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對于高等林業(yè)院校地理信息系統教學(xué)問(wèn)題探討
論文摘要：該文結合學(xué)院及專(zhuān)業(yè)的實(shí)際，分析了在信息系統課程教學(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；還對高等院校地理信息系統課程教學(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；課程教學(xué)
森林是陸地生態(tài)系統的主體，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(zhù)不可替代的作用：而且是重要的物種、基因庫。但是，人類(lèi)無(wú)序的利用和破壞，不合理的經(jīng)營(yíng)等，導致世界范圍內大面積的森林被破壞，森林生產(chǎn)力衰退，景觀(guān)多樣性、物種多樣性減少，生態(tài)不斷惡化等一系列問(wèn)題，嚴重威脅著(zhù)人類(lèi)的可持續發(fā)展。因此，森林問(wèn)題已成為普遍關(guān)注的問(wèn)題。為了迅速恢復我國森林植被，改善生態(tài)環(huán)境，國家出臺了一系列林業(yè)方針政策和工程措施。森林資源是林業(yè)生態(tài)建設的物質(zhì)基礎，新的目標、新的觀(guān)念，要求林業(yè)部門(mén)必須改變傳統的服務(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)、新方法的應用，提高森林經(jīng)營(yíng)管理水平。地理信息系統(GIS)技術(shù)被認為是資源管理和環(huán)境監測的有效手段，正在廣泛應用于、林業(yè)、、環(huán)保、等領(lǐng)域，如森林資源管理、造林規劃、森林病蟲(chóng)害預測及災害損失估計等“。安徽省正在建立全省生態(tài)公益林地理信息系統，可以預計林業(yè)對地理信息系統人才的需要會(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)必須順應這一實(shí)際需要，及時(shí)調整本科教育的課程體系。在這一大的社會(huì )背景下，我們在及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)、研究生課程中開(kāi)設了“地理信息系統”選修課。在地理信息系統課程教學(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，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。在教學(xué)內容、實(shí)驗安排、教學(xué)要求等諸多方面無(wú)規范可循，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，對比較抽象的地理信息系統教學(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。目前承擔地理信息系統教學(xué)的教師多是非地理信息系統專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的，他們對地理信息系統在各自專(zhuān)業(yè)上的應用比較熟悉，但缺乏對地理信息系統深層次的了解，因此，迫切需要既有其他學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識又有地理信息系統專(zhuān)業(yè)背景的復合型人才來(lái)承擔地理信息系統的教學(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)設地理信息系統選修課，總課時(shí)36學(xué)時(shí)，其中理論部分24學(xué)時(shí)，實(shí)驗部分12學(xué)時(shí)；在課程體系設置上，要求在先期開(kāi)設、測量、遙感等相關(guān)課程的基礎上開(kāi)設此課。2003年結合我校教學(xué)評估，系統編制了地理信息系統課程理論和實(shí)驗教學(xué)大綱。為了使大綱能充分反映當前地理信息系統的發(fā)展趨勢，使教學(xué)內容全面、系統，重點(diǎn)突出，同時(shí)又針對性強，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世紀系列課程教材中選定優(yōu)秀教材；其次，根據課程性質(zhì)、學(xué)時(shí)及專(zhuān)業(yè)的具體要求，安排教學(xué)內容和進(jìn)行學(xué)時(shí)分配。在地理信息系統理論教學(xué)中，重點(diǎn)介紹基本概念和基本理論、空間數據特征和數據結構、數據模型和空間數據處理及空間分析功能等，而對其他內容只作一般講解。
(二)重視實(shí)驗課教學(xué)
