“草地信息技術(shù)”教學(xué)中的探索與實(shí)踐

汪洋 靳瑰麗

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，新疆草地資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 新疆烏魯木齊 830052

“草地信息技術(shù)”是眾多高等院校草學(xué)及其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生需要學(xué)習(xí)的眾多課程中的一門(mén)主要課程，該課程主要應(yīng)用于草地資源調(diào)查的實(shí)踐工作，主要講述草地、草地資源的調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)與評(píng)估，與遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)相結(jié)合，因此“草地信息技術(shù)”擁有比較明顯的交叉學(xué)科的特點(diǎn)，并且課程內(nèi)容較多，知識(shí)點(diǎn)相對(duì)于其他學(xué)科來(lái)說(shuō)略顯復(fù)雜。課程涉及的許多內(nèi)容都與大多數(shù)學(xué)生的實(shí)際生活聯(lián)系不大，如草地資源規(guī)劃、草地資源災(zāi)情監(jiān)測(cè)等，因此不斷培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合課程相關(guān)理論知識(shí)解決一系列草地資源監(jiān)測(cè)等問(wèn)題的實(shí)踐能力是課程的核心目標(biāo)之一。草地是我國(guó)資源的重要部分，占國(guó)土總面積的五分之二，在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和生態(tài)保護(hù)進(jìn)程中有著重要的地位。近年來(lái)，許多學(xué)科為了適應(yīng)高等教育改革的要求進(jìn)行了內(nèi)容和方法上的探索與實(shí)踐，擁有許多豐富的經(jīng)驗(yàn)。然而交叉學(xué)科課程知識(shí)點(diǎn)相較于其他課程來(lái)說(shuō)略顯復(fù)雜，采用以往的知識(shí)點(diǎn)單向灌輸?shù)姆绞綍?huì)讓學(xué)生降低學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)過(guò)程也較為單一枯燥。“草地信息技術(shù)”課程有較高的使用價(jià)值，如若學(xué)生學(xué)習(xí)興趣較低，即使按照課程要求學(xué)習(xí)完成了課程要求，他們的理論知識(shí)也無(wú)法與實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合，導(dǎo)致理論實(shí)踐脫節(jié)。本文總結(jié)了以往教學(xué)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)及成果，通過(guò)多樣化的參與式教學(xué)[1-2]和實(shí)踐方法，很大程度上提升了學(xué)生在學(xué)習(xí)上的興趣，使學(xué)生具備較為完善的知識(shí)理論體系，在理論知識(shí)較為完備的基礎(chǔ)上與實(shí)踐相結(jié)合[3-4]，達(dá)到教學(xué)中理論實(shí)踐相輔相成的目的。

一、多樣化的教學(xué)方法

教學(xué)過(guò)程中教師能否完整地闡述正確的教學(xué)理念對(duì)一門(mén)課程來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。教師在課程中堅(jiān)持以人為本，為學(xué)生樹(shù)立正確的科學(xué)發(fā)展觀對(duì)完善教學(xué)理念有著重要意義。教學(xué)從理論延伸到實(shí)踐，不僅僅局限于教材及課程知識(shí)點(diǎn)，還要為學(xué)生制訂合適的野外時(shí)間計(jì)劃，以達(dá)到加深課程內(nèi)容理解并且拓展知識(shí)的目的。

通過(guò)“草地信息技術(shù)”課堂教學(xué)，充分理解領(lǐng)悟3S技術(shù)的原理，并利用3S技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)草地資源的評(píng)估和調(diào)查，對(duì)草地資源的監(jiān)測(cè)以及資源整合。在以往的教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)內(nèi)容大多數(shù)圍繞草地信息技術(shù)的概念展開(kāi)并逐步深入，并沒(méi)有設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)踐活動(dòng)，使得學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用與理解方面稍有欠缺，采取多樣化的教學(xué)方式，理論實(shí)際相結(jié)合，加深學(xué)生印象，幫助學(xué)生理解課程知識(shí)點(diǎn)并拓展知識(shí)面。通過(guò)對(duì)“草地信息技術(shù)”課程教學(xué)的不斷探索和實(shí)踐，讓學(xué)生參與從課前到課后的整個(gè)課程教學(xué)過(guò)程，提升學(xué)生參與感以及學(xué)習(xí)積極性。具體做法如下：

