林業(yè)GIS教育發(fā)展的特點(diǎn)、問題及對(duì)策

趙鵬祥

(西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院,陜西楊凌 712100)

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,簡(jiǎn)稱GIS)是指收集、管理、操作、分析和顯示空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)[1]。我國(guó)GIS的發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)階段,即20世紀(jì)70年代的起步階段、80年代的準(zhǔn)備階段、90年代的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化階段。目前,GIS已經(jīng)在資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃、土地管理、農(nóng)作物調(diào)查與估產(chǎn)、交通、能源、通訊、地圖測(cè)繪、林業(yè)、房地產(chǎn)開發(fā)、自然災(zāi)害的監(jiān)測(cè)與評(píng)估、金融、保險(xiǎn)、石油與天然氣、軍事、犯罪分析、運(yùn)輸與導(dǎo)航、110報(bào)警系統(tǒng)、公共汽車調(diào)度等方面,得到了廣泛應(yīng)用。一大批地理信息系統(tǒng)軟件被開發(fā)成功,如GeoSTAR 、CityStar、MapGIS 、Supermap 等[2]。

伴隨著GIS技術(shù)的發(fā)展,GIS教育也蓬勃開展起來(lái)。到目前為止,全國(guó)已有150多所高校開設(shè)了GIS專業(yè)。在GIS教育中,林業(yè)GIS教育是發(fā)展比較慢的領(lǐng)域;而且由于地域經(jīng)濟(jì)條件、師資力量等原因,林業(yè)GIS教育的發(fā)展并不平衡,東部地區(qū)比西部地區(qū)發(fā)展快,南方地區(qū)比北方地區(qū)發(fā)展快。

一、我國(guó)林業(yè)GIS教育的發(fā)展歷史

隨著GIS技術(shù)的發(fā)展,社會(huì)對(duì)相關(guān)人才的需求不斷增加,于是我國(guó)的GIS高等教育在20世紀(jì)80年代末開始起步,并迅速發(fā)展起來(lái)。1988年,第1個(gè)專門培養(yǎng)GIS人才的本科專業(yè)在武漢開始招生;1989年,大陸第1本GIS教材《地理信息系統(tǒng)概論》(黃杏元教授編著)由高等教育出版社出版;1993年,第1個(gè)GIS碩士專業(yè)在武漢開始招生;1994年,中國(guó)“GIS協(xié)會(huì)”成立,同時(shí)成立了“教育與科普專業(yè)委員會(huì)”;1997年,我國(guó)正式在地理學(xué)和測(cè)繪學(xué)2個(gè)一級(jí)學(xué)科下分別設(shè)立了“地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)”和“地圖制圖學(xué)與地理信息工程”二級(jí)學(xué)科,并開始相關(guān)博士點(diǎn)和碩士點(diǎn)的申報(bào)和招生;1998年,教育部對(duì)高校的本科專業(yè)進(jìn)行調(diào)整,把原來(lái)的504個(gè)專業(yè)調(diào)整為249個(gè),但仍在原地理類專業(yè)中增設(shè)了地理信息系統(tǒng)理學(xué)本科專業(yè)。目前,我國(guó)已經(jīng)形成了能夠培養(yǎng)本科生、碩士、博士、博士后及留學(xué)生的完整的GIS高等教育體系[3]。

林業(yè)行業(yè)是應(yīng)用GIS比較早且比較廣泛的領(lǐng)域。林業(yè)科技工作者從事林業(yè)GIS工作,既要掌握GIS知識(shí),又要掌握林業(yè)專業(yè)知識(shí);否則,將不能有效地把GIS技術(shù)與林業(yè)科研和生產(chǎn)緊密地結(jié)合起來(lái),也不可能使GIS技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)、科研中發(fā)揮更大的作用。這就要求林業(yè)GIS教育承擔(dān)起培養(yǎng)林業(yè)GIS開發(fā)、應(yīng)用和技術(shù)推廣專門人才的任務(wù)。林業(yè)GIS教育是隨著理工類GIS教育的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。目前,雖然全國(guó)幾所高等農(nóng)林院校開展林業(yè)GIS教育的方式不同,但是GIS相關(guān)課程的地位已經(jīng)在林學(xué)專業(yè)的課程體系中顯現(xiàn)出來(lái)。例如,北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院于2004年開設(shè)了“地理信息系統(tǒng)”專業(yè)[4];東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院也開設(shè)了“地理信息系統(tǒng)”專業(yè),而且“地理信息系統(tǒng)”課程被評(píng)為省級(jí)“精品課程”[5];南京林業(yè)大學(xué)開設(shè)了“城市規(guī)劃(地理信息系統(tǒng))專業(yè)”和“遙感與GIS”課程[6];西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院在林學(xué)專業(yè)開設(shè)了“GIS與GPS導(dǎo)論”課程[7];中南林業(yè)科技大學(xué)在“資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)”開設(shè)了“地理信息系統(tǒng)”課程[8]。這都充分證明了林業(yè)GIS教育在現(xiàn)代林業(yè)教育中有了長(zhǎng)足的發(fā)展,并逐漸形成了自己的特色。

