基于項(xiàng)目教學(xué)《環(huán)境規(guī)劃與評(píng)價(jià)GIS技術(shù)》的教學(xué)單元設(shè)計(jì)

摘 要： 基于工作過(guò)程的項(xiàng)目化教學(xué)在目前高職院校課程改革中發(fā)揮著重要的作用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能。本文以《環(huán)境規(guī)劃與評(píng)價(jià)GIS技術(shù)》課程的“土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)”單元為例，探索了項(xiàng)目化課程設(shè)計(jì)與實(shí)施。

關(guān)鍵詞： 高職 項(xiàng)目化教學(xué) GIS 教學(xué)單元設(shè)計(jì)

項(xiàng)目教學(xué)法是師生通過(guò)共同實(shí)施一個(gè)完整的“項(xiàng)目”工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。通常先由教師對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分解，并做適當(dāng)?shù)氖痉?，通過(guò)示范項(xiàng)目讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)的知識(shí)，然后讓學(xué)生分組圍繞各自的項(xiàng)目進(jìn)行討論、協(xié)作學(xué)習(xí)。最后以共同完成項(xiàng)目的情況評(píng)價(jià)學(xué)生是否達(dá)到教學(xué)目的。它非常適用于實(shí)踐性較強(qiáng)的課程教學(xué)?！董h(huán)境規(guī)劃與評(píng)價(jià)GIS技術(shù)》課程是我院環(huán)境信息管理專業(yè)的一門(mén)專業(yè)核心課，屬于GIS技術(shù)的應(yīng)用課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生利用學(xué)過(guò)的GIS軟件的相關(guān)技術(shù)和環(huán)境規(guī)劃與評(píng)價(jià)方面的相關(guān)知識(shí)解決環(huán)境規(guī)劃與環(huán)境評(píng)價(jià)方面實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生具有從事環(huán)境規(guī)劃與評(píng)價(jià)方面地理信息數(shù)據(jù)的采集、處理、分析、專題地圖制作等基本能力，具有較強(qiáng)的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和實(shí)際操作能力，其實(shí)踐性較強(qiáng)。要想講好這門(mén)課，達(dá)到最佳的教學(xué)效果，就必須將理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來(lái)，突出實(shí)踐在教學(xué)中的作用。項(xiàng)目教學(xué)法正是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有力手段。為此，筆者對(duì)《環(huán)境規(guī)劃與評(píng)價(jià)GIS技術(shù)》課程進(jìn)行了項(xiàng)目化教學(xué)改革與實(shí)踐，在此將以“基于GIS技術(shù)進(jìn)行土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)”單元為例，具體談?wù)劵陧?xiàng)目教學(xué)的《環(huán)境規(guī)劃與評(píng)價(jià)GIS技術(shù)》的教學(xué)單元設(shè)計(jì)。

一、《環(huán)境規(guī)劃與評(píng)價(jià)GIS技術(shù)》的教學(xué)單元設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)單元名稱

項(xiàng)目五基于GIS技術(shù)的土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

（二）教學(xué)目標(biāo)

1.職業(yè)技能目標(biāo)

（1）能熟練應(yīng)用GIS軟件對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析；

（2）能熟練應(yīng)用GIS軟件編制專題地圖。

2.知識(shí)目標(biāo)

（1）掌握土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的步驟與方法；

（2）掌握GIS軟件基于柵格數(shù)據(jù)的空間分析功能（柵格插值、柵格計(jì)算、重分類等）。

3.職業(yè)素質(zhì)目標(biāo)

（1）培養(yǎng)學(xué)生良好的動(dòng)手實(shí)踐能力；

（2）培養(yǎng)學(xué)生具有較好的分析思維能力；

（3）培養(yǎng)學(xué)生良好的溝通交流能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。

（三）教學(xué)項(xiàng)目的實(shí)施步驟

1.項(xiàng)目描述

簡(jiǎn)介項(xiàng)目要完成的任務(wù)，明確學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)的目的。本項(xiàng)目以秦皇島市地區(qū)的地圖數(shù)據(jù)為載體，訓(xùn)練學(xué)生利用學(xué)過(guò)的GIS技術(shù)和土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)知識(shí)在ArcGIS平臺(tái)下編制土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)圖的能力，在實(shí)際操作中掌握土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的步驟和方法。

2.預(yù)備知識(shí)的講解

為了能利用GIS技術(shù)完成土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)圖的編制，學(xué)生需要掌握進(jìn)行土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的步驟和方法的相關(guān)理論知識(shí)及GIS軟件的操作技能。鑒于學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)GIS軟件的相關(guān)操作技能，教師主要使用傳統(tǒng)教學(xué)法，利用多媒體課件向?qū)W生逐一講解土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的概念、分類、土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的步驟和方法等理論知識(shí)。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容引入具體的某地區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)案例講解土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的一般步驟和方法，主要包括評(píng)價(jià)因子的選擇、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定、評(píng)價(jià)方法的選擇、根據(jù)計(jì)算的土壤綜合污染指數(shù)確定土壤環(huán)境質(zhì)量等級(jí)，編制評(píng)價(jià)專題圖。通過(guò)案例分析教學(xué)，學(xué)生對(duì)實(shí)際工作項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生主要是傾聽(tīng)、思考和回答教師問(wèn)題。