(一)共享學(xué)習(xí)資料，展示優(yōu)秀成果

教師通過(guò)讓學(xué)生主動(dòng)收集草地信息技術(shù)方面的資料來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，給學(xué)生課前互相分享資料的時(shí)間以及平臺(tái)，其余學(xué)生可以互相探討，隨后教師結(jié)合課程內(nèi)容對(duì)學(xué)生分享內(nèi)容做出適當(dāng)評(píng)價(jià)。經(jīng)過(guò)學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、其他學(xué)生評(píng)價(jià)以及教師的指導(dǎo)評(píng)價(jià)后，學(xué)生針對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)分享的資料內(nèi)容進(jìn)行完善與改進(jìn)。如此一來(lái)可以拓寬學(xué)生知識(shí)面，使學(xué)生對(duì)草地信息技術(shù)的知識(shí)了解得更為全面。為了提高學(xué)生作業(yè)的完成度，將以往優(yōu)秀的作業(yè)報(bào)告及課程論文等提供給學(xué)生供他們參考。如在教授“遙感技術(shù)在草地自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用進(jìn)展”內(nèi)容時(shí)，結(jié)合以往優(yōu)秀的匯報(bào)作業(yè)及PPT等分享給學(xué)生，讓學(xué)生知道遙感技術(shù)在草地自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用是多樣的。

(二)學(xué)生參與課程講授

“草地信息技術(shù)”課程提供課程講述平臺(tái)。學(xué)生以分組形式結(jié)合PPT進(jìn)行講授，小組應(yīng)事先收集相關(guān)資料，經(jīng)過(guò)教師的評(píng)價(jià)和修改以后再次進(jìn)行總結(jié)修改，最后才能在課堂上分享主題。針對(duì)小組的講授內(nèi)容，教師及其他小組成員對(duì)其提出問(wèn)題，由小組成員對(duì)意見(jiàn)和問(wèn)題進(jìn)行匯總，最后小組代表需要將匯總討論的結(jié)果對(duì)學(xué)生和教師進(jìn)行匯報(bào)。教師根據(jù)所有的匯報(bào)進(jìn)行歸納總結(jié)，對(duì)有疑問(wèn)的地方進(jìn)行更正，對(duì)內(nèi)容有所欠缺的地方進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充，最終完成整個(gè)課堂互動(dòng)。

(三)學(xué)生教師共同參與實(shí)踐規(guī)劃

不同于以往的教師提交規(guī)劃好實(shí)踐方案及路線，學(xué)生按部就班完成的方式，教師與學(xué)生一起制訂規(guī)劃方案更能激起學(xué)生的野外實(shí)踐熱情，提升學(xué)生參與感。教師在野外實(shí)踐前發(fā)布有關(guān)野外實(shí)踐的內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)自身的實(shí)際情況和興趣愛(ài)好完成方案設(shè)計(jì)及有關(guān)的表格填寫(xiě)。教師對(duì)學(xué)生所提交的各種方案進(jìn)行完善總結(jié)，最后共同確定一個(gè)野外實(shí)踐方案。

(四)以問(wèn)題為導(dǎo)向，確定學(xué)生選題方向

在“草地信息技術(shù)”課程開(kāi)始之前，教師通過(guò)在班級(jí)里發(fā)布一系列有關(guān)的國(guó)家政策來(lái)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行思考。例如，習(xí)近平總書(shū)記在黨的十九大報(bào)告中指出：“必須樹(shù)立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策，像對(duì)待生命一樣對(duì)待生態(tài)環(huán)境，統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理，實(shí)行最嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度，形成綠色發(fā)展方式和生活方式?！苯處熞韵铝袉?wèn)題為導(dǎo)向，讓學(xué)生進(jìn)行思考：如何更好地保護(hù)生態(tài)環(huán)境和節(jié)約資源、適合當(dāng)?shù)氐木G色發(fā)展方式有哪些、當(dāng)?shù)氐牟莸刭Y源如何、如何通過(guò)遙感技術(shù)更好地保護(hù)草地生態(tài)環(huán)境以達(dá)到提升城市環(huán)境質(zhì)量的目的等，并在課程中找到答案。