地理信息系統是一門(mén)集地、計算機科學(xué)、信息科學(xué)、測繪學(xué)等學(xué)科為一體的新型邊緣學(xué)科，具有一定的抽象性，對于沒(méi)有多少專(zhuān)業(yè)背景知識的非地理信息系統專(zhuān)業(yè)學(xué)生而言，學(xué)好它具有一定的難度。長(cháng)期的教學(xué)實(shí)踐表明，地理信息系統實(shí)驗課的開(kāi)設，不僅有助于學(xué)生對書(shū)本知識的理解，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軟件，并能操作這些軟件，提高動(dòng)手能力。為此，我們在地理信息系統實(shí)驗教學(xué)中，以giewgis和Mapinfo為地理信息系統軟件平臺，安排6次實(shí)驗課，包括地理信息系統主要功能模塊，點(diǎn)、線(xiàn)、面圖層建立，屬性庫建立，空間與屬性數據編輯、查詢(xún)、修改等，空間與屬性數據分析，專(zhuān)題圖制作和輸出等。同時(shí)，改革考試和成績(jì)評定方法，不再以筆試定成績(jì)，而是實(shí)行實(shí)驗課考核直接上機操作，授課教師根據學(xué)生掌握的熟練情況現場(chǎng)打分，并將實(shí)驗課成績(jì)納入課程總成績(jì)(占綜合成績(jì)的30％)。這樣調動(dòng)了學(xué)生上好實(shí)驗課的積極性。
(三)改進(jìn)教學(xué)方法和手段
信息系統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，必須運用現代的教學(xué)方法和手段。因此，在教學(xué)方法上，我們強調啟發(fā)式、互動(dòng)式教學(xué)，對一些抽象的問(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。如以某一區域森林資源為例來(lái)解釋什么是空間數據和屬性數據；在講授遙感、地理信息系統和全球定位系統三者之間的關(guān)系時(shí)，讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行數據采集、定位、分析。在教學(xué)手段上，開(kāi)展多媒體課件建設，使用多媒體進(jìn)行教學(xué)。地理信息系統教學(xué)中有些內容的講解，通過(guò)多媒體用表格或圖件進(jìn)行講解顯得直觀(guān)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)內容多之間的矛盾，加大了每節課的信息量。
(四)堅持教學(xué)與科研、生產(chǎn)緊密結合
高等院校學(xué)生學(xué)習地理信息系統，重要的是掌握應用技能，要能利用地理信息系統技術(shù)解決科研和生產(chǎn)中的現實(shí)問(wèn)題。因此，在教學(xué)中，要結合科研項目和林業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，讓學(xué)生利用地理信息系統技術(shù)開(kāi)展諸如森林資源、土地資源以及森林景觀(guān)評價(jià)等方面的研究；教師在明確學(xué)生研究?jì)热莸幕A上，讓學(xué)生自己查閱文獻資料，編寫(xiě)研究方案和具體實(shí)施計劃，了解開(kāi)展地理信息系統應用研究的全過(guò)程，如建立森林資源地理信息系統，包括小班圖形(空間)數據和屬性數據(樹(shù)種、年齡、直徑、樹(shù)高等)的采集，圖形數據和屬性數據的編輯和處理分析、專(zhuān)題圖的制作等。
三、對高等林業(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)設地理信息系統課程的目的是將其應用于林業(yè)，因此學(xué)生應掌握的內容及其深度等要有別于地理信息系統專(zhuān)業(yè)學(xué)生的學(xué)習內容。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)際的地理信息系統教材，使教材內容盡可能系統化，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
教學(xué)質(zhì)量的保障有賴(lài)于高質(zhì)量的教師隊伍。地理信息系統要求與專(zhuān)業(yè)(生產(chǎn))結合，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教學(xué)的教師應具有雙重的專(zhuān)業(yè)背景知識。但現實(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教師人才的培養，對沒(méi)有地理信息系統專(zhuān)業(yè)背景知識的教師，可以采取委托培養的方式，派其到地理信息系統專(zhuān)業(yè)進(jìn)修、學(xué)習：相反，對有地理信息系統專(zhuān)業(yè)背景而沒(méi)有林業(yè)專(zhuān)業(yè)背景的教師，要鼓勵其在職進(jìn)修，掌握林業(yè)專(zhuān)業(yè)的基本知識，了解林業(yè)的發(fā)展對地理信息系統技術(shù)的需要。
(三)改善實(shí)驗教學(xué)的基本條件
院校擴招以后，受影響最大的還是實(shí)驗教學(xué)。實(shí)驗教學(xué)資源的增加趕不上學(xué)生人數的增加，限制了實(shí)驗課開(kāi)設的次數和內容，影響了教學(xué)質(zhì)量的提高。因此，學(xué)校要在實(shí)驗教學(xué)上“做文章”，通過(guò)開(kāi)放中心實(shí)驗室、網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室等，為學(xué)生學(xué)習創(chuàng )造更多的機會(huì )。
另外，要改進(jìn)理論和實(shí)驗教學(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)驗教學(xué)效果的提高。
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