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1.1地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)風(fēng)建設(shè)的劣勢
1)缺少有影響力的學(xué)術(shù)帶頭人。地理信息科學(xué)專業(yè)的青年教師占多數(shù),基本上都是從學(xué)校畢業(yè)就直接來校任教,缺少教學(xué)、科研的經(jīng)驗(yàn)與積累,在教學(xué)與科研的雙重壓力下負(fù)擔(dān)較重。因?yàn)榈乩硇畔⒖茖W(xué)專業(yè)沒有知名度較高的學(xué)術(shù)帶頭人,在教學(xué)上未能形成鮮明的專業(yè)特色,與專業(yè)的辦學(xué)歷史不符,在科研上也沒有確定某一明確的方向,各位教師各自為政,單打獨(dú)斗,不能形成具有戰(zhàn)斗力的教學(xué)科研團(tuán)隊(duì),無法實(shí)現(xiàn)1+1>2的整體涌現(xiàn)性。
2)生源質(zhì)量不高,師生雙向不滿。地理信息科學(xué)專業(yè)與城鄉(xiāng)規(guī)劃、土木工程等專業(yè)相比,錄取分?jǐn)?shù)線較低,由于社會(huì)大眾對(duì)該專業(yè)不熟悉,往往招收的大部分學(xué)生都是在其他專業(yè)錄滿后調(diào)劑過來的低分生,生源的質(zhì)量較差。因此,學(xué)生從入學(xué)開始就對(duì)專業(yè)不認(rèn)同,缺少學(xué)習(xí)動(dòng)力,這樣在某種程度上也影響了教師的上課熱情。學(xué)生抱怨教師工作不敬業(yè),教學(xué)不投入、能力差,教學(xué)手段單一,講課不生動(dòng)。教師抱怨學(xué)生學(xué)習(xí)不認(rèn)真,沒有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。
3)課程設(shè)置不科學(xué)。地理信息科學(xué)是依托測繪工程而創(chuàng)辦的專業(yè),地理信息科學(xué)和測繪的專業(yè)課程各占50%,雖然拓展了學(xué)生的就業(yè)面,由于課程之間銜接不緊密,學(xué)生所學(xué)的地理信息科學(xué)專業(yè)課程不完整,尤其是開發(fā)類課程較少,使得地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)生與測繪工程專業(yè)的學(xué)生相比,在測繪能力方面處于劣勢,與中南大學(xué)、湖南科技大學(xué)等高校的地信專業(yè)學(xué)生相比,開發(fā)能力較弱,學(xué)生容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。畢業(yè)后絕大部分學(xué)生只能勝任數(shù)據(jù)處理工作,只有少數(shù)學(xué)生能夠從事GIS開發(fā)方面的工作,限制了學(xué)生的全面發(fā)展。
1.2地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)風(fēng)建設(shè)的機(jī)會(huì)
1)社會(huì)對(duì)高素質(zhì)地理信息科學(xué)專業(yè)技術(shù)人才需求迫切。隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,我國地理信息產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值以30%以上的速度增長,到2012年就已突破2000億元。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促進(jìn)了社會(huì)對(duì)地理信息科學(xué)專業(yè)人才的需求,特別是即懂技術(shù)又懂應(yīng)用的中、高端人才。
2)院校領(lǐng)導(dǎo)重視。近兩年,地理信息科學(xué)專業(yè)得到了學(xué)校、學(xué)院各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視,學(xué)校成立了湖南省城市規(guī)劃信息技術(shù)高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,地理信息科學(xué)專業(yè)的教師都是實(shí)驗(yàn)室成員,將地理信息科學(xué)專業(yè)的發(fā)展與城市規(guī)劃相結(jié)合,為地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)風(fēng)建設(shè)提供了平臺(tái)。
1.3地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)風(fēng)建設(shè)的威脅
1)社會(huì)環(huán)境影響。市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了優(yōu)越的物質(zhì)條件,但是也帶來了一些負(fù)面影響,“讀書無用”、“一切向錢看”等思想在大學(xué)生中普遍存在,使得一部分學(xué)生在學(xué)校虛度時(shí)光,沉溺于網(wǎng)絡(luò)游戲中的虛幻世界,沒有學(xué)習(xí)目標(biāo)。
2)校園氛圍影響。湖南城市學(xué)院是一所處于轉(zhuǎn)型期的地方二本院校,學(xué)校在教學(xué)與管理方面并不能完全適應(yīng)社會(huì)需求和學(xué)生的發(fā)展。校園的學(xué)習(xí)氛圍不強(qiáng),“功利主義”、“拜金主義”、“享樂主義”在校園中廣泛存在,這些不良風(fēng)氣影響了部分學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒,改變了一些學(xué)生的價(jià)值觀,阻礙了優(yōu)良學(xué)風(fēng)的形成。
2學(xué)風(fēng)建設(shè)改革措施
學(xué)生是學(xué)風(fēng)建設(shè)的主體,教師在學(xué)風(fēng)建設(shè)中起主導(dǎo)作用,而專業(yè)是學(xué)生學(xué)習(xí)的基本單位,專業(yè)學(xué)風(fēng)對(duì)學(xué)校、學(xué)院和班級(jí)學(xué)風(fēng),以及學(xué)生個(gè)人都有非常大的影響。因此,可從如下幾個(gè)方面進(jìn)行地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)風(fēng)建設(shè)改革。
2.1以思想教育為切入點(diǎn),確定學(xué)生的主體地位學(xué)風(fēng)建設(shè)的關(guān)鍵是解決學(xué)生學(xué)習(xí)的思想問題,通過主題班會(huì)、一對(duì)一交談等思想教育形式幫助學(xué)生樹立正確的人生觀和價(jià)值觀。
2.2做好入學(xué)教育,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感新生對(duì)專業(yè)不了解,大部分學(xué)生并沒有將地理信息科學(xué)專業(yè)作為第一志愿填報(bào),因此,在入學(xué)教育時(shí)將專業(yè)介紹和學(xué)風(fēng)建設(shè)的教育作為重點(diǎn),使學(xué)生從了解專業(yè)到熱愛專業(yè),以積極的心態(tài)面對(duì)學(xué)習(xí)。班主任、輔導(dǎo)員和專業(yè)教師應(yīng)根據(jù)不同的學(xué)生,采用具體的方式,盡快確定學(xué)習(xí)目標(biāo),以激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。
2.3以科學(xué)的管理制度,促進(jìn)專業(yè)學(xué)風(fēng)建設(shè)制定具有可操作性的獎(jiǎng)懲制度、考試管理制度、計(jì)劃管理制度、教學(xué)過程管理制度、質(zhì)量管理制度等,保證地理信息科學(xué)專業(yè)的教學(xué)工作有步驟、有計(jì)劃地進(jìn)行。通過這些制度規(guī)范師生的行為,做到有章可循,更利于形成公平競爭的環(huán)境和良好學(xué)風(fēng)。