(五)建立試題庫(kù)

“草地信息技術(shù)”作為一門(mén)交叉學(xué)科，其基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容較為復(fù)雜，范圍較廣，對(duì)于部分基礎(chǔ)薄弱學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)理解較為困難，一定程度上打擊了學(xué)生的自信心，使得學(xué)習(xí)興趣下降。由于課程原有的課后習(xí)題較少，題型單一且問(wèn)題較為簡(jiǎn)單，學(xué)生難以完整地掌握課堂內(nèi)容里的知識(shí)點(diǎn)，回答題目時(shí)只知道一味地抄書(shū)中原話，個(gè)人理解不到位，導(dǎo)致期末考試發(fā)揮得不是很理想，因此建立課程知識(shí)點(diǎn)試題庫(kù)是十分必要的。試題庫(kù)的建立可以讓學(xué)生在預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)以及學(xué)習(xí)過(guò)程中更有針對(duì)性地學(xué)習(xí)，充分了解自己的學(xué)習(xí)短板，教師也可以通過(guò)試題練習(xí)結(jié)果統(tǒng)計(jì)并且明確班里學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的掌握情況，根據(jù)實(shí)際情況將學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)的不足之處在下一堂課的內(nèi)容介紹前著重講解，并在課程快結(jié)束時(shí)鞏固練習(xí)，加深學(xué)生印象。

二、多樣化的實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)是“草地信息技術(shù)”課程中的重要環(huán)節(jié)，多樣化的實(shí)踐教學(xué)是課堂教學(xué)的重中之重，多樣化實(shí)踐教學(xué)的模式將打破了傳統(tǒng)的理論教學(xué)的模式，從而達(dá)到理論知識(shí)與實(shí)際運(yùn)用有效結(jié)合的目的，從而明顯提高教學(xué)效果?！安莸匦畔⒓夹g(shù)”課程教學(xué)質(zhì)量的提高，還需要教師重視實(shí)踐教學(xué)，使實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容更加豐富多樣，此前，該課程實(shí)踐教學(xué)模式過(guò)于單一，且以傳統(tǒng)的理論教學(xué)為主，理論應(yīng)用水平較差，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)際工作中不能將所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)很好地運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。為改善教學(xué)效果，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，開(kāi)展多樣化的實(shí)踐教學(xué)，使得教學(xué)能夠達(dá)到預(yù)期的效果。

“草地信息技術(shù)”是集遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)于一體的應(yīng)用型課程，旨在使學(xué)生通過(guò)信息技術(shù)解決在草地調(diào)查、評(píng)價(jià)、檢測(cè)等方面的實(shí)際問(wèn)題。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容多樣化的設(shè)計(jì)是難點(diǎn)，為有效提高學(xué)生課程學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，將采用美國(guó)醫(yī)學(xué)教授Barrows在醫(yī)學(xué)教育中提出的PBL(Problem based learning)教學(xué)法，該方法可以極大程度地激發(fā)出學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的強(qiáng)烈興趣，還鍛煉學(xué)生的自主能力，從而提高他們的創(chuàng)新能力和綜合思維能力，故自創(chuàng)立伊始就迅速在全球流行開(kāi)來(lái)。PBL(Problem based learning)教學(xué)法被稱(chēng)為基于問(wèn)題學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，教學(xué)核心是以問(wèn)題為中心，而傳統(tǒng)教學(xué)模式是以教師為中心，二者之間有本質(zhì)上的不同，這種模式以學(xué)生為主體，大多以分組的形式對(duì)某一問(wèn)題進(jìn)行討論和學(xué)習(xí)，教師則成為課堂中的引導(dǎo)者。PBL教學(xué)模式的基本要素有以下方面：

