发布时间:2023-12-22 10:13:22
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1)缺少有影响力的学术带头人。地理信息科学专业的青年教师占多数,基本上都是从学校毕业就直接来校任教,缺少教学、科研的经验与积累,在教学与科研的双重压力下负担较重。因为地理信息科学专业没有知名度较高的学术带头人,在教学上未能形成鲜明的专业特色,与专业的办学历史不符,在科研上也没有确定某一明确的方向,各位教师各自为政,单打独斗,不能形成具有战斗力的教学科研团队,无法实现1+1>2的整体涌现性。
2)生源质量不高,师生双向不满。地理信息科学专业与城乡规划、土木工程等专业相比,录取分数线较低,由于社会大众对该专业不熟悉,往往招收的大部分学生都是在其他专业录满后调剂过来的低分生,生源的质量较差。因此,学生从入学开始就对专业不认同,缺少学习动力,这样在某种程度上也影响了教师的上课热情。学生抱怨教师工作不敬业,教学不投入、能力差,教学手段单一,讲课不生动。教师抱怨学生学习不认真,没有明确的学习目标,学习态度不端正。
3)课程设置不科学。地理信息科学是依托测绘工程而创办的专业,地理信息科学和测绘的专业课程各占50%,虽然拓展了学生的就业面,由于课程之间衔接不紧密,学生所学的地理信息科学专业课程不完整,尤其是开发类课程较少,使得地理信息科学专业的学生与测绘工程专业的学生相比,在测绘能力方面处于劣势,与中南大学、湖南科技大学等高校的地信专业学生相比,开发能力较弱,学生容易产生厌学情绪。毕业后绝大部分学生只能胜任数据处理工作,只有少数学生能够从事GIS开发方面的工作,限制了学生的全面发展。
1.2地理信息科学专业学风建设的机会
1)社会对高素质地理信息科学专业技术人才需求迫切。随着地理信息产业的高速发展,我国地理信息产业的总产值以30%以上的速度增长,到2012年就已突破2000亿元。产业的发展,促进了社会对地理信息科学专业人才的需求,特别是即懂技术又懂应用的中、高端人才。
2)院校领导重视。近两年,地理信息科学专业得到了学校、学院各级领导的重视,学校成立了湖南省城市规划信息技术高校重点实验室,地理信息科学专业的教师都是实验室成员,将地理信息科学专业的发展与城市规划相结合,为地理信息科学专业学风建设提供了平台。
1.3地理信息科学专业学风建设的威胁
1)社会环境影响。市场经济的发展为学生学习提供了优越的物质条件,但是也带来了一些负面影响,“读书无用”、“一切向钱看”等思想在大学生中普遍存在,使得一部分学生在学校虚度时光,沉溺于网络游戏中的虚幻世界,没有学习目标。
2)校园氛围影响。湖南城市学院是一所处于转型期的地方二本院校,学校在教学与管理方面并不能完全适应社会需求和学生的发展。校园的学习氛围不强,“功利主义”、“拜金主义”、“享乐主义”在校园中广泛存在,这些不良风气影响了部分学生的学习情绪,改变了一些学生的价值观,阻碍了优良学风的形成。
2学风建设改革措施
学生是学风建设的主体,教师在学风建设中起主导作用,而专业是学生学习的基本单位,专业学风对学校、学院和班级学风,以及学生个人都有非常大的影响。因此,可从如下几个方面进行地理信息科学专业学风建设改革。
2.1以思想教育为切入点,确定学生的主体地位学风建设的关键是解决学生学习的思想问题,通过主题班会、一对一交谈等思想教育形式帮助学生树立正确的人生观和价值观。
2.2做好入学教育,培养学生的专业认同感新生对专业不了解,大部分学生并没有将地理信息科学专业作为第一志愿填报,因此,在入学教育时将专业介绍和学风建设的教育作为重点,使学生从了解专业到热爱专业,以积极的心态面对学习。班主任、辅导员和专业教师应根据不同的学生,采用具体的方式,尽快确定学习目标,以激发学生对专业的学习兴趣。
2.3以科学的管理制度,促进专业学风建设制定具有可操作性的奖惩制度、考试管理制度、计划管理制度、教学过程管理制度、质量管理制度等,保证地理信息科学专业的教学工作有步骤、有计划地进行。通过这些制度规范师生的行为,做到有章可循,更利于形成公平竞争的环境和良好学风。
2.4深化教学改革,培养学生的创新意识地理信息科学是一门交叉学科,知识更新快,应按其知识体系设置专业课程,厘清各门课程的关系,保证本专业的学生能够掌握数据采集、数据处理、系统开发与应用等不同环节的知识。把握社会对技术更新的需求,及时调整教学内容,将市场急需的、先进的科学技术传授给学生。通过大学生导师制,以大学生创新性项目和开放性实验为载体,培养学生的创新意识和学习主动性。
2.5加强师资队伍建设,以教风促学风通过引进有影响力的学者作为地理信息科学专业的学术带头人,在科研和教学方面确定方向,指导年轻教师快速成长,在较短的时间内形成战斗力和协同竞争的良好氛围。教师教学水平的不断提高和严谨的治学态度,在教学中将直接影响到学生的学习态度。
2.6开展积极向上的文化活动,营造良好的学习氛围围绕学科专业,开展丰富多彩的文化活动,如GIS文化节、GIS技能大赛、学术讲座等,让学生尽快融入到大学生活中来,同时也拓展了学生的视野,激发了学习的热情。
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.07.037
Reform and Practice of Physical Geography Differentiated Teaching
WANG Tao
(College of Geomatics, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China)
Abstract Physical geography has opened in ecological environment majors, resources protection majors, even engineering majors of many domestic universities, that reflecting the basic position of many professional training of physical geography. Combined with the author's practice of physical geography in undergraduate teaching, the conclusion physical geography teaching should be implemented with different major was obtained. By differentiated instruction, physical geography knowledge related to student's profession will be training well and promote the integration of student's professional knowledge and physical geography knowledge.
