GIS在農(nóng)業(yè)推廣碩士教學(xué)中的重要性研究

翟 鳴

（華中師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢430079）

農(nóng)業(yè)推廣碩士專業(yè)學(xué)位教育的主要培養(yǎng)目標(biāo)是為能夠了解三農(nóng)的高層次應(yīng)用型人才。但是由于我國農(nóng)業(yè)推廣碩士培養(yǎng)起步相對較晚，目前各培養(yǎng)單位大多沿用農(nóng)學(xué)碩士的培養(yǎng)模式，從實踐效果來看這種培養(yǎng)模式已不適應(yīng)專業(yè)學(xué)位教育的發(fā)展需求，農(nóng)業(yè)推廣碩士專業(yè)學(xué)位必須從注重學(xué)術(shù)研究教育過渡到專業(yè)學(xué)位教育上來。華中師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院作為農(nóng)業(yè)推廣碩士培養(yǎng)單位，利用自身原有的地理教育資源優(yōu)勢，在農(nóng)業(yè)推廣碩士教學(xué)中大力運(yùn)用GIS技術(shù)。根據(jù)我院的培養(yǎng)目標(biāo)和要求，農(nóng)業(yè)推廣碩士專業(yè)學(xué)位是與農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣和農(nóng)村發(fā)展領(lǐng)域任職資格相聯(lián)系的專業(yè)性學(xué)位。要求：1.農(nóng)業(yè)推廣碩士專業(yè)學(xué)位獲得者應(yīng)較好的掌握馬克思主義、毛澤東思想和鄧小平理論；擁護(hù)黨的基本路線和方針、政策；熱愛祖國、熱愛農(nóng)業(yè)，遵紀(jì)守法，品德良好，艱苦奮斗，求實創(chuàng)新，能積極為我國林農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)；2.我校農(nóng)業(yè)推廣碩士專業(yè)學(xué)位獲得者應(yīng)掌握相應(yīng)推廣領(lǐng)域堅實的基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)的專業(yè)知識，以及相關(guān)的管理、人文和社會科學(xué)知識，具有較寬廣的知識面；掌握解決農(nóng)業(yè)問題的先進(jìn)技術(shù)方法和現(xiàn)代技術(shù)手段；具有創(chuàng)新意識和獨(dú)立擔(dān)負(fù)農(nóng)業(yè)推廣技術(shù)農(nóng)村地區(qū)管理工作的能力。

農(nóng)業(yè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的起點和基礎(chǔ)，國民經(jīng)濟(jì)的命脈，屬于第一產(chǎn)業(yè)。沒有農(nóng)業(yè)的發(fā)展其他部門是不可能得到順利發(fā)展的，工業(yè)化也是不可能實現(xiàn)的。但同時農(nóng)業(yè)對自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會因素依賴性很強(qiáng)，復(fù)雜多變的自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會環(huán)境決定了農(nóng)業(yè)在發(fā)展過程中的復(fù)雜性和多變性。面對這樣一個龐雜系統(tǒng)，傳統(tǒng)的管理方法和手段所表現(xiàn)出來的局限性，使現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)管理技術(shù)進(jìn)行管理孕育而生。目前具有強(qiáng)大空間數(shù)據(jù)管理和空間分析的地理信息系統(tǒng)（GIS）就能為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持平臺。

一、地理信息系統(tǒng)（GIS）概況

地理信息系統(tǒng)（GIS）是在計算機(jī)軟硬件輔助下，通過采集、存儲、管理、檢索、分析和描述空間地理實體的定位分布及與之相連的屬性數(shù)據(jù)而建立起來的計算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是集計算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)和測繪科學(xué)為一體的一門新型學(xué)科。它大量地運(yùn)用數(shù)據(jù)庫、計算機(jī)模型等最新技術(shù)對地理信息進(jìn)行云處理，通過建立二維、三維或四維空間模型，為領(lǐng)導(dǎo)者提供可視化的支持。因此被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和社會生活的各個層面，滿足社會各界的廣泛要求。

