时间:2023-03-02 15:02:52
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近年来,地方高校在地理信息科学专业人才培养中产生了一些问题,技术创新人才培养和社会服务能力较弱,无法适应新技术、新产业、新形式、新模式等新经济蓬勃发展的特点和测绘地理信息产业的需求咱1暂。因此,在“新工科”专业建设的大背景下,文章进一步探讨了地理信息科学专业的应用和技术型人才培养工作原则、建设思路、内容和要求,以期为地方高校的地理信息科学专业的应用技术型人才培养提供参考借鉴。
一、地理信息科学专业课程设置的主要问题
课程设置缺乏连贯性。地理信息科学是计算机与地理相结合的一门交叉性学科,要求学生必须在地理信息科学的课程建立中掌握地理信息的基础理论及其实践操作技能咱2暂。以“GIS二次开发”课程为例,当学生完成相应的课程后,相关的课程与地理信息系统二次开发之间没有直接的联系。专业课程的研究与学习缺乏衔接导致毕业论文设计或者作品的原型体系设计与研究开发变得捉襟见肘咱3暂,学生无法把毕业设计或者需的基础专业技巧与论文撰写的选题相结合。课程依赖关系考虑不足。应用型本科院校不仅需要加强大学生的知识和理论基础,而且还应培养大学生的理论和实践技术水平。学生自主实践技术综合素养的提升是一个循序渐进的发展过程,不合理的课程设置已经超出了学生认知范围,容易引起学生对课程的厌倦。实践教学内容过于陈旧。地理信息系统的研究与一般计算机信息系统的研究相似,理论、技术和方法的创新也将对地理信息系统的设计和研究产生深刻的影响。应用型本科院校要求学生紧跟当前的主流技术,及时更新大学生在实践过程中所掌握的实际知识和内容,培养学生对于应用新一代技术的兴趣。师资力量不足。由于近几年来教师的流动性比较大,很难建立起一支较为稳定的人才队伍。并且高校缺乏教师培训、交流和深造的机制,导致年轻教师的能力提升较慢。
二、“新工科”建设背景下地理信息科学专业建设内容
为突破建设和发展“新工科”的瓶颈问题,针对南宁理工学院地理信息科学专业的现状,“新工科”背景下的地理信息科学专业建设需要突破传统的思维方式,以“新工科”理念为指导,创新人才培养的模式,提升人才培养的质量。专业建设的关系涉及人才培养的每一个环节咱4暂,本文主要从专业的课程体系设置、实训制度和教学资源建设等角度进行论述。
(一)课程体系设置及优化
目前,我国对工科新课程建设的研究主要集中在宏观方面,对专业课程体系的研究才刚起步,对基础通识教育课程的选择和开设还未形成统一的意见。由于我国许多应用型学校未设立地理信息科学专业,教学资源存在不足咱4暂。针对这一现状,文章在传统基础课程体系的基础上,有机融合地方特色文化以及区域自然和人文地理元素,加强遥感应用、测量及应用能力等内容。新工科背景下的课程体系框架见图1。课程框架主要分为通识教育、学科基础课、专业课程、集中实践、拓展与创新五大培养模块五个培养模块。依据对地理科学类专业的教学质量要求以及国家标准、地理信息技术行业的发展、有关企业、高等院校的调研以及对南宁理工学院地理信息科学类专业人才培养的指导意见,进一步加强和深化教学改革,创新了人才培养的模式,提高了人才培养的质量咱5暂,优化了地理信息科学类专业的培养。课程架构采用平台+模块的“4+4”框架结构:通识教育平台、学科基础平台、专业教育平台、实践教学平台、通识教育选修模块、学科基础选修模块、专业选修模块、创新创业模块咱6暂。紧贴不同行业的发展要求,地理信息科学专业主要划分为土地数据处理与信息应用技术开发两方面来对其进行专业教育培养,有利于促进学生就业并满足学生升学深造需要。
(二)实训制度建设
GIS工程作为一门新兴的具有高度交叉性和前沿性的工程学科,GIS基础课程的应用实践技术教学日益受到重视,特别是针对应用型大学的应届毕业生而言,课程的实践教学要与学科专业、产品的不断发展和学校应用实践技术教学领域的先进科技相结合,在从事课程实践技术教学的课程内容上,要求在课程相关基础软件的研究开发及拓展、相关学科专业基础软件的应用多样化、实验教学资料的使用多元化方面做到与时俱进。应用型人才既有别于学术类人才,也有别于由高职高专院校培养的技能类人才。学术类人才强调对理论知识和科学方面的研究,而应用类人才则强调对技术的应用。因此,GIS课程的理论和实践教学方法不应以课堂教学为主,必须不断开辟和创新校外实训基地,拓宽以应用型、实习人才培养为导向的理论和实践教学。在该时代背景下,学校采取了“3+1”顶岗实习模式,积极扩大校外实训基地,大幅增加了学生的实习机会,拓展了学生的专业视野。
(三)加强课程资源建设
首先,要充分突出以人为本的教学目标引领,充分考虑满足学生课内课外教学实践的不同需求,使教学形式丰富多元、内容丰富、手段新颖。在当前现代化的课堂网络教学环境中,课堂上的PPT、微课、MOOC、学科前沿信息连线资源链接、案例、拓展性知识阅读、讨论式习题练习、提问与问题解答等教材资源都已经逐步成为所有学科必备的基本知识资源,教材资源将会成为所有学科课程基础资源的组成部分,内容丰富的教材资源不但为广大学生学习提供了知识库,而且还能培养学生学科综合应用能力,做到线上线下有机结合,提高课堂教学效率。
(四)师资队伍建设
建立定期的继续教育师资队伍培训、交流及继续教育工作机制,积极鼓励和支持其他专业教学领域的带头人与教学监督委员会、学术社区组织以及高等院校之间进行学术交流。组织骨干教师到国内外著名大学访问,或者支持优秀的青年教师继续深造。“产学研结合”的根本实质在于建立一种校企间的紧密合作关系,做到优势互补,相互交流其需求,相互推广和促进,是有效保障专业教育质量,落实培养目标,发展专业性和特色,提高专业技术教师综合素质的有效途径。应当鼓励更多的青年老师到企业中工作,增强其实际操作经验。可以邀请著名的高校和大型民营企业的专家作为学校的访问教授,不但对本科生进行教学,而且还负责引导青年老师申请科研课程项目和撰写学术论文。也可以邀请专家学者对青年教师与大学生开展专题演讲,指导教师参加该领域的学科建设。鼓励广大教师在课堂上坚持将教学、科研的有机结合,鼓励科技创新。加强与全省各高校同类型教师的交流与合作,安排同类型教师交流、合作、参加国内外的会议或短期访问,打造一支充分理解现代化社会发展需求、具备丰富的教学管理经验、热爱于教学事业的中小班级高层次、组合化的教学团队,为人才成长创造良好的环境和条件。
(五)完善教师以及学生激励机制
为激励教师的教学工作,学校可以对优秀教师进行口头表扬、光荣榜表彰以及设置教学成果奖等方式,作为教师职称晋升的加分项。对学习成绩好学生、获取国家或者省级各类奖学金的学生、通过国家某些高难度考试的学生、被录取为研究生的学生、实习阶段即获单位正式录用且工资达到纳税水平的学生,都应该在学校张榜表彰,以激励其他学生。
三、结语
2021年,南宁理工学院开始制定新的地理信息科学专业人才培养计划,并将根据毕业生所在企业、事业单位的反馈情况不断修订。对通识教育、学科基础课、专业课和集中实践课的内容安排上进行了优化,巩固了学生的基础理论知识,促进了理论和实践的有机融合,提升了学生在GIS领域的综合竞争能力。
参考文献:
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21世纪初,北京大学启动“元培计划”,低年级实行大学通识基础教育,高年级实行宽口径专业教育[1]。此后,“宽口径、厚基础”成为我国高等教育改革和发展的新要求,2010年基本形成“大类招生,专业分流”的招生培养新模式。2020年,有115所“双一流”建设高校不同程度地实施了大类招生与专业分流,占同类型高校数量(134所)的85.82%,其中含北京师范大学、华东师范大学、南京师范大学、陕西师范大学等8所师范院校[2]。大类招生改变传统按特定专业的招生方式,一定程度避免了学生选择专业的盲目性,使其获得更多有机会深入认知各个专业,并根据自身兴趣实现专业双向选择,有助于培养满足社会需求的复合型、创新型人才[3]。师范院校地理专业主要承担中小学地理教师培养和教学理论创新的任务,地理信息科学专业作为师范院校的非师范专业,既沿袭了地理学专业的自然地理、人文地理、经济地理等教学内容,又涵盖了软件应用、程序设计、软件开发等计算机专业的实践教学体系[4]。与地理师范生的培养目标不同,地理信息科学专业以培养学生地学数据获取、管理、应用、分析能力为主,能在生态、环保、规划、教育等各个领域从事地理信息科学应用、研究、开发等的复合型科技人才[5]。大类招生背景下,地理科学师范生及地理信息科学非师范生以地理学一级学科统一招生,招生、专业分流、教学、就业等方面也随之发生了一些变化,为专业发展带来了新的机遇和挑战。文章以重庆师范大学为研究对象,对比分析地方师范院校地理信息科学专业在大类招生前后的招生规模、生源、培养方案等方面的变化与发展,初探大类招生背景下地理信息科学专业发展所面临的机遇和挑战,为地方师范院校非师范专业发展模式的相关研究提供一定参考。
一、专业招生情况
据统计,截至2020年,全国有190个院校开设地理信息科学专业(表1),其中师范类院校50所,数量最多的三个省市有江苏省(18所,师范5所)、河南省(13所,师范5所)和湖北省(12所,师范2所),主要集中在中东部地区。总的招生规模达8000~9000人,男女比例接近1∶1,文理科招生比例为1∶9。重庆师范大学自2003年至2019年招收地理信息专业学生,每年招生规模40人左右,2020年招生规模升至50人。2021年,重庆师范大学实施地理科学专业大类招生200人,地理信息科学专业招生规模进一步扩大到55人。生源主要来自14个省市,本着为地方培养人才的宗旨,生源配置以重庆市为主,招生人数141人,占比达71%,其余以四川省居多,占比15%。文理科招生比例为4∶6,明显高于全国。
二、专业分流方案
