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摘 要:GIS作为农业资源与环境专业的新开课程,其教学尚存在诸多不足。本文针对专业特点,从教学目标、教学内容、教学形式、考核方法和师资队伍建设等方面阐述了GIS教学模式的改革。
关键词:地理信息系统农业资源与环境专业教学模式
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)09(a)-0056-01
地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是集计算机科学、地理科学、测绘学、遥感学、环境科学、空间科学、管理科学等学科为一体的新兴边缘学科[1]。自20世纪60年代问世以来,GIS已在资源评价、环境监测、农业生产中得到越来越广泛的应用。
1 GIS课程开设的必要性
自20世纪90年代,为了解决农业可持续发展问题,我国许多高校陆续成立农业资源与环境专业。该专业设立的目的是培养能从事农业资源管理与利用、农业环境保护、农业生态、资源信息技术等工作的科技人才[2]。
农业资源的动态监测和评价,会得到大量的空间与属性数据。GIS具有强大的数据管理和空间分析功能,能够实现对空间要素的分析、评价和预测。同时,农业正在向信息化方向发展[2]。农业信息化离不开GIS技术。目前农业资源与环境专业的GIS教学还处于摸索阶段,开展相关教学研究势在必行。
2 GIS教学存在的主要问题
2.1 适用教材较少
大多数GIS教材是针对GIS专业的学生撰写的,偏重基本理论,而对GIS的应用分析却不够重视。这与非GIS专业注重专业应用的教学目标相冲突[3]。
2.2 实验教学环节薄弱
GIS课程对教学设备,尤其是对计算机硬件的配置要求较高[4]。但由于经费匮乏,GIS实验室条件较差,计算机数量少而且设备陈旧,严重制约了GIS实验教学质量的提高。
2.3 师资队伍不完善
农业资源与环境专业教师在计算机、数据库、测绘学等方面的知识体系不够完善,讲授GIS课程存在一定困难。而GIS专业的教师由于缺乏相关专业背景知识,无法有针对性地对本专业学生开展实验教学和案例分析。
3 农业资源与环境专业的GIS课程教学模式改革
3.1 确定合理的教学目标
农业资源与环境专业的GIS基本教学目标应定位在全面介绍GIS基本理论,在此基础上突出应用,解决专业性的技术问题,使学生掌握地理信息系统的基本原理和方法,熟悉GIS软件的操作和应用,以便能够更好地服务于农业领域。
3.2 适当调整教学内容
(1)补充GIS相关基础知识。
在农业资源与环境专业的本科生培养方案中,往往缺少GIS相关的基础课程,如地图学、测绘学、数据库等[5]。因此,GIS的理论教学需要适当补充这方面的知识。
(2)精简教材内容。
受授课课时的限制,教师需要对教学内容进行合理的筛选。重点讲授内容包括:GIS的基本概念、组成、功能及其应用领域;地图与测绘学基础;空间数据结构;空间数据采集;空间数据处理;空间分析;空间数据库与空间查询;GIS设计等。
对于易于理解且不太重要的部分,设计成课程论文或课堂讨论。这部分内容主要包括:GIS发展史、地理信息标准化、数据融合、数据压缩及分类等。
(3)增加GIS应用实例。
教师应结合本专业的应用实例来说明问题,将抽象的知识转化为具体的应用案例。比如可以利用土壤样点数据、水文资料、行政边界等数据,进行空间叠加分析、缓冲区分析以及空间查询的实例讲解。
3.3 合理安排实验教学内容
GIS是技术性和实践性很强的学科。在教学过程中要特别重视实践教学,教会学生熟练使用一种主流GIS软件(如ArcGIS、MapGIS、SuperMap等),使他们能够利用GIS软件进行简单的应用。
实验课程的各项实验内容应设置成前后相互联系,保证实验的连续性。主要实验教学内容包括:ArcGIS入门、地图数字化、空间查询与统计、空间分析、地形分析、专题地图制作等。
