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對于高等林業(yè)院校地理信息系統(tǒng)教學問題探討
論文摘要：該文結合學院及專業(yè)的實際，分析了在信息系統(tǒng)課程教學中遇到的問題，并基于此提出改進教學的具體措施；還對高等院校地理信息系統(tǒng)課程教學的未來提出了幾點建議。
論文關鍵詞：高等；地理信息系統(tǒng)；課程教學
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。但是，人類無序的利用和破壞，不合理的經(jīng)營等，導致世界范圍內大面積的森林被破壞，森林生產(chǎn)力衰退，景觀多樣性、物種多樣性減少，生態(tài)不斷惡化等一系列問題，嚴重威脅著人類的可持續(xù)發(fā)展。因此，森林問題已成為普遍關注的問題。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)建設的物質基礎，新的目標、新的觀念，要求林業(yè)部門必須改變傳統(tǒng)的服務于木材生產(chǎn)的單一的森林資源手段和方法，開展新技術、新方法的應用，提高森林經(jīng)營管理水平。地理信息系統(tǒng)(GIS)技術被認為是資源管理和環(huán)境監(jiān)測的有效手段，正在廣泛應用于、林業(yè)、、環(huán)保、等領域，如森林資源管理、造林規(guī)劃、森林病蟲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(tǒng)，可以預計林業(yè)對地理信息系統(tǒng)人才的需要會越來越多。林業(yè)生產(chǎn)技術及人才需求的變化，要求林業(yè)必須順應這一實際需要，及時調整本科教育的課程體系。在這一大的社會背景下，我們在及其相關專業(yè)、研究生課程中開設了“地理信息系統(tǒng)”選修課。在地理信息系統(tǒng)課程教學過程中，我們通過幾年的摸索和實踐，積累了一定的經(jīng)驗，以期與各位同行共探討。
一、GIS教學中遇到的問題
地理信息系統(tǒng)是一門發(fā)展中的新型學科，技術更新與前沿拓展很快，在以該技術為核心的地理信息系統(tǒng)課程教學中我們遇到的突出問題包括：一缺乏教學經(jīng)驗。在教學內容、實驗安排、教學要求等諸多方面無規(guī)范可循，這影響了教學質量的提高：二缺乏與專業(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業(yè)相關的事例的好教材，對比較抽象的地理信息系統(tǒng)教學來說，教學效果無疑會更明顯；三缺乏好的師資條件。目前承擔地理信息系統(tǒng)教學的教師多是非地理信息系統(tǒng)專業(yè)畢業(yè)的，他們對地理信息系統(tǒng)在各自專業(yè)上的應用比較熟悉，但缺乏對地理信息系統(tǒng)深層次的了解，因此，迫切需要既有其他學科專業(yè)知識又有地理信息系統(tǒng)專業(yè)背景的復合型人才來承擔地理信息系統(tǒng)的教學。
二、GIS教學改革措施
(一)選擇合適的教材，編寫教學大綱
我院于1999年開始在林學本科專業(yè)開設地理信息系統(tǒng)選修課，總課時36學時，其中理論部分24學時，實驗部分12學時；在課程體系設置上，要求在先期開設、測量、遙感等相關課程的基礎上開設此課。2003年結合我校教學評估，系統(tǒng)編制了地理信息系統(tǒng)課程理論和實驗教學大綱。為了使大綱能充分反映當前地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，使教學內容全面、系統(tǒng)，重點突出，同時又針對性強，能充分反映時代特征，在編制大綱的過程中，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(jù)課程性質、學時及專業(yè)的具體要求，安排教學內容和進行學時分配。在地理信息系統(tǒng)理論教學中，重點介紹基本概念和基本理論、空間數(shù)據(jù)特征和數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)處理及空間分析功能等，而對其他內容只作一般講解。
(二)重視實驗課教學
