測繪工程專業(yè)“3S”技術(shù)實(shí)踐能力培養(yǎng)模式的改革與探討

摘 要：“3S”（RS、GIS、GPS）技術(shù)在現(xiàn)代測繪技術(shù)中起著越來越重要的基礎(chǔ)技術(shù)支撐作用。文章結(jié)合實(shí)際闡述了測繪工程專業(yè)“3S技術(shù)”實(shí)踐能力培養(yǎng)方面目前在教學(xué)過程中存在的各種不足，論述了進(jìn)行“3S”技術(shù)實(shí)踐教學(xué)模式改革的一些想法，提出了一些有益提高教學(xué)效果和學(xué)生綜合素質(zhì)的好建議。

關(guān)鍵詞：“3S”技術(shù) 實(shí)踐能力 培養(yǎng)模式

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4914（2013）05-211-02

“3S”技術(shù)，即遙感技術(shù)（RS，Remote Sensing）、全球定位系統(tǒng)（GPS，Global Positioning System）和地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）的統(tǒng)稱。“3S”技術(shù)是空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合，多學(xué)科高度集成的對空間信息進(jìn)行采集、處理、管理、分析、表達(dá)、傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)，在現(xiàn)代測繪技術(shù)中起著越來越重要的基礎(chǔ)技術(shù)支撐作用?！?S”技術(shù)類課程群也成為目前測繪工程專業(yè)的核心課程群之一。近幾年來，“3S”技術(shù)在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展和人民生活中的應(yīng)用逐漸普及與深入，各級政府部門、事業(yè)單位、企業(yè)公司等對“3S”技術(shù)人才的需求日益增加。

我校的測繪工程專業(yè)從2003年開始招生至今也走過了十個年頭，有了一些專業(yè)積累，但在學(xué)生的“3S”技術(shù)能力培養(yǎng)方面還比較欠缺，本文結(jié)合市場和社會人才需求，從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手操作能力出發(fā)，對測繪工程專業(yè)學(xué)生“3S”技術(shù)實(shí)踐能力的培養(yǎng)模式的改革進(jìn)行了深入研究和探討。

一、我?！?S”技術(shù)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀和問題

（一）課程及實(shí)踐教學(xué)開設(shè)情況

在我校目前最新的2012版教學(xué)大綱中，“3S”技術(shù)相關(guān)的課程群和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的設(shè)置如表1。

“3S”技術(shù)課程學(xué)時數(shù)最高為60，其中仍以理論學(xué)時為主。部分課程雖為應(yīng)用型“3S”技術(shù)課程，但在教學(xué)中大多仍以課堂講授為主，實(shí)踐環(huán)節(jié)少。

整體的課程設(shè)置偏后，在第七學(xué)期設(shè)置相關(guān)課程過多，一方面是學(xué)生身在大四，面臨考研、就業(yè)等多種情況，不能全身心投入學(xué)習(xí)，影響教學(xué)效果，另一方面學(xué)生學(xué)完之后，沒有經(jīng)過充分的消化吸收的過程就面臨畢業(yè)，綜合能力還未達(dá)到應(yīng)有的要求。

各個“S”相關(guān)課程教學(xué)實(shí)習(xí)獨(dú)立沒有體現(xiàn)綜合性，也沒有“3S”技術(shù)集成相關(guān)的課程和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。不利于學(xué)生綜合運(yùn)用知識能力的培養(yǎng)，也不能滿足科技發(fā)展和生產(chǎn)實(shí)際的需要。這和我校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)極不相稱。近幾年通過與學(xué)生接觸也了解到，“3S”技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的迅速普及已經(jīng)凸顯出學(xué)生由于這方面實(shí)踐能力欠缺在就業(yè)過程中以及剛參加工作時所造成的一些劣勢。