二、地理信息系統(tǒng)（GIS）與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程是一個結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過程，一個從農(nóng)業(yè)國向工業(yè)國的轉(zhuǎn)變過程，從這個意義上來說，農(nóng)業(yè)部門在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的最重要作用被認(rèn)為是促進(jìn)工業(yè)化。因此隨農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、城市化進(jìn)程的加快和第三產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)用地在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了很大的變化。盡管隨國家房產(chǎn)政策調(diào)整，但土地類型的轉(zhuǎn)化和土地的各種數(shù)據(jù)的更新速度之快，國家對土地利用現(xiàn)狀動態(tài)監(jiān)測的科技含量提出了更新更高的要求，GIS在土地規(guī)劃和土地利用中也有了越來越廣泛的用途。其具體表現(xiàn)如下：

（一）GIS輔助農(nóng)業(yè)進(jìn)行資源普查。農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的命脈，農(nóng)業(yè)資源是農(nóng)業(yè)科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。目前各地方政府的土地檢測部門科學(xué)利用GIS輔助農(nóng)業(yè)資源調(diào)查，通過衛(wèi)星遙感拍攝圖像所形成的如土坡圖、氣候圖、河流湖泊等，然后綜合各種數(shù)據(jù)源建立所調(diào)查區(qū)域的農(nóng)業(yè)空間數(shù)據(jù)庫，將區(qū)域地理與屬性數(shù)據(jù)庫有機(jī)結(jié)合，為農(nóng)業(yè)資源自動化管理服務(wù)。這樣各地政府就可以利用地理信息系統(tǒng)軟件制作出所需要的土地利用現(xiàn)狀圖、農(nóng)作物分布圖、地形地貌圖等專題地圖，為其他部門提供科學(xué)的數(shù)據(jù)，以便于本地科學(xué)發(fā)展。同時利用空間分析模型對農(nóng)業(yè)資源進(jìn)行存量和價值量的估算，使國家對維持18億畝耕地的土地紅線目標(biāo)不被破壞，為我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)的發(fā)展提供科學(xué)的依據(jù)。

（二）GIS應(yīng)用于土地利用動態(tài)變化調(diào)查監(jiān)測中。經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，都需要使用部分農(nóng)業(yè)用地，由于各地方政府主體的目標(biāo)多元化 （實現(xiàn)本地區(qū)社會福利最大化、政府自身利益對大化），很多地方政府在引進(jìn)項目中為逃避國家政策法規(guī)，對土地批審零散申報（500畝土地，采用幾次分塊申報等）。因此土地利用普查中，傳統(tǒng)的以區(qū)縣為單位進(jìn)行農(nóng)業(yè)調(diào)查，然后逐級匯總的常規(guī)管理方式已不適用。眼下關(guān)鍵是如何快速準(zhǔn)確地獲取和分析土地利用信息，如何利用地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代化信息技術(shù)，結(jié)合衛(wèi)星遙感影像等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源建立國家土地數(shù)據(jù)庫，通過鼠標(biāo)在電腦屏幕前就可以對土地狀況進(jìn)行實時的動態(tài)監(jiān)測，為國家制定土地利用規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

（三）GIS應(yīng)用于農(nóng)業(yè)土地利用規(guī)劃。前面提到過在土地利用規(guī)劃管理工作中，普遍存在規(guī)劃資料由各地提地管理部門掌握，存在孤立分散、土地資源信息交換渠道不暢和土地數(shù)據(jù)共享困難等問題。國家通過利用GIS建立土地利用規(guī)劃管理信息系統(tǒng)，將國家所獲得的土地數(shù)據(jù)庫，結(jié)合各種評判方法和規(guī)劃模型，來進(jìn)行規(guī)劃方案的動態(tài)模擬與評價，提高工作效率和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性，促進(jìn)規(guī)劃管理工作的科學(xué)化、規(guī)范化進(jìn)程。