2.4深化教學(xué)改革,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)地理信息科學(xué)是一門交叉學(xué)科,知識(shí)更新快,應(yīng)按其知識(shí)體系設(shè)置專業(yè)課程,厘清各門課程的關(guān)系,保證本專業(yè)的學(xué)生能夠掌握數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用等不同環(huán)節(jié)的知識(shí)。把握社會(huì)對(duì)技術(shù)更新的需求,及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,將市場急需的、先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)傳授給學(xué)生。通過大學(xué)生導(dǎo)師制,以大學(xué)生創(chuàng)新性項(xiàng)目和開放性實(shí)驗(yàn)為載體,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
2.5加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),以教風(fēng)促學(xué)風(fēng)通過引進(jìn)有影響力的學(xué)者作為地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)術(shù)帶頭人,在科研和教學(xué)方面確定方向,指導(dǎo)年輕教師快速成長,在較短的時(shí)間內(nèi)形成戰(zhàn)斗力和協(xié)同競爭的良好氛圍。教師教學(xué)水平的不斷提高和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,在教學(xué)中將直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。
2.6開展積極向上的文化活動(dòng),營造良好的學(xué)習(xí)氛圍圍繞學(xué)科專業(yè),開展豐富多彩的文化活動(dòng),如GIS文化節(jié)、GIS技能大賽、學(xué)術(shù)講座等,讓學(xué)生盡快融入到大學(xué)生活中來,同時(shí)也拓展了學(xué)生的視野,激發(fā)了學(xué)習(xí)的熱情。
3結(jié)論
隨著人們對(duì)旅游地理信息認(rèn)識(shí)的逐步深入以及智能旅游的發(fā)展,地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)的在旅游業(yè)應(yīng)用范圍越來越寬廣,這也就要求進(jìn)入旅游相關(guān)領(lǐng)域的旅游類專業(yè)畢業(yè)生必須具備一定的GIS基礎(chǔ)。因此,對(duì)于旅游類專業(yè)來說,將GIS技術(shù)運(yùn)用到教學(xué)實(shí)踐和科研項(xiàng)目中,是旅游學(xué)科知識(shí)體系演化和變革的需要,是旅游學(xué)科融合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶。為此,國內(nèi)外學(xué)者從旅游類GIS課程設(shè)置,課程內(nèi)容、教學(xué)過程、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行了研究,但在實(shí)際教學(xué)中仍存在各類問題,如對(duì)GIS的重要性認(rèn)識(shí)不足、課程教學(xué)內(nèi)容與旅游專業(yè)脫節(jié)、教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)缺乏針對(duì)性等。就此,本文首先對(duì)旅游學(xué)科GIS的作用進(jìn)行了分析,進(jìn)而提出了旅游類專業(yè)GIS課程教學(xué)改革框架,為旅游類專業(yè)的課程教學(xué)改革提供一種路徑。
一、GIS在旅游學(xué)科中的作用
從GIS學(xué)科發(fā)展來看,GIS從地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystems,GIS)向地理信息科學(xué)(GeographicInformationScience,GIS)發(fā)展是在1992年前后。從單純GIS科學(xué)知識(shí)傳授到GIS科學(xué)思想傳播的升華,是最近十年的事情。伴隨Web技術(shù)的普及,地理信息服務(wù)(GeographicInformationService,GIS)成為當(dāng)前GIS研究的熱點(diǎn)之一。GIS是一個(gè)發(fā)展的技術(shù)、科學(xué)、服務(wù),GIS的發(fā)展必然延伸其在旅游學(xué)科中的應(yīng)用,也必然帶來旅游課程教學(xué)內(nèi)容的革新。
(一)作為技術(shù)的GIS(GeographicInformationSystems)
GIS技術(shù)為旅游發(fā)展提供一種重要技術(shù)保障。旅游者通過空間移動(dòng)行為,與旅游環(huán)境的產(chǎn)生交互過程,形成旅游者活動(dòng)規(guī)律??梢?,旅游者活動(dòng)信息屬于一種發(fā)生在旅游環(huán)境內(nèi)、具有嚴(yán)格地理維的地理信息。GIS技術(shù)對(duì)旅游地理信息進(jìn)行高效獲取、存儲(chǔ)、管理、分析和表達(dá)與傳輸,以其高效處理海量空間數(shù)據(jù)、高效制圖技術(shù)、動(dòng)態(tài)過程分析等特點(diǎn),為旅游資源調(diào)查、旅游線路規(guī)劃、旅游信息服務(wù)等領(lǐng)域提供了嶄新的手段。由此,GIS技術(shù)與3G技術(shù)、VR技術(shù)、Web技術(shù)等共同組成旅游信息化的重要部分,這也是旅游院校引進(jìn)GIS課程的主要原因之一。
(二)作為科學(xué)的GIS(GeographicInformationScience)
作為科學(xué)思想的GIS為旅游發(fā)展提供一種空間思維方式。旅游學(xué)科屬于研究人的學(xué)科,具有社會(huì)科學(xué)的屬性,導(dǎo)致旅游類專業(yè)培養(yǎng)側(cè)重于管理能力但忽略空間思維能力的培養(yǎng)。如何理解旅游現(xiàn)象空間關(guān)聯(lián)性,如何高效利用旅游者活動(dòng)信息進(jìn)行市場營銷、旅游企業(yè)管理、旅游行業(yè)監(jiān)測等,成為旅游院校學(xué)生邏輯思維培養(yǎng)面臨的一個(gè)難題。旅游類專業(yè)開設(shè)GIS課程能有效地改變這種局面。其原因是GIS學(xué)科以計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)為背景,強(qiáng)調(diào)邏輯性;通過對(duì)GIS理論理解和軟件應(yīng)用,學(xué)生能深刻理解數(shù)字旅游空間模型的概念和原理,突破對(duì)空間的主觀感受。如此一來,GIS課程就會(huì)使旅游類專業(yè)學(xué)生的思維方式更加理性且邏輯,而這恰好是當(dāng)代旅游人才所必需的思維能力之一。
(三)作為服務(wù)的GIS(GeographicInformationService)
GIS技術(shù)為旅游產(chǎn)業(yè)提供位置服務(wù)(LBS)。旅游活動(dòng)作為一種空間移動(dòng)的人類行為,需要大量的地理信息為其服務(wù)。作為位置信息技術(shù),GIS技術(shù)天生就是一種精準(zhǔn)的空間信息管理系統(tǒng),因而與生俱來兼具提供位置服務(wù)和管理信息系統(tǒng)的屬性。因此,建立旅游信息系統(tǒng)是GIS應(yīng)用最重要的領(lǐng)域之一。國內(nèi)對(duì)于旅游地理信息系統(tǒng)的研究已經(jīng)積累了較多的成果,根據(jù)旅游者對(duì)旅游信息服務(wù)體系的要求,利用GIS可以建立不同尺度、不同類型的旅游信息系統(tǒng),給旅游者提供數(shù)據(jù)庫查詢,從而為旅游消費(fèi)決策提供信息支持。
二、旅游類專業(yè)GIS課程教學(xué)改革框架建構(gòu)
旅游類GIS課程教學(xué)目標(biāo)是服務(wù)于旅游學(xué)科,屬于GIS學(xué)科的應(yīng)用層面。在此課程定位下,如何挖掘有限學(xué)時(shí)(36學(xué)時(shí),2學(xué)分),合理布局理論和實(shí)踐學(xué)時(shí),是獲得教學(xué)效果的關(guān)鍵。本文結(jié)合旅游學(xué)科特點(diǎn)與GIS課程實(shí)踐,引入“逆向”和“分步驟”的項(xiàng)目化教學(xué)模式,對(duì)GIS課程進(jìn)行如下改革:
(一)教學(xué)目標(biāo):培養(yǎng)旅游專業(yè)人才的邏輯思維方式和空間分析能力