（二）“3S”技術(shù)集成程度不夠

近幾年來，國內(nèi)外“3S”技術(shù)的研究和應(yīng)用開始向集成化（或綜合化）方面發(fā)展。“3S”技術(shù)的結(jié)合與集成研究已經(jīng)有了一定的發(fā)展，正在經(jīng)歷一個從低級向高級的發(fā)展和完善過程，常用的四種結(jié)合方式：GIS與RS的結(jié)合；GIS與GPS的結(jié)合；RS與GPS的結(jié)合；GIS、GPS和RS的結(jié)合。在“3S”集成系統(tǒng)中，RS主要用于實(shí)時、快速地提供地表景物及環(huán)境的幾何及物理的定性或定量數(shù)據(jù)；GIS則是對各種來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、處理、分析和應(yīng)用的載體，不僅可存儲大量的遙感和定位信息，同時可提供大量的統(tǒng)計信息，進(jìn)行多元多維動態(tài)復(fù)合分析。GPS則主要用于提供準(zhǔn)實(shí)時或準(zhǔn)實(shí)時的目標(biāo)定位信息和地面高程模型（DEM）。目前，“3S”集成已經(jīng)在測繪制圖、環(huán)境監(jiān)測、戰(zhàn)場指揮、救災(zāi)搶險、公安消防、交通管理、精細(xì)農(nóng)業(yè)、地學(xué)研究、資源清查、國土整治、城市規(guī)劃和空間決策等一系列領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，可以肯定，在未來其應(yīng)用領(lǐng)域還將進(jìn)一步拓展。

目前，國內(nèi)外“3S”技術(shù)包含的遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)不僅在科學(xué)技術(shù)方面具有各自的技術(shù)體系，還在商業(yè)方面具有各自的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)勢。在教育領(lǐng)域中，國內(nèi)外高校都把遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）作為獨(dú)立的課程講授，設(shè)置的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)也是各自為戰(zhàn)，未體現(xiàn)出3S技術(shù)集成的巨大應(yīng)用。造成這種情況的原因也與“3S”技術(shù)發(fā)展迅速，它的教學(xué)內(nèi)容不僅廣泛且都是最新的技術(shù)方法，沒有相關(guān)的教材等情況有關(guān)。比如國際上先進(jìn)的成像光譜技術(shù)、美國IKONOS、QUICKBIRD衛(wèi)星數(shù)據(jù)源、中巴資源衛(wèi)星（CBERS）、北京一號衛(wèi)星等的出現(xiàn)，充分體現(xiàn)了遙感、全球定位與信息處理技術(shù)在國內(nèi)外的高速發(fā)展趨勢。

（三）軟硬件設(shè)施不足

目前，我院還沒有一個專門用于“3S”技術(shù)軟件實(shí)踐教學(xué)的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，相關(guān)課程的上機(jī)和實(shí)習(xí)均需要在學(xué)校公共計算機(jī)房完成，但學(xué)校公共計算機(jī)房的計算機(jī)多數(shù)比較陳舊，現(xiàn)有配置不能夠支撐“3S”相關(guān)軟件的正常運(yùn)行，亟待更新，不過，現(xiàn)在多數(shù)學(xué)生們自己都配有電腦，緩解了這一情況，但對于家庭條件困難的學(xué)生的學(xué)習(xí)造成了很大的困難，也在一定程度上影響了學(xué)生對“3S”技術(shù)相關(guān)軟件使用的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，成為制約提高學(xué)生實(shí)踐能力的一個重要瓶頸。

（四）師資力量有限，教師經(jīng)驗(yàn)有待積累

近年來，我專業(yè)的師資力量得到了大大加強(qiáng)，大力引進(jìn)了各方面的專業(yè)人才。但新引進(jìn)教師都為年輕教師，職稱上多為中級，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，他們大多具有高學(xué)歷，但卻對生產(chǎn)單位的“3S”技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用情況了解不夠，這在很大程度上會影響教學(xué)效果。

目前我專業(yè)所開設(shè)的“3S”技術(shù)相關(guān)課程最終的考核方式基本以理論考核為主，即使個別課程有軟件操作方面的考核，所占學(xué)時也很少，且在最終成績中也只占有很小的比例。造成這種狀況的原因主要是：教師教學(xué)任務(wù)繁重，且多在深造學(xué)習(xí)，以致教師沒有足夠的精力去申請開展教學(xué)改革研究。

