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地理信息科學導論范文1
[摘要] 在當今信息經濟時代,各種信息技術不斷整合應用。地理信息系統和電子商務的結合無論從各方面講都是切實可行的,而且是有價值的。將GIS技術引入到電子商務的開發應用平臺、物流管理和客戶關系管理中,將促進電子商務的發展。
[關鍵詞] 地理信息系統 電子商務 物流 客戶關系管理
一、引言
隨著Internet的不斷普及,電子商務的迅猛發展,世界已進入信息時代,發展信息產業、建設信息高速公路和培養信息建設人才已經成為重要的發展戰略。人們不僅需要利用互聯網快速檢索和交互使用各種社會經濟、商務信息, 同時越來越迫切需求將這些信息與地理信息有機地匹配和結合起來, 以獲得這些經濟信息的空間分布及其相互關系。
地理信息系統作為一種以采集、貯存、管理、分析和描述整個與地理分布有關數據的空間信息系統, 與人類生存、地區的發展和進步密切關聯, 在我國已受到愈來愈多的重視。
二、地理信息系統概述
地理信息系統(Geographic Information System ,GIS) 是以地理空間數據為基礎,按照地理特征的關聯,將多方面的數據以不同層次聯系起來,構成現實世界模型,并在此基礎上采用模型分析方法,提供多種動態的地理信息,為輔助決策而建立起來的計算機技術系統。
1.GIS的特點
GIS具有其他信息管理系統所不可比擬的優點,其最大的特點就是具備對空間數據的管理功能。具體來講包括如下幾個方面:
(1)共同管理空間數據和屬性數據:這是GIS最顯著的特點之一。GIS不僅具有管理屬性數據的功能,還能采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息,并且將屬性數據集成到空間數據之上,不僅直觀而且可實現兩者互相查詢。
(2)具備強大的空間分析能力:由于空間數據和屬性數據的集成以及地理空間模型方法的應用,使GIS具備空間分析、多要素綜合分析和動態預測等功能,能夠滿足地理研究和輔助決策。
(3)具有豐富的信息:GIS數據庫中不僅包含豐富的地理信息,還包含與地理信息有關的其它信息,如人口分布、環境污染、區域經濟情況、交通情況等。
2.我國GIS的發展
我國GIS的起步較晚,到20世紀70年代末才提出開展GIS研究。進入20世紀80年代后迅速發展,在理論探索、規范探討、實驗技術、軟件開發、系統建立、人才培養和區域性試驗等方面都取得了突破和進展。1994年4月,我國專門成立了“中國GIS協會”,此后又成立了“中國GIS技術應用協會”,加強了國內各種GIS學術交流,研制推出了Geostar、Citystar、MapGIS等具有自主版權的GIS軟件。
三、GIS在電子商務中的應用
電子商務是在Internet 開放的網絡環境下,基于瀏覽器/ 服務器應用方式,實現消費者的網上購物、企業之間的網上交易和在線電子支付的一種新型的商業運營模式?;ヂ摼W固有的特性既賦予了電子商務有別于傳統商務無法比擬的優點,隨著電子商務的應用和研究的深入,已經證明電子商務是必須以傳統商務為基礎,是不能脫離傳統商務獨立存在。
GIS雖然是地理學研究的成果,但它集地理學、計算機科學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學、信息科學和管理科學為一體,是多學科集成。這種集成使GIS能對各種信息進行加工、處理、融合和應用,為各種用戶提供信息服務和管理決策依據。特別是目前WebGIS的發展能更好地適應電子商務的網絡化需求。
1.在電子商務物流管理中的應用
電子商務離不開傳統物流,GIS使傳統流通企業在運作方式、技術、管理水平和經營理念上發生了根本性變化,使物流表現出許多新的特點,如信息化、自動化、網絡化、智能化、柔性化。將GIS引入到電子商務下的物流管理中,符合GIS和電子商務的特點,也符合物流業的發展。
(1) 交通路線的選擇。在電子商務的物流管理中,涉及到物質實體的空間轉移,運輸和倉儲站中成本的70%以上,因此交通運輸方式及路線的選擇問題直接影響物流成本的多少。這都屬于空間信息的管理,這正是GIS 數據管理的強項。