旅游類GIS課程目標(biāo)建設(shè)可分為:(1)習(xí)得GIS軟件應(yīng)用技能,通過課堂講授并結(jié)合課堂演示和上機(jī)實(shí)踐,要求學(xué)生掌握一種GIS軟件的核心功能,具備熟悉運(yùn)用GIS軟件的能力;(2)運(yùn)用GIS技術(shù)解決旅游問題,要求學(xué)生能夠理解GIS理論框架和運(yùn)用GIS技術(shù)解決旅游規(guī)劃、旅游營銷等專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際問題,以及了解GIS發(fā)展前沿和趨勢;(3)為旅游提供GIS服務(wù),使學(xué)生能夠勝任與GIS軟件有關(guān)的旅游管理工作。
(二)教學(xué)內(nèi)容:“實(shí)驗(yàn)-原理-實(shí)習(xí)”融合形成“逆向階梯式”教學(xué)內(nèi)容體系
旅游類專業(yè)GIS課程的教學(xué)內(nèi)容取決于教學(xué)目標(biāo)及其在旅游學(xué)科知識(shí)體系中發(fā)揮的作用。教學(xué)內(nèi)容可進(jìn)一步劃分為三個(gè)模塊,包括:實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,基礎(chǔ)理論和課程設(shè)計(jì),這三個(gè)模塊形成一個(gè)階梯狀的進(jìn)階式教學(xué)體系(見圖1)。具體而言,實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練模塊重點(diǎn)以主流GIS軟件(如ArcGIS)基本操作為核心,目的在于對(duì)工具軟件的認(rèn)知和熟悉。先“做練習(xí),后講原理,再練習(xí),再回顧”,逆向循環(huán)學(xué)習(xí)方式,提高學(xué)時(shí)利用率?;A(chǔ)理論模塊重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)GIS的基本概念和知識(shí)體系;具體內(nèi)容包括GIS經(jīng)典概念和理論的介紹和地學(xué)背景知識(shí)補(bǔ)充介紹。課程設(shè)計(jì)模塊包括:地圖制圖、遙感數(shù)字圖像解譯、GIS空間分析等,該模塊是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心,圍繞“校園景區(qū)”,采用項(xiàng)目化的方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS軟件核心功能的應(yīng)用。
(三)教學(xué)方法:面向?qū)嵺`的案例化、項(xiàng)目化實(shí)踐教學(xué)模式
(1)演示教學(xué)法:該方法主要針對(duì)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練模塊,主要是解決學(xué)生對(duì)GIS課程的感性認(rèn)識(shí)問題,即讓學(xué)生熟悉GIS軟件的基本功能模塊、主要操作方式和基本概念。具體操作是,教師首先借助GIS軟件,演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,講解實(shí)驗(yàn)中地學(xué)問題或模型的GIS軟件處理過程;然后學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成相應(yīng)的模擬操作,了解實(shí)驗(yàn)軟件的處理運(yùn)作方式。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師分析與評(píng)價(jià)GIS軟件各個(gè)模塊功能和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(2)案例教學(xué)法:該方法主要應(yīng)用與基礎(chǔ)理論模塊,目的在于解決旅游類專業(yè)學(xué)生對(duì)GIS基礎(chǔ)理論難以理解問題,進(jìn)一步提高學(xué)生分析和解決問題能力。案例選取是該模塊的首要條件。在教學(xué)過程中,取之于旅游產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的案例素材比較復(fù)雜,需將案例精簡成為教學(xué)素材,以利于提高學(xué)生利用GIS工具解決實(shí)際問題的興趣,同時(shí)能促進(jìn)對(duì)GIS軟件的掌握及基礎(chǔ)理論理解。例如在自駕游線路規(guī)劃問題上,可精簡成采用臨近分析、網(wǎng)絡(luò)分析和緩沖區(qū)分析等功能進(jìn)行建模分析。(3)項(xiàng)目教學(xué)法:該方法應(yīng)用于課程設(shè)計(jì)模塊,主要是解決教學(xué)內(nèi)容與旅游專業(yè)脫節(jié)的問題。在教學(xué)實(shí)踐中,將校園類比成景區(qū),開展面向旅游景區(qū)的項(xiàng)目化教學(xué),基本實(shí)施環(huán)節(jié)如下:建立項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),依據(jù)班級(jí)情況,每5-7名學(xué)生組成一個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),作為教學(xué)的基本組織和實(shí)施單位,完成一個(gè)應(yīng)用項(xiàng)目設(shè)計(jì)。應(yīng)用項(xiàng)目招標(biāo),開設(shè)校園旅游線路規(guī)劃、校園旅游資源調(diào)查與評(píng)價(jià)、校園旅游適宜度評(píng)價(jià)、虛擬校園、校園電子導(dǎo)游等項(xiàng)目,學(xué)生以申報(bào)“國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目”方式招標(biāo)立項(xiàng)。項(xiàng)目實(shí)施輔導(dǎo),課程建立2名主講教師、2名研究生助理共同輔導(dǎo)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)完成項(xiàng)目任務(wù);學(xué)生必須做到及時(shí)與指導(dǎo)教師共同討論、交流項(xiàng)目思路及分享應(yīng)用設(shè)計(jì)成果。項(xiàng)目成果提升,學(xué)生在課程結(jié)束時(shí)提交應(yīng)用項(xiàng)目報(bào)告和進(jìn)行項(xiàng)目答辯,對(duì)其取得的學(xué)習(xí)和研究的成果進(jìn)行評(píng)估,鼓勵(lì)學(xué)生撰寫科技小論文,整理發(fā)表。
三、結(jié)語
關(guān)鍵詞 創(chuàng)新發(fā)展模式 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 地理科學(xué) 地方高校
中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Research on the Innovation Development Pattern
of the Experiment System of Geographical
Sciences in the Context of Transition of Local University
HUANG Fang, LIANG Yahong
(College of Resource and Environment Science, Pingdingshan University, Pingdingshan, He'nan 467000)
Abstract At present there are many problems in the experiment system of geographical sciences. These problems are as follows: the lack of comprehensive experiments or innovative experiment, the disagreement with socioeconomic development of experiment contents. In this article, the innovation development pattern of the experiment system of geographical sciences includes the innovation of training targets, management mode and experiment contents.