专业分流是大类招生模式中重要的环节,学生经过一段时间的大类培养,按照一定的标准和规章制定选择专业。分流方案是进行专业分流的前提和依据,主要有分流对象、分流依据、分流程序、分流时间等多个方面的内容[6]。地理学大类招生的学生分流专业以地理科学、地理信息科学、环境科学、城乡规划等为主,在校学习1~2年通识课程后,按照成绩排名、志愿填报+成绩排名等进行专业分流,部分师范类院校为了平衡各专业,从成绩排名、志愿填报、教学实践能力三方面综合实施专业分流。重庆师范大学地理学专业按照地理学大类招生后,分流为地理科学、地理信息科学两个专业,专业分流的基本原则包括:(1)学生志向与社会需求相结合的原则。鼓励学生自主选择专业,积极瞄准社会的人才需求,综合考虑近期、远期社会需求和学院的发展,合理进行专业分流。(2)公平、公开原则。专业分流工作执行成员负责领导和执行专业分流,监督成员负责分流工作的公平性和透明度。根据专业分流方案,确保每个学生的专业分流工作透明与公平。(3)各专业(方向)接收学生的人数要兼顾学科建设和未来发展需求。按照志愿填报结合绩点排名的方式,在第一学年结束后,每名学生只有一次专业分流机会,分流以后不再进行转专业设置,与国内其他高校分流方式基本相同。
三、教学改革
地理学大类招生的培养期望是地理科学教育方向学生从事教育工作,具备师德情怀高、教学能力强、育人效果好、发展后劲足等能力[7]。地理信息科学方向学生从应用、研究工作,具备动手能力强、领导中小型团队、设计开发新产品和新系统等能力。教学中,需要优化师资团队,调整课程设置,加强专业引导,合理科学安排分流前的通识、学科基础教育和分流后的专业教育。
(一)优化师资团队
优化教师资源配置,既要有扎实地理学功底的教师,又要有从事地理信息技术相关教学研究的教师。大类招生后,重庆师范大学地理学专业教师团队进行了优化和调整,团队成员共50人,学缘结构多样,专业教师来自中国科学院、香港大学、北京师范大学、南京大学、中山大学、武汉大学等近20所国内外大学。学科背景涵盖了地理学、生态学、林学、灾害学、环境科学、信息科学等方面,地理学大类招生后,充分发挥多学科交叉特色和学科优势,有助于教师团队交流和共同学习,更有助于落实因材施教,培养高层次教育科研人才。
(二)教学模式
教学模式变革的目的是促进学生自主学习,关注学习效果和学生个人发展,从全程教师讲授到学生参与的教学模式过渡,将导入法、举例法和讨论法等教学法相结合,加强实习实践环节,加强地理学知识的感官认识。如开展地貌、地质、植物、水文、土壤等自然地理野外实习,并结合区域遥感图像,深入了解遥感图像如何记录地物信息,开展植被、水系、农田等各类地物信息的光谱特征认识和遥感图像地物识别等实践。通过地理事件、现象导入课程内容,如滑坡、泥石流等地质灾害发生的事件,讨论区域特征及地质灾害的诱发因素(地形、气象、地质结构等),激励学生逐步参与课堂讨论,提升学生兴趣,从而牢固掌握所学知识点。
(三)调整课程设置
不同类型院校的地理信息科学专业,培养目标不同,专业特色不同,所开设的课程也具有明显差异。师范院校地理信息科学专业核心课程可分为地理学、遥感、地理信息系统、计算机、测绘等几大类。其中,依托传统地理学为基础开设的地理信息科学专业,课程设置以地理类课程占比最高,如北京师范大学占比34%,华东师范大学占比54%,东北师范大学占比38%,其次是遥感或地理信息系统,北京师范大学遥感和地理信息系统占比均为22%,华东师范大学分别为17%和8%,东北师范大学分别为19%和24%。重庆师范大学地理信息科学专业依托地理与旅游学院,课程设置以地理类课程为主导,占比30%,其次是计算机类课程占比22%,遥感和地理信息系统类占比均为18%(见下图)。大类招生后,将思政类通识必修课均放入第一学年。同时,加入学科基础教育课程,如含自然地理、人文地理和经济地理,地理信息系统概论、遥感概论、地图学等。强化专业导论课程,让学生深入认识专业,培养专业兴趣,了解专业内涵特征,明晰专业如何服务社会经济发展,便于后期学生结合自己的兴趣选择专业。
四、大类招生背景下面临的机遇和挑战
在大类招生与专业分流的教育改革背景下,突破专业单一培养的局限性,强化学科基础,因材施教,分流培养。据各高校地理学专业分流调查情况看,部分高校经过1~2年的专业引导和专业导论课程的学习,学生都能较清晰地了解各分流专业,如陕西师范大学80%的学生非常了解分流专业,有25%的同学改变了最初专业选择意向,多数学生选择分流专业的依据为个人兴趣、专业发展、就业方向及教师团队等。经过学生志愿填报后,80%以上的学生对目前所学专业表示满意[8]。而部分高校也存在一些问题,如学生对专业分流政策了解不够,分流专业选择意向不清晰,出现“一边倒”的专业意向不均衡现象,学生未进入理想专业产生心理落差等[3]。同样,在大类招生背景下的地方师范院校地理信息科学专业发展也面临众多机遇和挑战。面临的机遇表现在以下三个方面:(1)招生规模扩大,学生分数提高。大类招生之前,地理科学师范类是按照一类本科分数线招生,地理信息科学非师范类按照二类本科分数线招生。在重庆师范大学地理信息科学专业纳入地理学大类招生后,全部学生按照一类本科招生,招生规模和生源成绩较往年有明显提升。(2)大学科、大专业的理念下,有利于各学科专业教师的交流学习,提升教师教学能力;有利于整合学科资源,促进地理学基础和地理信息技术应用的交叉融合;也有利于培养学生对地理学的全面认识,构建综合地理学知识体系。(3)遵从人才培养逻辑,全面服务学生发展,学生专业认知增强,学习兴趣浓厚。专业分流过程中,学生全程参与,通过前期专业导论和各类专业宣讲,学生对专业的知识构建,专业的未来发展及就业前景等方面有了深入了解,结合自身兴趣的选择专业,学生学习积极主动性高,学习动力足、投入时间多,参与教学、实践等热情高,教学效果好。面临的挑战包括:(1)学生对专业分流知晓度低,影响学生对录取专业的满意度。在分流前,大部分学校仍有近30%的学生对专业设置、分流程度、专业培养目标、课程设置及专业就业等方面了解不足,存在不理性填报专业的情况,录取后,学生对专业认同度低。(2)地方师范类高校以培养地方教师为主要目标,而地理信息科学等非师范专业就业方向不明晰,易导致专业分流“一边倒”。学生在报考地方师范院校的初衷是从事中小学教师工作,地理信息科学专业就业方向主要是面向区域、资源、环境、基础设施和城市规划等领域,从事与地理信息系统有关的应用研究、技术开发等工作。范围宽泛,不能聚焦在某个行业或者领域,学生无法将所学专业与社会发展的行业需求相结合,导致就业信心不足,大批学生选择地理科学专业。(3)学生个体差异大,自我认知存在偏差,多种因素影响专业选择,如学生的兴趣、学习和科研能力、专业就业形势、专业教学实力、专业分流限制等因素对学生的专业选择有不同程度的影响,导致专业分流之后部分学生对分流专业的承诺水平低,缺乏专业认同度,学习投入程度低,学习效果差。因此,在专业分流前,对学生进行分流政策的详细解读,阶段性地进行地理信息科学的专业宣讲;强化地理信息科学专业教师对学生专业引导,结合学生自身特征,明确就业方向;加强GIS和RS的实习实践,通过观察地理现象,分析地理环境,发现问题、分析问题、解决问题等实践过程,提高专业自信心和认可度。
结语
文章以重庆师范大学为例,通过分析大类招生背景下,地方师范院校地理信息科学专业在招生、教学、课程设置等方面的变化,结合部分师范类院校大类招生的学生情况调查,浅谈地方师范院校地理信息科学专业参与大类招生后面临的机遇和挑战。随着大类招生与培养教育改革的进一步深化,立足本土,地方师范类院校调整招生模式,在适应变化的同时,积极探索适宜本校、本科专业教育发展的新模式。
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随着社会经济的发展,地理信息科学(GIS)日益引起空间数据相关行业的关注和应用。GIS已经从实验室走向行业应用,从行业应用走向大众化。然而,GIS的教学内容和方法并没有因为其应用的拓展而相应改革。究其原因,主要包括:(1)GIS相关技术发展迅猛,相关教材、师资难以同步;(2)传统教学方法难以满足社会对GIS研发人员的旺盛需求。(3)高校教学的中心地位需要进一步加强,相关政策应提高对高质量的理论教材、实验/实习教材、实践活动的支持力度,让教师真正喜欢教学,并通过不断进步拓展教学内容,改进教学方法。综上,我们在GIS大众化背景下,面向社会对GIS人才的需求,探索GIS需要拓展的教学内容,并就实践教学方法进行了探讨。
1.GIS教学内容拓展
随着GIS的普及应用,GIS学生不仅要掌握传统领域的知识,更要了解大众领域所使用的技术。同时,随着大数据时代的来临,应该在教学中引入相关教学内容。
(1)网络电子地图的地图投影
当前,网络电子地图已经完全融入生活,可以快速定位,提供详细的地理信息。但是,在GIS专业教学中,对于其使用的技术方法并没有介绍,对于其与GIS的集成更无涉及,这就造成专业的GIS人员对这些大众化的地图比较“陌生”,从而影响其在GIS行业中的应用。因此,我们建议在教学中加强这部分内容的介绍。
地图投影在GIS中具有非常重要的地位,地图投影是按照一定的数学法则,将球面的地理空间数据映射为平面的地图[1]。常见的Google、Baidu、天地图、SOSO等地图,均采用地图投影,其投影为Web墨卡托投影。Web墨卡托投影把地球视为球体而不是椭球体,这种假设是为了计算的简单化。设定球体的半径R=6378137.0米,椭球体的a=b=R,具体计算为公式①。
①式中,为经度,为纬度。
通过该公式可以将经纬度坐标投影为平面坐标,即Web墨卡托投影。GIS学生了解了该内容后就可以尝试分析网络地图,并在实践中使用该地图。
(2)视频传感器的GIS应用技术
图像、视频数据以海量的方式出现在日常生活中,相对于其他传感器,如温度、噪声等,其获取更便捷和直观。当前GIS教学中对于该类数据并没有加以利用,根本原因在于图像或视频以侧视的方式观察世界,而传统地理空间数据以正射的方式表达现实世界,两者存在视角的差异。但在计算机领域,针对图像或视频的研究日益成熟,如《计算机视觉》、《数字图像处理》等,可以逐步引入相关的理论,以获取图像或视频中的时空信息,主要涉及图像中丰富的纹理信息、序列图像的三维恢复、监控视频的中实时的动态目标的信息等。图像和视频在GIS中的引入,有助于拓展专业的应用领域,拓展地理信息获取的途径,推动实时、真实GIS的建立和应用[2]。
(3)网络开发技术
网络的兴起,空间数据相关行业的网络地理信息系统需求旺盛。通过网络使用地理信息系统,可以极大地降低客户端在数据管理和分析方面的负担。传统GIS教学内容,侧重单机、局域网内的GIS研发,对于网络GIS的研发技术并没有引起足够的重视。我们认为急需加强网络GIS相关技术的教学与实践,主要包括:
