編制了地理信息系統(tǒng)課程理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。為了使大綱能充分反映當(dāng)前地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，使教學(xué)內(nèi)容全面、系統(tǒng)，重點(diǎn)突出，同時(shí)又針對(duì)性強(qiáng)，能充分反映時(shí)代特征，在編制大綱的過(guò)程中，首先，從面向21世紀(jì)系列課程教材中選定優(yōu)秀教材；其次，根據(jù)課程性質(zhì)、學(xué)時(shí)及專(zhuān)業(yè)的具體要求，安排教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)行學(xué)時(shí)分配。在地理信息系統(tǒng)理論教學(xué)中，重點(diǎn)介紹基本概念和基本理論、空間數(shù)據(jù)特征和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)處理及空間分析功能等，而對(duì)其他內(nèi)容只作一般講解。
(二)重視實(shí)驗(yàn)課教學(xué)
地理信息系統(tǒng)是一門(mén)集地、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、測(cè)繪學(xué)等學(xué)科為一體的新型邊緣學(xué)科，具有一定的抽象性，對(duì)于沒(méi)有多少專(zhuān)業(yè)背景知識(shí)的非地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)學(xué)生而言，學(xué)好它具有一定的難度。長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐表明，地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)設(shè)，不僅有助于學(xué)生對(duì)書(shū)本知識(shí)的理解，提高課堂理論教學(xué)效果：而且有助于學(xué)生了解一些具體的地理信息系統(tǒng)軟件，并能操作這些軟件，提高動(dòng)手能力。為此，我們?cè)诘乩硇畔⑾到y(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以giewgis和Mapinfo為地理信息系統(tǒng)軟件平臺(tái)，安排6次實(shí)驗(yàn)課，包括地理信息系統(tǒng)主要功能模塊，點(diǎn)、線(xiàn)、面圖層建立，屬性庫(kù)建立，空間與屬性數(shù)據(jù)編輯、查詢(xún)、修改等，空間與屬性數(shù)據(jù)分析，專(zhuān)題圖制作和輸出等。同時(shí)，改革考試和成績(jī)?cè)u(píng)定方法，不再以筆試定成績(jī)，而是實(shí)行實(shí)驗(yàn)課考核直接上機(jī)操作，授課教師根據(jù)學(xué)生掌握的熟練情況現(xiàn)場(chǎng)打分，并將實(shí)驗(yàn)課成績(jī)納入課程總成績(jī)(占綜合成績(jī)的30％)。這樣調(diào)動(dòng)了學(xué)生上好實(shí)驗(yàn)課的積極性。
(三)改進(jìn)教學(xué)方法和手段
信息系統(tǒng)具有綜合性和抽象性的特點(diǎn)，其教學(xué)僅憑一本書(shū)、一支粉筆是不夠的，必須運(yùn)用現(xiàn)代的教學(xué)方法和手段。因此，在教學(xué)方法上，我們強(qiáng)調(diào)啟發(fā)式、互動(dòng)式教學(xué)，對(duì)一些抽象的問(wèn)題，盡量列舉一些與本專(zhuān)業(yè)相關(guān)的事例進(jìn)行說(shuō)明。如以某一區(qū)域森林資源為例來(lái)解釋什么是空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)；在講授遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)三者之間的關(guān)系時(shí)，讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、定位、分析。在教學(xué)手段上，開(kāi)展多媒體課件建設(shè)，使用多媒體進(jìn)行教學(xué)。地理信息系統(tǒng)教學(xué)中有些內(nèi)容的講解，通過(guò)多媒體用表格或圖件進(jìn)行講解顯得直觀明了，易于讓學(xué)生理解接受：同時(shí)，通過(guò)多媒體課件的運(yùn)用，減少了不必要的黑板板書(shū)時(shí)間，解決了課時(shí)量壓縮與教學(xué)內(nèi)容多之間的矛盾，加大了每節(jié)課的信息量。
(四)堅(jiān)持教學(xué)與科研、生產(chǎn)緊密結(jié)合
高等院校學(xué)生學(xué)習(xí)地理信息系統(tǒng)，重要的是掌握應(yīng)用技能，要能利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)解決科研和生產(chǎn)中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。因此，在教學(xué)中，要結(jié)合科研項(xiàng)目和林業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，讓學(xué)生利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)展諸如森林資源、土地資源以及森林景觀評(píng)價(jià)等方面的研究；教師在明確學(xué)生研究?jī)?nèi)容的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)資料，編寫(xiě)研究方案和具體實(shí)施計(jì)劃，了解開(kāi)展地理信息系統(tǒng)應(yīng)用研究的全過(guò)程，如建立森林資源地理信息系統(tǒng)，包括小班圖形(空間)數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)(樹(shù)種、年齡、直徑、樹(shù)高等)的采集，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的編輯和處理分析、專(zhuān)題圖的制作等。
三、對(duì)高等林業(yè)院校GIS教學(xué)的幾點(diǎn)建議
(一)編寫(xiě)適合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的教材
高等林業(yè)院校開(kāi)設(shè)地理信息系統(tǒng)課程的目的是將其應(yīng)用于林業(yè)，因此學(xué)生應(yīng)掌握的內(nèi)容及其深度等要有別于地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容。而要做到這一點(diǎn)，就要編寫(xiě)適合林業(yè)院校專(zhuān)業(yè)實(shí)際的地理信息系統(tǒng)教材，使教材內(nèi)容盡可能系統(tǒng)化，事例盡可能專(zhuān)業(yè)化，這樣便于教和學(xué)。
(二)重視GIS教師的培養(yǎng)
教學(xué)質(zhì)量的保障有賴(lài)于高質(zhì)量的教師隊(duì)伍。地理信息系統(tǒng)要求與專(zhuān)業(yè)(生產(chǎn))結(jié)合，只有這樣才能發(fā)揮其在生產(chǎn)決策、中的作用。這就要求從事地理信息系統(tǒng)教學(xué)的教師應(yīng)具有雙重的專(zhuān)業(yè)背景知識(shí)。但現(xiàn)實(shí)中，這方面的教師通常只具有單一的專(zhuān)業(yè)背景，這在一定程度上影響了教學(xué)質(zhì)量的提高。因此，高等林業(yè)院校要重視地理信息系統(tǒng)教師人才的培養(yǎng)，對(duì)沒(méi)有地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)背景知識(shí)的教師，可以采取委托培養(yǎng)的方式，派其到地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)進(jìn)修、學(xué)習(xí)：相反，對(duì)有地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)背景而沒(méi)有林業(yè)專(zhuān)業(yè)背景的教師，要鼓勵(lì)其在職進(jìn)修，掌握林業(yè)專(zhuān)業(yè)的基本知識(shí)，了解林業(yè)的發(fā)展對(duì)地理信息系統(tǒng)技術(shù)的需要。
(三)改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本條件
院校擴(kuò)招以后，受影響最大的還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的增加趕不上學(xué)生人數(shù)的增加，限制了實(shí)驗(yàn)課開(kāi)設(shè)的次數(shù)和內(nèi)容，影響了教學(xué)質(zhì)量的提高。因此，學(xué)校要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上“做文章”，通過(guò)開(kāi)放中心實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室等，為學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)造更多的機(jī)會(huì)。
另外，要改進(jìn)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法和手段，以學(xué)為中心，開(kāi)展啟發(fā)式教學(xué)，組織興趣小組開(kāi)展學(xué)生知識(shí)創(chuàng)新活動(dòng)；利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)資源促進(jìn)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的提高。
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