Key words innovation development pattern; experiment teaching; geographical sciences; local university
隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,社會(huì)需要大批高層次應(yīng)用技能型人才,而目前大多數(shù)畢業(yè)生無法滿足市場或行業(yè)對(duì)高技能型人才的要求。要實(shí)現(xiàn) “人口紅利”向“人才紅利”的轉(zhuǎn)化,人才培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)模式勢必要改變。
地理科學(xué)是一門跨越了自然科學(xué)和人文科學(xué)的綜合型和交叉性學(xué)科,旨在培養(yǎng)學(xué)生的地理思維和地理技能,使學(xué)生在掌握了扎實(shí)的地理基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上,能夠系統(tǒng)地解決自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域與空間相關(guān)的復(fù)雜問題,或具備在地理科學(xué)方面進(jìn)行教學(xué)或科研的能力。①可實(shí)際情況是,畢業(yè)生和社會(huì)的需求相脫節(jié),學(xué)生的就業(yè)率和就業(yè)滿意度均比降低。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的主要途徑,要想實(shí)現(xiàn)學(xué)校和社會(huì)的“無縫鏈接”,必須認(rèn)真找出目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題,然后有針對(duì)性地創(chuàng)新發(fā)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。②
1 地理科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問題
首先,實(shí)驗(yàn)類型多為認(rèn)知型和驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),缺乏綜合型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)僅限于教材和老師的有限講解,對(duì)知識(shí)向?qū)嶒?yàn)的遷移和轉(zhuǎn)化能力不足,致使實(shí)驗(yàn)淪為走形式,學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性和熱情受到較大影響。
其次,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方式的設(shè)計(jì)沒有明確的市場導(dǎo)向性,沒有反映出當(dāng)前社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境發(fā)展的特點(diǎn)。學(xué)生所學(xué)的在社會(huì)上用不上,社會(huì)需要的學(xué)生又不具備。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)沒有充分考慮學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,缺乏層次性。在實(shí)驗(yàn)課里教師講的內(nèi)容理論性較強(qiáng),與實(shí)際聯(lián)系太少。比如,在進(jìn)行地理信息系統(tǒng)課程有關(guān)“緩沖區(qū)分析”的實(shí)驗(yàn)中,主要講了軟件中哪個(gè)菜單哪個(gè)命令來完成緩沖區(qū)分析,為了實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn),沒有將緩沖區(qū)分析和實(shí)際生活結(jié)合起來,學(xué)生學(xué)了之后不知道在什么情況下去用。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新模式
2.1 培養(yǎng)目標(biāo)創(chuàng)新
在地方高校里,地理科學(xué)專業(yè)大多定位為師范類專業(yè),以培養(yǎng)合格的中學(xué)地理老師為主要培養(yǎng)目標(biāo)。中學(xué)教育實(shí)習(xí)所占時(shí)間較長,大約4個(gè)月。一部分不愿當(dāng)老師的學(xué)生在教育實(shí)習(xí)中表現(xiàn)不積極,實(shí)習(xí)流于形式,甚至出現(xiàn)厭煩情緒。另外,中學(xué)對(duì)地理老師的需求有限,重視程度有限,即便有學(xué)生選擇了去中學(xué)當(dāng)?shù)乩砝蠋煟蜆I(yè)滿意度較低。鑒于此種情況,培養(yǎng)目標(biāo)需要重新定位,除了面向中學(xué)培養(yǎng)高素質(zhì)地理老師外,還要面向社會(huì)培養(yǎng)應(yīng)用型、服務(wù)型的地理人才,及面向科學(xué)研究培養(yǎng)地理科研人才。
2.2 “3+1”管理模式創(chuàng)新
在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)里,多為“1+1”即“任課老師+學(xué)生”的管理模式,老師講,學(xué)生聽;老師做,學(xué)生看,然后模仿,整個(gè)實(shí)習(xí)過程短而倉促,學(xué)生收獲不大。“3+1”的教學(xué)模式是指“工程師+老師+研究人員+學(xué)生”的模式。
基于不同的培養(yǎng)目標(biāo),打造多元化的管理模式。教育型人才的培養(yǎng)主要依靠雙導(dǎo)師制的方式,培養(yǎng)知行合一的“H”型教師。“H”型教師,即:既精通教育理論,又擅長教育實(shí)驗(yàn),同時(shí)又能使理論和實(shí)驗(yàn)互補(bǔ)共生,均衡發(fā)展的復(fù)合型教師。雙導(dǎo)師是指同時(shí)由校內(nèi)、校外各一名老師擔(dān)任學(xué)生的教育指導(dǎo)老師。校內(nèi)老師由教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的老師擔(dān)任,負(fù)責(zé)教育理論傳授及學(xué)術(shù)指導(dǎo)和職業(yè)規(guī)劃方面的工作。校外老師由優(yōu)秀的中學(xué)地理老師負(fù)責(zé)教育技能、教育實(shí)驗(yàn)及職業(yè)道德方面的培養(yǎng)。雙師制不失為一種培養(yǎng)優(yōu)秀中學(xué)地理教育人才的上策。
研究型人才的培養(yǎng)方式主要靠課題參與,讓學(xué)生參與到有科研項(xiàng)目的老師(特別是博士或教授)團(tuán)隊(duì)中,即“學(xué)生+科研導(dǎo)師”的模式,學(xué)生和導(dǎo)師之間實(shí)行雙向選擇,一旦選擇了對(duì)方,這種穩(wěn)定的學(xué)術(shù)型的師生關(guān)系可以長期固定下來,直到學(xué)生大學(xué)畢業(yè)。在地方高校里,博士或教授有的科研基礎(chǔ)和科研能力相對(duì)較強(qiáng),學(xué)校的科研項(xiàng)目大部分集中在這些人手中,這就為他們利用優(yōu)勢科研資源和科研平臺(tái)為本科生提供科研訓(xùn)練創(chuàng)造了機(jī)會(huì),吸收學(xué)生進(jìn)入科研課題也可以解決老師在數(shù)據(jù)收集、野外考察等環(huán)節(jié)人手不足這一普遍存在的問題。調(diào)查發(fā)現(xiàn),這種培養(yǎng)模式對(duì)打算考研的同學(xué)有較大吸引力,事實(shí)也證明在本科階段接受基礎(chǔ)科研訓(xùn)練可以讓學(xué)生更快地融入研究生階段的學(xué)習(xí),在考研錄取中這些學(xué)生也更受研究生導(dǎo)師的青睞。 另外,事實(shí)也證明,科研訓(xùn)練還可以為學(xué)生參加眾多比賽助一臂之力,比如“挑戰(zhàn)杯”大賽, GIS應(yīng)用大賽,甚至貌似與地理學(xué)相去甚遠(yuǎn)的電子商務(wù)大賽等,有科研基礎(chǔ)的本科生在這些大賽中更容易脫穎而出。
對(duì)于應(yīng)用型或服務(wù)型人才的培養(yǎng),可以結(jié)合所學(xué)課程,在課程實(shí)習(xí)中選擇與相關(guān)企業(yè)或事業(yè)單位相結(jié)合,由這些單位工作經(jīng)驗(yàn)豐富、業(yè)務(wù)技能精湛的工程師擔(dān)任實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師。如氣象與氣候?qū)W課程的實(shí)習(xí)可以去氣象局,讓學(xué)生將課堂上所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到氣象預(yù)報(bào)的實(shí)踐中;城市規(guī)劃課程的實(shí)習(xí)可以去城市規(guī)劃研究院或城建局,讓學(xué)生跟著規(guī)劃設(shè)計(jì)師們參與到城市規(guī)劃的諸多環(huán)節(jié)。諸如此類的實(shí)習(xí)既可以讓課堂上抽象的、枯燥的、死板的理論知識(shí)變得更加具體化、形象化、靈活化,又可以讓學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。在實(shí)習(xí)中由于學(xué)生所做的事情都直接服務(wù)于社會(huì),這會(huì)讓他們覺得自己做的事情很有意義,課堂上所學(xué)的知識(shí)很有用,進(jìn)而增強(qiáng)他們的自我認(rèn)同感和社會(huì)責(zé)任感。反過來,會(huì)增強(qiáng)他們?cè)谡n堂上學(xué)習(xí)的動(dòng)力和進(jìn)一步明晰學(xué)習(xí)的方向,進(jìn)而形成學(xué)習(xí)上的良性循環(huán)?!肮こ處?學(xué)生”的管理模式可以避免書本知識(shí)與社會(huì)需求的脫節(jié),使學(xué)生在上學(xué)期間即可親身感受真正的工作環(huán)境,熟悉業(yè)務(wù)流程,投身到為社會(huì)服務(wù)的實(shí)踐中,這樣學(xué)生一畢業(yè)就成為身經(jīng)百戰(zhàn)的“成品”,必將受到用人單位的歡迎。