二、我國(guó)林業(yè)GIS教育的發(fā)展特點(diǎn)

(一)GIS技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了林業(yè)GIS教育的發(fā)展

GIS是一門技術(shù)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。隨著GIS在林業(yè)森林資源管理、病蟲害防治、造林規(guī)劃設(shè)計(jì)、城市林業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,林業(yè)行業(yè)對(duì)GIS專門人才的需求不斷增加。這就要求林業(yè)教育部門必須緊跟GIS的發(fā)展趨勢(shì),培養(yǎng)大量不同層次的復(fù)合型人才。此外,“數(shù)字地球”“數(shù)字中國(guó)”和“數(shù)字林業(yè)”等觀點(diǎn)的提出,也勢(shì)必推動(dòng)林業(yè)GIS教育的發(fā)展。

(二)理工科院校GIS教育的發(fā)展推動(dòng)了林業(yè)GIS教育的發(fā)展

迅速發(fā)展起來(lái)的理工類院校GIS教育,為各行各業(yè)培養(yǎng)了大批GIS專門人才;其中一些GIS專門人才通過(guò)對(duì)林業(yè)專業(yè)的接觸和學(xué)習(xí),又逐漸成為林業(yè)GIS教育的骨干力量,有些甚至成為林業(yè)行業(yè)培養(yǎng)林業(yè)GIS技術(shù)人才的教育專家。同時(shí),高等林業(yè)院?；蛳嚓P(guān)研究所也派出具有相關(guān)GIS基礎(chǔ)知識(shí)(計(jì)算機(jī)、地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)等知識(shí))和林業(yè)專業(yè)知識(shí)的人才,到理工科院校的GIS專業(yè)學(xué)習(xí)和深造,從而培養(yǎng)了一批從事林業(yè)GIS教育工作的實(shí)踐者,加快了林業(yè)GIS教育的發(fā)展步伐。

(三)層次化、規(guī)?；牧謽I(yè)GIS教育逐步形成

目前,我國(guó)的高等林業(yè)GIS教育已形成了層次化、規(guī)模化的發(fā)展格局。高等林業(yè)GIS專門人才的培養(yǎng)單位涉及農(nóng)業(yè)大學(xué)、林業(yè)大學(xué)和林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,以及相關(guān)的林業(yè)研究所;依托的專業(yè)有林學(xué)、地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等,同時(shí)也依托于相關(guān)的林業(yè)科研項(xiàng)目。高等林業(yè)GIS教育培養(yǎng)的人才類型主要是林學(xué)學(xué)科與理工科交叉的復(fù)合型人才,人才培養(yǎng)層次包括專科、本科、研究生教育,以及各級(jí)GIS技術(shù)人才培訓(xùn)。

三、我國(guó)林業(yè)GIS教育存在的主要問題

(一)GIS人才培養(yǎng)水平參差不齊

由于各類林業(yè)GIS人才培養(yǎng)單位的教學(xué)水平、教學(xué)條件不同,所以林業(yè)GIS人才培養(yǎng)的水平參差不齊,一些單位培養(yǎng)的林業(yè)GIS人才不盡如人意、名不符實(shí)。從畢業(yè)生就業(yè)需求的角度看,林業(yè)人才市場(chǎng)上出現(xiàn)了對(duì)林業(yè)GIS方向畢業(yè)生的需求增加而畢業(yè)生的相應(yīng)能力偏低的矛盾現(xiàn)象。這給人才培養(yǎng)單位帶來(lái)了一定的負(fù)面影響。