3.4 教学形式的改进
(1)在课堂授课过程中,改变传统的“填鸭式”教育方式,进行适当地提问,留给学生思考的时间和发表见解的机会,营造开放式课堂。
(2)多媒体课件与板书有机结合。多媒体课件可以将枯燥抽象的知识形象化,有助于课程要点和难点的讲解。但教师不应过度依赖多媒体课件,还应结合必要的黑板板书,用于陈列主要教学内容,书写技术流程,提高学生注意力。
(3)介绍学生到GIS公司网站或者相关论坛中,让他们及时了解GIS理论、方法和软件的更新。此外,还可以构建校园网络GIS教学平台,公布教学资源,充分体现师生互动。
3.5 建立合理的考核方式
考核方式应由单纯的卷面考核转变为考试、作业、实验报告、课程论文等多种形式相结合的全面考核方式。试卷除了考查必要的基础知识外,还应增加理解与综合分析应用题。这样有利于从不同角度来考查学生的记忆、综合和创新能力等。
3.6 建设复合型教师队伍
对没有GIS知识的本专业教师,可以采取委托培养或定期培训的方式,到GIS专业机构进行学习。GIS专业教师可以通过自学或者进修,学习农业资源与环境专业背景知识,了解该专业对GIS技术的需要。
4 结语
GIS是一门重要的新兴学科,在农业资源与环境领域发挥着越来越重要的作用。教师应充分考虑本专业的知识背景和GIS课程特点,不断总结教学经验,改革教学方法,调整课程内容,重视实践教学,提高学生对GIS的深层理解和实践动手能力。
参考文献
[1] 黄杏元,马劲松.地理信息系统概论(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2008.
[2] 王人潮,王珂,黄敬峰,等.农业资源信息系统[M].北京:中国农业出版社,2000.
[3] 贾泽露.非GIS专业地理信息系统课程教学思考[J].测绘科学,2008(5):230～232.
[4] 聂宜民.土地资源管理专业GIS课程教学的改革与实践[J].高等农业教育,2010(6):63～65.
[5] 陆守一.我国林业院校GIS教学问题的探讨[J].北京林业大学学报(社会科学版)(增刊),2005(4):140～143.
关键词:地理信息系统农业资源与环境专业教学模式
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)09(a)-0056-01
地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是集计算机科学、地理科学、测绘学、遥感学、环境科学、空间科学、管理科学等学科为一体的新兴边缘学科[1]。自20世纪60年代问世以来,GIS已在资源评价、环境监测、农业生产中得到越来越广泛的应用。
1 GIS课程开设的必要性
自20世纪90年代,为了解决农业可持续发展问题,我国许多高校陆续成立农业资源与环境专业。该专业设立的目的是培养能从事农业资源管理与利用、农业环境保护、农业生态、资源信息技术等工作的科技人才[2]。
农业资源的动态监测和评价,会得到大量的空间与属性数据。GIS具有强大的数据管理和空间分析功能,能够实现对空间要素的分析、评价和预测。同时,农业正在向信息化方向发展[2]。农业信息化离不开GIS技术。目前农业资源与环境专业的GIS教学还处于摸索阶段,开展相关教学研究势在必行。
2 GIS教学存在的主要问题
2.1 适用教材较少
大多数GIS教材是针对GIS专业的学生撰写的,偏重基本理论,而对GIS的应用分析却不够重视。这与非GIS专业注重专业应用的教学目标相冲突[3]。
2.2 实验教学环节薄弱
GIS课程对教学设备,尤其是对计算机硬件的配置要求较高[4]。但由于经费匮乏,GIS实验室条件较差,计算机数量少而且设备陈旧,严重制约了GIS实验教学质量的提高。
2.3 师资队伍不完善
农业资源与环境专业教师在计算机、数据库、测绘学等方面的知识体系不够完善,讲授GIS课程存在一定困难。而GIS专业的教师由于缺乏相关专业背景知识,无法有针对性地对本专业学生开展实验教学和案例分析。