(2)機構設施地理位置的選擇。對于供應商、配送中心、分銷商和用戶而言,需求和供給這兩方面都存在著空間分布上的差異,此外供應商和分銷商其服務范圍和銷售市場范圍也具有一定的空間分布形式,因此物流設施的布局是電子商務下物流管理所必須面臨的問題,其合理程度直接影響利潤獲取的多少。
(3)車輛運輸動態管理。全球衛星定位系統(Global Position System ,GPS) 是20世紀產生的一項高科技系統。在物流領域,GPS能廣泛地應用于各個環節,如用于汽車的定位、跟蹤、調度,這樣能極大地避免物流的延遲和錯誤運輸的現象,貨主可以隨時對貨物進行全過程的跟蹤與定位管理。此外還能掌握空中交通以及鐵路運輸中有關貨物的動態信息,增強了供應鏈的透明度和控制能力,提高了整個物流系統的效益和客戶服務的水平。GIS能接收GPS數據,并將它們顯示在電子地圖上,這在很大程度上能幫助企業動態地進行物流管理。
2.數字城市――電子商務和運營平臺
數字城市的核心是地理空間信息科學,地理空間信息科學的技術體系中最基礎和基本的技術核心是“3S”技術及其集成。
數字城市是以空間信息為核心、以網絡為支撐的城市信息管理與服務體系。數字城市建設的任務就是利用現代高科技手段,充分采集、整合和挖掘城市各種空間信息資源,建立面向政府、企業、社區和公眾服務的信息平臺、信息應用系統等。地理信息系統平臺是數字城市建設的核心任務之一,它為城市發展和信息化建設提供統一的空間定位與基礎信息公共平臺,進而實現城市信息資源按照地理空間位置的整合和共享。
3.客戶關系管理中的應用
GIS作為一種空間信息輸入、處理、存儲、管理、分析和輸出的技術,其應用的核心在于空間現象、過程和規律的可視化分析,表面上GIS與客戶關系管理(CRM)不相關,但實際上,GIS 提供全方位的信息,歷史的、現在的、空間的、屬性的。通過這些可以獲得客戶資料以及與企業相關的綜合數據,如用戶的歷史購買力、購買行為、年齡構成、地理分布;所在區域的交通狀況、經濟發展程度、消費水平等。從而幫助企業做出企業和客戶的空間分布、物流、營銷等方面的決策。組件式GIS軟件,使GIS應用可視直接嵌入到CRM系統中,實現無縫集成;采用關系數據庫,將GIS數據于CRM數據統一存儲和管理。隨著Internet GIS 技術的發展,GIS在CRM中的應用更加廣闊。
四、結束語
地理信息系統與電子商務歷史上是獨立并分開發展的不同系統,但是在當今信息化、網絡化的時代,各種信息技術的整合是大勢所趨。無論從技術特征上、體系結構上、操作的可行性上來講,它們的結合都是切實可行的,而且是有價值的。將GIS技術引入到電子商務的物流管理、客戶關系管理,不僅開拓了GIS 的應用領域,同時也促進電子商務自身的發展。
參考文獻:
[1]張鐸:電子商務與物流[M].北京清華大學出版社,2000.1
地理信息科學導論范文2
【關鍵詞】GIS 虛擬GIS 多媒體GIS 三維GIS 地理教學
一、引言
21世紀,信息作為一種重要的社會資源和社會動力,已經對人們的生活產生了深遠的影響。作為信息技術重要組成部分的GIS技術,已經在社會各個領域發揮了重要的作用。其廣泛應用于社會生活的諸多部門,對傳統的地理教學也提出了挑戰。
對地理學科而言,學科的學習對象是地理環境、地理事物以及事物之間的規律,其具有時空范圍的廣泛性、多樣性、差異性、各要素間的聯系性、綜合性和可變性。學習對象的諸多特性和學習者的時空局限、認知極限之間不可避免地存在著矛盾。而教師僅憑一張嘴、一支筆、一幅掛圖的傳統教學方式已遠遠不能滿足需求。因此,在現代教學中,電化教學越來越受到重視,并以其直觀、形象、生動等優勢,最大程度的激發了學生的求知欲,誘發了學生的學習動機,調動了學生的學習積極性。GIS技術作為電教手段之一,目前已經滲透到電化教學的隊伍中,并開始發揮其重要的作用。著名的地圖與信息系統專家陳述彭院士曾指出:“定性描述是地理學的第一代語言,地圖是地理學的第二代語言,地理信息系統是地理學的第三代語言。”這充分體現了GIS技術在地理教學中的重要性與價值所在。
二、地理信息系統(GIS)簡介
GIS是一個用于管理、分析和顯示地理信息的系統。它通過采集、管理、處理、分析、顯示地理空間數據和屬性數據來表達地理信息。
1.從空間可視化的角度來看,GIS是一套智能地圖,用于顯示地表上要素及要素間關系。底層的地理信息可以各種視圖的方式進行表達,而這些表現方式可以被構建成“數據庫的窗口”,來支持查詢、分析和信息編輯。
