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【摘要】为了培养创新型人才,实验教学是重要环节,实验GIS教学体系改革对于提高GIS实验教学质量和人才培养质量具有重要而深远的意义。为了提高实验教学质量和效果,结合实验教学实践,提出以学科为主线,以学生为中心,以能力为目标和以网络为载体,从实验教学内容、教学方法、教学环境和教学平台等多个层面上进行改革和创新,构建面向创新型人才培养的实验教学体系。
【关键词】GIS 实验教学 课程体系 改革
【中图分类号】G622.0 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)10(b)-0021-02
1 引言
近年来,地理信息系统教育(下称GIS教育)在我国得到了很快的发展,地理信息系统是一门理论与实践、知识与能力高度统一的课程,实验教学也是本课程的重要环节。它对于掌握理论课所讲授的基本内容、提高学生的创新思维,都具有十分重要的意义。在GIS高等教育中,由于GIS的应用领域极其广泛,涉及到不同学科领域的方方面面,因此在强调GIS基础教育的同时,更应突出与重视GIS教育中的应用导向,如何提高大学生的创新能力和实践能力,如何推进GIS实验教学改革,成为高等教育发展中的一项重要课题。为了培养创新型人才,必须要优化GIS实验教学内容,积极推进GIS实验教学方法和实验室管理模式的改革与创新。因此,以GIS学科为主线,以学生为中心,以能力为目标,以网络为载体,营造高素质创新人才的实验教学环境,构建创新型人才培养的实验教学体系,对于提高GIS实验教学质量和人才培养质量具有重要而深远的意义。
2 GIS实验教学改革
2.1 优化GIS实验课程体系
GIS实验课程体系是开展实验教学的基本依据,直接影响着学生的实验方法、实验技能和实验能力的培养。实验教学应按照教学大纲的要求制定实验教学大纲,并一次安排实验课教学。为了设计适应21世纪要求的实验课程体系,按照实验目的的不同,将实验看分为“原理验证实验”与“创新实验”两部分。从人才培养体系整体出发,以学科为主线,设置系统性强、相关度高的实验项目,实现基础与前沿、经典与现代、理论与实践的有机结合,拓宽和加强学科基础实验教学,建立学科平台基础上的实验课程。从整体优化的角度出发,将“孤立的实验项目”转化为“系统的实验项目”,以新的科技和科研成果不断充实教学内容,进行实验课程重组和整合,将实验教学内容与科研项目、社会应用实践密切联系起来,努力提高实验课程的综合化、系统化程度。围绕学科和专业的主题,增大实验教学的信息量,拓展实验内容的深度和广度,形成基础性、实践性、科研性等多层次的实验课程。以陕西师范大学旅游与环境学院地理信息系统专业为例,构建了体现GIS学科特色的“GIS数据采集与数据库建立、基本GIS软件操作、GIS开发与二次开发、专业应用的GIS技术实验课程。目标是培养学生理解和掌握GIS等空间信息技术的技能,实现在资源开发与管理、区域分析与规划、环境保护与监测等领域的专题系统开发与应用。加强学生整体运用以GIS为核心的“3S”技术进行空间信息系统建设和应用的系统方法和思想。
2.2拓展GIS实验教学内容
为了拓展GIS实验教学的内容,提升综合性、设计性实验项目的比例。我们将自然地理学、地质学等课程的实验,整合形成了综合地理实验。将测量地图学、GPS应用、遥感图像处理、土地利用、房地产管理等实验内容进行优化,形成空间数据采集与处理的实验课程。并开设了GIS原理及应用、地理信息系统设计与实现和空间分析等综合性、实践性强的实验课程通过课程体系和教学内容的全面优化与改革,不仅突出了地理信息系统专业的特点和特色,而且激发了学生自主性学习、研究性学习的兴趣,推动了学生创新能力的培养和提高。
3 推行多元化的实验教学方法
3.1 “产业化”的实验教学模式