Key words basic course; differentiated instruction; physical geography
0 引言
自然地理学作为一门重要的基础课程,在众多高校的生态环境、资源保护、土地科学、地理科学等,甚至测绘工程类专业得到开设,促进了相关专业学生对自然地理学的科学认识。①由于高校性质的差异,如综合性高校、师范类高校、农林类高校及地矿类高校等,自然地理学课程在开设过程中,教授内容存在较大的差异。②③受到高校自身发展过程的影响,对于自然地理学教学历史较长的高校,其自然地理学教学内容更为丰富,理论教学、实践教学、以及实验教学等得到更多的应用。④
作者所在测绘科学与技术学院以测绘学为基础,先后开设地理信息科学(原地理信息系统专业)、自然地理与资源环境(原资源环境与城乡规划管理专业)和遥感科学与技术本科专业。目前,以上4个专业均开设自然地理学课程,但课程性质在专业间存在的差异,课程教学学时也存在差异。比如测绘工程和遥感科学与技术专业为32学时、地理信息科学和自然地理与资源环境专业为48学时。
针对测绘类和地理类专业中自然地理学课程性质、教学学时的差异,作者认为,测绘类专业与地理类专业应该在教学内容与教材选择及建设、实践教学环节等方面开展差异化教学。
1 教学内容与教材建设
1.1 教学内容的差异化
自然地理学课程覆盖内容较广,教学内容较多,涉及到地球表层的诸多要素,如地质、地貌、水文、气候、植被、土壤等。依据教学学时,在教学过程中,不同专业涉及内容需要有所侧重,有所为有所不为。
对于自然地理与资源环境和地理信息科学等地理类专业来说,自然地理学是专业基础课,考虑到学生毕业之后的工作内容多与地理相关,在该两个专业自然地理学教学过程中,应该对涉及的地质、地貌、水文、气候、植被、土壤等内容均进行详细的讲解。对于作者所在的矿业类高校而言,地理类学生毕业后就业倾向于测绘类、地矿类、土地类。据此,教学内容中地质、地貌内容需要重点讲述,有必要单独开设地质、地貌概况类课程,满足学生未来就业及进一步学习深造的需求。自然地理与资源环境专业,除涉及自然地理理论外,在实际应用及生产方面,侧重于资源环境方向,水文、土壤、植被(生态学)教学内容也应该加以重视,增强学生水文学原理、土壤学、生态学的相关知识与内容,有利于学生未来在水污染治理、土壤污染治理、以及生态环境保护与规划方面的基础理论应用。由此也可以看出,对于自然地理与资源环境专业来说,自然地理学课程是该专业的重要基础,自然地理学课程的学习,为之后的相关课程学习奠定了基础,同时48个学时的教学,明显不能满足自然地理学课程的教学要求,基于目前自然地理与资源环境专业在实验教学方面的欠缺,应将自然地理学教学学时提高到80个学时左右,待实验教学条件满足后,增加实验教学内容,使自然地理学课程理论与实验教学超过100学时。地理信息科学专业,从就业来说,作者所在高校倾向于计算机编程技术、测绘、土地规划等方向,除编程技术为特色外,与自然地理与资源环境专业就业方向较为相似。由于地理信息科学专业培养学生侧重于技术方面,对自然地理学基础理论的学习则以强度适中为主。虽然自然地理学课程也是地理信息科学专业的基础课程,但与自然地理与资源环境专业相比,对自然地理学课程的依赖较轻。故地理信息科学专业自然地理学教学过程中,地质、地貌、水文、气候、植被、土壤等内容要详细讲解之外,更多的是引入计算机技术、地理信息思想及软硬件等内容,与自然地理学基础理论相结合,增加学生地理信息与自然地理学基础理论的关系认识,促进学生对专业知识及就业方向的认识。但是,就目前教学学时来说,学时偏少,可以提高到64个学时左右,增强自然地理学的基础理论教学及部分实验教学内容,使得地理信息科学自然地理学课程理论教学与实验教学内容达到80个课时以上。
测绘工程和遥感技术与应用是测绘类专业,但遥感技术与应用专业对自然地理学课程的基础理论依赖性要高于测绘工程专业。尽管二者的教学均为32学时,但在教学内容方面也应该有所差异。考虑到测绘工程专业的就业多集中于工程部门,野外实践较多,在自然地理学课程的教学过程中,应倾向于地质、地貌、水文方面的教学内容,气候和植被方面内容适中,土壤内容较少。突出教学过程中的重点讲授内容,才能在有限的教学学时内,使学生最大的掌握专业相关的自然地理学基础理论。遥感技术与应用与测绘工程专业均为工科专业,就业初步定位摄影测量及其它方向,但前者对自然地理学课程基础理论的需求要高于后者。结合遥感技术发展及应用前景,该专业自然地理学课程教学过程中,地质、地貌、植被、土壤内容应该侧重,水文、气候内容适中,考虑到仅有32个教学学时,根据该专业的就业方向,又设定地貌、植被为重点讲授内容,地质、土壤次之,水文、气候最少。尽管测绘工程专业自然地理学教学从之前的16学时增加到了现在的32学时,但32个学时的教学学时也是不能满足教学需求的。将测绘工程和遥感技术与应用两个专业的自然地理学课程教学提高到48学时更能满足教学学时的需求。