2.從空間數據庫的角度看,GIS是一個包含了用于表達通用GIS數據模型(要素、柵格、拓撲、網絡等等)的數據集的空間數據庫。
三、GIS技術在地理教學中的應用
1.GIS在地理教學中的功能分析
第一,GIS的空間可視化特征,可以幫助學生培養空間想象能力、建立空間概念。第二,GIS技術將空間信息和屬性信息集成在一起的特點,使學生在了解地理事物的空間信息的同時掌握了其屬性信息。第三,GIS的數據關系特征可以提高學生的地理空間思維能力。GIS空間數據庫在存儲各地物空間信息的同時,還存儲了地物之間的空間關系,也就是我們常說的拓撲關系。通過這種拓撲關系,學生可以清晰的認識到地理事物之間的空間位置關系,從而培養其空間思維能力。
2.GIS在地理教學中的應用特點
第一,信息表現力強、數據更新速度快。GIS地圖一般都是矢量地圖,即節省空間,又能實現精確顯示。同時GIS地圖多是分層存儲,為人們的操作和使用帶來了極大的方便。另外數據庫的時時更新又促使了圖形信息的更新。第二, 空間性強,具有豐富的空間分析功能。學生通過對GIS相關軟件功能的認識,有助于學生認識地理空間分析的實用價值。第三,實踐性強,有助于學生綜合素質的培養。GIS在地理教學中還有一個重要的應用,就是專題地圖的繪制。通過這一過程,就可以培養學生的動手能力、創新能力以及審美情趣。這一過程即有助于學生能力的培養,又提高了學生學習的興趣。
3.GIS在地理教學中的應用方式
(1)地圖操作顯示應用
GIS的相關軟件提供了對地圖的放大、縮小、漫游和測距等基本操作功能。在地理教學過程中,可以根據教學內容的需要對地圖局部進行適時的縮放、漫游。尤其測距的功能對初中地理地圖一節的講述有很高的實用價值。
(2)查詢功能
GIS技術的查詢功能可以實現對各種方式的空間信息及其屬性信息的查詢檢索與統計。其中定點查詢,可以幫助學生在地圖上實現對地理事物的快速定位,使其對地理事物的直觀分布有深入的了解。在學生對地理事物的空間定位有了一定了解的同時,也可以幫助學生對地理事物相應的屬性信息進行查詢與統計。而比較查詢則可以快速實現對相應的指標進行比較,并把比較結果用圖表的形式顯示。
(3)繪圖功能
學生可以運用GIS軟件來完成專題圖的繪制。通過完成對各種空間對象的顯示方式、符號顏色和大小等的設置與管理,學生的動手能力及創新能力將得到鍛煉與提高。
四、多種類型GIS與地理教學的結合
1.多媒體GIS在地理教學中的應用
多媒體GIS是指將文字、聲音、動畫、圖像與GIS技術相結合,極大的增強了GIS的信息表現力。多媒體GIS與地理教學的結合,將在很大程度上提高教學質量與效率。
2.虛擬GIS在地理教學中的應用
虛擬GIS(VGIS)應用于地理教學,其最大的特點就是展現一些現實中無法再現的景象。例如,模擬高原、盆地等的形成過程、地球板塊的運動等等。VGIS采用了多媒體、動畫等方式展現教學內容,把軟件和虛擬現實集于一體,對輔助教學具有重要意義。
3.三維GIS在地理教學中的應用
三維GIS是在二維空間的基礎上,疊加水文、生態因素,并整合遙感影像等,最終形成三維可視化的模型。對空間對象的三維空間分析和操作是其特有的功能。例如,在講地形圖的判讀時就可以通過三維GIS來完成各種地形的三維視圖,并通過漫游功能讓學生從不同的角度來觀察地形特點。運用三維GIS來對客觀世界進行表達,其結果將更加真實。
五、結論
傳統的教學方式已經遠遠不能滿足現代教學需求,現代教學需要更多新興技術的加入。隨著GIS技術的不斷發展,越來越多的GIS技術將會應用于地理教學中,不斷豐富教學內容,活躍課堂氣氛、提高學生的學習興趣,使教學方式在傳統教學的基礎上得到徹底的改觀。但就目前實際的教學狀況來看,筆者認為,由于硬件條件、教師素質等多方面的因素,GIS技術在地理教學中的普遍應用,還需要長期的努力。另外,為了使多媒體GIS技術、虛擬GIS技術、三維GIS技術和地理教學更好的結合,我們還需要對其進行更加深入的研究,以使其更有助于地理教學的開展。
參考文獻:
[1]黃杏元,馬勁松,湯勤.地理信息系統概論[M].高等教育出版社.
[2]孫利平,徐曉寰,王子君.以地理教學為例談現代教育技術與課堂教學內容的整合[J].遼寧教育研究,2002.
[3]段玉山.信息技術輔助地理教學[M].高等教育出版社,2003.