“产学研”相结合是国内外高等教育发展的必然趋势,对于提高学生综合素质具有重要意义。依据企业的实际需要和科研课题,将教师科研成果融入实验教学中,不断地更新实验内容,强化学生“产学研”相结合的意识。高校与有关企业、科研院所相结合,通过产、学、研互相促进,发挥高校在GIS软件开发、系统应用中的优势,也是一种有效的形式,特别是多数高校尽管尚不具备独立发展GIS产品、实现产业化的实力,但在相关的理论、研究与应用方面已具有了一定的基础,将是GIS产业化的主要推动力量之一。通过“产业化”相结合的实验教学模式,将新的生产技术及时地带入到实验课堂,鼓励教师将科学研究成果融入实验教学中,形成了“实验教学、技术研究和生产应用”紧密结合的实验教学体系。
3.2 多元化的实验教学方法
改革传统的实验教学模式,以能力培养为目标,探索多元化的实验教学方法。根据不同的实验目的和内容,采用不同的教学方法。对于原理验证实验中的基本技能实习内容,主要采用的教学方法为多媒体课件演示;对于综合实习部分的内容,采用的是案例教学。通过对真实、典型事例的分析和解决思路、方法的讲解和演练,使学生进一步理解非典型事物与事理,提高学生综合运用所学的知识,分析问题和解决问题的能力。基于“项目驱动”的实验教学方法,大学生可以通过独立申请大学生创新计划项目、“挑战杯”竞赛项目或是通过参加各种单位举办的地理信息系统的创新大赛来进行创新实验,在创新实验的过程中通过由学生自己设计、自己实施和教师指导,充分发挥主动性、创造性,提高学生综合能力,提前进入工作适应期,为毕业后较早进入状态奠定基础。这种多元化的实验教学方法激发了学生实验的创造力和想象力,提高了学生对实验的学习兴趣和效率。
3.3 开放式的实验教学环境
为了激发学生的原创精神,体现以学生为中心的教育理念,需要营造一个“开放式”的实验教学环境,实行全方位、多层次的开放式实验教学与管理。针对“开放式”的实验教学环境,制定和建立开放性实验的质量考核标准及质量监控体系,采取切实有效的措施确保开放性实验的教学质量和效果。“开放式”实验教学不仅保证实验时间、实验设备、实验管理等方面是开放的,而且保证实验课程、实验项目和实验内容的开放性。这样为学生创造了自主学习、自我提高、自我管理的实验氛围,强化了学生的创造能力和独立思考能力,促进了实验教学观念和教学方式的转变,有效地解决了当前实验教学管理中存在的问题。陕西师范大学每年都会下拨一定资金设立本科生的开放实验项目。促进了实验教学资源的整合与共享,極大地提高了实验教学的工作效率,提升了实验室的育人功能和育人地位。
3.4 网络化的实验教学平台
为了突破实验教学在时间和空间上的限制,结合学院特点和专业特色,为学生搭建了资源环境网络化实验教学平台,推进了实验教学的信息化和网络化建设。要求充分利用多媒体技术,丰富课程教学的教材形式和内容。现代教学的实施离不开多媒体技术,而且与计算机科学紧密结合,通过多媒体技术进行实验教学,可以加强学生的计算机科学意识,使其更加注重计算机知识的学习,从而培养他们利用计算机知识进行系统开发的能力利用计算机网络技术,改善学生学习的过程,培养学生的思维能力。网络化的实验教学平台为学生提供了全方位、开放性的实验环境,极大地拓宽了实验教学的范围和空间,也为远程实验教学开辟了新的途径。
4 结束语
结合地理信息系统的专业学科特点,通过整合实验教学内容、强化学生创新意识和深化“开放式”实验教学模式等一系列的改革与实践,构建和形成了一套全新的实验教学体系。同时,不仅促进了教师教学科研水平的提高,而且极大地提升了学生的综合素质与综合能力。实验教学改革又是一个长期探索的过程,需要结合各专业特点和具体情况,着力培养学生的创新精神、创新思维、独立思考能力和动手能力,注重学生的个性化发展。应该切实加大实验教学投入,改善实验教学条件,推动实验教学改革研究,促进实验仪器设备和实验资源的利用与共享。探索创新型人才的实验教学培养模式,促进实验内容、实验手段和考核方式等方面的改革与创新,建立和完善实验教学的质量评价和监控机制,构建面向创新型人才培养的实验教学体系,全面提高实验教学水平和教学质量。
参考文献
[1] 杨毅敏.高校实验教学改革与创新人才培养[J].海南大学学报:自然科学版,2003,2(1):87-91.
[2] 董贾寿.高校实验教学改革与实验室建设的理念与模式[J].实验科学与技术,2006,4(4):1-31.