综上,自然地理学与资源环境和地理信息科学专业,二者皆为地理类专业,但在自然地理学课程教学过程中,侧重点不同。前者需要将自然地理学各要素深入讲解,使学生理解、掌握,并能利用其分析与解释地理现象;而后者更多的是将计算机、地理信息技术引入自然地理学课程教学,促进技术与理论的结合,拓宽学生的专业范围。测绘类专业中测绘工程专业应侧重于地貌、地质、水文方面的教学内容,而遥感科学与技术专业应侧重于地貌、植被方面的教学内容。同时,以上4个专业均需增加理论教学课时才能满足自然地理的教学需求,待实验教学条件满足时,也需要增加实验课程教学学时。
1.2 教材建设
教材建设是学科和专业建设中的重要内容。⑤作者所在高校自然地理学教学过程中,教材使用过王建教授主编的《现代自然地理学》、伍光和教授主编的自然地理学以及吴成基教授主编的自然地理学等。目前本科自然地理学课程教学以伍光和教授主编的自然地理学教材为主,该教材已经出到第四版,也是自然地理学本科教学中的经典教材,内容丰富,结构合理,教学过程中学生易于理解与学习,是自然地理学的综合性教材,应用范围较广。
自然地理与资源环境、地理信息科学、测绘工程和遥感科学与技术自然地理学教学过程中,均采用了伍光和教授主编的自然地理学教材,对于开展自然地理学课程的差异化教学来说,仍需要进行适合相关专业的自然地理学教材建设。具体建设可以结合上述教学内容进行调整和增减。自然地理与资源环境专业自然地理学教材需要增加实验教材和实践教材,理论教材采用伍光和教授自然地理学即可;地理信息科学专业需要增加地理信息系统软件与自然地理学的相关教学内容,实验和实践教材内容可以与自然地理与资源环境专业相似,但侧重于自然地理学的计算机应用方面;测绘工程专业自然地理学教材以地质、地貌和水文内容为主,精简原有教材内容,突出重点内容,可以在自然地理学与资源环境专业实验和实践教材中,选择野外实验和实践内容,作为该专业的实验与实践课程内容;遥感技术与应用自然地理学教材建设应以地貌和植被为主,扩充二者的内容,精简其他内容,增加自然地理学与遥感的结合内容,实验和实践教学教材也可选择自然地理学与资源环境专业实验和实践教材的部分进行学习。
综上,教材的差异化建设,能够促进学生对教材本身的关注,亦作为后续专业主干课程学习提供帮助。
2 实践教学环节建设
自然地理学课程教学包括诸多环节,其中最主要的为课堂理论教学、实验教学、实践教学等环节,其中实践教学是重要环节。⑥课堂理论教学环节在上文已述,主要是进行差异化的教学模式,侧重于各专业自身特点,将自然地理学基础理论与专业特点相结合。实验教学过程因实验室还在建设过程中并未开设,是自然地理学教学过程的一个损失。我校自然地理学实践课程环节主要放在大学一年级第二学期末,进行为期2周的野外实践学习,包括溶洞地质、滑坡和崩落、地垒与地堑及山崩地貌、山地植被、人文环境、土壤侵蚀监测等实践内容,自然地理与资源环境专业开设后,相关实践环节内容在不断发展和完善。
在自然地理学课程实践教学环节,仅自然地理与资源环境专业有设置,其它专业均为其专业实习,如土地调查实习、工程测量、地形测量实习等。这里主要讨论自然地理与资源环境专业实践环节建设,其它专业涉及自然地理学课程实践内容均可参照。自然地理学课程实践环节是自然地理与资源环境专业重要的学习过程,是其它课程学习的基础,也是激发学生学习热情的契合点。就目前自然地理学实践教学环节而言,实践环节时间较少,仅2周时间。考虑到实习过程主要在陕西省境内,去掉周末,仅剩10天时间,对于诸多自然地理学要素的实践学习而言,显然实践环节安排时间太短,可考虑增加到3周。目前实习内容以地貌实习为主,包括溶洞、崩塌、滑坡、山崩、地垒与地堑等内容,植被、土壤、水文、气候方面的实践环节较少。结合实验室建设内容,土壤、气候实践环节内容可以融合起来,植被环节实习与山崩地貌、山地地貌实习相结合,水文与土壤侵蚀监测相结合。可考虑将实践环节增至3周时间,学生可供实践的时间为15天,地貌实习4~5天,人文实习1~2天,土壤、气候环节1~2天,水文、土壤侵蚀监测内容1~2天,再增加1~2天的室内实践理论教学时间,以及1~2天的实习报告写作时间,构成自然地理学课程实践环节内容。
3 结语
自然地理学是地理、生态环境、资源保护等学科重要的基础课程,自然地理学课程教学与改革关系到众(下转第99页)(上接第79页)多本科学生基础知识学习过程,应当结合众多教学工作者的建议和意见,形成较为成熟的、完善的差异化教学过程,形成适合多种专业自身特点的自然地理学课程理论教学、实验教学和实践教学等内容。
基金项目:西安科技大学教育教学改革与研究项目“应用型自然地理与资源环境专业人才培养实践教学改革(JG12 19)”、“自然地理与资源环境专业野外实习基地信息化建设研究(JG14033)”
注释
① 戴仕宝,王岽.基于不同授课对象的自然地理学教学改革初探[J].滁州学院学报,2009.11(3):76-78.
② 王文福.测绘专业《自然地理学》教改体系的构建[J].长春师范学院学报(自然科学版),2009.28(5):85-88.
③ 黎遗业.高师自然地理学学科课程教学研究[J].南宁师范高等专科学校学报,2008.25(2):86-88.