地理信息科學導論范文3
關鍵詞:地理信息系統;GIS;空間數據庫;計算機應用;地理
中圖分類號:TP391 文獻標識碼:B 文章編號:1009-9166(2009)08(c)-0103-01
地理信息系統是60年代開始迅速發展起來的地理學研究技術,是一門介于信息科學、計算機科學、現代地理學、測繪遙感學、空間科學和管理科學為一體的新興學科。由于涉及面廣,不同行業給出的GIS定義也不同,在地學領域一般認為,GIS的核心是計算機科學,基本技術是數據庫地圖的可視化及空間的分析。可以這樣定義:它是在計算機軟、硬件支持下,以一定的格式采集、存儲、管理、分析、模擬、顯示和應用部分地球表面與空間和地理分布有關數據的計算機系統,是分析和處理海量地理數據的通用技術。從外部來看表現為計算機軟、硬件系統,其內涵是由計算機程序和地理數據組織而成的地理空間信息模型,是一個邏輯縮小的高度信息化的地理系統。GIS作為一種專門用于管理地理分布數據的計算機系統,具有強大的模擬現實功能。強大之處在于將空間信息的處理與屬性信息完美結合起來,可以快速地獲取所需要的信息,能以圖形或文字報告等形式表示處理的結果。地理空間數據是地理信息系統的血液。整個GIS都是圍繞空間數據的采集、加工、存儲、分析和表現展開的。從目前來說,數據采集特別是空間數據的采集是建立GIS的主要瓶頸。經驗表明,數據庫的建庫費用,在系統總投資中占較大的比重,通常是GIS硬件的5倍至10倍。可見空間數據在地理信息系統中的地位。
一、空間數據庫的特點:GIS空間數據庫與普通的數據庫在模型及功能上有很大的差別,總的來說,空間數據有以下特征??臻g特征:每一個空間對象具有空間坐標。除了通用數據庫管理系統或文件系統關鍵字索引和輔關鍵字索引以外,一般都需要建立空間索引。非結構化特征:空間數據不滿足結構化的要求。將一條記錄表達一個空間對象時,它的數據項有可能是變長的。例如,一條弧段的坐標,其長度將是不可預料的;此外,一個對象也可能包含另外的一個或多個對象。空間關系的特征:空間數據中記錄的拓撲信息表達了多種的空間關系。該種拓撲數據結構一方面既方便了空間數據的查詢和空間分析,另一方面也給空間數據的一致性和完整性維護增加了復雜性。海量數據特征:空間數據庫是海量數據。由于空間數據量大,需要在二維空間上劃分出塊或者圖幅,垂直方向上分層來組織。由于空間數據的如上幾個特征,當前通用的關系數據庫系統難以滿足要求。而大部分GIS軟件將采用混合管理的模式――即用文件系統來管理幾何圖形數據,用商用的關系數據庫管理屬性數據。但是存在的問題是,文件管理系統的功能較弱,特別在數據的安全性、以及一致性、完整性、并發控制、數據損壞后的恢復方面都缺乏基本的功能。所以GIS開發商一直在尋找商用數據庫管理系統來同時管理圖形和屬性數據。
二、空間數據庫分類:空間數據可分為矢量數據和柵格數據兩大類。矢量數據用點、線、面等來描述現實世界,表達地表信息,通過坐標值來定義,是數學的表達方式。柵格數據用一定的空間分解力來解析地表的信息,通過灰度、色調來定義。以前矢量數據以其數據結構嚴密,拓撲關系完善、數學分析方便、圖形輸出精美、數據記錄量小等諸多的優點而為廣大GIS用戶青睞,但隨著計算機硬件的發展,制約柵格數據的硬件問題得到解決。國民經濟的快速發展,對制圖周期和更新周期提出了更高的要求,矢量數據復雜的內容、漫長的采集期,不便快速更新的缺點反而越來越突出。現在柵格數據和矢量數據相互相成,互相轉化,使矢量圖的內容相對數字地形而言,內容大為減少,縮短了矢量數據生產和更新的周期。
三、空間數據庫的建立與應用:本文已經從概念上對空間數據庫進行了分析。為了進一步對它的應用有深入的了解,本文以一個空間數據庫的實例展開研究。GSI技術在國防、城市規劃、交通運輸、環境監測和保護等各方面都是得到了廣泛的應用的,本文以某區土地資源GIS的空間的應用為例。1.數據采集與處理。對某區96年l:1萬分幅土地利用現狀變更圖(清繪薄膜)進行掃描并進行幾何糾正;利用MPagiS平臺對分幅掃描圖進行點線數據分層采集。輸出分幅線劃圖,供外業進行線狀地物變更調查,將線狀地物及其屬性變更到2007年度。將變更的線狀地物補充到采集的點線數據文件中。進行圖幅誤差校正、投影變換、建立地圖庫、圖幅接邊處理、拓撲處理生成圖斑。然后輸出彩色分幅圖,供外業變更地類圖斑,將地類圖斑及其屬性變更到2007年度。將變更的地類圖斑及相關的點線地物補充到相應的點線區數據文件中,更新點線區數據文件。2.建立圖幅的索引。這是指這個地區的標準分幅土地利用現狀圖的表,記錄了每個圖幅的圖名、圖號、經度、緯度等信息,也是標準圖幅輸出的依據。3.建立系統的數據字典。數據字典設計是數據庫設計的重要內容,它描述了數據庫中的屬性字段的屬性與組成,規范數據庫的數據描述,減少數據冗余。其中包含有土地利用現狀分類(地類)字典、行政代碼字典、權屬性質字典等,它們都是按現行的各種技術規程和國家標準進行設計的。4.數據的入庫:數據入庫即建立土地利用數據庫工程的過程。引入數據字典、接圖表和管理文件。把轄區各層數據文件加入項目,再把圖面配置文件加入到項目。進行各項邏輯檢查、數據綜合處理以及輸出數據預處理等數據處理工作。對系統編輯、實時變更處理、數據匯總統計、圖件輸出、報表輸出、數據庫格式與國家格式的轉換等功能的運行。通過運行情況,可看出良好穩定,無差錯、死機現象。