第一,网页设计技术,主要学习HTML、CSS、Dreamweaver或Asp.net,设计一些基本页面。
第二,网络开发技术,包括javascript、C#、Java等,编写网站前端和后端的代码。
第三,WebGIS开发包,如ArcGIS Server for Javascript,开发应用型的网络地理信息系统。
2. GIS实践教学方法
在GIS实践教学中,不能仅仅依托课堂和实验教学,而应该采取多种形式进行教学。
(1)第二课堂
GIS在实践中主要依托的硬件为计算机,在学生中已经普及。教师可以以所带课程为基础,在课外安排合理的学习任务,并进行指导,这里以《GIS设计与开发》课程为例进行说明。这门课程从理论上讲,主要讲授GIS的设计方法,包括结构化的分析与设计、面向对象的分析与设计两大核心内容,几乎占用本门课的一半教学时间[3]。在剩余的时间,通常会讲授某一类开发技术,如C#和ArcEngine。在72个学时内,要让学生学会分析、设计并开发一个应用型GIS系统比较困难。这种局面造成许多GIS专业的学生不会开发,害怕开发,难以满足社会对GIS开发人才的需求。如果开设第二课堂,这种局面将得到极大改进,具体内容包括:
第一,编程语言。 GIS教学中通常会安排编程语言类的教学,如C语言、C++等,但在应用型GIS开发中并不能满足要求。已有编程语言类的教学,学生已经掌握基本的编程技术,也掌握结构化程序设计和面向对象的程序设计方法,为后续第二课堂其语言的学习奠定较好基础,极大降低学习难度。当前,在C/S软件开发中,C#语言使用较多,而B/S方面,JavaScript较为常用。因此,第二课堂中可以首先安排学生学习C#,然后学习JavaScript,为后续GIS系统的研发做好准备。
第二,GIS开发 当前ArcGIS系列软件在GIS相关行业处于主导地位,可以指导学生在第二课堂中从开发者视野深入学习ArcGIS DeskTop,并在编程语言入门后逐步开始GIS开发。首先,C/S架构类的应用型GIS,建议以ArcEngine为GIS开发包,语言选择C#;然后,B/S架构类的开发,建议以ArcGIS Server为Web GIS平台,语言选择JavaScript,包括相关Dojo库的学习。 开展第二课堂,不仅延长学生《GIS设计与开发》的学习时间,而且学习内容得到较大拓展,实践能力得到增强,更有利于满足社会需求。
(2)项目带动
随着GIS的普及应用,GIS的相关项目日益增多,常见的类型包括空间数据建库、应用型GIS系统研发、GIS科研项目等。这些项目对学生能力的要求不同,可以根据不同类型的项目,吸收不同年级的学生加入,并进行耐心指导。在项目进展中,学生通过完成相关任务,可以提高对专业的兴趣,扩展视野,培养对专业的整体把握能力,项目参与往往使学生快速明白专业的目标。在项目类型安排方面,我们建议:
第一,数据类项目适合于大一和大二学生,如地图矢量化、遥感分类、规划图编辑等,对学生要求相对较低,重在使用GIS、遥感和测绘类软件,如ArcGIS DeskTop、Erdas、AutoCAD等。
第二,应用型GIS研发项目适合于大三和大四学生,要求学生会开发,具备编程语言和GIS二次开发能力。
第三,GIS研究类项目适合于大四学生或研究生,需要学生查阅文献、分析问题和解决问题,对学生要求较高,不仅要具备GIS基本知识和技能,而且要具有综合分析和实验的能力。
(3)科技活动
面向学生的科技活动,如学校或公司组织的学生大赛、科技周、创新或创业大赛,往往能提高学生积极性。我们建议:
第一,组织学生参与GIS公司组织的大赛,如ESRI大赛、SuperMap大赛、MapGIS大赛等。在指导中,以学生为主体,让其自己分析、设计和实施,做出一个相对完整的成果。教师在其中,重点对学生的选题、总体技术路线、作品的特色进行把握。
第二,学校内部组织的活动,如地图创意大赛、GIS开发大赛、科技周、创新活动等,教师辅助主办方做好大赛内容、类别、形式的设计和评审工作。在学生指导部分,激发学生的创新思维,与学生探讨,拟定新颖的选题,并保证能在有限时间内完成。
3.结语
现代信息技术的飞速发展,GIS专业面临重大发展机遇。GIS教学必须紧跟社会需求,将新理论、新技术引入教学中,并加强实践教学环节。同时,高校相关政策导向必须教师提供学习进修的机会,鼓励教师开展形式多样的实践教学活动。GIS教学内容的更新,实践活动的开展,必将进一步促进GIS在相关行业的创新应用。
参考文献:
[1]孙达,蒲英霞.地图投影[M]. 南京:南京大学出版社,2005.
地理信息系统(Geographical Information System,GIS)是在计算机软硬件支持下,研究地球表层,以空间数据库为基础,对数据进行编辑、综合分析、可视化表达,为政府管理、决策部门提供决策的技术系统。随着“数字地球”“数字中国”“数字城市”“数字校园”“智慧校园”的提出,面向社会需求发展需要,对GIS专业人才需求也不断扩大,各个高校都开设了地理信息科学专业,并制定了相应的课程及人才培养规划。目前,我国地理信息科学教育及其人才培养体系已呈现多元化、层次化和规模化的发展格局,大批相关的硕士和博士点正在建设与发展之中,GIS教育发展空前壮大,而GIS专业人才培养是地理信息产业化发展的核心和关键。在招生规模扩大和人才竞争激烈的情况下,探讨GIS专业人才培养模式研究与实践显得尤为必要。本文以吉林师范大学地理信息科学专业为研究对象,进行相关研究,研究内容有望对其他高校相关专业的建设有一定的借鉴意义。
一、地理信息科学专业课程设置存在的问题
地理信息科学专业人才培养应适应社会发展和经济建设需要,培养学生应该具备的的基本理论与综合技能,使毕业生能在高等学校或科研单位从事教学和科学研究,能在城市、环境和规划管理等领域从事有关的应用研究。目前GIS专业的课程设置还停留在表面知识的讲解上,并没有真正进行课程间的相互衔接和理解,主要表现在两个方面。
(1)从就业需求上没有达到企业的要求标准,高校的教学内容只是停留在知识表面上,用“泛”字可以概括,对GIS软件的操作不够熟练,更谈不上二次开发;程序的编写,也只是停留在基本程序的设计上,根本谈不上对于GIS的研发。
(2)从培养模式上和培养目标上看,20世纪90年代的地理信息系统专业迅速在中国高校中兴起,依托着以地理学为基础,教师队伍的专业性素质不强,使得大学本科生在软件应用方面,动手能力没有大专、高职的学生强,而软件开发的能力却没有计算机专业的学生强,这就导致了目前高校地理信息系统专业的学生就业“高不成、低不就,跳槽多”等现象。所以地理信息系统课程的设置改革及人才培养模式研究迫在眉睫。
二、教学方式方法改革
GIS专业是跨多个学科的综合性学科,这里不仅要求对其课程设置进行必要的有针对性的改革,同时也应该从教师队伍的学科体系建设方面进行一系列的改革,可以对部分专业课进行有针对性的座谈,邀请专家进行互动式的教学活动。聘请GIS软件开发人员与学生进行定期交流,了解国内外最新GIS软件发展趋势及公司的需求,比如超图公司举办的超图杯中国大学生GIS软件开发大赛,交流开发经验与心得,鼓励学生参加大赛,即提高了学生的开发能力,又为学生的就业增加了机会。鼓励专任教师积极申报省部级课题,整合GIS专业发展过程中存在的问题,并进行教学改革,都是一些不错的教学形式和方法。
三、GIS专业课程体系设置研究
社会在发展,教学内容必须与时俱进。为此,我系制定了地理信息系统专业的《学科基础课程建设实施方案》。由于GIS是一个非常年轻的专业,更是一门发展非常迅速的学科。1998年国家学位委员会才将其列入本科专业目录。到目前为止《地理信息系统专业指导性专业规范》仍处于调研与讨论过程中。因此如何制订出适合社会需要的GIS专业培养方案是课程体系改革工作的重点。
几年来,在制定每一届GIS专业培养方案时,根据系情、校情、国情对上一届GIS专业培养方案提出初步修改意见,充分讨论,形成一致意见,以使每一届GIS专业培养方案既合情合理,又与时俱进,既保证了GIS专业培养方案的基本特征,又力求有自己的培养特色。GIS专业的专业基础课及专业选修课均有不同课程在教学内容、课程体系上进行调整和改革。在课程设置上,增加GIS理论与方法课程的课时量;对其他相关辅助课程来说,如城市规划、自然地理学、经济地理学、资源管理、环境、生态等课程,可以安排一些在第一学年或第二学年进行学习,大三学生应适当增加与用人单位需求的一些编程课程,如网络技术等;结合GIS专业特色,也需适当增加一些人力资源管理方面的知识;鼓励学生进行跨专业选修其他相关课程等等;随着师资力量的增强,地信专业的课程将适时增加学生测绘专业能力的培养,增强毕业竞争力。
四、GIS专业人才培养模式转变研究
在人才培养模式方面,旅游与地理科学学院地理信息科学专业经历了从“教学”型向“教学-科研”型转变的过渡时期。近几年来,我院地理信息科学专业纵向课题项目“从无到有”,直接或间接地促进了GIS产业化,增强了专业教师及学生实践能力的培养;尽管取得一定的成绩,但缺少与社会紧密联系,还没能形成“教学与科研”相结合模式,到目前为止,还没有一项横向课题项目。因此地理信息科学专业要加强与地方政府、行业部门的联系,促进我院GIS产业和信息化的发展。同时,鼓励专业教师积极申报校级教研项目,通过校级项目的申报,可以整合GIS专业教学发展过程中存在的一些问题,通过发现问题,并采取相应的措施,不断完善GIS专业教学改革,这对专业人才培养极为有利。
五、结语
在“数字化时代”契机下,GIS专业得到极大发展。据不完全统计,全国有近百所高校开设了GIS专业,这对于GIS专业人员就业而言,是机遇,也是挑战;在面临着人才市场的激烈竞争,很有必要调整专业能力培养思路及理念;培养GIS专业理论与实践结合相能力,是当前GIS专业人才培养发展的必然。
参考文献:
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[2]李满春,戴葳巍,赵勇.GIS专业人才的素质特征、知识结构与培养方案研究[J].地理与地理信息科学,2004,20(2):26-29.