地质学
生活在“地球”上,可以说人类与地球休戚相关。那么,地球内部啥样?为什么会发生地质灾害呢……地质学告诉我们答案。地质学是一门研究关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史等知识体系的综合性学科。作为一级学科地质学,其主要的分支二级学科有:矿物学、岩石学、矿床学、构造地质学、古生物和地层学。
地质学的研究对象是庞大的地球及地球悠远的历史,决定了这门学科具有特殊的复杂性。地质学是提高人类认识自然,增进与环境的协调和求得环境改善的科学。它是在不同学派、不同观点的争论中形成和发展起来的。地球表层的生物和人类的大量活动,都与地质条件相关。
地质学与人类的关系不仅仅在于资源的取用,还和人类生存、生活环境的诸多方面直接相关。现在,地质学已成为人类社会所普遍需要的科学。
培养目标——培养具备地质学基本理论、基本知识、基本技能和相关学科基础知识,具有较好科学素养及初步研究、教学和管理能力的高级专门人才。
主要课程——地质学、结晶矿物学、古生物学、地史学、岩石学、构造地质学、矿床学、地球物理及勘探方法、地球化学、遥感技术等。学校一般会安排很多野外地质学习或区域地质测量实习。
由于地质学的发展和社会的发展互相支持、互相依赖,因此对地质学从史学、哲学和社会学的角度进行交叉研究所取得的进展,也将孕育新的学科。
该专业毕业生可以在地质、地震、冶金、煤炭、建材、化工、水电、城建、核能、海洋科学、材料科学等有关研究单位、高等院校和生产部门从事基础理论及应用研究、教学和生产实际工作。如今,与环境相关的行业内如石油天然气开采与利用、水污染治理、国土资源评价等也提供了大量的就业机会。
国内现在有十几所大学设置了这个专业。较知名的综合性大学主要有:中国地质大学、北京大学、南京大学、浙江大学、同济大学、中山大学、吉林大学、西北大学、兰州大学等。此外,还有成都理工大学、长安大学、中国海洋大学等一些专业性院校。
专家提醒,由于人类社会和科学技术的发展,建议有志报考该专业的学生将重点集中在环境方向。
地理信息科学
2012年教育部最新本科专业将地理信息系统改名为地理信息科学。它主要培养的是具备地理信息系统与地图学基本知识、基本技能的高级专门人才。
地理信息系统是在计算机硬、软件系统地支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它的处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等,用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的规划、决策和管理问题。其实,说得直白一点,这个专业就是一个地球的“会计”——搜集整理各种地球资料数据。因为要“搜集数据”,所以它与测绘学和地理学专业有密切关系。自然地理学、人文地理学、经济地理学、地图学、遥感技术、数据库技术、地理信息系统原理、地理信息系统设计与应用等就都是必修课程啦。但是,该专业学生要做好常常在室外甚至野外工作的准备。
其主干学科有地理学、地图学、计算机科学与技术,主要课程包括自然地理学、人文地理学、经济地理学、地图学、遥感技术、数据库技术、地理信息系统原理、地理信息系统设计与应用等。
近年来,此专业毕业生在国际人才市场上属于热门人选,美国劳工部更是将地球空间信息科学、纳米技术和生物技术并称为未来最有发展潜力的三大技术。毕业生可在国土管理、城市管理、规划管理、交通、农业、电力、电信、环保、国防、军事、公安等部门及有关科研单位从事信息系统的设计、开发建立、维护管理和信息处理分析工作。而拥有良好的计算机技术也使此专业毕业生有更多选择。
国内开设该专业的高校比较好的有:武汉大学、北京大学、南京师范大学、南京大学、华东师范大学、中国地质大学等。
地球物理学
你是否听过地球上的六大板块呢?汶川大地震是怎么造成的?地震怎么会有如此巨大的能量……
如果你对这些感兴趣,不妨学习一下地球物理学。它是研究广泛系列的地质现象,主要研究对象是人类生息的地球及其周围空间。具体地,是运用物理学的原理和方法,先进的电子和信息技术、地基监测和空间探测技术等手段对各种地球物理场进行观测,探索地球内部奥秘,发现地球内部的各种物理过程并揭示其规律,研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上为优化和改善人类生存环境,为预防及减轻自然灾害,为探测和开发国民经济建设中急需的能源及资源提供新理论、新方法和新技术,也为人类的太空活动提供空间环境保证。
由于其学习内容非常广泛,地球本体、地球动力、机制、环境与灾害预报、地球大气、地磁与高空物理、近地空间环境、高层大气……甚至整个太阳系的物理现象都是它的研究对象,所以在实际学习中,还会安排一定时间的野外地质实习,因此,坚韧不拔的耐力和相当的务实精神是对想学者必不可少的要求。
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)16-0042-03