四、總結與展望:由于GIS應用于地學領域目前尚處于探索和發展階段,加之在建立基于GIS的空間數據庫并不是很多,在數據庫的建立方面,還需進一步補充和完善,在確定多層區域的方法方面,有待更深入地探討和研究。
作者單位:中國地質大學信息工程學院
參考文獻:
[1]宋關福,鐘耳順,劉紀遠等.多源空間數據庫無縫集成研究[J].地理科學進展,2007,19(2)
地理信息科學導論范文4
關鍵詞:區域分析與規劃;教學內容;優化
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)47-0156-04
我校發展正在經歷兩次關鍵轉型,第一次自2004年學校升格為本科院校開始直到現在仍未結束,即由??葡虮究平逃霓D型;第二次則剛剛開始,即我國高等教育正在發生的革命性調整,其調整重點是將1999年大學擴招后“專升本”的600多所地方本科院校逐步轉型做現代職業教育,重點培養技術技能型人才。這兩次轉型已經并正在影響各院系的專業設置、培養方案制定和課程教學內容的調整。在與學校發展定位同步前提下,資源與環境科學學院基于原有專業基礎、地理學強應用性和教育部地理類專業調整三方面考慮,最終確定了重點發展地理科學、人文地理與城鄉規劃、自然地理與資源環境、地理信息科學4個本科專業的發展戰略,其中前三者已經招生,地理信息科學計劃2015年增設。相應的專業培養方案和開設課程的教學內容也正在調整之中,《區域分析與規劃》則是其中之一。
一、開設《區域分析與規劃》課程的必要性
《區域分析與規劃》的區域分析是指剖析不同區域內部的結構,包括不同要素之間的關系及其在整體之中的作用,區域之間的聯系,以及其間發展變化的制約關系;區域規劃是指根據國家經濟社會發展總的戰略方向和目標,對一定地區范圍內的社會經濟發展和建設進行總體部署(包括區際和區內)[1]。簡單講,《區域分析與規劃》是利用地理學相關理論,綜合、系統地分析不同類型和尺度區域的社會經濟發展條件,并在此基礎上對區域社會經濟發展進行科學規劃的課程。一方面,其充分體現了地理學所具有的綜合性和區域性特征,對提高學生的地理理論素養和綜合分析能力很有意義;另一方面,其制定的區域規劃是能夠有效指導國家和地方社會經濟發展實踐的,充分體現了地理學的應用性,對提高學生的動手實踐能力和職業技能作用很大。
開設《區域分析與規劃》課程的必要性和重要性長久以來得到了地理學和城市規劃學者們的一致認可。1977年恢復招生以來,中山大學和南京大學等院校經濟地理專業、同濟大學等建筑院校城市規劃專業相繼開設了《區域分析與規劃》課程。教育部新頒布了《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹(2012)》[2],將地理科學類原有的地理科學、資源環境與城鄉規劃管理、地理信息系統3個本科專業調整為了地理科學、人文地理與城鄉規劃、自然地理與資源環境、地理信息科學4個,相應的城市規劃專業名稱也改為了城鄉規劃。其為各個專業提供參考的三種核心課程示例方案中(見下頁表1),地理科學專業的核心課程實例三、自然地理與資源環境專業的核心課程實例二、人文地理與城鄉規劃的全部三種方案,以及城鄉規劃專業的核心課程示例二和三中,都涉及到了《區域分析與規劃》課程,雖名稱略有不同,但實質都是一樣的。
隨著資源與環境科學學院2005年開始招收地理科學專業本科學生,《區域分析與規劃》課程的開設也逐漸提上議事日程。特別是2008年資源環境與城鄉規劃管理專業本科開始招生,《區域分析與區域規劃》作為專業方向課程被列入了培養方案,其包括理論38個學時,課內實踐12個學時。緊接著,在2009級的地理科學專業培養方案中,《區域分析與規劃》作為專業方向課程被安排了42個學時。2013年,人文地理與城鄉規劃、自然地理與資源環境兩個專業開始招生,該課程也被列入了培養方案。至此,我院的3個本科專業都開設了《區域分析與規劃》課程,但由于本科總體學時的減少,以及試圖打通不同專業的相同課程,目前該課程統一開設32個學時,且都屬于專業模塊課程。
二、《區域分析與規劃》課程教材的選用