[3]马千程,闾国年.国内外高校地理信息系统专业课程设置及比较[J].山东师范大学学报(自然科学版),1997,(2):230-235.
CDIO[1]模式最早是由美国MIT学院、瑞典皇家工学院等大学于2004年建立的国际教育合作组织所提出的工程教育理念.该教育模式提倡以构想(Conceive)、设计(Design)、运作(Implement)、实践(Operate)为核心的过程控制思想,参考产品研发过程中的运行周期过程,发挥学生的主观能动性,实现学生主动学习与课程实践间的紧密联系,着眼于培养以团队为单位的各自治组织间的协同交互能力,通过以工业产品存在的运行周期为载体的团队培养与实践教学,完成新型化的工程师培养计划.具体能力要求如图1所示.
1.2CDIO教育流程
CDIO提出的教育模式[2]需要学生具备主观性、实践驱动性、课程目标导向性等要求.而上述目标的实现需要学生在学习过程中,有意识地培养自己的专业技术知识和推理解决问题的能力,使得团队合作、人际交往、沟通能力得到锻炼,该模式从工程设计的角度初始化学生思维模式,设计角度,实施过程,效果评价等步骤全方位、立体化地跟踪学生学习过程.基于CDIO的课程改革需要结合相关课程的教学大纲进行[3],医学院校的信息管理专业的学生在掌握必要的医学知识的前提下,需要将所学的计算机学与信息学的相关知识运用到医学背景下,从基于分析问题、解决问题的主线,将学生的理论与实践相结合,从实际应用背景出发,找寻问题的求解方法,然后上升到所学的理论层面,最终回到实践中去,从而加深对所学知识的理解.笔者认为,教学实践活动设计的优劣将直接影响课程教学的效果,参考基于CDIO的工程教育方法,将相关实践课程划分为四个层次:基础性实践、设计性实践、综合性实践、创新性实践。
2医学信息专业课程教学研究现状
医学信息专业课程教学呈现出课程覆盖面广、课时数有限等特点,基础课程涵盖了计算机科学、医学,以及信息管理学方面的内容.其中,计算机课程所存在的理论抽象、学生学习积极性不高等问题表现得尤为突出,严重影响和制约了本专业学科建设的可持续发展.故本文以计算机专业的核心课程———操作系统为例,分析和解决所存在的主要问题.在计算机系统中,操作系统扮演着底层核心的角色,为各种应用软件,如应用程序、服务器管理系统等提供支持.由于操作系统在整个教学体系中所扮演的重要角色,结合教学大纲所要求的目标:深刻理解操作系统的基本概念和运行机理;具备维护和使用操作系统的基本能力;使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练,提高运用理论知识解决实际问题的能力,从而为今后在相关领域开展工作打下坚实的基础.现就目前医学院校操作系统教学活动的现状做如下分析:(1)原理复杂,讲解难度高.由于操作系统的背景知识相对较杂,需要许多前序课程(高级语言程序设计、数据结构、计算机体系结构等)作为知识储备,使得许多学生在基础不扎实、缺乏系统性学习习惯的前提下,很难深刻理解操作系统的原理,因此,教学质量难以保证.学生在课堂教学,以及自立学习时缺乏必要认知能力,故引起学习效率和质量下降.(2)技术剖析困难,应用约束性强.操作系统课程包含了很多重要关键的设计策略、处理机制和实现算法,在计算机科学领域的真实发展过程中,各种策略与方法的出现都受到了当时技术发展条件、应用需求趋势的约束.主观割裂这些背景信息,使得操作系统技术细节的讲授变成了算法和代码的简单灌输,既不能激发学习的主动性,也无助于提升学生的系统分析设计能力.(3)知识更新快,与实践结合度较高.操作系统随着各项技术的快速发展,无论在系统的种类上、理论的创新上,均有了迅速的提升,伴随着难度的增加,以及广度的扩大,在教与学的两端都日益呈现出全新的发展趋势:作为医学院校的信息管理与信息系统专业教师,必须时刻关注国内外操作系统技术的前沿,不断提高知识的更新频率,结合教学大纲,适时地调整课堂与实践教学内容;而学生在课程难度增加的情况下,必然会产生为难情绪,学习态度懈怠,进而缺乏学习的主观能动性,影响教学效果.
3基于CDIO的操作系统课程改革基本框架
医学院校的卫生管理类课程呈现出管理学、医学、工学(计算机方向)等学科交叉度高、融合性强等特点,学生在相关课程的学习中容易产生畏难情绪,表现出学习动力不足、创造力匮乏,学习动机不端正等问题.在计算机类课程的学习方面表现得更为明显.这就需要在重视学生专业知识教育的基础上,着力端正学生的学习动机,强化学习的主观意愿,培养学生在学习的过程中发现问题、分析问题、解决问题的能力,突出实践与理论相结合的教学理念.针对操作系统的问题抽象、理论性较强的课程特征,引入基于CDIO的工程教育培养模式,通过CDIO的可操作性强、课程体系健全、知识反馈系统完善的特征,将学生的设计、实验、运作作为课程学习的主线,融合教学大纲所强调的专业基础知识、个人基本课程学习目标、团队协作等方面的要求.课程实践内容的编排需要体现出以小组为单位的特点.
3.1抽象与具象维度结合模块
引入工程设计中的“抽象指导具象”准则,不断地运用抽象规则来创建与修正具象的产品,将课程知识中原本抽象、晦涩的理论浓缩成简单的指导方法.文献[4]将数学工具Galois连接引入知识工程领域,通过代数之间的偏序集关系,建立对象之间的有序映射,该理论的核心是将核心算子(希腊字母)作为映射工具,对相关领域的任意维度的信息结构做映射,目的是扩充或是减缩原有的信息系统,使之成为一个相对完备的知识系统.本文合理利用该理论中的核心算子,建立起课程教学过程元素的四维抽象模型R(D,O,C,I),分别代表了课程设计、课程实践、课程构思,以及课程评价与完善四个元素.具体过程为:教师从已有的教学经验出发,结合自身教学体会,设计出与被课程密切相关的设计理念,在具体的教学实践中将上述抽象出的理论规则,重新排列组合,形成多维度的教学方案,产生不断更新的具象经验,不断重复上述过程,指导形成相对稳定的课程构思,最终在课程的考核与评价方面强调多元化、层次化,不断地联系抽象理论与具象要求,修正已有的教学评价体系,从而达到以评价促教学,以教学改评价的目标.
3.2理论知识与应用结合模块本文将课程实践部分与软件工程的开发生命周期相结合,将计算机操作系统的课程实验细分为四类:基础理论性实验、创新设计性实验、综合应用型实验,以及
领域专业性实验.其中,第一个层次基础理论性实验,重点培养学生的课程学习兴趣,强调基本知识的掌握,以及实验操作的规范流程,强化实验动手意识,加深对课程理论知识的理解;第二个层次突出学生的问题设计能力,培养全面性思维,系统分析与设计的一般流程;第三个层次则是站在专业学科的角度,从基于就业市场驱动的技术需求角度,着力加强学科知识推理和解决实际问题的能力;最后一个层次是设定实验场景,注重团队协作的能力培养,强调个体创造与团队协作,突出理论与实践协调统一的综合能力.
3.3个人能力与团队沟通结合模块
采取任务型驱动的形式,将学生以小组为单位划分为若干个任务单元.使用“整合与划分”的基本理念,给每个小组分配不同类型的实践任务,如磁盘调度算法的实现、存储器管理的页面淘汰算法的改进、文件管理的优化等理论性较强的实践内容.由各小组将任务层层分解,小组成员在领取任务之后,需要在规定时间内完成,实践内容的划分体现了层次交叉的特点,故每位成员需要与其他组员积极沟通,协同操作.任务的完成需要各成员的分解任务都并发地执行,这种组织架构就会形成彼此之间相互联系、互相督促、协同合作的良好习惯,从而为建立起有序、可持续的学习氛围打下坚实的基础.
3.4教师的“教”与学生的“学”融合模块
教师在教学方法上要体现以学生为本的新的教学观念,摒弃重视科研、轻视教学,重视研究、轻视实践的观念,有针对性地根据本专业学生特点,以及前序知识结构,合理地设定课程教学方法与评价手段;同时在传授基本知识的前提下,引导学生进行探索式研究与创新性实验,让学生在自主性思维的驱动下,完成相关实验内容.学生要通过课程的设计及实践操作环节,了解与掌握基本的理论知识,熟悉所学知识的使用背景,强调发现问题、解决问题的能力.
一、教材选择与学时安排
该课程选择《地理信息系统概论(第三版)》作为理论课的教材,该书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,主要介绍了GIS基本理论、技术体系及其应用方法,主要包括:GIS基本概念和基本理论,空间数据结构、空间数据库、空间数据处理、空间分析、应用模型和产品输出等,内容全面、且阐述详尽,是一本被很多高校使用的GIS经典教材,方便学生全面学习GIS的理论、技术与方法,适合地理科学类专业的本科生作为专业基础课教材。在实际授课中,结合本专业的特点,对不同章节内容讲授的比重做出适当调整,使学生既可以深入学习GIS的理论与方法,而且所学的内容也满足专业需求。
本专业对学生利用GIS软件解决专业问题的能力要求较高,学生需要熟练掌握ArcGIS软件的基本操作、屏幕数字化、专题制图,以及常用的空间分析方法。因此,该课程的教学计划中安排了72学时,其中理论课占36学时,实践课占36学时。实践课学时较多,可以使学生每周都进行上机练习,以达到熟练掌握的效果。
二、教学内容设计
该课程不仅需要学生掌握GIS的基本原理、基本方法与技术,还需要学生熟练操作相关软件。在教学时间方面,安排每周一次课,每次四学时;在教学内容方面,多数情况下,每次课的前两节讲授理论基础,即GIS的基本原理与方法,在后两节则针对前两节的理论内容,进行相应的上机实践练习,使学生可以集中半天的时间,针对教材的某些知识点进行从理论到实践,再从实践验证理论的学习过程,即“理论联系实践”,真正做到从学中做,从做中学。另外,在实践课的内容设计中加强了基础操作练习,并针对专业方向增加了部分实例练习。该课程理论课和实践课的教学内容及“理论联系实践”教学内容对比,见表1.