以上三種管理模式都要求室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與野外考察相結(jié)合、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、課程實(shí)驗(yàn)與行業(yè)實(shí)踐相結(jié)合。③
2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容創(chuàng)新
根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的難易程度及所涵蓋的知識(shí)基礎(chǔ),將實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)層次:基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。④
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)一般為教材里所要求的實(shí)驗(yàn),伴隨著課堂教學(xué)進(jìn)行,多為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)技能、熟悉實(shí)驗(yàn)流程和儀器的使用,要求學(xué)生掌握基本地學(xué)原理?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)分為一般基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),一般基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為所有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之基礎(chǔ),主要包括大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的主要是讓學(xué)生掌握化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律、儀器分析方法、溶液的四大平衡及其分析方法等;計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)主要讓學(xué)生掌握一門計(jì)算機(jī)編程語言,為以后建立模型做深入分析提供技術(shù)基礎(chǔ)。專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要指專業(yè)基礎(chǔ)課所對(duì)應(yīng)的相對(duì)獨(dú)立的基本實(shí)驗(yàn)。其中自然地理方向的專業(yè)基礎(chǔ)課主要包括:地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、地球概論、水文學(xué)、植物地理學(xué)、土壤學(xué)、地貌學(xué)、氣象學(xué)與氣候?qū)W等;專業(yè)技術(shù)課程包括GIS、遙感概論和地圖學(xué);人文、經(jīng)濟(jì)地理方向的課程主要指人文地理學(xué)和經(jīng)濟(jì)地理學(xué)。
綜合型實(shí)驗(yàn)是指將多學(xué)科知識(shí)有機(jī)組合在一起,運(yùn)用多種技術(shù)、方法手段來解決某一綜合型的實(shí)際問題,其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包含多種相互聯(lián)系的地理元素。⑤綜合型實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生宏觀地理思維能力,及綜合運(yùn)用地理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。比如對(duì)區(qū)域旅游資源的評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)內(nèi)容需要用到自然地理、經(jīng)濟(jì)地理、人文地理方面的多種知識(shí),而評(píng)價(jià)方法和手段又需要借助地理信息系統(tǒng)和遙感。綜合型實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的課程包括:區(qū)域分析與規(guī)劃、區(qū)域調(diào)查方法、旅游開發(fā)與規(guī)劃、土地利用規(guī)劃等(規(guī)劃類);現(xiàn)代教育技術(shù)、地理教學(xué)論、班級(jí)管理等(教育教學(xué)類)。
創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和研究能力,使學(xué)生在已有的知識(shí)儲(chǔ)備基礎(chǔ)之上能在技術(shù)手段上有所創(chuàng)新或在方法上創(chuàng)新或者有新的發(fā)現(xiàn),甚至在理論上有所創(chuàng)新。該類實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生思維的廣度、深度及靈活性方面要求較高。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)來源較廣,包括教師的科研項(xiàng)目、學(xué)生畢業(yè)論文、學(xué)生的科研立項(xiàng)、“挑戰(zhàn)杯”大賽、GIS大賽、創(chuàng)業(yè)大賽、服務(wù)地方等。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)往往設(shè)計(jì)學(xué)科較多,社會(huì)響應(yīng)面較廣,學(xué)術(shù)或應(yīng)用價(jià)值較大,備受學(xué)生歡迎,因此對(duì)指導(dǎo)老師的要求也較高。必要時(shí),學(xué)??筛鶕?jù)自身師資力量、地方需求規(guī)模、地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策等,聯(lián)合社會(huì)力量,采取“學(xué)校+企業(yè)”或“學(xué)校+農(nóng)戶”的方式共同完成此類實(shí)驗(yàn),以期達(dá)到良好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。如:經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合發(fā)展機(jī)制研究、土地利用變化的水環(huán)境響應(yīng)模擬。
以上三種實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中都要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)熱情,在實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中、實(shí)驗(yàn)后都要讓學(xué)生發(fā)揮自己的能動(dòng)作用,以“學(xué)生為中心”開展豐富多彩的實(shí)驗(yàn)活動(dòng),促進(jìn)學(xué)生能力的發(fā)展。
3 結(jié)語
地理科學(xué)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)、社會(huì)覆蓋面較廣的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高學(xué)生技能的重要途徑。目前是地方本科院校向應(yīng)用技能型大學(xué)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期,而實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新是轉(zhuǎn)型成功的決定性因素之一,地理科學(xué)的綜合性特點(diǎn)要求在人才培養(yǎng)方面必須聯(lián)系社會(huì)發(fā)展的實(shí)際,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理方式和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)新,只有這樣才能培養(yǎng)出適合社會(huì)發(fā)展需求的新型地理人才,才能提高學(xué)生的就業(yè)滿意度。反過來,才會(huì)有更多人自愿投入到地理科學(xué)事業(yè)的發(fā)展中。
(下轉(zhuǎn)第221頁)(上接第187頁)
基金項(xiàng)目:2014年度河南省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“新建地方本科院校地理科學(xué)類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系改革研究”;2013年度平頂山學(xué)院教學(xué)改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目“新建地方本科院校實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建與實(shí)踐改革研究――以地理科學(xué)類專業(yè)為例”(2013JYZD07])
注釋
① 蔡運(yùn)龍.地理學(xué)人才結(jié)構(gòu)與課程體系[J].中國大學(xué)教學(xué),2007.9:19-20.
② 李旭,李守中,楊玉盛.高校地理實(shí)踐教學(xué)改革驅(qū)動(dòng)因素及其趨向探析[J].中國大學(xué)教學(xué),2008.9:75-77.
③ 張紅日,明艷芳.自然地理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2008.27(9):119-143.
