遙感與GIS實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革研究

董建軍 牛建明

內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 內(nèi)蒙古呼和浩特 010021

遙感與GIS實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革研究

董建軍 牛建明

內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 內(nèi)蒙古呼和浩特 010021

遙感與GIS在宏觀生態(tài)學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用，并且遙感與GIS實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。本文針對(duì)宏觀生態(tài)學(xué)專業(yè)的學(xué)生，根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的必要性，進(jìn)一步結(jié)合多年的實(shí)踐教學(xué)探討了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段等方面提出了實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的改進(jìn)措施，為遙感與GIS實(shí)踐教學(xué)改革提供了一些借鑒。

生態(tài)學(xué)；遙感與GIS實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革

遙感與地理信息系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱GIS）在生態(tài)學(xué)相關(guān)研究中應(yīng)用十分廣泛，尤其是在宏觀生態(tài)學(xué)研究中起到很大的作用[1，2]。遙感和GIS是兩方面的內(nèi)容，它們既有區(qū)別，又有聯(lián)系。遙感是獲取宏觀、現(xiàn)勢(shì)性專題信息的技術(shù)，為GIS提供重要的空間數(shù)據(jù)結(jié)果，而GIS又對(duì)各類空間數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、存儲(chǔ)、綜合分析和顯示的應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)[3-5]。遙感與GIS為生態(tài)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域提供了先進(jìn)的研究方法和手段[6]。因此在宏觀生態(tài)學(xué)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(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)遙感與GIS實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容以及方法進(jìn)行探討。

一、本課程校內(nèi)發(fā)展的主要?dú)v史沿革

早在20世紀(jì)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(xué)，正式進(jìn)入本科生培養(yǎng)計(jì)劃，生命科學(xué)學(xué)院93級(jí)生態(tài)學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)了《資源環(huán)境信息系統(tǒng)》，即為本課程的前身。經(jīng)過(guò)不斷的建設(shè)《遙感與GIS及實(shí)驗(yàn)》在2003年被列為內(nèi)蒙古大學(xué)校級(jí)重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目，2004年列入我校首批雙語(yǔ)課程建設(shè)項(xiàng)目，2009年成為校級(jí)精品課程。

當(dāng)前，該課程已經(jīng)成為生態(tài)學(xué)專業(yè)方向的專業(yè)核心課程，成為內(nèi)蒙古大學(xué)培養(yǎng)生態(tài)、環(huán)境和草業(yè)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的顯著特色之一。

二、實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的必要性

內(nèi)蒙古大學(xué)生態(tài)學(xué)專業(yè)是在1977年創(chuàng)辦的全國(guó)第一個(gè)生態(tài)學(xué)專業(yè)，專門培養(yǎng)生態(tài)學(xué)的研究和管理人才，目前為適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，特別是為適應(yīng)自治區(qū)生態(tài)環(huán)境資源的開(kāi)發(fā)、利用、保護(hù)、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(xué)與科研為一體的綜合性部門。

本課程所涉及的知識(shí)和技能，在當(dāng)前和今后的宏觀領(lǐng)域相關(guān)研究，具有十分重要的作用，對(duì)于宏觀管理和規(guī)劃等實(shí)際應(yīng)用，也非常關(guān)鍵。生態(tài)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和科學(xué)研究中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)不斷更新的軟件和新數(shù)據(jù)的處理和分析，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合。

三、實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革

（一）教學(xué)內(nèi)容

本課程結(jié)合遙感與GIS技術(shù)在生態(tài)學(xué)應(yīng)用的特點(diǎn)與現(xiàn)狀，安排了48學(xué)時(shí)的8個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（見(jiàn)表1）。目的是在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，通過(guò)理論和實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合，使學(xué)生了解知識(shí)結(jié)構(gòu)，掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本的應(yīng)用技能，具備深入學(xué)習(xí)與提高的能力。（二）教學(xué)方法、手段

表1 遙感與GIS實(shí)驗(yàn)課程模塊

1.啟發(fā)式教學(xué)

教師首先講解所涉及內(nèi)容的理論，然后做演示，在此基礎(chǔ)上學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。機(jī)械的記憶是當(dāng)前多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)對(duì)考試的辦法，主要弊端是對(duì)知識(shí)的掌握不扎實(shí)，而且很快就會(huì)忘記。在教學(xué)過(guò)程中，常常穿插講解，始終強(qiáng)調(diào)理解，鼓勵(lì)多思考。并且，在具體講授時(shí)，避免對(duì)重要知識(shí)的簡(jiǎn)單、教條地記錄，圍繞著啟發(fā)式教學(xué)，不斷優(yōu)化思路。

2.動(dòng)手能力的培養(yǎng)

動(dòng)手能力的培養(yǎng)是多方位的。由于是基于計(jì)算機(jī)上的實(shí)踐教學(xué)，因此，不僅要解決學(xué)生在遙感和GIS方面的問(wèn)題，還要同時(shí)兼顧他們對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)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(xué)生有了很大的自由度，以提高動(dòng)手能力。并且，機(jī)房在其他時(shí)間也照常開(kāi)放，也為學(xué)生提供了更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)。

3.編制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

首先，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理念，取消教師示范，取而代之的是提供相關(guān)的手冊(cè)，由學(xué)生根據(jù)手冊(cè)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；其次，改變目前由教師指定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的現(xiàn)狀，讓學(xué)生自主提出實(shí)驗(yàn)方案，增加學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新欲望。

四、結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)課程是遙感與GIS教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容和方法的合理設(shè)計(jì)直接關(guān)系到學(xué)生掌握知識(shí)程度，通過(guò)進(jìn)行教學(xué)改革，采取師生互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，就可以有效地提高教學(xué)效果。近幾年，通過(guò)上述設(shè)計(jì)與實(shí)踐本課程的教學(xué)取得了預(yù)期的效果。主要有以下幾個(gè)方面：一些扎實(shí)掌握技能的學(xué)生，在研究生考試（含復(fù)試上機(jī)）中取得了很好的成績(jī)；少數(shù)本科生因其出色的遙感和GIS應(yīng)用能力，找到了工作。

[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(xué)中的應(yīng)用研究動(dòng)態(tài).內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1998(04)：p.134-138.

[2]劉惠明，尹愛(ài)國(guó)，蘇志堯.3S技術(shù)及其在生態(tài)學(xué)研究中的應(yīng)用.生態(tài)科學(xué)，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(xué)改革與探索.大學(xué)教育，2013(11)：p.93-94.

[4]鄧?yán)?，胡德勇，段福?《遙感原理與方法》實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(shí)驗(yàn)課程教學(xué)探討.實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，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(xué)中的應(yīng)用及其前景.生態(tài)學(xué)雜志，1999(05)：p. 52-64.

“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程建設(shè)項(xiàng)目（內(nèi)蒙古大學(xué)本科主干核心課程建設(shè)項(xiàng)目）