三、教学方法与考核方式
在教学方法方面,理论课以课堂讲授、多媒体教学为主,实践课以教师实操演示、学生根据实习指导书练习为主,且每次实践课都需要提交实习报告,作为平时成绩的考核标准之一。
在教学过程中,大部分同学可以完成课堂内容,多次的实践练习也让学生对软件操作熟练掌握,同时越来越有信心和兴趣,但是,还有学生过于依赖实习指导书,在操作过程中不积极思考其中蕴含的原理与方法,很多操作步骤练习过后就忘记了,不能转化为实际能力。这种现象也反映了教学方法的欠缺,需要利用启发式教学代替填鸭式教学,注重培养学生利用所学的GIS方法与技能解决实际专业问题。
1.人才创新方面的需求与专业课程有限性之间的矛盾。如今我们的社会已经进入了信息时代,各种专业的地理信息技术到了日新月异的发展,快速更新的学科知识以及社会发展的要求,都为人才培养提出了更高的新要求。时代对高等院校提出的要求,就是进行高素质创新人才的培养,这也是素质教育实施的根本目的。培养创新人才首先需要进行创新课程教学体系的建立,不但要与目前的情形相适应,而且要足够完善,同时将课内外结合起来。但是大学中的课程不管是时间安排还是内容方面的局限性都比较大,因为课程的整体时间和数量是有限制的,因此不可能在有限的时间内将这些新的知识全部规划课程中,人才需求创新性和专业课程有限性之间的矛盾就是这么产生的。
2.人才需求多样性和建设课程滞后性之间的矛盾。如今现代学科的发展呈现出了越来越明显的交叉综合特征,例如遥感这项地理信息系统专业知识,在得到了广泛应用的同时遥感交叉综合也更深入。很多地理信息专业知识都从单一的技术服务发展成为了综合性的技术服务,社会在人才需求方面也从单一的应用型需求变成了高素质复合型,而传统的教学方式显然与现代社会的需求不相满足。但是教育型的地方高校受到体制限制、经费和观念等因素的影响,在地理信息系统专业课程建设方面难免有滞后的问题,与社会需求以及学科的发展脱节,学生不能通过课堂学习掌握到最先进的知识,也没有机会去进行实践等,影响了学生解决实际问题的能力。
3.教学和科研联系不够紧密的现实与培养复合型人才之间的矛盾。很多高校在培养学生的过程中不够重视培养他们的科研素质,在科研教学方面投入较少,学生既没有较强的科研意识,也没有形成良好的能力素质,与社会发展不相适应的同时也不符合经济建设方面的要求。部分教师只进行教学,缺乏课研成果导致讲课没有新意,不能吸引学生的注意力,并且课堂上没有传递足够的信息量,对教学质量产生了很大的影响。而有课题的教师则会在科研方面投入绝大部分的时间和精力,没能科研成果转化成为有效的教学内容。这样造成最终的结果就是科研和教学之间严重脱节或者科研超越了教学,科研并没有对教学进行服务,也没有发挥作用促进教学的发展,对高校培养复合型高素质人才这项培养目标产生了不利的影响。
二、地理信息系统专业课程建设中教学和科研的相互关系
科研和教学并不是两个独立分离的部分,而是相互依存彼此促进的,教学可以传播科研成果、学科前沿知识,而科研又是教学基础所在。高校要持续发展并且保持健康而稳定的状态,就必须将这二者之间的关系妥善地处理好。
1.树立正确的观念,进一步深化改革课程教学。地方经济近年来得到了快速的发展,所以在培养教育型地方高校人才这方面提出了更高的要求。从教育型地方高校自身来说教学的中心位置不可动摇,同时还需要处理好各个方面之间的关系。所以教学型地方高校地理信息系统专业教师应从学校的现状、地方特色和教学内容出发,树立科研育人相关理念,对课程教学进行深化而科学地改革,进一步提升教学水平。有了这种理念的指导,就可以将具体的科研课题和课程建设融为一体,深化改革课程教学,教学开展的背景可以是科学研究,将传统而单一的研究过程变成培养学生能力并且改革课程的综合过程,更好地将科研成果转化为教学内容并且传授给学生,提高学生的专业素养。
2.将教学和科研的互动作为主线来培养学生能力,在教学过程中转化成果成为目标。首先以大纲的要求为标准,以科研为依据来整合课程的结构和内容并且进行优化设计,将与时代不符合的陈旧内容删除;选取国内外其他的教材中对本学科的形成和发展有帮助的内容融合到主讲教材中,同时例如地理研究、地理学报、Journal of Geographical Science等期刊也可作为参考资料,进行科学合理的地理信息系统专业课程体系构建。
教师及时转化科研成果成为教材内容,融入课堂教学的内容。很多科研成果在融入了教学内容中后可以充实课堂教学的信息量,例如土壤侵蚀遥感监测、典型绿洲景观动态变化等,不仅可以活跃课堂气氛,还可以使师生间有更多的交流和互动机会。教师自己进行科研活动的时候也会有一些新技术、新理论或者新方法等产生,这些都可以在教学中引用,对教学内容进行充实和修正。例如在教授地质遥感或者环境灾害相关内容时,可以给学生展示汶川地震、舟曲泥石流期间的遥感影像;在讲解热红外遥感相关内容的时候可以将利用热红外监测城市“热岛”效应的研究引入进来,开拓教学内容的前沿性。
对现代网络技术进行充分的利用,将教学科研资源充分地挖掘出来,丰富教学和互动的方式。如今网络技术和信息技术都得到了飞速的发展,不管是教师还是学生都要学会充分地利用这些技术,例如通过网站获取与地理信息系统专业课程相关的图片、资料,既可以用于课堂教学也可以作为科研数据。对于网络上的各种热点事件师生也可以共同关注并进行交流,例如我国发射的“嫦娥二号”等。还可以借助网络技术进行网络课程的开发,不仅能将学生学习课程的空间扩展开来,还提供了更多的学习手段给学生。
3.培养学生能力的同时强化科研,为学生实践创新能力的提升起推动作用。实验教学对于很多地理信息系统专业课程来说都是很重要的教学组成部分,可以有效地培养学生的实践技能,在实验教学中也需要将科研成果引入,对专业实验技能的培养进行不断的强化。学校在设计实验的时候可以在综合性和设计性方面更加重视,学生一边完成了学习过程,一边锻炼了自身分析综合问题并且将其解决的能力,对教师的科研方法和科研活动的过程也有了更多的了解,在今后的学习中学生会更有热情和兴趣进行自主探索。
尽可能实现本科毕业论文和科研课题的结合,真正将科研与教学融为一体。科研课题的研究性很强,一般都是对专业知识领域最近出现的问题进行研究,而毕业论文对于本科生来说非常重要。将毕业论文结合科研课题,学生可以通过参加科研项目来完成毕业论文,这相当于为学生创造参与科研活动的机会。学生在这个过程中不仅培养了创造性思维,还能学习科学研究的方法,这样产生的论文也是独一无二的,不用担心抄袭问题。教师可以吸收学生参与到科研项目中,或者介绍学生去相应的单位实习,对于培养学生创新科研意识有很大的促进作用,很多毕业生都是在导师的项目中完成了自己的毕业论文,这些论文的学术价值也都比较高。
定期邀请相关的专家来学校开设专题科研讲座,鼓励学生进行学术论文的创作和发表,或者是进行大学生创新性实验计划项目的申报。学校应该积极开展各种相关知识的学科知识大赛,并鼓励学生参加,将科研成果在这些活动中转化成为教学内容,并利用这些活动培养学生的能力,将被动的学习过程变为主动,让学生拥有足够的自信以及更好的综合能力。例如:安徽省大学生GIS技能大赛以及安徽理工大学大学生GIS技能大赛等学科竞赛,鼓励学生积极参与教师的科研活动,培养专业兴趣、提升专业技能等。
传统的教学中,教师和学生构成了教学环境的全部,是封闭式的。教师只能教教科书,即使使用计算机辅助教学在多媒体教室中,主动权仍是掌握在教师手中。他们的自主性、独立性、主动性无法得到体现。而网络环境下的地理教学,使学生不再受教师营造的特定教学环境的影响,而可以通过网络融入人类巨大的知识宝库。网络为学生提供了极其丰富的知识资源,庞大的智慧资源,多媒体百科全书,专题网络图书馆。再加上网络信息可以检索的特点,构成了巨型信息资源库,充实了教学内容,开阔了学生视野,使学生学到了书本上学不到的知识。另外,教师利用网络教学,既能进行整体协作教学,又可以进行个别化教学,具有多样化的教学形式。
二、信息技术与地理课程的整合,改变了地理教师的工作方式和教师角色
地理教学与多媒体网络的良好结合,也在改变着地理教师的工作方式。在实践中若把传统与现代的教学方式进行对比,不难看出:过去,地理教师备课总要依赖教科书和教学参考书。现在,备课除了教材以外,还要花大量时间上网查找各种资料、制作课件;过去地理教师上课,凭的是一支粉笔一张嘴,一本书一张图,充当演员或导演,而现在的地理教师更多的是培养学生获得信息的能力,充当学生的协作者,合作伙伴。地理教师的主要任务是为学生的学习创设学习情境和进行指导。地理教师的行为将由单一的演示讲解,变为演示讲解、指导、引导、激励、组织等。
三、信息技术与地理课程的整合,改变了学生学习的方式
传统的教学模式是以教师、教材和课堂为中心,它充分体现了教学中教的特性和教师的主导作用,有利于系统知识的传授。它的不足是不重视发挥学生的主动性,不利于学生智能的发展和创造性思维的培养,学生不能根据自己的兴趣、爱好、能力和程度来选取自己学习的信息、选择学习的途径、确定学习的内容和数量、调整自己的学习过程。并且传统的课堂教学是以培养符合一定标准为目的的,是一种共性取向为主的教学,即使教师的教法如何改变,也无法超越传统文本的局限,真正突出学生的主体作用。而网络环境下的教学可以使学生用多种方式探索问题,有利于知识的灵活性,给予学生较大的自由空间,学习者可以完全控制自己的学习,可以任意选择学习内容,学习方式以及各种工具,最大程度的支持学生主动学习。充分利用在线讨论,在线答疑等交互作用,照顾个别学生的需要,增强学习兴趣,这是传统教学所不能比拟的。“多媒体网络教学”模式是以学生为中心,以实践为中心的现代教育模式,它充分体现了学生的主体地位,越来越多地受到学生和教师的欢迎。