3.分析項(xiàng)目

在項(xiàng)目實(shí)際操作前，教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)要完成的工作項(xiàng)目進(jìn)一步分析，讓學(xué)生相互交流、討論，確定本項(xiàng)目的評(píng)價(jià)因子、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法等內(nèi)容，明確完成項(xiàng)目需要哪些數(shù)據(jù)資料。本項(xiàng)目選擇汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、銅（Cu）、鉻（Cr）、鎳（Ni）、砷（As）等八個(gè)重金屬指標(biāo)作為評(píng)價(jià)因子。根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，本項(xiàng)目評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中6.5-7.5范圍旱地和農(nóng)田內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)值。評(píng)價(jià)方法選擇單因子指數(shù)法與綜合污染指數(shù)法兩種評(píng)價(jià)方法，并依據(jù)完成該項(xiàng)目的工作過(guò)程，把項(xiàng)目進(jìn)一步分解，具體化、任務(wù)化，形成多個(gè)學(xué)習(xí)型工作任務(wù)。本項(xiàng)目根據(jù)完成該項(xiàng)目的工作過(guò)程可分為以下4個(gè)學(xué)習(xí)型工作任務(wù)：評(píng)價(jià)因子圖的編制、單因子指數(shù)圖的編制、土壤環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)圖的編制、圖面布局與整飾。在這個(gè)過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生積極思考、相互討論，共同探索在GIS軟件中應(yīng)該應(yīng)用哪些操作技能實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，制定項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃的步驟和過(guò)程。教師向?qū)W生提供完成項(xiàng)目所需的地圖數(shù)據(jù)資料，包括秦皇島市政區(qū)圖、土壤環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)點(diǎn)及評(píng)價(jià)因子的監(jiān)測(cè)值等。

4.項(xiàng)目實(shí)際操作

任務(wù)1：評(píng)價(jià)因子圖的編制

本項(xiàng)目共需要編制選擇的八個(gè)評(píng)價(jià)因子圖。教師演示其中一個(gè)評(píng)價(jià)因子圖編制的具體操作步驟，講解如何應(yīng)用以前學(xué)過(guò)的GIS軟件中基于柵格數(shù)據(jù)的柵格插值空間分析功能在ArcGIS軟件里完成評(píng)價(jià)因子圖的編制，學(xué)生看完演示后，自己?jiǎn)为?dú)上機(jī)操作實(shí)踐。對(duì)于其他7個(gè)評(píng)價(jià)因子圖的編制步驟類似，由教師提出具體的要求，學(xué)生獨(dú)立思考，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行理解，消化演示任務(wù)的解決要點(diǎn)，完成操作。教師隨時(shí)解答學(xué)生制作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤操作給予指正。

任務(wù)2：?jiǎn)我蜃又笖?shù)圖的編制

同樣本項(xiàng)目需要編制8個(gè)單因子指數(shù)圖。教師演示其中一個(gè)單因子指數(shù)圖編制的具體操作步驟，講解如何應(yīng)用以前學(xué)過(guò)的基于柵格數(shù)據(jù)的柵格計(jì)算空間分析功能、對(duì)前面生成的評(píng)價(jià)因子圖根據(jù)單因子指數(shù)公式在ArcGIS軟件里進(jìn)行計(jì)算，生成單因子指數(shù)圖。學(xué)生看完演示后，上機(jī)操作實(shí)踐。對(duì)于其他7個(gè)單因子指數(shù)圖由學(xué)生獨(dú)立思考完成，教師對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行及時(shí)恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

任務(wù)3：土壤環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)圖的編制

教師向?qū)W生提出操作具體要求，應(yīng)用基于柵格數(shù)據(jù)的柵格計(jì)算空間分析功能，對(duì)前面生成的單因子指數(shù)圖根據(jù)綜合指數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算，得到土壤環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)圖。再應(yīng)用基于柵格數(shù)據(jù)的重分類空間分析功能，根據(jù)土壤污染分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)圖進(jìn)行重分類，將秦皇島市土壤環(huán)境質(zhì)量分為3個(gè)等級(jí)。學(xué)生獨(dú)立思考，相互交流，討論完成該任務(wù)，教師對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行及時(shí)恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中普遍遇到的難題由教師進(jìn)行操作示范加以解決。

任務(wù)4：圖面布局與整飾

最后對(duì)生成的秦皇島市土壤環(huán)境質(zhì)量等級(jí)圖進(jìn)行專題地圖的制作，鑒于學(xué)生學(xué)過(guò)專題圖制作的操作技能，由教師提出具體的要求，包括柵格數(shù)據(jù)符號(hào)化、插入標(biāo)題、圖例、指北針、比例尺等具體要求，學(xué)生獨(dú)立思考，相互交流、討論完成該任務(wù)，教師對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行及時(shí)恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