隨著各高校相繼開設《區域分析與規劃》課程,1989年和1991年西北大學陳宗興教授等先后編寫和翻譯了《經濟活動的空間分析》和《區域科學導論》,填補了國內區域分析研究與教學的空白。之后,中山大學魏清泉、同濟大學彭震偉等也先后出版了區域分析與規劃教材。1999年以后,國內陸續出版了多部關于區域分析與規劃的教材,影響最大的是崔功豪、魏清泉、陳宗興編著的《區域分析與區域規劃》。其是1996年教育部“高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計劃”研究內容之一,是面向21世紀課程教材和教育部理科地理學“九五”規劃教材,由南京大學、中山大學和西北大學合作編寫,并由高等教育出版社出版。此外,北京師范大學的吳殿廷等也相繼出版了面向本科生的《區域分析與規劃教程》,以及面向研究生的《區域分析與規劃高級教程》。
近年來國內采用的教材主要是崔功豪等的《區域分析與區域規劃(第2版)》、吳殿廷等的《區域分析與規劃教程》、同濟大學彭震偉的《區域研究與區域規劃》,最近又增加了楊培峰等的《區域研究與區域規劃》(見表2)。其中,前兩者由地理學家編寫且首要專業對象面向的是地理科學類專業學生,后兩者主要由城鄉規劃學者編寫且首要對象面向的是城鄉規劃專業學生,同時各高校也可根據自身的專業基礎和培養方向選擇最適合自己的教材。但在地理類專業中,大家普遍選擇的還是前兩者,特別是以《區域分析與區域規劃(第2版)》為主導。我院也一直選用《區域分析與區域規劃(第2版)》作為教材。
三、優化后的《區域分析與規劃》課程教學內容體系
由于《區域分析與區域規劃(第2版)》內容更為系統和全面,因此我們主要是在其基礎上討論我們的教學內容優化問題。教學內容的優化將本著以下原則:①在32學時前提下優化原則,即要求對原來的教學內容進行大幅精簡;②與其他相關課程教學內容不重復原則;③針對不同專業培養要求錯位教學原則;④與學生素質和能力相匹配原則,很多教學內容只講結果,不講數學公式和推導過程;⑤過于細化或者說與地理相距較遠的規劃不講原則;⑥充分借鑒其他教材精華原則。
具體優化措施如下(見表3):①“第十二章 區域產業規劃布局”和“第十三章 區域基礎設施規劃”屬于第五條原則涉及內容,其規劃很多是由專門的經濟、電力、交通等方面專家來參與完成,因此僅提供案例供學生課下參考與學習,不作為課堂講授內容。②《人文地理學》和《經濟地理學》課程涉及了很多經濟理論,因此與之重復的內容“第七章 區域產業結構與主導產業分析”和“第十章 區域經濟空間結構理論”不講。③《城市地理學》、城市規劃類課程涉及城鎮體系規劃內容,因此“第十四章 區域城鎮體系規劃”不講。④地理科學專業一方面課程中有《旅游地理學》、《環境規劃與管理》、《區域土地規劃》,因此與旅游規劃、環境規劃和土地規劃方面的內容不需要講;另一方面其主要是培養中學地理教師,不強調對規劃的實際操作能力,只需要了解規劃并具備解讀能力即可。⑤人文地理與城鄉規劃專業一方面課程中有《旅游規劃與設計》和《土地利用規劃》課程,相關內容不用講;另一方面其主要培養規劃設計類應用人才,因此至少應該安排1次模擬區域規劃訓練。⑥自然地理與資源環境專業一方面課程中設有《生態環境規劃》,“第十五章 區域生態環境規劃”不需要講;另一方面其更強調對生態環境評價與規劃人才的培養,對其他類型的規劃強調認知而非實際操作。⑦對各章中內容進行提煉、精簡、補充和完善,特別是先修課程中已涉及內容少講甚至是不講,同時注意將最新的發展動態、研究成果和規劃文本引入課堂。
經過上面的優化措施以后,《區域分析與區域規劃(第2版)》教材僅剩下了8章內容,即第一章 緒論、第二章 區域發展的資源環境基礎分析、第三章 區域發展的經濟社會背景分析、第四章 區域發展的技術支持分析、第五章 區域發展的整體評價、第六章 區域優勢與區域分工、第八章 區域規劃及其發展、第九章 區域發展戰略。在這8章內容中,實際缺少了區域規劃案例部分,即沒有專門的章節給學生展示具體的規劃樣貌,需要補充完整。優化以后的《區域分析與規劃》課程由9章內容構成,各章的名稱、學時和教學內容都進行了相應調整(見表4)。最終形成的教學體系由三部分構成,即區域分析部分,包括第一~四章,共14個學時;區域評價、分工和戰略部分,包括第五、六和七章,共10個學時;區域規劃部分,包括第九和第十章,共8個學時。
四、《區域分析與規劃》課程教學內容優化的保障措施
1.《區域分析與規劃》主講教師加強交流。我院的《區域分析與規劃》課程由孫中偉和王佳兩位教師主講,其中前者負責地理科學專業,后者負責資源環境與城鄉規劃管理專業。由于該課程都安排在了三年級下半學期即第六學期開設,而我院的人文地理與城鄉規劃、自然地理與資源環境兩個專業2013年才開始招生,因此目前還只在地理科學、資源環境與城鄉規劃管理專業開設。兩位主講教師應該繼續加強交流和研討,以便進一步對該課程教學內容進行優化,并有效保證教學效果。