在對(duì)學(xué)生成績總體評(píng)價(jià)方面,單位或企業(yè)都很看重學(xué)生的在校成績,希望學(xué)生成績?cè)诹己靡陨系膯挝徽?2.0%。在學(xué)生獲得各類證書方面,希望學(xué)生外語成績通過四六級(jí)考試的比例為72.0%,但有些單位不要求學(xué)生通過等級(jí)考試,這樣的單位有軟件公司和從事純測繪的單位。希望學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言能力的單位占96.0%,但在計(jì)算機(jī)等級(jí)考試方面,希望學(xué)生過二、三級(jí)考試的單位占64.0%,也有28.0%的單位不需要學(xué)生過計(jì)算機(jī)等級(jí)考試,這樣的單位往往是行業(yè)管理單位或規(guī)模較小的單位??紤]學(xué)生是否具有“全國GIS應(yīng)用水平考試證書”的單位不多,選擇可有可無的單位占80.0%,選擇需要的只占12.0%,“全國地理信息系統(tǒng)應(yīng)用水平考試證書”考試是由地理信息系統(tǒng)軟件及其應(yīng)用教育部工程研究中心組織的。目前除高校外,對(duì)大多數(shù)企業(yè)來講不是很了解,有待進(jìn)一步加強(qiáng)宣傳力度,當(dāng)其納入到政府行為的全國職業(yè)資格考試范疇時(shí)才會(huì)引起學(xué)生和用人單位的重視。在行業(yè)內(nèi)地理信息系統(tǒng)軟件使用方面,有84.0%的單位要求學(xué)生熟練掌握地理信息系統(tǒng)軟件使用,說明單位看重學(xué)生的對(duì)行業(yè)內(nèi)地理信息系統(tǒng)軟件的實(shí)際動(dòng)手能力。在地理信息工程應(yīng)用方面,希望學(xué)生在校期間參加過工程應(yīng)用項(xiàng)目經(jīng)歷的比例達(dá)84.0%,且92.0%的單位希望學(xué)生掌握了數(shù)據(jù)整理與建庫技術(shù)。在地理信息系統(tǒng)軟件開發(fā)方面,要求學(xué)生基本掌握或熟練掌握地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)技術(shù)的比例達(dá)96.0%,要求熟練掌握的主要是地理信息系統(tǒng)軟件公司和信息中心等單位達(dá)48.0%。由于調(diào)查的是測繪地理信息行業(yè),有68.0%的單位希望學(xué)生具有從事外業(yè)測繪工作的經(jīng)歷和能力,不要求學(xué)生具備外業(yè)測繪能力的單位多數(shù)是軟件公司和信息中心。除外業(yè)測繪能力外,有96.0%的單位強(qiáng)調(diào)學(xué)生具有攝影測量與遙感方面的知識(shí),因?yàn)槠髽I(yè)都知道攝影測量與遙感技術(shù)是未來空間信息獲取的主要手段,此項(xiàng)知識(shí)的掌握有助于單位未來業(yè)務(wù)拓展。自學(xué)能力是一個(gè)人從事終生學(xué)習(xí)的基本要求,幾乎所有的單位都希望學(xué)生具有自學(xué)能力,有72.0%特別強(qiáng)調(diào)很需要,說明一個(gè)單位的發(fā)展離不開員工的知識(shí)更新。希望學(xué)生具有科學(xué)研究潛力的單位占80.0%,只有20%的單位不強(qiáng)調(diào)這一要求,其中私有企業(yè)幾乎都要求學(xué)生具有科學(xué)研究的潛力,表明企業(yè)要發(fā)展,必須要求員工具有科學(xué)研究潛力來保證。多數(shù)企業(yè)注重學(xué)生在校期間參加各類競賽活動(dòng)并獲獎(jiǎng),有60.0%單位表示會(huì)優(yōu)先考慮錄用獲得過各類競賽獎(jiǎng)的學(xué)生,只有16.0%單位不會(huì)考慮。至于學(xué)生在校期間是否獲得獎(jiǎng)學(xué)金,有60.0%的單位明確表示不考慮,表明單位注重學(xué)生實(shí)際能力的因素大于課堂考試成績因素。在團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神方面,有96.0%的單位強(qiáng)調(diào)學(xué)生這一素質(zhì),因此大學(xué)期間如何培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神是今后學(xué)校應(yīng)該關(guān)注的問題。就學(xué)生的交際能力方面,84.0%的單位表示學(xué)生應(yīng)該具備較強(qiáng)的交際能力。在學(xué)生業(yè)余愛好方面,強(qiáng)調(diào)學(xué)生具有體育、藝術(shù)愛好的單位比例分別是48.0%和36.0%,也有20.0%的單位不對(duì)學(xué)生業(yè)余愛好提出要求。在學(xué)生生源的地域方面,有76.0%的單位不考慮學(xué)生的地域要求,希望學(xué)生來自農(nóng)村或周邊省份的單位所占比例均為16.0%單位,這樣的單位是基礎(chǔ)測繪單位,希望學(xué)生能吃苦、穩(wěn)定。在性別方面,有72.0%的單位不考慮學(xué)生的性別,有28.0%的單位希望是男生。這是由于GIS專業(yè)性質(zhì)所決定,GIS專業(yè)人員大多在室內(nèi)工作,男女生沒有什么太大的區(qū)別。而希望招收男生的主要是從事測繪與地理信息生產(chǎn)任務(wù)的單位。
2地理信息科學(xué)專業(yè)本科學(xué)生能力結(jié)構(gòu)體系
2.1學(xué)生能力結(jié)構(gòu)體系
人的能力是在人的生理素質(zhì)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過教育和培養(yǎng),并在實(shí)踐過程中吸取前人的智慧和經(jīng)驗(yàn)而形成和發(fā)展起來的。能力=知識(shí)+科學(xué)方式+技能[6,7]。地理信息科學(xué)是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測繪科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)以及管理科學(xué)等學(xué)科為一體的交叉學(xué)科,這就要求GIS專業(yè)的學(xué)生不僅要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),還應(yīng)該具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和軟件開發(fā)能力,同時(shí)自主學(xué)習(xí)能力是學(xué)生適應(yīng)未來學(xué)科發(fā)展和拓展應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)[8]。具體來講,對(duì)一個(gè)GIS本科生的基本要求是:起碼要熟練掌握一門計(jì)算機(jī)語言,能夠開發(fā)簡單的GIS應(yīng)用模塊,能夠掌握二種以上的常見地理信息系統(tǒng)軟件,并至少具有一種二次開發(fā)的能力,盡最大可能讓學(xué)生參與相關(guān)的科學(xué)研究與實(shí)用地理信息工程項(xiàng)目的開發(fā)[9]。由此可見,GIS專業(yè)學(xué)生能力除一般大學(xué)生所具備的能力和素質(zhì)之外,更要突顯以下七個(gè)方面的能力:專業(yè)基礎(chǔ)理論與前沿技術(shù)、地理信息系統(tǒng)軟件使用與數(shù)據(jù)采集處理能力、空間數(shù)據(jù)建模與分析能力、地理信息工程建設(shè)能力、地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)設(shè)計(jì)能力、自主學(xué)習(xí)能力以及GIS科研與創(chuàng)新能力等。基于上述分析,我們可以構(gòu)建地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生能力結(jié)構(gòu)體系,通過專家打分后采用改進(jìn)的層次分析法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)得到各結(jié)構(gòu)項(xiàng)的權(quán)重[10-12],如表2所示。在該能力結(jié)構(gòu)體系中,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的基礎(chǔ)理論、兼顧學(xué)生的基本技能,同時(shí)也突出了地理信息系統(tǒng)工程應(yīng)用的特點(diǎn)和創(chuàng)新能力。權(quán)重的高低并不代表知識(shí)重要程度,因?yàn)楸碇械?個(gè)方面的知識(shí)和能力是地理信息科學(xué)專業(yè)所必須具備的,它是指各知識(shí)結(jié)構(gòu)在整個(gè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中的比例,可以成為地理信息科學(xué)專業(yè)課程體系設(shè)置的基礎(chǔ)。
2.2能力結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用