三、農(nóng)業(yè)推廣碩士的教學(xué)特點

（一）學(xué)員理論知識落后，實踐工作能力較強(qiáng)

目前我院招生的農(nóng)業(yè)推廣碩士專業(yè)學(xué)位研究生，大多是大學(xué)畢業(yè)后工作多年的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員，有相當(dāng)一部分學(xué)員具有較高的專業(yè)技術(shù)水平、豐富的實踐經(jīng)驗和較強(qiáng)的工作能力，這是農(nóng)業(yè)推廣碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)不可多得的有利條件。通過我院近幾屆招收的學(xué)員情況來看，由于他們畢業(yè)的時間較長，他們?nèi)雽W(xué)時一般理論知識還停留在上世紀(jì)水平，對新概念、新知識體系的理解不夠深入。在教學(xué)實踐中，60%以上的授課教師和學(xué)員都認(rèn)為學(xué)員的外語及本學(xué)科基礎(chǔ)理論知識欠缺。

（二）學(xué)員群體小，個體差異較大

我院每年招收農(nóng)業(yè)推廣碩士不到20人，呈現(xiàn)辦學(xué)規(guī)模太小，雖然學(xué)員群體較小，但是個體差異大。一是畢業(yè)年限不同，有的學(xué)員畢業(yè)幾年，有的學(xué)員畢業(yè)十幾年；二是年齡差異大，年齡小的有二十幾歲，年齡大的有四十幾歲；三是職業(yè)與工作單位不同，農(nóng)業(yè)推廣碩士學(xué)員雖然招收都是從事農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的學(xué)員，但有的是來自農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門的技術(shù)干部，有的是來自高等學(xué)校的教師，有的是來自科研單位的科研人員，有的是來自政府機(jī)關(guān)的干部，來源不同的學(xué)員在工作經(jīng)歷、知識結(jié)構(gòu)、專業(yè)基礎(chǔ)等方面都有很大的差異。

（三）學(xué)員在職攻讀學(xué)位，學(xué)習(xí)與工作的矛盾突出

目前全國各高校招收的農(nóng)業(yè)推廣碩士專業(yè)學(xué)位研究生都屬于在職教育，所以學(xué)員在攻讀學(xué)位期間，很多學(xué)員兼有繁重的工作任務(wù)，部分學(xué)員還身兼數(shù)職，集行政職務(wù)、專業(yè)技術(shù)職務(wù)于一身。同時《關(guān)于制訂在職攻讀農(nóng)業(yè)推廣碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)方案的指導(dǎo)意見（試行）》指出，在職攻讀農(nóng)業(yè)推廣碩士專業(yè)學(xué)位的研究生，采取“進(jìn)校不離崗”的培養(yǎng)模式，但要求在校學(xué)習(xí)的時間累計不少于6個月，這就不可避免地產(chǎn)生了學(xué)習(xí)與工作的矛盾，這樣的矛盾，給我院的培養(yǎng)模式、教學(xué)計劃安排、教學(xué)方法等提出了新的挑戰(zhàn)。

（四）學(xué)位論文研究方向涉及面廣，學(xué)科領(lǐng)域多

由于農(nóng)業(yè)推廣碩士學(xué)員來自不同的部門、不同的行業(yè)，學(xué)員原有的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)水平也不一樣，而且又是邊工作邊攻讀學(xué)位，學(xué)位論文選題一般都是依據(jù)原有的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)，結(jié)合本職工作所承擔(dān)的科研項目，因此學(xué)位論文的選題方向涉及面廣，學(xué)科領(lǐng)域多。從產(chǎn)業(yè)來看，不僅涉及農(nóng)業(yè)種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)，而目還涉及農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理、農(nóng)業(yè)機(jī)械等；從學(xué)科看，有作物學(xué)、植物保護(hù)學(xué)、園藝學(xué)、植物學(xué)、動物學(xué)、微生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、氣象學(xué)等；此外，還有農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)、農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)等等。這就給農(nóng)業(yè)推廣碩士導(dǎo)師隊伍建設(shè)、尤其是導(dǎo)師的專業(yè)結(jié)構(gòu)等提出了新的要求。