2.與其他相關課程主講教師加強交流。《區域分析與區域規劃(第2版)》教材編寫的一個重要特征是內容非常系統與完整,這既是其優點,也是教學中要特別注意之處。由于各院校即使是同一專業先期開設課程門類及課程教學內容的不同,導致學生在學習該課程之前所具有的地理理論基礎和整體地理素養存在很大差異,而該教材的許多內容是和其他如人文地理學、經濟地理學、城市地理學、城市規劃、生態環境規劃、土地利用規劃、旅游規劃等課程重復的,因此就需要和相關課程主講教師加強交流,盡可能地將教學內容錯開,同時又需要形成良好的互補關系。
3.認真聽取學習過該課程學生的意見。由于不同專業、不同年級學生的專業基礎和素質存在較大差異,同時教學又是以提高學生的地理素養、專業技能和就業能力為目的的,因此在課程的教學過程中和結束后,應認真聽取學生對教學內容、教學進度、講授方法、考試形式等的意見,并在科學分析基礎上吸收其合理成分并加以改正。
4.適當調整該課程原有的教學方法?!秴^域分析與規劃》課程原有的教學方法以教師講授為主,其優點是可以充分發揮教師在該領域的知識儲備優勢,將盡可能多的知識和經驗傳授給學生,也有效保證了教學內容的系統性和完整性;其缺點是學生的能動性較差,教學效果打了一定折扣。今后將在教學方法中適當增加學生討論和實踐環節,特別是對于人文地理與城鄉規劃專業學生。同時,考慮到學時減少的情況,相關環節需要增加學生課外準備與工作的時間,課堂之上以學生匯報和講評為主。
5.有效保證教學內容調整的動態性?!秴^域分析與規劃》課程的教學內容將會一直保持其動態性。因為其會受到不同專業培養方案的調整特別是課程設置和學時變化,教材的改動,最新研究和規劃成果出現,教學效果以及教師認知等諸多因素的影響,所以需要在提高教學效果特別是學生區域分析與規劃素養的目標下每年進行一定程度的優化。
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地理信息科學導論范文5
關鍵詞:遙感 實驗室建設 本科 思考 實踐
中圖分類號:G6 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)09(c)-0133-04
Reflection and Practice on Constructing the Laboratory for Undergraduate Education of Remote Sensing
ZHOU Ji LI Shihua ZHANG Xu
(School of Resources and Environment, Center for Information Geoscience, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu Sichuan,611731, China)
Abstract: Laboratory is an extremely important platform for undergraduate education of remote sensing. Because of the characteristics of remote sensing, both theories teaching and applications are required by a laboratory for undergraduate education of remote sensing. By selecting the laboratory for environmental remote sensing as a case, this paper describes the principles for constructing this laboratory and the detailed designed experiments. Furthermore, results for this laboratory are presented from four aspects, including the teaching of undergraduate courses, innovative training for undergraduate students, works on the bachelor theses, and the newly designed experiments by teachers. With the shared reflections and practices on this laboratory, lessons can be learned by other universities.