(1)以問(wèn)題作為學(xué)生的起點(diǎn)，提出的問(wèn)題是學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的中心，學(xué)生可能?chē)@某一復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題專(zhuān)題或案例進(jìn)行問(wèn)題的提出、討論以及學(xué)習(xí)。這種教學(xué)模式為學(xué)生提供了自主發(fā)揮的平臺(tái)，使得學(xué)生從問(wèn)題本身出發(fā)，尋找答案，PBL模式的教學(xué)過(guò)程就是不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題的過(guò)程，以此達(dá)到教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性的目的。

(2)以學(xué)生為主體，教師是引導(dǎo)學(xué)生熟練掌握實(shí)踐技巧的角色。在實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程中，教師的身份有所轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)教學(xué)模式中的講授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)踐課堂中的引導(dǎo)者，意在啟發(fā)學(xué)生、引導(dǎo)學(xué)生，給學(xué)生帶來(lái)更多自主學(xué)習(xí)的空間，成為教學(xué)課堂的主人翁，使得學(xué)生從最初的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，并積極參與課堂的實(shí)踐活動(dòng)，這種教學(xué)模式不但避開(kāi)了“填鴨式”教學(xué)的枯燥乏味，還鍛煉了學(xué)生的獨(dú)立思考能力，一定程度地激發(fā)了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的興趣，使得學(xué)生牢牢掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)并懂得如何有效將其運(yùn)用到實(shí)際工作。

(3)以小組合作學(xué)習(xí)為主。小組之間、組內(nèi)成員之間在教師的引導(dǎo)下形成合作與競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系，引起了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的濃厚興趣，增強(qiáng)了小組成員的凝聚力，挖掘了學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，另外，由于小組合作的平等氛圍，使得學(xué)生在交流與討論時(shí)更加輕松自主、暢所欲言。學(xué)生不僅掌握了學(xué)識(shí)，還提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，形成互幫互助的小組氛圍，從而使得課堂的教學(xué)更具張力。

(4)以評(píng)價(jià)作為學(xué)習(xí)導(dǎo)向，當(dāng)一個(gè)問(wèn)題提出并得到解決后，學(xué)生需要進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和小組評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的目的是使學(xué)生對(duì)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)、糾正，對(duì)自身在課堂中的表現(xiàn)進(jìn)行反思，學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的收獲得以體現(xiàn)。學(xué)生還需進(jìn)行階段性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)，從而達(dá)到吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為自身專(zhuān)業(yè)知識(shí)做出一定儲(chǔ)備的目的。

PBL模式學(xué)習(xí)是從選擇問(wèn)題、確定問(wèn)題，到認(rèn)識(shí)問(wèn)題、解決問(wèn)題，最后進(jìn)行評(píng)價(jià)的過(guò)程，是學(xué)生在老師指導(dǎo)下進(jìn)行完整情境學(xué)習(xí)的過(guò)程，老師和學(xué)生要深入探討PBL模式的各個(gè)環(huán)節(jié)，討論如何選擇并設(shè)計(jì)問(wèn)題、如何進(jìn)行學(xué)生分組、對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析、搜集資料、解決問(wèn)題、回答問(wèn)題，最后進(jìn)行老師和學(xué)生點(diǎn)評(píng)的過(guò)程。學(xué)生以自身的知識(shí)水平和認(rèn)識(shí)，通過(guò)PBL模式學(xué)習(xí)的實(shí)施，完成對(duì)知識(shí)的掌握和理解。PBL教學(xué)模式側(cè)重及時(shí)性和多元化，以及關(guān)注學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的自我成長(zhǎng)。PBL教學(xué)法改變以往教師為主、學(xué)生為輔的講授型教學(xué)模式，通過(guò)學(xué)生自主思考并展開(kāi)討論，激發(fā)學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)，以此加深學(xué)生對(duì)于理論和實(shí)踐結(jié)合的知識(shí)點(diǎn)記憶，有效提升學(xué)生的綜合思維能力和創(chuàng)新能力。

在以往的課堂學(xué)習(xí)中，教師首先帶領(lǐng)學(xué)生回顧遙感的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)，再演示過(guò)程，最后布置類(lèi)似的任務(wù)讓學(xué)生完成驗(yàn)證，學(xué)生基本可以按時(shí)按量完成任務(wù)，他們的動(dòng)手能力雖得到鍛煉，但缺乏創(chuàng)新性。因此，開(kāi)設(shè)具有教學(xué)內(nèi)容的短期綜合野外實(shí)習(xí)是很有必要的。草地遙感調(diào)查方法需要注意以下幾個(gè)方面：