二、“3S”技術(shù)實(shí)踐教學(xué)模式改革和創(chuàng)新

針對我專業(yè)目前在“3S”技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中存在的諸多問題，需要我們進(jìn)行深入的摸索和研究，充分利用和挖掘現(xiàn)有條件，提高學(xué)生“3S”技術(shù)實(shí)踐能力培養(yǎng)，以便使他們能更好的適應(yīng)市場和社會需求，提高競爭力?；谶@種狀況，筆者對“3S”技術(shù)實(shí)踐教學(xué)模式的改革提出了以下做法，以供商榷。

（一）集體備課，進(jìn)行“3S”技術(shù)實(shí)踐內(nèi)容教學(xué)設(shè)計

上文提到“3S”技術(shù)發(fā)展迅速，它的教學(xué)內(nèi)容不僅廣泛且都是最新的技術(shù)方法，這就對教師提出了非常高的要求，要求教師不能囿于自身原有知識系統(tǒng)，還必須密切關(guān)注這些動態(tài)發(fā)展，及時更新教學(xué)內(nèi)容，為了更好地提高全體教師在3S技術(shù)方面的知識共享，可以采取集體備課的方式，共同進(jìn)行“3S”技術(shù)相關(guān)課程和集成方面的實(shí)踐內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計，一方面可以保證實(shí)踐內(nèi)容的系統(tǒng)性、先進(jìn)性和集成性；另外一方面可以保證全體教師在思想上和知識系統(tǒng)上對“3S”技術(shù)的把握。

（二）充實(shí)現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)內(nèi)涵，打好基礎(chǔ)

“3S”技術(shù)集成也是在RS GIS和GPS的基礎(chǔ)上的集成，這就要求對三個“S”都應(yīng)該夯實(shí)基礎(chǔ)，才能為后面的集成打下良好的基礎(chǔ)，現(xiàn)有的培養(yǎng)方案中對三個“S”的課程都分別安排有各自的實(shí)踐環(huán)節(jié)，還是要從基礎(chǔ)抓起，充實(shí)現(xiàn)有課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)涵，保證效果，尤其要注重上機(jī)課及實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，集體備課，精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)管理，改革和創(chuàng)新考試方式，以切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

（三）增加“3S”技術(shù)集成理論和實(shí)踐教學(xué)

現(xiàn)有的教學(xué)安排中沒有“3S”技術(shù)集成方面的理論課程和實(shí)踐教學(xué)，應(yīng)該增加該教學(xué)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)突出“3S”技術(shù)的集成性、綜合性，使學(xué)生通過訓(xùn)練綜合掌握各個“S”在專題信息提取中的獨(dú)自及集成的綜合作用，達(dá)到“3S”理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)結(jié)合，綜合提升學(xué)生動手和實(shí)踐能力。

（四）依托學(xué)生“科研立項(xiàng)”，提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力

目前，我校為了提高在校大學(xué)生的科研素質(zhì)和能力，全面培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和創(chuàng)新的能力，每年都開展大學(xué)生“科研立項(xiàng)”活動。由于“3S”技術(shù)及其集成的前沿性、先進(jìn)性，非常適合大學(xué)生“科研立項(xiàng)”，以此為依托，可以帶動一小批學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)、鼓勵學(xué)生的科研開發(fā)興趣，使學(xué)生了解和熟悉“3S”技術(shù)以及其在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的運(yùn)用，來提高學(xué)生在“3S”技術(shù)方面的綜合應(yīng)用能力。

（五）開展第二課堂，成立“興趣小組”，導(dǎo)師引導(dǎo)學(xué)習(xí)方向

學(xué)生“科研立項(xiàng)”形式很好，但覆蓋面太小，滿足不了所有學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望，可以開展第二課堂，成立多個“興趣小組”，由教研室老師擔(dān)任導(dǎo)師，實(shí)時指導(dǎo)學(xué)習(xí)方向，興趣小組的成立可以跨年級的形式組合，形成高年級指導(dǎo)低年級的良性循環(huán)，帶動整個專業(yè)的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)氛圍的提升。