(二)林業(yè)GIS教育的宣傳力度不夠

在高等林業(yè)GIS教育方面,雖然我國(guó)大多數(shù)高等林業(yè)院校都開設(shè)了GIS專業(yè)或GIS相關(guān)課程,但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)的林業(yè)GIS技術(shù)應(yīng)用水平還有較大的差距,特別是林業(yè)GIS教育的普及程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上發(fā)達(dá)國(guó)家。1994年,中國(guó)地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)專門成立了教育與科普專業(yè)委員會(huì),旨在推動(dòng)我國(guó)的GIS教育(包括林業(yè)GIS教育)、培訓(xùn)、科普工作以及與國(guó)際GIS業(yè)界的交流。但是,目前高等林業(yè)院校對(duì)GIS教育的認(rèn)識(shí)不到位,沒有給與足夠的重視,從而影響了林業(yè)GIS教育的快速發(fā)展,甚至錯(cuò)過(guò)了發(fā)展的最佳時(shí)機(jī)。

(三)GIS相關(guān)課程的設(shè)置不盡合理

1.課程的先后順序不合理

GIS所處理和表達(dá)的數(shù)據(jù)對(duì)象是地理空間數(shù)據(jù),而地理空間數(shù)據(jù)具有幾何圖形和屬性特征[9]。其中,圖形數(shù)據(jù)一般采用專用格式進(jìn)行表達(dá)和存儲(chǔ),而屬性數(shù)據(jù)大多采用商品化RDMS(關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng))進(jìn)行管理。這就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)GIS課程之前,必須首先學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí),包括多種空間數(shù)據(jù)的采集手段(如普通測(cè)量學(xué)、GPS、林業(yè)遙感等)、制圖方法(如地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)制圖等)、軟件知識(shí)(如軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言等)、數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)知識(shí)。因此,在制定教學(xué)計(jì)劃時(shí),應(yīng)該充分考慮這些特點(diǎn),合理安排GIS相關(guān)課程的先后順序,否則很難保證GIS相關(guān)課程的教學(xué)質(zhì)量。

2.課程的教學(xué)時(shí)數(shù)不合理

有的高等林業(yè)院校將GIS相關(guān)課程的教學(xué)時(shí)數(shù)設(shè)置為30學(xué)時(shí),而且理論學(xué)時(shí)多、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少,這種情況遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足林業(yè)生產(chǎn)單位對(duì)林業(yè)GIS人才的要求。GIS課程作為“數(shù)字林業(yè)”教育的主要內(nèi)容,是一門非常重要的支撐課程,其課程內(nèi)容、課程教學(xué)時(shí)數(shù)的設(shè)置應(yīng)充分考慮人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,應(yīng)保證有足夠的教學(xué)時(shí)數(shù)。

(四)教學(xué)條件較差,教學(xué)方法比較落后

目前,有些高等農(nóng)林院校還沒有專門的林業(yè)GIS課程實(shí)驗(yàn)室,經(jīng)常將其與一般的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)室混為一談。這就造成GIS相關(guān)課程與其他計(jì)算機(jī)課程競(jìng)爭(zhēng)教學(xué)資源,從而導(dǎo)致GIS相關(guān)課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)減少、教學(xué)管理不方便、教學(xué)成果難以持久保存。這進(jìn)而使林業(yè)GIS教育的質(zhì)量不能得到保證。

此外,林業(yè)GIS相關(guān)課程的實(shí)踐性特點(diǎn)非常強(qiáng)。但是,由于林業(yè)GIS相關(guān)課程的教學(xué)方法過(guò)于簡(jiǎn)單,大多數(shù)課程仍然以課堂理論教學(xué)為主,沒有開設(shè)足夠的實(shí)踐課程,所以教學(xué)效果并不理想。

四、改進(jìn)和加強(qiáng)林業(yè)GIS教育的對(duì)策

(一)加強(qiáng)師資力量的培訓(xùn),保證林業(yè)GIS教育的質(zhì)量

為了提高林業(yè)GIS教育教學(xué)水平,一是應(yīng)該加強(qiáng)高等院校中GIS教育師資力量的培養(yǎng),切實(shí)培養(yǎng)一批業(yè)務(wù)精通、實(shí)踐能力強(qiáng)的師資隊(duì)伍;尤其是對(duì)非GIS專業(yè)畢業(yè)的教師,還應(yīng)該采取行之有效的措施,加強(qiáng)其對(duì)GIS基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。二是國(guó)家相關(guān)部門應(yīng)該制定相關(guān)政策,規(guī)范GIS教育市場(chǎng),對(duì)有條件開展GIS教育的單位和部門頒發(fā)資格證,對(duì)無(wú)條件開展GIS教育的單位應(yīng)取消其辦學(xué)資格。