5.項(xiàng)目教學(xué)總結(jié)

項(xiàng)目任務(wù)完成后，學(xué)生和教師都要對(duì)該項(xiàng)目的完成情況進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)。教師對(duì)于在完成項(xiàng)目任務(wù)中所用到的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)及所需的專業(yè)操作技能進(jìn)行歸納，總結(jié)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中容易出現(xiàn)的典型問(wèn)題和不足之處，在以后的項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中避免出現(xiàn)類似的問(wèn)題從而提高項(xiàng)目質(zhì)量。學(xué)生總結(jié)本項(xiàng)目用到的知識(shí)點(diǎn)、自己的不足之處和學(xué)習(xí)心得體會(huì)，最后寫(xiě)出項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)報(bào)告，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行梳理。

6.提交項(xiàng)目成果

完成項(xiàng)目后，學(xué)生提交項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)報(bào)告和編制的土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)專題圖件。

7.項(xiàng)目考核

教師針對(duì)學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程和最后提交的報(bào)告與專題圖件進(jìn)行評(píng)價(jià)，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)、技能的掌握程度。項(xiàng)目具體考核內(nèi)容和考核標(biāo)準(zhǔn)、分值分配見(jiàn)表1所示。

二、項(xiàng)目化教學(xué)單元實(shí)施建議與對(duì)策

筆者在教學(xué)實(shí)踐中已嘗試過(guò)項(xiàng)目教學(xué)法第一輪改革，它所帶來(lái)的經(jīng)驗(yàn)與問(wèn)題值得深思，今后力求在以下方面進(jìn)一步改善。

（一）不斷提高教師的實(shí)踐能力

采用項(xiàng)目化教學(xué)，對(duì)授課教師的要求較高。不但要求教師具備扎實(shí)的理論知識(shí)，還要具有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。為了提高教師的實(shí)踐能力，鼓勵(lì)教師通過(guò)各類培訓(xùn)強(qiáng)化操作技能，取得相關(guān)專業(yè)技術(shù)職務(wù)資格證書(shū)；要求教師到專業(yè)相關(guān)的企業(yè)基地去實(shí)習(xí)，提高教師的實(shí)踐教學(xué)能力和整體素質(zhì)。

（二）加快項(xiàng)目化教材開(kāi)發(fā)力度

實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)改革對(duì)專業(yè)課程教材要求較高。目前該課程還沒(méi)有與之相配套的項(xiàng)目化教材。為了解決這一問(wèn)題，筆者所在團(tuán)隊(duì)以自編的講義為教材，但由于處于探索階段，其系統(tǒng)性還有待提高。因此，我們必須在深入學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)項(xiàng)目教學(xué)法教學(xué)理論的同時(shí)，及時(shí)總結(jié)項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，邀請(qǐng)行業(yè)企業(yè)專家和一線技術(shù)人員共同參與，編寫(xiě)符合項(xiàng)目教學(xué)特點(diǎn)的、實(shí)用型的教材，這樣才能為推進(jìn)項(xiàng)目教學(xué)法掃清教材上的障礙。

（三）加快校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)

項(xiàng)目教學(xué)采用“理實(shí)一體”、“教學(xué)做結(jié)合”的教學(xué)方法，對(duì)教學(xué)場(chǎng)所硬件條件要求較高。為了體現(xiàn)真實(shí)的工作情境，更方便地模擬企業(yè)實(shí)際工作過(guò)程，更方便地開(kāi)展以工作過(guò)程為導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)。一方面在校內(nèi)加快教、學(xué)、做一體化實(shí)訓(xùn)室建設(shè)步伐，另一方面進(jìn)一步加強(qiáng)校企合作，建立校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，將課堂延伸到現(xiàn)實(shí)職業(yè)崗位。

三、結(jié)語(yǔ)

基于項(xiàng)目的單元教學(xué)打破了傳統(tǒng)的學(xué)科結(jié)構(gòu)知識(shí)體系，以工作任務(wù)為依托組織教學(xué)內(nèi)容，將課程的主要理論知識(shí)點(diǎn)和實(shí)踐技能訓(xùn)練融入項(xiàng)目和任務(wù)實(shí)施中。教師帶領(lǐng)學(xué)生在完成工作任務(wù)的過(guò)程中進(jìn)行理論與實(shí)踐的同步教學(xué)，課程教學(xué)邊教、邊學(xué)、邊做，教學(xué)做一體化，使學(xué)生在實(shí)際的操作中理解知識(shí)，掌握技能，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際工作能力，教學(xué)效果良好，值得推廣。

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基金項(xiàng)目：中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院科研基金項(xiàng)目：高職GIS應(yīng)用類課程項(xiàng)目化教學(xué)改革與實(shí)踐——以《環(huán)境規(guī)劃與評(píng)價(jià)GIS技術(shù)》為例（20110014）。