東華理工大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)從1999年開設(shè),專業(yè)教師一直在探索該專業(yè)學(xué)生能力體系結(jié)構(gòu),并根據(jù)能力結(jié)構(gòu)體系制訂和修訂教學(xué)計(jì)劃。東華理工大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)是依托測繪學(xué)科開設(shè)的,所以東華理工大學(xué)的特色在于突出空間信息的獲取與表達(dá)、地理信息工程開發(fā)與建設(shè)兩個(gè)方面。對(duì)此,東華理工大學(xué)加強(qiáng)了測繪類和計(jì)算機(jī)類課程的理論與實(shí)踐性教學(xué)的比重,體現(xiàn)理論與實(shí)踐性課程“四年不斷線”的教學(xué)計(jì)劃設(shè)計(jì)思路。例如,測繪類課程開設(shè)了地圖學(xué)、測量學(xué)、測量平差基礎(chǔ)、攝影測量學(xué)、GPS測量原理、遙感原理等課程;計(jì)算機(jī)類課程開設(shè)了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、C語言、高級(jí)程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫原理與地圖數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)地圖制圖、GIS二次開發(fā)等課程;實(shí)踐性課程有數(shù)字化測圖軟件(測量學(xué))、GIS軟件及應(yīng)用、遙感軟件及應(yīng)用,GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)、專業(yè)綜合實(shí)習(xí)、生產(chǎn)(畢業(yè))實(shí)習(xí)。這樣保證了學(xué)生從大一到大四每年都能在測繪類、計(jì)算機(jī)類、實(shí)踐類三方面都有相應(yīng)的理論課程或?qū)嵺`性教學(xué)環(huán)節(jié),對(duì)鞏固學(xué)生的理論知識(shí)與實(shí)踐能力、對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)起到了很好的推動(dòng)作用。此外,東華理工大學(xué)還注重為學(xué)生提供科技創(chuàng)新與動(dòng)手能力的機(jī)會(huì),例如實(shí)行本科生導(dǎo)師制、鼓勵(lì)學(xué)生參加老師生產(chǎn)型或研究型課題、引導(dǎo)學(xué)生參加各類科技創(chuàng)新與競賽活動(dòng)等。實(shí)踐表明,通過教學(xué)計(jì)劃的調(diào)準(zhǔn),學(xué)生能力有穩(wěn)步提高的趨勢。例如,東華理工大學(xué)2013屆地理信息科學(xué)專業(yè)有一個(gè)本科生就成功地在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下研發(fā)了一個(gè)“基于GIS的高校餐飲物流配送管理信息系統(tǒng)”,并應(yīng)聘到上海誠信所從事軟件開發(fā)工作,這與平時(shí)東華理工大學(xué)加強(qiáng)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)與能力培養(yǎng)是分不開的。
3結(jié)束語
近年來,環(huán)境信息科學(xué)(EnvironmentalInformationS。iences,或EnvironmentalInformaties,或Enviromatics)作為一門新興的交叉學(xué)科得到了快速的發(fā)展,早期單一的工程方向“環(huán)境信息化”正在發(fā)展成為一門多學(xué)科理論交叉、多技術(shù)手段集成的新興學(xué)科領(lǐng)域〔。國際環(huán)境信息科學(xué)學(xué)會(huì)(InternationalSocietyfo;EnvironmentalInformationSeienees,ISEIS)作為這一領(lǐng)域的學(xué)術(shù)組織,致力于發(fā)展信息技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用,提供環(huán)境信息系統(tǒng)研究領(lǐng)域的多學(xué)科交叉,以促進(jìn)環(huán)境信息系統(tǒng)研究領(lǐng)域的國際交流。國內(nèi)在環(huán)境信息科學(xué)的一些主要論題包括環(huán)境信息系統(tǒng)、環(huán)境遙感、環(huán)境模型、環(huán)境可視化、環(huán)境信息處理等方面都開展了一些研究工作。20世紀(jì)90年代以來,環(huán)境信息化發(fā)展迅速,特別是從上至下的各級(jí)政府主管部門環(huán)境信息系統(tǒng)的建設(shè)極大地推動(dòng)了這一工作的進(jìn)展,環(huán)境地理信息系統(tǒng)則已成為實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息化的主要途徑。地理信息系統(tǒng)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用,正在從初期的信息管理、環(huán)境專題制圖發(fā)展到Gls與環(huán)境模型集成陳、3S技術(shù)集成的多媒體環(huán)境系統(tǒng)、基于Gls的環(huán)境污染擴(kuò)散模擬基于GIS的環(huán)境治理決策支持系統(tǒng)等。遙感技術(shù)在環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,一些主要領(lǐng)域包括大氣污染遙感、水環(huán)境遙感、固體廢棄物遙感監(jiān)測、城市熱島效應(yīng)與熱環(huán)境監(jiān)測、植被遙感、景觀格局遙感監(jiān)測、海洋環(huán)境監(jiān)測等。環(huán)境建模與模擬一直是環(huán)境工程研究的重要內(nèi)容,一方面,各種數(shù)學(xué)模型、物理模型、統(tǒng)計(jì)模型在環(huán)境信息科學(xué)中得到大量應(yīng)用,另一方面,基于環(huán)境過程機(jī)理的計(jì)算機(jī)模擬模型、元胞自動(dòng)機(jī)(CA)模型、智能體(Agent)模型等也在環(huán)境領(lǐng)域受到重視。數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)是從海量數(shù)據(jù)庫中挖掘和提取對(duì)決策分析有用的、先前未知的隱含模式和規(guī)則的過程,筆者在1999年即面向環(huán)境信息化與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展,試圖將二者結(jié)合,提出“環(huán)境數(shù)據(jù)庫中的知識(shí)發(fā)現(xiàn)”并進(jìn)行了初步研究??梢暬潜磉_(dá)和傳輸環(huán)境信息有效的形式,通過三維可視化、三維模擬實(shí)現(xiàn)環(huán)境現(xiàn)象、過程的真實(shí)感表達(dá),能夠更加逼真地傳輸環(huán)境信息。近年來,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的應(yīng)用中受到了研究人員的重視卿?!疤摂M地理環(huán)境”是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下地球科學(xué)研究的創(chuàng)新平臺(tái),依托這一平臺(tái),能夠進(jìn)行環(huán)境科學(xué)與工程相關(guān)的理論研究、技術(shù)開發(fā)、工程實(shí)踐、模擬決策等活動(dòng)。針對(duì)環(huán)境信息技術(shù)集成應(yīng)用的趨勢,聶慶華提出了“數(shù)字環(huán)境”的概念,數(shù)字環(huán)境是環(huán)境信息化的過程和結(jié)果,是三維顯示的數(shù)字虛擬環(huán)境,包括環(huán)境信息數(shù)字化、環(huán)境信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、環(huán)境分析模型化和環(huán)境空間決策的智能化、環(huán)境過程和管理可視化。盡管國內(nèi)目前在環(huán)境信息科學(xué)各個(gè)分支方向的研究非?;钴S,但缺乏整體性、系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)和探討。本文在分析環(huán)境信息科學(xué)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,基于環(huán)境信息流和信息分析處理構(gòu)建了環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu),并以煤礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測治理與管理為例,全面分析了環(huán)境信息科學(xué)理論、方法與技術(shù)的應(yīng)用,以期促進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究及其在構(gòu)建和諧社會(huì)、推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用。
2環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)及其在煤礦區(qū)的應(yīng)用
2.1環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)盡管環(huán)境信息科學(xué)的概念提出已有近20年的時(shí)間,但從目前國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀來看,對(duì)于環(huán)境信息科學(xué)的概念、學(xué)科體系還缺乏明顯的定義。已有的一些環(huán)境信息科學(xué)研究計(jì)劃中界定的范疇也不盡相同。因此,從促進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究的視角出發(fā),首先需要對(duì)環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行界定。HuangGH等川提出的環(huán)境信息科學(xué)的構(gòu)成要素及相互之間的關(guān)系,這是當(dāng)前引用較多的環(huán)境信息科學(xué)體系結(jié)構(gòu)。,環(huán)境信息科學(xué)是多學(xué)科集成的領(lǐng)域。傳感器綜合技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展使得大尺度地面采樣技術(shù)成為可能,處理不同特征、尺度和復(fù)雜性問題的模型綜合成為新的挑戰(zhàn),包括不同模擬、優(yōu)化、評(píng)價(jià)模型以及相關(guān)信息技術(shù)與平臺(tái)的合并,不同技術(shù)輸人與輸出之間的聯(lián)接,社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子的量化,以及大尺度集成模型的解算策略。