首先,突出了学生个性化的发展,体现了因材施教。在教学中,个体差异是普遍存在的,每一个学生在学习期望,发展潜力、学习风格、学习状态和学习水平等各方面都有自身的特点和要求。传统的教学方式,数十名学生面对同一个老师,听同样的课、看同样的书、做同样的题。这种教学在满足了学习基本需要的同时,必然抹杀了学生个体的发展。每个学生的学习都是不充分的。而网络环境下的教学,学生可以根据自己对知识的渴望、自己的知识水平及自己的各方面能力去学习。这样既突出了学生个性化的发展、又体现了因材施教,解决了传统教学中,成绩好的学生吃不饱、成绩差的学生吃不了的弊端。
第二,有利于学生相互交流,促进了主动学习。在传统的教学中,学生们常常与自己周围的学生一起讨论;没有问题时,大家各自思考。当遇到问题时便相互讨论,从别人的思考中得到启发和帮助。它可使学生在学习过程中感觉到他并不是孤独的。当一方有问题时,另一方随时可以帮助。网络学习中学生可供选择的学习伙伴更多了,而且具有更多的有利条件,学习者可以先选择自己的学习内容,并通过网络查找正在学习同一内容的学习者,经对方同意结为学习伙伴,当其中一方遇到问题时,双方便可以互相讨论,从不同角度交换同一问题的看法,互相帮助和提醒,直到问题解决。在网上他们就可以无所顾忌的提出自己的问题或为别人解答问题了。
四、培养了学生收集处理信息的能力,进一步拓展了学生的研究性学习空间
在信息爆炸的今天,学会如何获取知识比学会多少知识更为重要,如何收集处理信息比单纯的记忆更重要。我们培养学生的信息处理能力,即主动利用信息工具和信息资源,有效地对信息进行处理和创新的基本能力,将成为学生在未来社会终身学习的能力。信息技术与地理课程的整合也帮助了学生学会使用电脑并上网操作,不仅扩大了学生的知识范围,也提高了信息检索技能。学生根据自身特点对网络服务器(或国际互联网)中的各种教育教学资料加以选择,调整自己的学习过程,改变了以往单一的学习形式和学习环境。
传统的地理课程忽视了学生的“想”和“做”,采用的各种教学手段也往往是以教师操作为主,学生观看为辅,从而影响和束缚了学生创造力的发展。而研究性课程的设置强调学生亲自经历科学探究的过程,并开展以此背景为基础的各种必要的有针对性的积极的活动。研究性学习,广义上就是指学生主动探究问题的学习,是一种引导学生用自己的知识发现和解决问题的学习过程,而网络恰恰可以为研究性学习提供有力的支持。如在讲授酸雨时,为了让学生了解酸雨产生的原因及其危害,并寻求解决的方法,就让学生通过Internet网获取有关国内外酸雨研究的最新资料。学生通过网络浏览器查询了各种信息,调用网上的资源来自学,同时通过电子邮件的形式参加有关问题的讨论或是请求教师的指导。在这一过程中,使学生了解了环境污染的严重性,从而培养了他们热爱环境、保护环境的意识。
参考文献:
[1] 中国地理学会主编:《面向21世纪的中国地理科学》.
[2] 教育部.《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》.
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)12-0126-02
一、引言
地方院校会计专业《管理信息系统》(Management Information System,以下简称MIS)课程列为学科核心基础课程之一,是由教育特色发展、地方院校人才培养目标定位等共同确定的。社会互联网信息化需求决定会计专业能够更快更好地获得和处理信息的学生供给。从教学效果来看,教师和学生都感到了教与学的吃力,产生教师讲授和学生学习的双向障碍。企事业单位对学生的反映来看,会计毕业生没能有效掌握利用MIS提升企业竞争力的方法,不能适应单位管理信息化的需求。
文献分析导致学生学习MIS课程的自主性、实践性和综合性程度不高的重要原因分别是理论教学与实践教学分离、知识储备不足、教学内容体系结构设计不合理和教师知识结构难以适应教学,并提出相应的教学改革措施[1,2],然而却只描绘了经济管理类的MIS教学现象,有的放矢的对会计专业的MIS课程改革研究仍处于空白。
那么如何有效实现大纲规定的既培养信息技能又培养综合素质的教学改革目标呢?强调“目标是管理的中心”的目标管理模式是制订、实现和检测目标的全过程管理方式,会计专业MIS教学改革工作是一个教学目标实现的过程。本文在目标管理思想的引导下,剖析了教学改革目标工作的目标确定、展开、实施及评价等方面的问题,给地方院校会计专业MIS的课程发展提供了借鉴。
二、相关理论回顾
1.目标管理理论。现代管理大师彼得・德鲁克根据目标设置理论提出了目标激励方案,目标管理是以目标为中心的管理,管理活动始于确定目标、执行过程以目标为导向、结果的考核以目标完成情况为准绳,逐步实现“自我控制”,目标管理是以人为中心的主动式管理。
2.目标管理理论与教学改革研究的整合。文献提出科学规划教学内容,加强课程实践教学和构建教学案例,改进教学手段[3,4]。与此同时,高校课堂教学模式也在发生着变革,经历了单向“灌输式”教学过渡到单向启发式教学,发展到双向互动式教学。
文献和教学实践都承认教学方法改革是解决地方院校会计MIS课程教学改革问题的不可改变的特征,集中在讨论教学方法的运用上。教与学的不积极性表现出来的是教学目标的不可衡量性、不具体或失效的结果,因此,要建立起有效的教学改革实施机制,需要全面梳理教学改革目标与教学改革实施之间的关系。
三、研究设计
根据目标管理思想的三步骤“目标设立―目标实施―目标考评”,教学改革分为以下三个内容。
1.KSF方法展开地方院校MIS的教学改革目标体系。地方院校会计专业培养目标是培养地方性专业应用型人才,而如何对总目标进行分解,即会计专业MIS的教学改革目标多级分解和维度分析,是教学改革工作目标管理中的重要一环。“多级”指的是对总目标进行纵向分解,构建起院系层面的教学改革管理目标和大学生个体层面的自我控制目标,为的是使学院和大学生双方的目标能很好地契合。“多维”则指的是在此基础上对目标进行横向分解,而多维分解总目标需确定不同的关键成功因素,运用KSF法是由“目标”切入,探究成“因”――聚焦教学改革总目标,从传统“全面评价”到“重点考察”的转变,最终实现教学改革总目标。KSF(Key success factors)分析法是通过分析找出使得项目成功的关键因素,来确定项目需求并进行规划,数据源来自于文献检索和案例研究。教学改革项目主要的利益相关方是学生、教师、学校和用人单位;教学改革的关键因素是教学培养过程与管理和学生学习。基于KSF法对教学改革总目标的分解等级和维度,将教学改革目标体系定义为“一总目标,二级目标,五维子目标”,具体分解为表1。
2.地方院校会计专业的MIS教学目标实施途径。
(1)教学课程改革。在培养专业特色鲜明的实践人才的教学改革总目标的指导下,教学内容的设计与展开要体现“管理是核心,技术是工具,应用是目的”。因此,会计专业MIS课程内容一般划分为如下五个知识模块:MIS概念和与管理的关系;企业信息系统的技术基础和ERP等常用管理软件的基本操作;信息系统规划开发方法与开发过程;企业系统选型基本知识和信息系统实施运行的新趋势,如电子商务;教学实务,如ERP―U8软件操作。
(2)教学方法改革。在教学改革目标体系的指导下,教学方法可分为三类:灌输式教学、启发式教学、探究式教学。教学改革方法的实施设计如表2。
(3)考核方式改革。传统教学模式强调期末分数,不注重实践能力和创新能力,成绩好的学生大多是把时间放在刻板理解书本教学知识、完成学校规定的课时、顺利取得学分上。传统的考核方式是期末卷面考试占70%,考勤占10%,平时课堂表现占20%,而在培养专业特色鲜明的实践人才时强调学生的实践能力,应加大课堂表现的平时分,占总分的50%,考勤占10%,期末卷面分占40%。
(4)校企合作改革。关注会计MIS理论教学的同时,也关注企业发展阶段的管理实践和应用趋势。通过校企合作,学校可以获得不同类型、不同阶段企业信息系统的案例,结合企业实际识别企业业务流程,实验室模拟仿真运行,推动教学模式改革;同时加强与企业的合作,提供实习实训、社会实践的基地,为企业提供专业性强、符合企业用工需求的人才。
(5)大学生学业目标改革和职业生涯规划改革。MIS课程大多安排在大二,会计专业的学生在学习MIS的课程时,最重要的是要有学业目标,对自己的职业生涯有初步的设计和规划。考研的学生在强调成绩的同时要考虑是否可以跨会计专业考管理科学的研究生,毕业后就业的学生考取与将来就业有关的证书以期从事信息化职业,如ERP工程师等。
3.教学改革目标的评估。教学改革目标的评估是把教学改革的路径实施情况与“一个总目标、二级子目标和五维子目标”联系起来,是目标的调节和实现。
参考文献:
[1]孙晓娟,霍敏.经管类“管理信息系统”课程教学改革探讨[J].中国电力教育,2010,(33):59-61.