[3] 蒋学军,税永红.实验教学改革和学生创新能力培养[J].实验科学与技术,2006,4(2):79-81.
[4] 黄解军,袁艳斌,崔巍等.创新型实验教学体系的改革与实践[J].实验科学与技术,2007,5(5):80-82.
【关键词】GIS 实验教学 课程体系 改革
【中图分类号】G622.0 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)10(b)-0021-02
1 引言
近年来,地理信息系统教育(下称GIS教育)在我国得到了很快的发展,地理信息系统是一门理论与实践、知识与能力高度统一的课程,实验教学也是本课程的重要环节。它对于掌握理论课所讲授的基本内容、提高学生的创新思维,都具有十分重要的意义。在GIS高等教育中,由于GIS的应用领域极其广泛,涉及到不同学科领域的方方面面,因此在强调GIS基础教育的同时,更应突出与重视GIS教育中的应用导向,如何提高大学生的创新能力和实践能力,如何推进GIS实验教学改革,成为高等教育发展中的一项重要课题。为了培养创新型人才,必须要优化GIS实验教学内容,积极推进GIS实验教学方法和实验室管理模式的改革与创新。因此,以GIS学科为主线,以学生为中心,以能力为目标,以网络为载体,营造高素质创新人才的实验教学环境,构建创新型人才培养的实验教学体系,对于提高GIS实验教学质量和人才培养质量具有重要而深远的意义。
2 GIS实验教学改革
2.1 优化GIS实验课程体系
GIS实验课程体系是开展实验教学的基本依据,直接影响着学生的实验方法、实验技能和实验能力的培养。实验教学应按照教学大纲的要求制定实验教学大纲,并一次安排实验课教学。为了设计适应21世纪要求的实验课程体系,按照实验目的的不同,将实验看分为“原理验证实验”与“创新实验”两部分。从人才培养体系整体出发,以学科为主线,设置系统性强、相关度高的实验项目,实现基础与前沿、经典与现代、理论与实践的有机结合,拓宽和加强学科基础实验教学,建立学科平台基础上的实验课程。从整体优化的角度出发,将“孤立的实验项目”转化为“系统的实验项目”,以新的科技和科研成果不断充实教学内容,进行实验课程重组和整合,将实验教学内容与科研项目、社会应用实践密切联系起来,努力提高实验课程的综合化、系统化程度。围绕学科和专业的主题,增大实验教学的信息量,拓展实验内容的深度和广度,形成基础性、实践性、科研性等多层次的实验课程。以陕西师范大学旅游与环境学院地理信息系统专业为例,构建了体现GIS学科特色的“GIS数据采集与数据库建立、基本GIS软件操作、GIS开发与二次开发、专业应用的GIS技术实验课程。目标是培养学生理解和掌握GIS等空间信息技术的技能,实现在资源开发与管理、区域分析与规划、环境保护与监测等领域的专题系统开发与应用。加强学生整体运用以GIS为核心的“3S”技术进行空间信息系统建设和应用的系统方法和思想。
2.2拓展GIS实验教学内容
为了拓展GIS实验教学的内容,提升综合性、设计性实验项目的比例。我们将自然地理学、地质学等课程的实验,整合形成了综合地理实验。将测量地图学、GPS应用、遥感图像处理、土地利用、房地产管理等实验内容进行优化,形成空间数据采集与处理的实验课程。并开设了GIS原理及应用、地理信息系统设计与实现和空间分析等综合性、实践性强的实验课程通过课程体系和教学内容的全面优化与改革,不仅突出了地理信息系统专业的特点和特色,而且激发了学生自主性学习、研究性学习的兴趣,推动了学生创新能力的培养和提高。
3 推行多元化的实验教学方法
3.1 “产业化”的实验教学模式
“产学研”相结合是国内外高等教育发展的必然趋势,对于提高学生综合素质具有重要意义。依据企业的实际需要和科研课题,将教师科研成果融入实验教学中,不断地更新实验内容,强化学生“产学研”相结合的意识。高校与有关企业、科研院所相结合,通过产、学、研互相促进,发挥高校在GIS软件开发、系统应用中的优势,也是一种有效的形式,特别是多数高校尽管尚不具备独立发展GIS产品、实现产业化的实力,但在相关的理论、研究与应用方面已具有了一定的基础,将是GIS产业化的主要推动力量之一。通过“产业化”相结合的实验教学模式,将新的生产技术及时地带入到实验课堂,鼓励教师将科学研究成果融入实验教学中,形成了“实验教学、技术研究和生产应用”紧密结合的实验教学体系。