在此基礎(chǔ)上,HuangGH等提出基于環(huán)境信息科學(xué)研究的環(huán)境決策支持系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),USGS的研究報(bào)告’)中,將環(huán)境信息科學(xué)定義為:環(huán)境信息科學(xué)是為加強(qiáng)對(duì)不同復(fù)雜程度的環(huán)境現(xiàn)象的理解,并提出新的認(rèn)識(shí)的,集成物理、生物學(xué)、計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)的多學(xué)科方法的研發(fā)、試驗(yàn)和應(yīng)用的學(xué)科。不同定義都強(qiáng)調(diào)環(huán)境信息科學(xué)的多學(xué)科交叉、以信息技術(shù)為支持、解決復(fù)雜環(huán)境問題的特點(diǎn)。Huang等川的觀點(diǎn)顯然更強(qiáng)調(diào)以遙感、地理信息系統(tǒng)和GPS技術(shù)為基礎(chǔ)的空間信息技術(shù)與環(huán)境科學(xué)和工程的交叉,而USGS的定義則重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)、人工智能等在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用,特別是USGS在其未來環(huán)境信息科學(xué)發(fā)展規(guī)劃中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了計(jì)算智能等技術(shù)的應(yīng)用?;谝陨嫌^點(diǎn)以及國內(nèi)外研究的進(jìn)展,結(jié)合我們的研究實(shí)踐與認(rèn)識(shí),以環(huán)境信息流和環(huán)境信息處理分析為主線,可以構(gòu)建環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)環(huán)境信息科學(xué)的理論基礎(chǔ)來源于面向環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域需求的多學(xué)科理論交叉,技術(shù)支持在于面向環(huán)境信息流的多技術(shù)手段集成,最終通過不同學(xué)科領(lǐng)域方法模型的綜合,實(shí)現(xiàn)環(huán)境科學(xué)與工程各個(gè)階段、各個(gè)過程的目標(biāo)和任務(wù)。因此,需要從多學(xué)科理論交叉與多技術(shù)手段集成的角度推進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究。
2.2環(huán)境信息科學(xué)在煤礦區(qū)綜合應(yīng)用的研究從一定意義上來講,環(huán)境信息科學(xué)并不是一門獨(dú)立存在的新興學(xué)科,而是諸多學(xué)科的交叉和集成。不同學(xué)科在研究過程中,特別是遙感與地理信息系統(tǒng)應(yīng)用、資源環(huán)境規(guī)劃與城鄉(xiāng)管理、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域都從不同的角度開展著與環(huán)境信息科學(xué)密切相關(guān)的內(nèi)容,這些學(xué)科的研究成果是促進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。換言之,以前進(jìn)行的研究工作往往是從環(huán)境信息科學(xué)的開展的相關(guān)論題研究,其重點(diǎn)還在于不同學(xué)科方向,但已經(jīng)構(gòu)成了環(huán)境信息科學(xué)研究的基礎(chǔ)層。為了促進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)的研究,需要改變從外部到內(nèi)部的“包圍型”研究模式,努力推進(jìn)從核心到的“拓展型”發(fā)展模式,即從環(huán)境信息流出發(fā),組織和集成相關(guān)學(xué)科的研究,特別是在不同學(xué)科交叉鏈接的關(guān)鍵論題上開展深入研究,以便形成適應(yīng)環(huán)境信息科學(xué)體系與研究需求的理論方法體系和應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)。煤礦區(qū)作為1種以資源開采為驅(qū)動(dòng)力發(fā)展起來的特殊地理區(qū)域,由于煤炭資源開采(以下僅涉及地下開采礦區(qū))破壞上覆巖層原始應(yīng)力狀態(tài),導(dǎo)致地下水流失、地面塌陷,進(jìn)而引發(fā)土壤污染、水土流失,礦山排研形成的研石山壓占大量土地,堆積物導(dǎo)致嚴(yán)重大氣污染和土壤損害,甚至引發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害。因此,煤炭區(qū)是1種典型的由于礦山開采導(dǎo)致的景觀破壞、環(huán)境污染、生態(tài)退化的復(fù)雜區(qū)域,煤礦區(qū)的環(huán)境問題具有明顯的復(fù)雜性。目前,對(duì)于煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境主要的研究視角包括:(l)從煤礦開采損害角度出發(fā)研究開采沉陷與地表變形預(yù)計(jì)、監(jiān)測與治理;(2)從煤礦區(qū)土地資源管理角度出發(fā)研究煤礦區(qū)土地利用/覆蓋變化與生態(tài)響應(yīng);(3)從煤礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境角度出發(fā)研究礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防,(4)從煤礦區(qū)水資源環(huán)境角度出發(fā)研究礦井水害、水污染與水資源調(diào)控;(5)從景觀格局生態(tài)學(xué)角度出發(fā)研究煤礦區(qū)景觀格局;(6)從地理環(huán)境演變角度出發(fā)研究煤礦區(qū)地理環(huán)境演變與模擬;(7)從遙感與GIS應(yīng)用角度出發(fā)研究礦區(qū)資源環(huán)境遙感與信息系統(tǒng);(8)從大氣污染角度出發(fā)研究煤礦區(qū)大氣污染評(píng)價(jià)與控制;(9)從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度出發(fā)研究煤礦區(qū)環(huán)境經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià);(10)從管理學(xué)與可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)研究煤礦區(qū)環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理與可持續(xù)發(fā)展決策;等等。對(duì)以上不同視角的研究進(jìn)行綜合分析,可以看出多主題、多要素的時(shí)空環(huán)境信息是其中的關(guān)鍵,任何視角的研究都需要充分的信息和數(shù)據(jù)的支持、需要環(huán)境信息和背景信息的集成、需要計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)和分析工具的支持、需要環(huán)境知識(shí)和其它領(lǐng)域知識(shí)的交叉和集成。因此,從環(huán)境信息科學(xué)的角度出發(fā),可以集成現(xiàn)有的研究工作,充分應(yīng)用相關(guān)學(xué)科已有研究成果,通過成果整合與集成,在推進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究的同時(shí),也進(jìn)一步推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的研究。實(shí)現(xiàn)整合的關(guān)鍵在于不同研究視角之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)建、鏈接邊界選擇、信息傳輸反饋、系統(tǒng)相互作用。按照該研究框架,煤礦區(qū)環(huán)境信息科學(xué)的重點(diǎn)在于多學(xué)科研究的交叉點(diǎn),主要包括:(l)基于采礦環(huán)境影響機(jī)理的模型建立、參數(shù)獲取;(2)各種環(huán)境模型的建立、參數(shù)提取與模型驗(yàn)證(面向環(huán)境系統(tǒng)分析的環(huán)境評(píng)價(jià)、污染擴(kuò)散、環(huán)境演變模型和面向環(huán)境管理決策的規(guī)劃模型、優(yōu)化配置、動(dòng)態(tài)演變模型以及環(huán)境保護(hù)治理與生態(tài)重建方案設(shè)計(jì));(3)面向環(huán)境監(jiān)測的遙感信息源選擇與圖像處理、環(huán)境信息提取與分析,以及組織、集成與管理多種環(huán)境相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與建立;(4)環(huán)境信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)平臺(tái)下的模型解算與解釋、分析結(jié)果可視化與應(yīng)用;(5)集成信息、模型、數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)、知識(shí)的環(huán)境決策支持系統(tǒng)(專家系統(tǒng))構(gòu)建。(6)資源一環(huán)境一人類一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的信息流與信息應(yīng)用。
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