二、研究方法
1)文献研究法:文献研究法作为一种单独的研究方法,通过对文献的分析,获得对事物及现象的正确认识。目前,对人才的培养目标定位已有了研究成果,课题组检索相关的国内外文献资料,合理利用已有的著作、论文,通过对资料的系统分析、梳理和归纳,并进行文献综述,分析和研究应用型人才的培养目标定位,总结并借鉴国内外先进的人才培养经验。
2)调查研究法:对天津城建大学地理信息科学专业毕业生的情况进行调查问卷,掌握第一手资料;到相关院校实地走访,结合他人的经验,进行深入的分析。通过调研,收集有关地理信息科学人才培养现状的信息和数据,进行相应的数据统计和处理,对人才培养质量以及实践过程中存在的问题和困难进行分析。
三、城建类高校地理信息科学专业人才培养目标定位
3.1确定地理信息科学人才培养方向与要求
通过到其它高校和就业单位调研,全面了解目前社会对高校地理信息科学专业教学中学生培养目标以及对学生实践能力的需求,同时全面掌握全国高校地理信息科学专业教学中的改革方向及研究成果。制定出天津城建大学地理信息科学人才的培养方向:培养具备地理信息系统、遥感技术、卫星定位技术、数字测图、计算机应用技术的基础理论、基本知识、基本技能及其在专业领域内的具体应用本领能够在城建、地理国情监测、测绘、资源环境、交通、土地管理等领域从事与地理信息科学相关的应用研究、技术开发、生产管理等工作的应用型人才。本专业学生主要学习并掌握地理信息系统、遥感技术、卫星定位技术、地理学、计算机应用技术方面的基本理论和基本知识,受到应用基础研究思维和科学实验训练,具有较好的科学素养,具有地理信息系统研究、设计的基本技能及初步的教学、研究、开发和管理能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力:掌握地理信息科学、地理学基本理论基本技能;掌握地理信息系统空间分析方法与应用软件、遥感图像处理和地学信息提取技术、GPS定位原理与应用,具有空间分析的基本能力;了解地理信息系统与遥感领域研究发展前沿,能熟练地运用地理信息系统、遥感与GPS定位系统技术解决地理学中的信息采集、分析处理和决策支持等相关问题;④掌握一门外语和计算机应用技能;⑤具有创新意识和协同攻关能力,具备一定的地理信息系统设计、开发或具体应用能力。
3.2专业培养方式
1)课堂教学:通过课堂教学使学生充分掌握GIS基础理论和基本知识。在课堂教学方面注重优化教学内容,增大课堂知识量,提高课堂教学效率,完善教学评价体系,充分调动教师和学生的积极性和主动性,注重采用启发式、提问式、研讨式等教学方法,实现教与学的良性循环。
2)课内实验教学:通过课内GIS基本实验技能训练,培养学生的动手操作能力和科学研究能力。天津城建大学四门课开设了课内实验,如地理信息系统原理实验、GIS设计与开发实验、GIS空间分析原理与方法实验、GIS软件应用实验。任课教师确定实验内容,在指导教师的帮助下,由学生独立完成,培养学生发现问题、思考问题和解决问题的能力。
3)实习教学:目的是巩固学生地理信息科学的基本理论,使学生系统掌握地理信息的理论技术和应用的基本技能。使学生能从事地理信息系统软件开发和地理信息工程的设计、建立与应用工作。适应经济建设人才要求,为国民经济建设培养具有创新能力、厚基础、宽口径、高素质、一专多能的应用性专门人才。既培养学生上机操作的实践能力,更好地掌握应用主要商用地理信息系统软件,同时又培养利用常用地理信息系统软件解决实际问题的能力和创新精神,从而达到通过上机实验巩固和拓展理论知识的目的。遥感实习进一步加深对相关专业理论知识的学习和理解;掌握遥感影像处理的一般流程;熟悉专业软件的使用方法;培养一丝不苟的工作态度和团队合作精神。培养学生进行遥感技术应用的实际操作能力,要求理解遥感图像目视解译,了解遥感影像的几何校正、增强处理和计算机分类。熟悉遥感影像获取原理,理解从遥感影像中获取各种信息的处理流程和方法,并熟练掌握一种或几种专业应用软件。GIS程序设计主要包括GIS软件设计和空间数据库设计两部分的内容,分为需求分析、项目管理方案设计、系统总体设计以及系统详细设计、系统部署、运行和维护等阶段。空间数据库系统是GIS软件设计的核心内容之一,进行空间数据库系统设计的主要任务是确定空间数据库的数据模型以及数据结构,并提出空间数据库相关功能的实现方案。空间数据库系统实现的主要任务是将设计的空间数据库系统的结构体系进行编码实现,并将采集的空间数据入库,建立空间数据库管理系统。
4)毕业实习:是地理信息科学专业本科生教学的必要环节,是毕业生走向工作岗位之前的一次综合性实习,是对所学理论知识的一次初步的综合考核。通过毕业实习,使学生进一步理解和领会所学的基本理论,了解地理信息系统技术的发展及应用,较为系统地掌握地理信息系统的基本技能,把所学知识与解决实际问题相联系,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,从而提高学生从事实际工作的能力。同时,通过毕业实习,为毕业设计收集必要的资料,做好技术、知识、资料的准备工作。5)其他方式:通过天津城建大学学生科技活动资助项目和天津城建大学国家级大学生创新创业训练计划项目管理办法提高学生解决实际问题的能力,增强学生的创新能力和在创新基础上的创业能力,培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。让学生积极参加教师的科研项目,鼓励学生参加各种GIS竞赛活动,如MapGIS二次开发大赛、ESRI杯中国大学生GIS软件开发大赛、SuperMap杯全国高校GIS大赛等,通过竞赛能够培养学生的专业兴趣,激发学生的创新热情。
3.3理论课程体系研究
1)公共基础课主要包括大学英语、大学计算机基础、高级程序设计语言C、高等数学、大学物理等课程。这些课程是为提高人才基本素质需要而设置的专业通修课平台,为培养学生的二次开发能力做好铺垫。
2)学科基础课包括工程图学、线性代数、概率与数理统计、数据库技术与应用、计算机图形学、数据结构、数字测图原理与方法、C#程序设计等。主要为学生奠定好专业基础,
3)专业基础课主要包括经济地理学、摄影测量学、遥感技术与应用、卫星定位原理与应用、地图学与地图设计。这些课程为专业课学习奠定必要基础,是学生掌握专业知识技能必修的重要课程。
4)专业课主要包括地理信息系统原理、GIS设计与开发、GIS空间分析原理与方法、GIS软件应用和空间数据库等。这些专业知识和专门技能的课程使学生掌握必要的专业基本理论、专业知识和专业技能,了解地理信息科学专业的前沿科学技术和发展趋势,培养分析解决地理信息科学专业范围内一般实际问题的能力。
5)选修课包括专业选修课和公共选修课,开设了城市GIS技术与方法、数字城市、城市遥感、城市规划原理。通过这些课程的学习,使学生了解遥感和GIS技术在城市扩张、城市空间基础设施管理、城市规划制定与实施、城市管理功能、土地利用/覆盖、城市环境遥感监测等方面的应用。专业选修课在学生掌握了必备的专业知识的基础上,为了提高学生的专业水平、拓展专业素质、了解专业前沿和交叉学科新知识、新技术、新方法等而设置的。公共选修课是学生根据个人兴趣和实际需要而选择修读课程,该课程有利于提高学生的素质修养、开发学生的创新意识、拓宽学生的知识领域。
3.4实践教学研究
实践教学是深化理论课程知识,培养学生应用能力的有效途径[12]。地理信息科学是一门偏重于技术与实践的学科,应在注重学生理论素质培养的同时,加强应用能力和实践创新意识的培养。实习主要包括三个方面的内容:GIS基础与开发方面、遥感方面和测量方面。实践开设形式包括课内实验教学、实习两个模块。对于课内实验,目前开设了地理信息系统原理实验、GIS设计与开发实验、GIS空间分析原理与方法实验、GIS软件应用实验、数据库技术与应用等。对于实习,目前开设了地理信息系统基础实习、地理信息系统应用实习、遥感实习、GIS程序设计实习、数字地形图测绘实习、卫星定位原理与应用实习、毕业实习和毕业设计。加强实验室环境的建设,加强校企合作。培养学生从数据采集、数据编辑到数据库管理、空间分析再到系统开发的动手能力,熟练操作常用地理信息科学软件,并面向工程应用前沿与前沿领域开展科学研究和工程实践,拓宽应用领域。鼓励学生参与大学生科研立项,参加GIS大赛,并积极参与老师所研究的项目。完善实践教学体系,强化实习基地建设。
2地理信息科学专业本科学生能力结构体系
2.1学生能力结构体系
人的能力是在人的生理素质的基础上,经过教育和培养,并在实践过程中吸取前人的智慧和经验而形成和发展起来的。能力=知识+科学方式+技能[6,7]。地理信息科学是一门集计算机科学、地理学、测绘科学、环境科学、空间科学以及管理科学等学科为一体的交叉学科,这就要求GIS专业的学生不仅要有扎实的理论基础,还应该具有较强的动手能力和软件开发能力,同时自主学习能力是学生适应未来学科发展和拓展应用领域的基础[8]。具体来讲,对一个GIS本科生的基本要求是:起码要熟练掌握一门计算机语言,能够开发简单的GIS应用模块,能够掌握二种以上的常见地理信息系统软件,并至少具有一种二次开发的能力,尽最大可能让学生参与相关的科学研究与实用地理信息工程项目的开发[9]。由此可见,GIS专业学生能力除一般大学生所具备的能力和素质之外,更要突显以下七个方面的能力:专业基础理论与前沿技术、地理信息系统软件使用与数据采集处理能力、空间数据建模与分析能力、地理信息工程建设能力、地理信息系统二次开发设计能力、自主学习能力以及GIS科研与创新能力等。基于上述分析,我们可以构建地理信息科学专业学生能力结构体系,通过专家打分后采用改进的层次分析法进行综合评价得到各结构项的权重[10-12],如表2所示。在该能力结构体系中,强调学生的基础理论、兼顾学生的基本技能,同时也突出了地理信息系统工程应用的特点和创新能力。权重的高低并不代表知识重要程度,因为表中的7个方面的知识和能力是地理信息科学专业所必须具备的,它是指各知识结构在整个知识结构中的比例,可以成为地理信息科学专业课程体系设置的基础。
2.2能力结构体系应用
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.07.037
Reform and Practice of Physical Geography Differentiated Teaching
WANG Tao
(College of Geomatics, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China)
Abstract Physical geography has opened in ecological environment majors, resources protection majors, even engineering majors of many domestic universities, that reflecting the basic position of many professional training of physical geography. Combined with the author's practice of physical geography in undergraduate teaching, the conclusion physical geography teaching should be implemented with different major was obtained. By differentiated instruction, physical geography knowledge related to student's profession will be training well and promote the integration of student's professional knowledge and physical geography knowledge.