地理信息系统(Geographical information system,简称GIS)融合了地理学、测绘学、信息科学、计算机科学等学科知识,是一门交叉学科,具有强大的生命力。随着计算机科学的高速发展,地理信息系统展现了超凡的学科融合能力,应用的深度和广度迅速提升。到目前为止,地理信息系统已经应用在国土、测绘、气象、地震、林业、军事、水利、环境、交通、环保等领域,全社会对GIS专业人才的需求迅速增长。[1]据统计,全国共有350多所高等学校近800个专业开设地理信息系统课程。[2]矢量化与建库、空间数据处理与分析、GIS软件开发与系统管理分别是GIS工作人员应具备的三个层次技能。GIS软件开发是GIS专业毕业生的主要就业途径,占GIS从业人员的32.01%。[3]各高校GIS专业越来越重视学生GIS开发能力培养。[4]地方院校GIS专业毕业生主要服务于地方社会经济发展需要,GIS设计与开发以行业结合应用型为主。故地方院校地理信息系统专业的GIS设计与开发课程以培养学生从事GIS应用项目设计与开发能力为目标,具有很强的实践性。地方院校受生源、基础设施以及师资条件等影响,GIS设计与应用教学效果普遍不尽如人意。GIS设计与开发需要教师具有丰富的行业设计与开发经验,同时需要丰富多彩的实例演示,这就对教师提出了很高的要求。GIS设计与开发需要学生具有很强的逻辑思维能力,并具备一定的数学和计算机功底。地方院校特别是地方师范类院校地理信息系统专业女性比例较高,其计算机基础和数学功底相对薄弱。鉴于此,笔者结合自己的教学实践,对GIS设计与开发教学内容与手段等方面进行探讨,以期为提高GIS设计与开发教学质量提供借鉴。
一、GIS设计与开发课程教学特点
地理信息系统开发目前以组件式开发为主流。[5]通过专业地理信息系统平台提供的可视化开发组件,可以快速便捷地搭建自己的GIS应用程序,嵌入常见地理信息系统功能,为进一步与应用行业融合提供接口。目前,各高校GIS设计与开发大都采用组件开发,且一般选用ArcGis,SuperMap,Mapgis,Mapinfo的二次开发平台。
GIS设计与开发课程教学具有如下特征:1.实践性强。GIS设计与开发以应用开发为主,需要依靠大量项目实践来培养学生的动手能力。2.学科交叉性强。本课程融合了计算机科学、数学学科和具体应用行业学科知识,学科交叉性强,需要学生具有很强的学习能力、软件开发能力和逻辑思维能力,这样才能很好地将地理信息系统技术融入行业应用当中。3.教学方式灵活。GIS设计与开发是一门动手能力很强的课程,传统的以理论讲授为主的教学方式难以满足课程教学需要。GIS设计与开发常采用项目教学法[6]、分组教学法等,以增强学生在学习过程中的主体性、趣味性、能动性。因此,GIS设计与开发教学的重点不在于理论知识,而在于实践教学。[7]以实践操作深化理论知识,使得学生在不断掌握软件开发技能的同时,完成理论知识的顿悟。
二、GIS设计与开发课程教学优化模式探讨
(一)强化GIS设计与开发课程群设计
GIS设计与开发是GIS专业的一门主干课程,需要配套一系列课程构建GIS设计与开发课程群来辅助教学。其设计应遵循以下原则:1.理论与实践相结合,强化实践教学;2.因材施教,注重个性差异;3.坚持知识、能力、素养协调发展与综合提高原则[8];4.注重系统性和完整性;5.以需求为导向,坚持课程可调整性原则。
基于当前对GIS设计与开发人才的需求以及地方院校课程设计情况,GIS设计与开发课程群应包括计算机组成原理、数据库概论、数据结构与算法、GIS算法与数据结构、程序设计、软件工程、软件设计模式、计算机图形学、地理信息系统概论、地理信息系统工程、GIS软件开发、WebGis开发等课程,囊括了GIS设计与开发过程中所需的大部分知识,全面反映了“概念―原理―方法―操作―应用”五位一体的特征。
(二)多模式的培养学生实践能力
目前,大部分GIS课程理论教学以教师讲授为主,且实验教学过程多采用学生被动学习的传统模式,即由教师进行程序演示与操作,再由学生进行模仿或根据实验指导书编程重现。在此模仿过程中,学生往往更多的关注了代码的书写,而未能主动思考,不能激起学生的主观能动性和创造性,大大降低了程序运行成果所获得实践成功的成就感。因此,应该采取多种教学模式激发学生的学习积极性,多角度培养学生的实践能力,具体如图1所示。
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图1 GIS软件设计与开发课程教学架构示意图
项目示范型。以教师科研成果作为典型案例,从项目的背景、需求、设计、编码、测试进行分析、讲解、示范以及实践,将学生带入学科前沿和具体工程实践中,加深学生对知识的理解,让学生直观地感受解决实际问题的快乐,激发学生学习兴趣,充分展现“读、想、练、用”的教学要素。
团队协作型。GIS设计与开发设计项目过程复杂,涉及面广,需要发挥团队精神,互补互助,达到最大工作效率。在实践教学中可以将全班学生分为几个小组,根据教学知识点假设项目背景拟定题目,教师担任指导,由学生分组自学、协作完成教学工作。小组中一人负责问题分析,担任项目甲方,负责提出需求;一人负责与甲方沟通,建立规范化需求清单;两人负责系统设计与系统原型快速构建;一人负责项目测试;建立系统设计之后,全组分工协作完成系统开发工作。
开发竞赛型。GIS开发大赛注重学生的知识综合运用以及解决实际问题的能力培养,从选题、需求分析、设计、编码到最后的测试,周期长、任务多样、难点多,能锻增强学生团队协作意识并磨炼学生意志,非常接近工作状态,能使学生尽早接受社会竞争。目前,除ESRI和SuperMap每年均会举办一次全国性GIS大赛外,很多高校会举办一些校内竞赛,其中GIS设计与开发均是其重要的竞赛项目,这为GIS设计与开发教学提供了很好的实践教学平台。
校企合作型。通过与相关GIS软件公司合作建立实习基地,让学生参与具体的项目,为学生提供进入社会和接触实际项目锻炼的机会,使学生在辅助完成项目的同时,熟悉项目流程、认清重点和难点、提升开发技能等。同时加强校企技术交流,邀请企业技术总监、项目经理举办不同类型的专题讲座,增强学生项目阅读能力。