(二)加大宣傳力度,提高業(yè)界對(duì)林業(yè)GIS教育的重視程度

充分利用林業(yè)行業(yè)的宣傳媒體,如報(bào)紙、雜志、網(wǎng)絡(luò)等,宣傳林業(yè)GIS教育在推動(dòng)林業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中的作用,進(jìn)一步提高業(yè)界對(duì)林業(yè)GIS教育的認(rèn)識(shí)水平。同時(shí),充分發(fā)揮中國(guó)林學(xué)會(huì)林業(yè)計(jì)算機(jī)信息分會(huì)等GIS應(yīng)用分會(huì)的作用,在每年召開林業(yè)計(jì)算機(jī)信息分會(huì)年會(huì)之際,加大林業(yè)GIS教育的宣傳力度,多展示GIS應(yīng)用于林業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品,從而推動(dòng)林業(yè)GIS教育的發(fā)展。

(三)結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),合理設(shè)置GIS相關(guān)課程

高等林業(yè)院校是開展林業(yè)GIS教育的主要陣地,肩負(fù)著培養(yǎng)林業(yè)GIS技術(shù)高級(jí)專門人才的任務(wù)。因此,高等林業(yè)院校要結(jié)合各專業(yè)的特點(diǎn)和各專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo),認(rèn)真研究教學(xué)計(jì)劃,確定GIS相關(guān)課程的開設(shè)目錄和相應(yīng)的教學(xué)時(shí)數(shù)以及課程開設(shè)的先后順序等;要制定科學(xué)合理的GIS相關(guān)課程的教學(xué)大綱,使學(xué)生以充分掌握GIS基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能為目標(biāo)。特別是沒有GIS專業(yè)的教學(xué)單位,如果要開設(shè)GIS相關(guān)課程,尤要慎重,應(yīng)充分考慮開設(shè)GIS相關(guān)課程所需要的師資條件和教學(xué)硬件條件,不能盲目開設(shè)。

(四)改善教學(xué)條件,創(chuàng)造良好的教學(xué)環(huán)境

教學(xué)條件包括師資力量、實(shí)驗(yàn)條件、教學(xué)手段等。林業(yè)GIS課程教學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求不僅是一般的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)室,還要求有專門的實(shí)驗(yàn)室,即GIS實(shí)驗(yàn)室;同時(shí),還要求配備性能比較高的計(jì)算機(jī)、空間數(shù)據(jù)輸入輸出設(shè)備(如掃描儀、繪圖儀等)和優(yōu)質(zhì)的GIS操作平臺(tái)。因此,高等林業(yè)院校要發(fā)展林業(yè)GIS教育,在具有合格的師資隊(duì)伍的前提下,還要加大投資力度,建立專門的、開放的林業(yè)GIS教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

(五)深化教學(xué)方法改革,保證課堂教學(xué)的效果

針對(duì)GIS相關(guān)課程教學(xué)方法過(guò)于簡(jiǎn)單的問題,高等林業(yè)院校在課堂理論教學(xué)中要以演示性教學(xué)與指導(dǎo)性教學(xué)相結(jié)合的方法為主,避免“一言堂”;要多運(yùn)用互動(dòng)式教學(xué)方法,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)他們的主動(dòng)性和創(chuàng)造性;要以提高學(xué)生的實(shí)踐能力為目的,通過(guò)減少課堂理論教學(xué)時(shí)數(shù),加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),有效地提高學(xué)生的實(shí)際操作能力和知識(shí)應(yīng)用能力。

總之,近幾年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和GIS知識(shí)的不斷普及,林業(yè)GIS教育得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。但是,林業(yè)行業(yè)自身的弱點(diǎn),如GIS教育師資力量不足、林業(yè)生產(chǎn)單位GIS技術(shù)人員缺乏等,導(dǎo)致了林業(yè)GIS教育的發(fā)展速度不能滿足行業(yè)發(fā)展的需要;特別是對(duì)林業(yè)GIS高級(jí)人才的培養(yǎng)無(wú)法滿足市場(chǎng)的需求。這將是林業(yè)GIS教育工作者今后需要繼續(xù)努力解決的問題。

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