Key words basic course; differentiated instruction; physical geography
0 引言
自然地理学作为一门重要的基础课程,在众多高校的生态环境、资源保护、土地科学、地理科学等,甚至测绘工程类专业得到开设,促进了相关专业学生对自然地理学的科学认识。①由于高校性质的差异,如综合性高校、师范类高校、农林类高校及地矿类高校等,自然地理学课程在开设过程中,教授内容存在较大的差异。②③受到高校自身发展过程的影响,对于自然地理学教学历史较长的高校,其自然地理学教学内容更为丰富,理论教学、实践教学、以及实验教学等得到更多的应用。④
作者所在测绘科学与技术学院以测绘学为基础,先后开设地理信息科学(原地理信息系统专业)、自然地理与资源环境(原资源环境与城乡规划管理专业)和遥感科学与技术本科专业。目前,以上4个专业均开设自然地理学课程,但课程性质在专业间存在的差异,课程教学学时也存在差异。比如测绘工程和遥感科学与技术专业为32学时、地理信息科学和自然地理与资源环境专业为48学时。
针对测绘类和地理类专业中自然地理学课程性质、教学学时的差异,作者认为,测绘类专业与地理类专业应该在教学内容与教材选择及建设、实践教学环节等方面开展差异化教学。
1 教学内容与教材建设
1.1 教学内容的差异化
自然地理学课程覆盖内容较广,教学内容较多,涉及到地球表层的诸多要素,如地质、地貌、水文、气候、植被、土壤等。依据教学学时,在教学过程中,不同专业涉及内容需要有所侧重,有所为有所不为。
对于自然地理与资源环境和地理信息科学等地理类专业来说,自然地理学是专业基础课,考虑到学生毕业之后的工作内容多与地理相关,在该两个专业自然地理学教学过程中,应该对涉及的地质、地貌、水文、气候、植被、土壤等内容均进行详细的讲解。对于作者所在的矿业类高校而言,地理类学生毕业后就业倾向于测绘类、地矿类、土地类。据此,教学内容中地质、地貌内容需要重点讲述,有必要单独开设地质、地貌概况类课程,满足学生未来就业及进一步学习深造的需求。自然地理与资源环境专业,除涉及自然地理理论外,在实际应用及生产方面,侧重于资源环境方向,水文、土壤、植被(生态学)教学内容也应该加以重视,增强学生水文学原理、土壤学、生态学的相关知识与内容,有利于学生未来在水污染治理、土壤污染治理、以及生态环境保护与规划方面的基础理论应用。由此也可以看出,对于自然地理与资源环境专业来说,自然地理学课程是该专业的重要基础,自然地理学课程的学习,为之后的相关课程学习奠定了基础,同时48个学时的教学,明显不能满足自然地理学课程的教学要求,基于目前自然地理与资源环境专业在实验教学方面的欠缺,应将自然地理学教学学时提高到80个学时左右,待实验教学条件满足后,增加实验教学内容,使自然地理学课程理论与实验教学超过100学时。地理信息科学专业,从就业来说,作者所在高校倾向于计算机编程技术、测绘、土地规划等方向,除编程技术为特色外,与自然地理与资源环境专业就业方向较为相似。由于地理信息科学专业培养学生侧重于技术方面,对自然地理学基础理论的学习则以强度适中为主。虽然自然地理学课程也是地理信息科学专业的基础课程,但与自然地理与资源环境专业相比,对自然地理学课程的依赖较轻。故地理信息科学专业自然地理学教学过程中,地质、地貌、水文、气候、植被、土壤等内容要详细讲解之外,更多的是引入计算机技术、地理信息思想及软硬件等内容,与自然地理学基础理论相结合,增加学生地理信息与自然地理学基础理论的关系认识,促进学生对专业知识及就业方向的认识。但是,就目前教学学时来说,学时偏少,可以提高到64个学时左右,增强自然地理学的基础理论教学及部分实验教学内容,使得地理信息科学自然地理学课程理论教学与实验教学内容达到80个课时以上。
测绘工程和遥感技术与应用是测绘类专业,但遥感技术与应用专业对自然地理学课程的基础理论依赖性要高于测绘工程专业。尽管二者的教学均为32学时,但在教学内容方面也应该有所差异。考虑到测绘工程专业的就业多集中于工程部门,野外实践较多,在自然地理学课程的教学过程中,应倾向于地质、地貌、水文方面的教学内容,气候和植被方面内容适中,土壤内容较少。突出教学过程中的重点讲授内容,才能在有限的教学学时内,使学生最大的掌握专业相关的自然地理学基础理论。遥感技术与应用与测绘工程专业均为工科专业,就业初步定位摄影测量及其它方向,但前者对自然地理学课程基础理论的需求要高于后者。结合遥感技术发展及应用前景,该专业自然地理学课程教学过程中,地质、地貌、植被、土壤内容应该侧重,水文、气候内容适中,考虑到仅有32个教学学时,根据该专业的就业方向,又设定地貌、植被为重点讲授内容,地质、土壤次之,水文、气候最少。尽管测绘工程专业自然地理学教学从之前的16学时增加到了现在的32学时,但32个学时的教学学时也是不能满足教学需求的。将测绘工程和遥感技术与应用两个专业的自然地理学课程教学提高到48学时更能满足教学学时的需求。
综上,自然地理学与资源环境和地理信息科学专业,二者皆为地理类专业,但在自然地理学课程教学过程中,侧重点不同。前者需要将自然地理学各要素深入讲解,使学生理解、掌握,并能利用其分析与解释地理现象;而后者更多的是将计算机、地理信息技术引入自然地理学课程教学,促进技术与理论的结合,拓宽学生的专业范围。测绘类专业中测绘工程专业应侧重于地貌、地质、水文方面的教学内容,而遥感科学与技术专业应侧重于地貌、植被方面的教学内容。同时,以上4个专业均需增加理论教学课时才能满足自然地理的教学需求,待实验教学条件满足时,也需要增加实验课程教学学时。
1.2 教材建设
教材建设是学科和专业建设中的重要内容。⑤作者所在高校自然地理学教学过程中,教材使用过王建教授主编的《现代自然地理学》、伍光和教授主编的自然地理学以及吴成基教授主编的自然地理学等。目前本科自然地理学课程教学以伍光和教授主编的自然地理学教材为主,该教材已经出到第四版,也是自然地理学本科教学中的经典教材,内容丰富,结构合理,教学过程中学生易于理解与学习,是自然地理学的综合性教材,应用范围较广。
自然地理与资源环境、地理信息科学、测绘工程和遥感科学与技术自然地理学教学过程中,均采用了伍光和教授主编的自然地理学教材,对于开展自然地理学课程的差异化教学来说,仍需要进行适合相关专业的自然地理学教材建设。具体建设可以结合上述教学内容进行调整和增减。自然地理与资源环境专业自然地理学教材需要增加实验教材和实践教材,理论教材采用伍光和教授自然地理学即可;地理信息科学专业需要增加地理信息系统软件与自然地理学的相关教学内容,实验和实践教材内容可以与自然地理与资源环境专业相似,但侧重于自然地理学的计算机应用方面;测绘工程专业自然地理学教材以地质、地貌和水文内容为主,精简原有教材内容,突出重点内容,可以在自然地理学与资源环境专业实验和实践教材中,选择野外实验和实践内容,作为该专业的实验与实践课程内容;遥感技术与应用自然地理学教材建设应以地貌和植被为主,扩充二者的内容,精简其他内容,增加自然地理学与遥感的结合内容,实验和实践教学教材也可选择自然地理学与资源环境专业实验和实践教材的部分进行学习。
综上,教材的差异化建设,能够促进学生对教材本身的关注,亦作为后续专业主干课程学习提供帮助。
2 实践教学环节建设
自然地理学课程教学包括诸多环节,其中最主要的为课堂理论教学、实验教学、实践教学等环节,其中实践教学是重要环节。⑥课堂理论教学环节在上文已述,主要是进行差异化的教学模式,侧重于各专业自身特点,将自然地理学基础理论与专业特点相结合。实验教学过程因实验室还在建设过程中并未开设,是自然地理学教学过程的一个损失。我校自然地理学实践课程环节主要放在大学一年级第二学期末,进行为期2周的野外实践学习,包括溶洞地质、滑坡和崩落、地垒与地堑及山崩地貌、山地植被、人文环境、土壤侵蚀监测等实践内容,自然地理与资源环境专业开设后,相关实践环节内容在不断发展和完善。
在自然地理学课程实践教学环节,仅自然地理与资源环境专业有设置,其它专业均为其专业实习,如土地调查实习、工程测量、地形测量实习等。这里主要讨论自然地理与资源环境专业实践环节建设,其它专业涉及自然地理学课程实践内容均可参照。自然地理学课程实践环节是自然地理与资源环境专业重要的学习过程,是其它课程学习的基础,也是激发学生学习热情的契合点。就目前自然地理学实践教学环节而言,实践环节时间较少,仅2周时间。考虑到实习过程主要在陕西省境内,去掉周末,仅剩10天时间,对于诸多自然地理学要素的实践学习而言,显然实践环节安排时间太短,可考虑增加到3周。目前实习内容以地貌实习为主,包括溶洞、崩塌、滑坡、山崩、地垒与地堑等内容,植被、土壤、水文、气候方面的实践环节较少。结合实验室建设内容,土壤、气候实践环节内容可以融合起来,植被环节实习与山崩地貌、山地地貌实习相结合,水文与土壤侵蚀监测相结合。可考虑将实践环节增至3周时间,学生可供实践的时间为15天,地貌实习4~5天,人文实习1~2天,土壤、气候环节1~2天,水文、土壤侵蚀监测内容1~2天,再增加1~2天的室内实践理论教学时间,以及1~2天的实习报告写作时间,构成自然地理学课程实践环节内容。
3 结语
自然地理学是地理、生态环境、资源保护等学科重要的基础课程,自然地理学课程教学与改革关系到众(下转第99页)(上接第79页)多本科学生基础知识学习过程,应当结合众多教学工作者的建议和意见,形成较为成熟的、完善的差异化教学过程,形成适合多种专业自身特点的自然地理学课程理论教学、实验教学和实践教学等内容。
基金项目:西安科技大学教育教学改革与研究项目“应用型自然地理与资源环境专业人才培养实践教学改革(JG12 19)”、“自然地理与资源环境专业野外实习基地信息化建设研究(JG14033)”
注释
① 戴仕宝,王岽.基于不同授课对象的自然地理学教学改革初探[J].滁州学院学报,2009.11(3):76-78.
② 王文福.测绘专业《自然地理学》教改体系的构建[J].长春师范学院学报(自然科学版),2009.28(5):85-88.
③ 黎遗业.高师自然地理学学科课程教学研究[J].南宁师范高等专科学校学报,2008.25(2):86-88.