遙感與GIS實驗課程教學改革研究

董建軍 牛建明

[摘要]遙感與GIS在宏觀生態(tài)學中具有廣泛的應用，并且遙感與GIS實驗是一門實踐性都很強的課程。本文針對宏觀生態(tài)學專業(yè)的學生，根據(jù)學校實際情況說明了實驗課程教學的必要性，進一步結合多年的實踐教學探討了教學內容、教學方法和手段等方面提出了實驗課程教學的改進措施，為遙感與GIS實踐教學改革提供了一些借鑒。

[關鍵詞]生態(tài)學;遙感與GIS實驗;教學改革

遙感與地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS）在生態(tài)學相關研究中應用十分廣泛，尤其是在宏觀生態(tài)學研究中起到很大的作用[1， 2]。遙感和GIS是兩方面的內容，它們既有區(qū)別，又有聯(lián)系。遙感是獲取宏觀、現(xiàn)勢性專題信息的技術，為GIS提供重要的空間數(shù)據(jù)結果，而GIS又對各類空間數(shù)據(jù)進行輸入、存儲、綜合分析和顯示的應用技術系統(tǒng)[3-5]。遙感與GIS為生態(tài)學相關領域提供了先進的研究方法和手段[6]。因此在宏觀生態(tài)學專業(yè)的課程體系中，通常把遙感與GIS課程列入到主干課程。經過幾年的教學實踐，對遙感與GIS實驗課程的教學內容以及方法進行探討。

一、本課程校內發(fā)展的主要歷史沿革

早在20世紀80年代，李博院士等就以專題的形式，介紹了遙感和GIS，1997年，遙感與GIS教學，正式進入本科生培養(yǎng)計劃，生命科學學院93級生態(tài)學專業(yè)開設了《資源環(huán)境信息系統(tǒng)》，即為本課程的前身。經過不斷的建設《遙感與GIS及實驗》在2003年被列為內蒙古大學校級重點課程建設項目，2004年列入我校首批雙語課程建設項目，2009年成為校級精品課程。

當前，該課程已經成為生態(tài)學專業(yè)方向的專業(yè)核心課程，成為內蒙古大學培養(yǎng)生態(tài)、環(huán)境和草業(yè)領域專業(yè)人才的顯著特色之一。

二、實驗課程教學的必要性

內蒙古大學生態(tài)學專業(yè)是在1977年創(chuàng)辦的全國第一個生態(tài)學專業(yè)，專門培養(yǎng)生態(tài)學的研究和管理人才，目前為適應我國經濟建設的需要，特別是為適應自治區(qū)生態(tài)環(huán)境資源的開發(fā)、利用、保護、治理的迫切需要，建立的具有地區(qū)特色和民族特色的融教學與科研為一體的綜合性部門。

本課程所涉及的知識和技能，在當前和今后的宏觀領域相關研究，具有十分重要的作用，對于宏觀管理和規(guī)劃等實際應用，也非常關鍵。生態(tài)學重點實驗室建設和科學研究中，通過實驗課程學習不斷更新的軟件和新數(shù)據(jù)的處理和分析，實現(xiàn)理論與實踐的結合。

三、實驗課程教學改革

（一）教學內容

本課程結合遙感與GIS技術在生態(tài)學應用的特點與現(xiàn)狀，安排了48學時的8個實驗內容（見表1）。目的是在有限的學時內，通過理論和實踐教學的結合，使學生了解知識結構，掌握基礎知識和基本的應用技能，具備深入學習與提高的能力。

表1 遙感與GIS實驗課程模塊

（二）教學方法、手段

1.啟發(fā)式教學

教師首先講解所涉及內容的理論，然后做演示，在此基礎上學生完成實驗。機械的記憶是當前多數(shù)學生學習和應對考試的辦法，主要弊端是對知識的掌握不扎實，而且很快就會忘記。在教學過程中，常常穿插講解，始終強調理解，鼓勵多思考。并且，在具體講授時，避免對重要知識的簡單、教條地記錄，圍繞著啟發(fā)式教學，不斷優(yōu)化思路。

2.動手能力的培養(yǎng)

動手能力的培養(yǎng)是多方位的。由于是基于計算機上的實踐教學，因此，不僅要解決學生在遙感和GIS方面的問題，還要同時兼顧他們對計算機技術的把握程度。在教師示范的前提下，而不是手把手地教，就使得學生有了很大的自由度，以提高動手能力。并且，機房在其他時間也照常開放，也為學生提供了更多的實踐機會。

3.編制實驗指導書

首先，更新實驗教學的理念，取消教師示范，取而代之的是提供相關的手冊，由學生根據(jù)手冊完成實驗內容;其次，改變目前由教師指定實驗內容的現(xiàn)狀，讓學生自主提出實驗方案，增加學生的主觀能動性和創(chuàng)新欲望。

四、結束語

實驗課程是遙感與GIS教學的重要環(huán)節(jié)，實驗課程教學內容和方法的合理設計直接關系到學生掌握知識程度，通過進行教學改革，采取師生互動，引導學生自主學習的興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，就可以有效地提高教學效果。近幾年，通過上述設計與實踐本課程的教學取得了預期的效果。主要有以下幾個方面：一些扎實掌握技能的學生，在研究生考試（含復試上機）中取得了很好的成績;少數(shù)本科生因其出色的遙感和GIS應用能力，找到了工作。

參考文獻

[1]牛建明，呼和，呂桂芬.遙感和地理信息系統(tǒng)在植被生態(tài)學中的應用研究動態(tài).內蒙古大學學報（自然科學版），1998（04）：p.134-138.

[2]劉惠明，尹愛國，蘇志堯.3S技術及其在生態(tài)學研究中的應用.生態(tài)科學，2002（01）：p.82-85.

[3]黃解軍，et al.，面向地理信息系統(tǒng)（GIS）專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的教學改革與探索.大學教育，2013（11）： p.93-94.

[4]鄧磊，胡德勇，段福洲.《遙感原理與方法》實驗教學改革探索與思考.地理空間信息，2013（01）：p.170-171+16.

[5]石永明，田永中.地理信息系統(tǒng)實驗課程教學探討.實驗室科學， 2011（01）：p.26-29.

[6]彭少麟，郭志華，王伯蓀.RS和GIS在植被生態(tài)學中的應用及其前景.生態(tài)學雜志，1999（05）：p. 52-64.

基金項目

“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程建設項目（內蒙古大學本科主干核心課程建設項目）