3.2 多元化的实验教学方法
改革传统的实验教学模式,以能力培养为目标,探索多元化的实验教学方法。根据不同的实验目的和内容,采用不同的教学方法。对于原理验证实验中的基本技能实习内容,主要采用的教学方法为多媒体课件演示;对于综合实习部分的内容,采用的是案例教学。通过对真实、典型事例的分析和解决思路、方法的讲解和演练,使学生进一步理解非典型事物与事理,提高学生综合运用所学的知识,分析问题和解决问题的能力。基于“项目驱动”的实验教学方法,大学生可以通过独立申请大学生创新计划项目、“挑战杯”竞赛项目或是通过参加各种单位举办的地理信息系统的创新大赛来进行创新实验,在创新实验的过程中通过由学生自己设计、自己实施和教师指导,充分发挥主动性、创造性,提高学生综合能力,提前进入工作适应期,为毕业后较早进入状态奠定基础。这种多元化的实验教学方法激发了学生实验的创造力和想象力,提高了学生对实验的学习兴趣和效率。
3.3 开放式的实验教学环境
为了激发学生的原创精神,体现以学生为中心的教育理念,需要营造一个“开放式”的实验教学环境,实行全方位、多层次的开放式实验教学与管理。针对“开放式”的实验教学环境,制定和建立开放性实验的质量考核标准及质量监控体系,采取切实有效的措施确保开放性实验的教学质量和效果。“开放式”实验教学不仅保证实验时间、实验设备、实验管理等方面是开放的,而且保证实验课程、实验项目和实验内容的开放性。这样为学生创造了自主学习、自我提高、自我管理的实验氛围,强化了学生的创造能力和独立思考能力,促进了实验教学观念和教学方式的转变,有效地解决了当前实验教学管理中存在的问题。陕西师范大学每年都会下拨一定资金设立本科生的开放实验项目。促进了实验教学资源的整合与共享,極大地提高了实验教学的工作效率,提升了实验室的育人功能和育人地位。
3.4 网络化的实验教学平台
为了突破实验教学在时间和空间上的限制,结合学院特点和专业特色,为学生搭建了资源环境网络化实验教学平台,推进了实验教学的信息化和网络化建设。要求充分利用多媒体技术,丰富课程教学的教材形式和内容。现代教学的实施离不开多媒体技术,而且与计算机科学紧密结合,通过多媒体技术进行实验教学,可以加强学生的计算机科学意识,使其更加注重计算机知识的学习,从而培养他们利用计算机知识进行系统开发的能力利用计算机网络技术,改善学生学习的过程,培养学生的思维能力。网络化的实验教学平台为学生提供了全方位、开放性的实验环境,极大地拓宽了实验教学的范围和空间,也为远程实验教学开辟了新的途径。
4 结束语
结合地理信息系统的专业学科特点,通过整合实验教学内容、强化学生创新意识和深化“开放式”实验教学模式等一系列的改革与实践,构建和形成了一套全新的实验教学体系。同时,不仅促进了教师教学科研水平的提高,而且极大地提升了学生的综合素质与综合能力。实验教学改革又是一个长期探索的过程,需要结合各专业特点和具体情况,着力培养学生的创新精神、创新思维、独立思考能力和动手能力,注重学生的个性化发展。应该切实加大实验教学投入,改善实验教学条件,推动实验教学改革研究,促进实验仪器设备和实验资源的利用与共享。探索创新型人才的实验教学培养模式,促进实验内容、实验手段和考核方式等方面的改革与创新,建立和完善实验教学的质量评价和监控机制,构建面向创新型人才培养的实验教学体系,全面提高实验教学水平和教学质量。
参考文献
[1] 杨毅敏.高校实验教学改革与创新人才培养[J].海南大学学报:自然科学版,2003,2(1):87-91.
[2] 董贾寿.高校实验教学改革与实验室建设的理念与模式[J].实验科学与技术,2006,4(4):1-31.
[3] 蒋学军,税永红.实验教学改革和学生创新能力培养[J].实验科学与技术,2006,4(2):79-81.
[4] 黄解军,袁艳斌,崔巍等.创新型实验教学体系的改革与实践[J].实验科学与技术,2007,5(5):80-82.