四、GIS在農(nóng)業(yè)推廣碩士教學(xué)中的重要性

GIS軟件所表現(xiàn)形象直觀的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境，具有很強(qiáng)的感染力和較強(qiáng)的人機(jī)交互性，在教學(xué)活動中很容易引起學(xué)員的興趣。學(xué)員在計算機(jī)上通過操作GIS地圖進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，可以改變傳統(tǒng)的教師課堂教授，學(xué)員被動接受知識的局面，實現(xiàn)信息技術(shù)與課程的整合，有利于學(xué)員的主動發(fā)現(xiàn)、主動探究，進(jìn)一步提升學(xué)員學(xué)習(xí)能力；利用GIS強(qiáng)大的空間分析功能，讓學(xué)員能從地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中獲取自己所需的信息并加以綜合，有助于培養(yǎng)學(xué)員農(nóng)業(yè)土地分析能力，提高學(xué)習(xí)興趣。

隨著多媒體技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，空間信息可視化變?yōu)楝F(xiàn)實，并逐步呈現(xiàn)出多維化的發(fā)展態(tài)勢?？臻g信息可視化在目前主要表現(xiàn)在：1.農(nóng)業(yè)地圖。它有存儲于紙張上的我們一般的傳統(tǒng)地圖和存儲于計算機(jī)中顯示在屏幕上的電子地圖兩種形式。但是電子地圖相對于紙質(zhì)地圖具有制作靈活、修改制作方便、色彩豐富、動態(tài)性強(qiáng)、查詢快捷方便等優(yōu)點，從而使我們能從不同的方式和不同的角度來觀察空間客體信息。2.多媒體地農(nóng)業(yè)信息。它通過使用文本、表格、圖像、音頻、視頻等各種形式，把農(nóng)業(yè)地理空間信息邏輯地綜合成一個整體，是空間信息可視化的重要形式。通過多媒體播放形式能夠綜合、形象、真實地表示空間信息某些特定方面，是全面地表現(xiàn)空間信息的不可或缺的手段。3.三維仿真農(nóng)業(yè)地圖。它是基于三維仿真和計算機(jī)三維真實圖形技術(shù)而形成的三維地圖，具有仿真的形狀、光照、紋理等，也可以進(jìn)行各種土地的三維測量和分析。4.虛擬現(xiàn)實。它是空間信息可視化進(jìn)一步研究和發(fā)展的新方式。它是由計算機(jī)和其他設(shè)備如頭盔式顯示器、數(shù)據(jù)手套、機(jī)器人等組成的高級人機(jī)交互系統(tǒng)，以視覺為主，也結(jié)合聽覺、觸覺、嗅覺甚至味覺來感知的環(huán)境，使人們有如進(jìn)入真實的農(nóng)業(yè)地理空間環(huán)境之中并與之交互作用。

GIS的多維可視化在農(nóng)業(yè)推廣碩士教學(xué)實踐中具有重要意義。例如，用四維（三維加時間維）形式來表示氣旋、龍卷風(fēng)、降水云系的發(fā)生、發(fā)展和演變過程；模擬河床內(nèi)洪水的流動、漲落、對河堤的侵蝕，以及決堤后封決口時的水下狀況，等等。通過GIS手段和技術(shù)。我們可以把如農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的監(jiān)測、精確農(nóng)業(yè)變量施肥、農(nóng)作物病蟲害竹理、農(nóng)田灌區(qū)灌溉整理以及農(nóng)業(yè)景觀格局研究做的很好。同時也可以使學(xué)員在虛擬實驗環(huán)境中學(xué)習(xí)，克服了許多地理現(xiàn)象需要在野外觀察的限制。

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