3 农业资源与环境专业的GIS课程教学模式改革
3.1 确定合理的教学目标
农业资源与环境专业的GIS基本教学目标应定位在全面介绍GIS基本理论,在此基础上突出应用,解决专业性的技术问题,使学生掌握地理信息系统的基本原理和方法,熟悉GIS软件的操作和应用,以便能够更好地服务于农业领域。
3.2 适当调整教学内容
(1)补充GIS相关基础知识。
在农业资源与环境专业的本科生培养方案中,往往缺少GIS相关的基础课程,如地图学、测绘学、数据库等[5]。因此,GIS的理论教学需要适当补充这方面的知识。
(2)精简教材内容。
受授课课时的限制,教师需要对教学内容进行合理的筛选。重点讲授内容包括:GIS的基本概念、组成、功能及其应用领域;地图与测绘学基础;空间数据结构;空间数据采集;空间数据处理;空间分析;空间数据库与空间查询;GIS设计等。
对于易于理解且不太重要的部分,设计成课程论文或课堂讨论。这部分内容主要包括:GIS发展史、地理信息标准化、数据融合、数据压缩及分类等。
(3)增加GIS应用实例。
教师应结合本专业的应用实例来说明问题,将抽象的知识转化为具体的应用案例。比如可以利用土壤样点数据、水文资料、行政边界等数据,进行空间叠加分析、缓冲区分析以及空间查询的实例讲解。
3.3 合理安排实验教学内容
GIS是技术性和实践性很强的学科。在教学过程中要特别重视实践教学,教会学生熟练使用一种主流GIS软件(如ArcGIS、MapGIS、SuperMap等),使他们能够利用GIS软件进行简单的应用。
实验课程的各项实验内容应设置成前后相互联系,保证实验的连续性。主要实验教学内容包括:ArcGIS入门、地图数字化、空间查询与统计、空间分析、地形分析、专题地图制作等。
3.4 教学形式的改进
(1)在课堂授课过程中,改变传统的“填鸭式”教育方式,进行适当地提问,留给学生思考的时间和发表见解的机会,营造开放式课堂。
(2)多媒体课件与板书有机结合。多媒体课件可以将枯燥抽象的知识形象化,有助于课程要点和难点的讲解。但教师不应过度依赖多媒体课件,还应结合必要的黑板板书,用于陈列主要教学内容,书写技术流程,提高学生注意力。
(3)介绍学生到GIS公司网站或者相关论坛中,让他们及时了解GIS理论、方法和软件的更新。此外,还可以构建校园网络GIS教学平台,公布教学资源,充分体现师生互动。
3.5 建立合理的考核方式
考核方式应由单纯的卷面考核转变为考试、作业、实验报告、课程论文等多种形式相结合的全面考核方式。试卷除了考查必要的基础知识外,还应增加理解与综合分析应用题。这样有利于从不同角度来考查学生的记忆、综合和创新能力等。
3.6 建设复合型教师队伍
对没有GIS知识的本专业教师,可以采取委托培养或定期培训的方式,到GIS专业机构进行学习。GIS专业教师可以通过自学或者进修,学习农业资源与环境专业背景知识,了解该专业对GIS技术的需要。
4 结语
GIS是一门重要的新兴学科,在农业资源与环境领域发挥着越来越重要的作用。教师应充分考虑本专业的知识背景和GIS课程特点,不断总结教学经验,改革教学方法,调整课程内容,重视实践教学,提高学生对GIS的深层理解和实践动手能力。
参考文献
[1] 黄杏元,马劲松.地理信息系统概论(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2008.
[2] 王人潮,王珂,黄敬峰,等.农业资源信息系统[M].北京:中国农业出版社,2000.
[3] 贾泽露.非GIS专业地理信息系统课程教学思考[J].测绘科学,2008(5):230～232.
[4] 聂宜民.土地资源管理专业GIS课程教学的改革与实践[J].高等农业教育,2010(6):63～65.
[5] 陆守一.我国林业院校GIS教学问题的探讨[J].北京林业大学学报(社会科学版)(增刊),2005(4):140～143.