三、建議

本文分析了我校在“3S”技術(shù)實(shí)踐能力培養(yǎng)方面存在的問題，并提出了改革的做法，將大大改善“3S”技術(shù)實(shí)踐能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀，形成較為完善的實(shí)踐教學(xué)體系，提高學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識的能力，但還有幾條建議如下。

（一）建議學(xué)校加大實(shí)踐教學(xué)設(shè)備的配置

“3S”技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)大部分是通過上機(jī)操作完成，所需的教學(xué)設(shè)備和軟件是進(jìn)行相關(guān)實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)條件，但我校目前還沒有建立“3S”技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，近年來學(xué)校在數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)、GIS軟件，GPS設(shè)備以及相關(guān)區(qū)域的遙感影像資料和軟件等方面有一定的資金投入，也尚不能滿足現(xiàn)有學(xué)生班數(shù)的要求，這在一定程度上也影響了實(shí)踐教學(xué)的效果。

（二）加強(qiáng)青年教師實(shí)踐能力培養(yǎng)，提高其專業(yè)綜合素養(yǎng)

目前現(xiàn)有的從事“3S”技術(shù)的教師多是青年教師，大多一直在學(xué)校里，碩士畢業(yè)后直接參加教學(xué)工作，對“3S”技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用情況了解不夠，應(yīng)加強(qiáng)青年教師的實(shí)踐能力培養(yǎng)，鼓勵他們多與生產(chǎn)單位的同行進(jìn)行交流和項(xiàng)目合作，提高自身專業(yè)綜合素養(yǎng)，也能夠?qū)⑺鶎W(xué)及時反映在教學(xué)過程中，及時引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)來滿足市場和社會需求，提高競爭力。

（三）建議培養(yǎng)方案中調(diào)整設(shè)置課程群實(shí)踐教學(xué)

在同一個專業(yè)內(nèi)，很多課程之間，尤其是那些技術(shù)性較強(qiáng)的課程與知識性較強(qiáng)的課程之間，存在著較為密切的關(guān)系。把這種關(guān)系較為密切的若干課程放在一起加以考慮安排，就是課程群的概念。在教學(xué)計劃中，我們可以嘗試針對于培養(yǎng)方案中的“GIS應(yīng)用”和“數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)”這兩門課作為“3S”技術(shù)的核心課程等特點(diǎn)，將兩門課程的教學(xué)實(shí)習(xí)結(jié)合實(shí)踐，嘗試課程群實(shí)習(xí)，進(jìn)而總結(jié)課程群實(shí)習(xí)的條件，探討分析實(shí)現(xiàn)“3S”技術(shù)集成實(shí)踐教學(xué)實(shí)習(xí)的模式。

四、結(jié)語

綜上所述，“3S”技術(shù)的綜合性不斷提高，趨向于集成化發(fā)展，其綜合應(yīng)用的領(lǐng)域不斷推廣，從而決定了“3S”技術(shù)課程是一門動態(tài)很強(qiáng)的課程。這對任課教師的知識更新能力提出了挑戰(zhàn)，同時，也為測繪工程專業(yè)學(xué)生提供了更多、更好的發(fā)展機(jī)遇。教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變觀念，切實(shí)改進(jìn)教學(xué)手段和教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的能動性，提高“3S”技術(shù)實(shí)踐能力，在就業(yè)和以后的工作中更好地適應(yīng)市場和社會需求，增強(qiáng)市場競爭力。

【基金項(xiàng)目：黑龍江省高等教育科學(xué)研究“十二五”規(guī)劃課題（課題編號：HGJXHC11096）?！?/p>

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（作者單位：黑龍江科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院 黑龍江哈爾濱 150027）

（責(zé)編：賈偉）