软件测试型。通过对GIS系统进行黑白盒测试,发现GIS设计与开发中的关键点、难点以及常见Bug分布情况,可加深学生对知识的认知并提升软件设计与开发能力,避免自己在设计与开发过程中犯同类错误。
就业引导型。按照学生兴趣爱好以及就业意向进行应用行业分组,与相关行业企业、协会、就业指导中心建立联系,举办企业专题、行业发展前沿、就业指导等讲座以及到企业中参观学习业务流程、观摩企业成果,扩展学生学术视野与知识面,了解业界动态,建立行业发展与GIS应用交集,缩短学生与社会、企业之间的距离。
(三)围绕课程群打造教学团队
教学团队对教学质量起决定性作用,是学科建设与发展最重要的基础性资源。GIS设计与应用课程群学科交叉广泛,知识增长点众多,发展迅速,这就需要教师不断扩展学科领域和提升知识结构,以优化与提升整个教学团队。地方院校多数将学校定位为“教学为主型”,教研仅限同门或相似课程教师间的交流,根本谈不上团队建设。[9]众多实践表明,科学研究是团队建设的核心与抓手。科学研究可以以项目为纽带团结各层次、各学科人才,凸显学科带头人与技术骨干的作用,能形成良好的传帮带氛围,建立以点带面形成合力的局面。在项目资助与带动下,才能实现学科交叉融合、知识结构更新、人才交流,才能吸引高层次人才来校教学与研究,形成良性的“引进、培养、锻炼”长效发展机制。因此,可以有针对性的凝练研究方向,覆盖GIS设计与开发课程群,在科学研究中建立教学团队。
三、结语
GIS设计与开发能力很大程度决定了GIS专业学生的就业前景,是GIS专业培养的主要目标之一。GIS设计与开发具有很强的实践性,其能力的培养需要综合性、系统性、多学科的实践教学体系支撑。从GIS设计与开发课程群设计以及围绕课程群打造教学团队、多模式实践教学三个方面可丰富GIS设计与开发教学体系,促进学生由被动学习向主动获取转变,优化和提高教学质量。同时,我们应该认识到,GIS设计与开发教学质量优化提高是一个长期的过程,应在教学工作中不断摸索与总结,探索新的教学模式、教学方法和教学理论,促进教学质量稳固提升。
[ 注 释 ]
[1] 边馥苓.我国高等GIS教育:问题、创新与发展[J].地理信息世界,2007(2).
[2] 董隽.高等综合院校地理信息系统教学问题探讨[J].林区教学,2009(1).
[3] 赵银军.高校地理信息系统人才培养探讨[J].测绘与空间地理信息,2010(1).
[4] 蔡菲,孙英君,单宝艳等.地理信息系统专业学生GIS软件开发能力的培养[J].测绘通报,2008(6).
[5] 钟广锐.基于SuperMap Objects的“GIS设计与开发”课程实验设计[J].地理空间信息,2007(2).
[6] 黄猛,李攀.项目教学法在地里信息系统教学中的应用研究[J].时代教育,2012(5).
从于斯为“剩”到于斯为“威”
武汉理工大学高凌峰
主干课程:地理学、环境科学、管理科学
文韬“理”略,随浪而起一叶舟
资源环境与城乡规划专业于1999年才出现在中国的高校,到我报专业志愿时不过十年有余。这个专业看似是伴随中国城乡发展以及资源问题大浪而冲上浪尖的扁舟,但是由于改革开放以来中国政策的逐步放宽,一切以社会的高速发展为基本点,对于城市的膨胀化扩张、资源的粗放利用以及农村在社会发展中的问题都未予以足够重视,所以这个专业直至我报考时也没有被普遍看好,当时有种“于斯为剩”之感。
随着大学学习的逐步进行,时间车轮带动着的社会形势也在逐步发生变化。而今,随着新农村建设的兴盛,城市职能的完善,资源的集约式利用,越来越多的社会形势倾向到这个专业。所以当初的“于斯为剩”虽不能完全说是“于斯为盛”,但是未来的形势走势和社会的期望使得这一天不再遥远。
课堂内外,地理学架起学科桥
资源环境与城乡规划管理专业在有些高校是文理兼收的,不过我们学校只招收理科生。不同学校在这一专业培养上也有不同的侧重点,有些高校侧重规划管理,也有些侧重建筑类,但是包括我们学校在内的大多数高校还是侧重地理学。我们虽是理科生,但是地理学的基础知识还是必须具备的。
大学学习之初还是在于基础课程的学习。之后的专业课(主要是地理学)则贯穿了环境学科和管理学科。具体的专业课程有自然地理学、经济地理学、地图学、遥感应用、地理信息系统技术、区域规划、资源环境信息系统等。在实验课方面,本专业学生是在基于。数字地球信息技术的资源环境与城乡规划管理基本理论和基本知识,在autoead,arcgis等专业软件下完成区域分析与规划,资源的统筹安排和管理。
大学的专业课程多而杂,我开始的时候对大学专业摸不着头脑,总是感觉自己涉猎面窄,所以经常泡图书馆。后来发现笃行的学习是积累基础知识的必要途径,只有具备更多的知识积累,才能在未来的规划中统筹兼顾,站在一个高点上进行全面的分析。
职来职往,昂首迎社会大潮
现在很多学校都建立了该专业的硕士点,并在该专业的教育上有了长足的进步,所以本科毕业后选择继续读研深造是很多学生倾心的道路。就业问题是很多学生关心的问题,我也不例外,虽然对这个专业逐渐喜爱,但是未来的就业前景才是我在这个专业上能走多远的关键。资源环境与城乡规划管理专业在最初主要是依附于该专业的附属学科来就业,并没有固定的方向,例如地理信息系统方向的区域规划和设计。随着社会对于该专业的认识和认可,目前该专业的毕业学生也逐渐走入房地产、各规划局下属的设计院。同时据我了解。国土资源局、规划局在公务员的招考方向上也逐渐扩大资源环境与城乡规划管理专业的比例,这就为本专业的同学在规划方面提供了更为广阔的平台。该专业正以崭新的姿态迎接社会的就业大潮,并步步登高。