地理信息系統(tǒng)是一門集地、計算機科學、信息科學、測繪學等學科為一體的新型邊緣學科，具有一定的抽象性，對于沒有多少專業(yè)背景知識的非地理信息系統(tǒng)專業(yè)學生而言，學好它具有一定的難度。長期的教學實踐表明，地理信息系統(tǒng)實驗課的開設，不僅有助于學生對書本知識的理解，提高課堂理論教學效果：而且有助于學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，提高動手能力。為此，我們在地理信息系統(tǒng)實驗教學中，以giewgis和Mapinfo為地理信息系統(tǒng)軟件平臺，安排6次實驗課，包括地理信息系統(tǒng)主要功能模塊，點、線、面圖層建立，屬性庫建立，空間與屬性數(shù)據(jù)編輯、查詢、修改等，空間與屬性數(shù)據(jù)分析，專題圖制作和輸出等。同時，改革考試和成績評定方法，不再以筆試定成績，而是實行實驗課考核直接上機操作，授課教師根據(jù)學生掌握的熟練情況現(xiàn)場打分，并將實驗課成績納入課程總成績(占綜合成績的30％)。這樣調動了學生上好實驗課的積極性。
(三)改進教學方法和手段
信息系統(tǒng)具有綜合性和抽象性的特點，其教學僅憑一本書、一支粉筆是不夠的，必須運用現(xiàn)代的教學方法和手段。因此，在教學方法上，我們強調啟發(fā)式、互動式教學，對一些抽象的問題，盡量列舉一些與本專業(yè)相關的事例進行說明。如以某一區(qū)域森林資源為例來解釋什么是空間數(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)三者之間的關系時，讓學生自己動手進行數(shù)據(jù)采集、定位、分析。在教學手段上，開展多媒體課件建設，使用多媒體進行教學。地理信息系統(tǒng)教學中有些內容的講解，通過多媒體用表格或圖件進行講解顯得直觀明了，易于讓學生理解接受：同時，通過多媒體課件的運用，減少了不必要的黑板板書時間，解決了課時量壓縮與教學內容多之間的矛盾，加大了每節(jié)課的信息量。
(四)堅持教學與科研、生產(chǎn)緊密結合
高等院校學生學習地理信息系統(tǒng)，重要的是掌握應用技能，要能利用地理信息系統(tǒng)技術解決科研和生產(chǎn)中的現(xiàn)實問題。因此，在教學中，要結合科研項目和林業(yè)生產(chǎn)實際，讓學生利用地理信息系統(tǒng)技術開展諸如森林資源、土地資源以及森林景觀評價等方面的研究；教師在明確學生研究內容的基礎上，讓學生自己查閱文獻資料，編寫研究方案和具體實施計劃，了解開展地理信息系統(tǒng)應用研究的全過程，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)(樹種、年齡、直徑、樹高等)的采集，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的編輯和處理分析、專題圖的制作等。
三、對高等林業(yè)院校GIS教學的幾點建議
(一)編寫適合專業(yè)特點的教材
高等林業(yè)院校開設地理信息系統(tǒng)課程的目的是將其應用于林業(yè)，因此學生應掌握的內容及其深度等要有別于地理信息系統(tǒng)專業(yè)學生的學習內容。而要做到這一點，就要編寫適合林業(yè)院校專業(yè)實際的地理信息系統(tǒng)教材，使教材內容盡可能系統(tǒng)化，事例盡可能專業(yè)化，這樣便于教和學。
(二)重視GIS教師的培養(yǎng)
教學質量的保障有賴于高質量的教師隊伍。地理信息系統(tǒng)要求與專業(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(tǒng)教學的教師應具有雙重的專業(yè)背景知識。但現(xiàn)實中，這方面的教師通常只具有單一的專業(yè)背景，這在一定程度上影響了教學質量的提高。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)，對沒有地理信息系統(tǒng)專業(yè)背景知識的教師，可以采取委托培養(yǎng)的方式，派其到地理信息系統(tǒng)專業(yè)進修、學習：相反，對有地理信息系統(tǒng)專業(yè)背景而沒有林業(yè)專業(yè)背景的教師，要鼓勵其在職進修，掌握林業(yè)專業(yè)的基本知識，了解林業(yè)的發(fā)展對地理信息系統(tǒng)技術的需要。
(三)改善實驗教學的基本條件
院校擴招以后，受影響最大的還是實驗教學。實驗教學資源的增加趕不上學生人數(shù)的增加，限制了實驗課開設的次數(shù)和內容，影響了教學質量的提高。因此，學校要在實驗教學上“做文章”，通過開放中心實驗室、網(wǎng)絡實驗室等，為學生學習創(chuàng)造更多的機會。
另外，要改進理論和實驗教學的方法和手段，以學為中心，開展啟發(fā)式教學，組織興趣小組開展學生知識創(chuàng)新活動；利用多媒體、網(wǎng)絡資源促進理論和實驗教學效果的提高。
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