(1)草地地段的選取，在進(jìn)行野外遙感調(diào)查研究時(shí)，最好選取典型的草地類(lèi)型，且草地利用有變化的地段，沿不同水平的分布及垂直帶，進(jìn)行實(shí)地調(diào)繪的使用選取穿越基本地貌路線，從而為識(shí)別草地信息提供可靠的依據(jù)。

(2)草地遙感的制圖，包括識(shí)別提取草地信息、建立解譯標(biāo)志等。它是基于大量數(shù)據(jù)源基礎(chǔ)，包括了TM影像數(shù)據(jù)及工作底圖和有關(guān)的資料、圖件，然后通過(guò)野外布點(diǎn)調(diào)查，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，再按草地系統(tǒng)制圖，最后進(jìn)行草地屬性判斷，識(shí)別并提取草地信息、屬性編碼，勾繪圖斑的操作過(guò)程。

理論教育是實(shí)踐教育的基礎(chǔ)，二者共同構(gòu)成野外實(shí)習(xí)課程的教育體系。常規(guī)的教學(xué)只能對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)形成初步了解，因此設(shè)置綜合野外實(shí)習(xí)可以深入體驗(yàn)學(xué)習(xí)，了解針對(duì)不同情況，應(yīng)對(duì)遙感影像進(jìn)行哪些處理，以此彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足。

三、結(jié)論

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，是最好的試金石，隨著時(shí)代的發(fā)展，實(shí)踐教學(xué)逐漸成為高校教育模式的主流，教育理念只有不斷發(fā)展才能與時(shí)俱進(jìn)，因此，為提高教學(xué)質(zhì)量，教師應(yīng)該及時(shí)調(diào)整教學(xué)思路，不斷更新知識(shí)體系，拓展教育內(nèi)容，向?qū)W生教授最新學(xué)科內(nèi)容，展示最新專(zhuān)業(yè)成果，使學(xué)生在專(zhuān)業(yè)知識(shí)的深度及跨度上都有一定程度的提升，確保學(xué)生能將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)?！安莸匦畔⒓夹g(shù)”是針對(duì)草業(yè)科學(xué)本科專(zhuān)業(yè)設(shè)置的理論與實(shí)踐相結(jié)合的專(zhuān)業(yè)選修課，教學(xué)理論性較強(qiáng)，課程內(nèi)容較多，實(shí)踐環(huán)節(jié)較少，學(xué)生不能很好地理解和運(yùn)用，我們不應(yīng)該一味地在課堂中講授理論知識(shí)，還應(yīng)該在課堂中充實(shí)教學(xué)內(nèi)容、展開(kāi)實(shí)踐，通過(guò)以問(wèn)題為核心，以學(xué)生為主體，以小組討論的形式對(duì)知識(shí)進(jìn)行探究的模式展開(kāi)實(shí)踐教學(xué)。此外，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)得到強(qiáng)化，通過(guò)綜合野外實(shí)習(xí)的經(jīng)歷，學(xué)生與社會(huì)人員接觸交流，懂得構(gòu)建團(tuán)隊(duì)精神，增強(qiáng)合作意識(shí)，加深了同學(xué)之間、師生之間的情誼。

為了更好地開(kāi)展“草地信息技術(shù)”課程的實(shí)踐教學(xué)，及時(shí)采用現(xiàn)代科技手段促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)是很有必要的，教師可以用網(wǎng)絡(luò)、多媒體等輔助實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生初步了解認(rèn)識(shí)學(xué)科知識(shí)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，聯(lián)系課程內(nèi)容，精煉專(zhuān)業(yè)知識(shí)，巧妙設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容，充分運(yùn)用現(xiàn)代科技手段，并且將理論教學(xué)部分與多樣化的實(shí)踐教學(xué)模式相結(jié)合，不僅能有效提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，還驅(qū)動(dòng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行更加深入的探索，從而使得學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)入良性循環(huán)。