拥有资源环境与城乡规划管理专业国家特色专业院校名单:中山大学、北京联合大学、中南林业科技大学、河北师范大学、西北大学、池州学院。
测绘工程
实体与虚拟的碰撞
西南交通大学 张芳
主干课程:地理学、测绘科学与技术
专业与方向的结合
测绘工程专业,是测量与绘图专业的简称,它是一门专业性很强的综合学科,既有主干学科的支持,又有众多相关学科的支持。本专业主要是研究空间、电子、信息、激光、惯性等科学的基本理论和技术,并研究利用这些技术测定地球与其他星体形状、建筑物(构筑物)的三维特征及其与指定参考系的关系,研究这些技术在工程、工业和人类生活中应用的基本理论与方法。该专业主要是培养能掌握空间信息获取、处理、分析、表达与应用的基本原理与方法,掌握现代空间测量技术、数字摄影测量与遥感技术、地理信息系统与地图学的基本理论,具有坚实的数学、外语、计算机应用基础和良好业务素质,具备地面测量、空间测量、海洋测量、摄影测量与遥感等方面的知识,能在国民经济各部门从事国家基础测绘建设、国土资源考察调查、环境保护与灾害预防及地球动力学等领域从事研究、管理、教学等方面的高级测绘科技专业人才与管理人才。
大部分高等院校开设的测绘工程专业在本科阶段并不进行专业细分,只是在培养方向上有所侧重。如果对测绘工程专业进行专业培养方向细分的话,它大致包括:大地测量学,主要研究和测定地球的形状、大小和地球重力场,以及地面点的几何位置的理论和方法;工程测量学,研究工程建设中设计、施工和管理各阶段测量工作;海洋测绘,以海洋水体和海底为对象,研究海洋地位、测定海洋大地水准面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力以及海洋磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布及其编制各种海图的理论技术的学科;地图制图学,研究地图及编制和应用的一门学科;摄影测量学,摄影测量指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。同样是测绘工程专业,却有如此多的专业培养方向。因此各位同学在选择报考本专业的日寸候一定要搞清楚所报院校的测绘工程专业到底侧重哪一方面,然后再根据自身兴趣进行选择。
脑力与体力的考验
该专业的主干学科是地理学和测绘科学与技术,主要课程包括矿山测量学、测量学、误差理论与测量平差、大地控制测量学、摄影测量学、数字图像处理、遥感原理与应用、地图投影、计算机制图、地理信息系统原理等。测绘工程专业大部分同学都有同一个感受,那就是该专业的课程较难学懂,对逻辑思维能力、绘图能力、动手实践能力等都有相当严格的要求。并且值得注意的是,该专业与地理、地球的关联紧密,不喜欢地理学科、空间思维能力较差的考生报考该专业日寸需谨慎。并且,考虑到就业问题,近年来该专业招收的女生数量越来越少,测绘主要是野外作业,较为艰苦、对体力有一定要求,女性从事相关工作确实有诸多不便。因此,女生报考测绘工程专业时也要谨慎。不仅要考虑兴趣爱好,还要考虑毕业后的就业问题。
机遇与挑战的竞技
测绘工程专业作为一门工科专业,其在教学中学生的实践占了相当大的比重,需要学生自己拥有较强的动手能力,是产学研一体的专业,科研成果能够较快地转化为生产力。整体而言,测绘工程专业的就业前景广阔,随着我国国民经济的发展,国家对测绘专业人才的需求量越来越大,各种工程施工、桥梁、隧道、城市规划、农林、矿上等都需要大量的专业测绘人才。就一般的测绘单位而言,测绘专业学生都比较容易进入其中。但是特别专业的测绘类事业单位,例如测绘院设计院,或是铁道第一、二、三、四勘察设计院,对于测绘人才的学历、专业性要求都很高,本科毕业的测绘专业学生想进去还是比较困难的。毕竟随着国家测绘局更名为测绘地理信息局,今后测绘将向地理信息方向转变,对测绘人才的要求越来越高。在读研成为一种趋势的情况下,测绘工程专业的学生为了进好一点的事业单位,保研考研的越来越多,考研人数接近了三分之一。
拥有测绘工程专业国家特色专业院校名单:中国矿业大学、武汉大学、中南大学、辽宁工程技术大学、山东科技大学、河南理工大学、西安科技大学,黑龙江工程学院。
地理信息系统
信息社会无所不能
武汉理工大学 吕乐乐
主干课程:地理学、地理信息系统基础
念念念,与你痴痴怨怨
时间是单车,回忆是背景,每当一个人,蓦然回首时,才发现那里有多么刻骨铭心的回忆,而我也是在那个时候喜欢上了地理。或许只是爱屋及乌,因为一个可爱的地理老师,记得每次考试的时候,老师都会开玩笑地对我们说上一句“某些同学的脑袋偏转的角度可不要超过黄赤交角啊!”高考之后,作为理科生的我曾经徘徊犹豫,但当了解到大学里还有一门“地理信息系统”的理科专业并且只招收理科生后,便和她结下了不解之缘。念念念,与你痴痴怨怨,但无怨无悔。
人类一直有一个伟大的梦想,用一种方法,把世间的万事万物管理起来。如果你也有这样一个梦想,那么加入我们吧。我们被世人称为GISer,我们的专业便是GIS(Geographic Information System)地理信息系统。
叹叹叹,爱你难上加难
大学的第一堂课是专业导论。系主任为我们介绍了地理信息系统这个专业的具体内容,这才揭开了她神秘的面纱。简单来说,地理信息系统就是把地图信息存储到计算机里,制成电子地图,使人们通过计算机迅速查询到目标。比如,应用这种技术可以制成城市电子地图,我们在查询公共汽车路线时,只需输入起点和终点的名称,就可以查询出相关车次,并获取沿途经过的道路和换乘车站等相关信息和地图。又比如地理信息系统可以神奇地应用在医学上,运用地理信息系统的手段制作血管分布图、器官的内部结构图,可以非常直观地反映出人体各部位的位置关系,所以她也被作为强大的辅助医疗手段。
地理信息系统的实用价值很大,可以广泛应用于各行各业,只有你想不到,没有她做不到。地理信息系统强大的能力让我彻彻底底地折服,但这种强大却是需要付出十倍的努力来钻研、学习。大一的课程除了高等数学、大学物理等公共必修课之外,还有自然地理学,人文地理学,经济地理学等一系列的地理课程。而大二的课程却让我对自己在这门专业的发展失去了信心。我的数学不是很好,而且计算机方面的知识也掌握得不是很理想。还记得专业导论课上系主任说:“这门专业是建立在地理学基础上,以计算机技术为主要辅助手段,集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的边缘学科”。当时我还不以为意,但最终却成为了我攀登专业高峰的一大拦路虎。此时的我才发现地理信息系统不只是地理学,同时也是一门高深的计算机学。叹叹叹,爱你难上加难,但始终不渝。
恋恋恋,如斯戚戚莞颜
然而不经历风雨怎能见彩虹,当我们根据数据信息一点点分析、提取,最后完成一张张美观实用的电子地图后(如湖北省综合竞争力评价专题图、武汉市土地利用分级图),心里别提有多骄傲了;当我们使用自己通过AE(ArcGisEnginc一套完备的嵌入式GIS组件和工具库,用来开发GIS软件)开发出来的PC应用程序时,心里不由美滋滋的;当我们使用着全站仪、经纬仪等测量工具时,瞥到路上同学好奇的眼神时,不禁有些自得。
尽管地理信息系统是近20年来新兴的一门学科,但信息革命的浪潮方兴未艾,作为信息产业重要组成部分的地理信息系统必将获得巨大的发展。本科毕业之后,同学们可以在城市、区域、资源、环境、人口、交通、土地、规划管理等领域的政府部门、设计院所、公司等从事与地理信息系统有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作。
如今的我已经大三了,面临着考研和工作的选择,最终我还是选择继续和地理一起奋斗下去,将专业知识学得更加扎实。恋恋恋,如斯戚戚莞颜,做一个成功的GISer!
拥有地理信息系统专业国家特色专业院校名单:南京师范大学、首都师范大学、武汉大学、滁州学院、广西师范学院。
遥感科学与技术
遥之千里,感在咫尺
西南交通大学何小飞
主干课程:地理学、遥感科学与技术、信息科学
应运而生的遥感技术
“测山川之形以知理,量地岳之貌而晓义”,自古以来,人们在对自然的认识当中,地图是很好的媒介,它是实际地表的微缩景观,形象而又简洁地表达了人们对自然的认识。然而最初,地图获取的过程相当困难,要走遍高山平原、跨越沟谷河流,以亲身所到之处来绘制地图,条件极其艰苦,效率也极其低下;随着科学的日益进步,对信息获取的要求越来越高,传统的方法只能望尘莫及,一种新的技术应运而生,那就是——遥感(Remote Sen—sing)o
这项“神秘”的技术到底是什么呢?顾名思义,即遥远的感知。就像千里眼、顺风耳一样,无需接触物体表面,就可以获取它的相关信息。涉猎过地理方面知识的同学可能听说过“3s”技术(即GPS——全球定位系统,RS——遥感,GIS——地理信息系统),GPS和RS都是获取地物目标信息的一种工具和手段,GIS则是将它们获取的信息进行处理、分析、应用和管理。虽然目前大多数院校将3S分别设为三个专业,但是其联系是十分紧密的,选择任何一个,必然会对其余两个有所涉猎。
庞大的“家族成员”
遥感科学与技术专业旨在培养具备遥感和信息工程的基本理论、基本知识和基本技能,具有卫星遥感平台、传感器技术、信息获取、遥感数据处理、多传感器数据匹配和融合、图像自动解译技术和虚拟仿真的基本技术与方法,能够在城市规划、农业、林业、水利、电力、交通、军事、地质、测绘、环境、海洋等各类遥感领域从事遥感电子设备与系统研制、应用系统和系统集成的建设与开发,以及有关空间信息系统和管理信息系统的建设和应用高级专门人才。本专业需要学生掌握摄影测量、遥感、GIS的基本原理、知识,了解具体的作业流程;掌握数字化地形图的测量、绘制的基本技能,熟悉遥感图像解译的基本过程;具备一定的编程、分析能力,培养严谨的科学态度以及熟练使用专业相关的软件。
遥感科学与技术是一个大家族,按照不同的依据有不同的分类:按平台可以分为地面遥感、航空遥感、航天遥感:按应用可以分为气象遥感、农业遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感等。在全国高校中,武汉大学的遥感科学与技术专业名列前茅,其专业分化较细,涉及遥感技术的方方面面;浙江大学的农业遥感、中国地质大学的资源环境遥感都很有名。其次像同济大学、北京大学、中国矿业大学等也开设了相关专业,只是每个大学的方向不同,在此不一一赘述。我所在的西南交通大学遥感科学与技术专业主要侧重于测绘,即利用遥感技术如何获取地表信息,监测地表的动态变化。比较有名的是INSAR(合成孔径雷达干涉)、Close Range(近景摄影测量)、无人机航摄技术、沉降观测等都在国民建设中得到广泛应用,发挥着重要的作用。
专业现状,小、精、新
测绘与遥感主要关注的是地球表面的信息,当然如果你对地理知识很熟悉,那学习的时候可能理解更快。也更有兴趣。但是遥感属于理工科,大多数理科生可能在高中阶段对于地理知识不是非常了解,那也没有关系,在本科阶段学校将会安排系统的地理类课程,你可以慢慢掌握。