Key words: Remote sensing; Laboratory construction; Undergraduate education; Teflection; Practice
b感技術是空間信息技術的重要組成部分之一,目前各國都把發展遙感技術作為搶占未來科技制高點的國家戰略。隨著衛星及其應用產業納入國家戰略性新興產業體系,以及高分辨率對地觀測系統等國家重大專項的持續推進和新的應用領域不斷興起,遙感信息產業未來將保持高速增長[1]。目前,遙感技術已被廣泛應用于防災減災、資源探測、環境、國土、農林業和水利等眾多行業,并在相關領域取得了重要成果。
遙感實驗是獲取實測數據、強化方法應用、實踐遙感理論、發展遙感技術的重要基礎手段,對于大學本科期間相關遙感課程的學習具有舉足輕重的作用。遙感本科實驗室主要面向地理信息科學、遙感科學與技術、空間信息與數字技術及相關本科專業的遙感基礎理論實踐和遙感應用分析等的專業人才培養。該類實驗室強調理論與實際應用相結合,通過開展遙感圖像判讀、數據采集、分析和應用等,增強學生對遙感知識的專業理論實踐理解和應用分析能力,為測繪、國土、資源、環境、農林業、水利、減災及氣象氣候等行業提供高技術專業人才[2-5]。該文以電子科技大學面向空間信息與數字技術、環境工程等專業本科教學建設的環境遙感本科實驗室為例,介紹對該實驗室建設的思考和實踐成效,以期為國內相關高校的遙感本科實驗室建設提供參考。
1 建設背景
電子科技大學資源與環境學院于2012年1月成立。學院成立初期有空間信息與數字技術、環境工程(按環境信息技術方向培養)兩個本科專業,2015年新增地球信息科學與技術專業。為滿足空間信息與數字技術等專業的教學,在學校的大力支持下,學院于2013年啟動“環境遙感實驗室”“地理空間信息工程實驗室”和“環境工程實驗室”的規劃與建設工作。其中,環境遙感實驗室主要依托于學院在遙感方向的專業人才隊伍。
2 建設思路與規劃
2.1 建設目標與總體思路
環境遙感實驗室定位為學院遙感本科教學的理論與應用中心和實現培養空間信息與數字技術、環境工程實用型專業人才戰略目標的重要支撐。實驗室建設目標為較為先進的環境遙感教學實驗平臺、配置較為齊全的實驗儀器,滿足空間信息與數字技術、環境工程等專業的教學實驗,直接支撐本科課程《空間信息導論》《遙感原理》《資源環境遙感》《數字圖像處理》和《遙感綜合實驗》等的開展,使得學生在環境遙感實驗室開設的實驗項目中得到充分的實踐鍛煉。同時,實驗室還將服務于本科畢業設計和創新訓練項目,增強學生理論聯系實際和實踐動手能力。除該學院的相關專業外,實驗室還將為本校電子工程、通信和航空航天等空間信息應用專業提供環境遙感實驗平臺。
根據學校本科實驗室建設的總體規劃,環境遙感實驗室主要分2013年3―12月、2013年9―12月兩期建設。綜合考慮遙感類課程教學的需要、學校的電子通信學科背景和特色以及學校的經費投入,實驗室第一期建設的指導方針為“涵蓋基礎理論、涉及重點領域、滿足信息處理”,第二期建設的指導方針為“補充基礎理論、增加重點領域、支撐信息處理”。其中,本科階段遙感類課程涉及的主要基礎理論知識點是地物反射、發射輻射理論,應用領域知識點則包括遙感在植被、土壤、大氣、水環境等的應用,遙感信息處理知識點包括影像顯示、預處理、增強和分類等。圖1為環境遙感實驗室的總體建設思路。
2.2 實驗設計
環境遙感實驗室建設之前,空間信息與數字技術、環境工程的本科教學中,與遙感緊密相關的課程實驗僅有“土地利用遙感調查”。該實驗依托于《遙感原理》,共10學時。為加強對學生實踐能力的培養,在本實驗室第一期建設中,共設計了6個實驗,分別如下。
實驗1:遙感圖像處理與專題信息提取。主要內容:遙感圖像處理軟件的使用方法、遙感圖像判讀與土地利用現狀調查方法等。共28學時。依托于《數字圖像處理》和《空間信息導論》。
實驗2:地物反射光譜采集與處理。主要內容:典型地物的光譜測量方法及其反射光譜特征分析。共8學時。依托于《遙感綜合實驗》。
實驗3:地物輻射參數采集與處理。主要內容:典型地物紅外輻射特征測量方法、相關熱輻射儀器的定標方法等。共8學時。依托于《遙感綜合實驗》。
實驗4:植被參數遙感采集與處理。主要內容:植被參數野外測量、植被參數的遙感建模及分析方法等。共8學時。依托于《遙感原理》和《資源環境遙感》。
實驗5:土壤環境參數采集與處理。主要內容:土壤環境參數的采集與分析方法、土壤含水量的測定方法、土壤各層真實溫度的采集方法等。共6學時。依托于《遙感綜合實驗》。
實驗6:大氣環境參數采集與處理。主要內容:近地面大氣環境參數、氣象因子觀測方法。共6學時。依托于《遙感綜合實驗》。
第二期建設中,共設計了兩個實驗,分別如下。
實驗1:水環境參數采集與處理。主要內容:水質采集測量方法、水質參數遙感建模及分析方法等。共16學時。依托于《遙感綜合實驗》和環境工程專業相關課程。
實驗2:地球物理參數采集與處理。主要內容:地表主要地球物理參數的采集與分析方法,包括反照率等。共12學時。依托于《遙感綜合實驗》。
2.3 儀器設備購置
根據環境遙感實驗室建設中設計的8個教學實驗,規劃購置的主要實驗儀器設備(含專業軟件)包括ENVI/IDL軟件(含擴展模塊)1套、地物光譜儀2套、植物冠層分析儀1套、葉綠素儀3套、激光測距測高儀3套、電子天平3套、在線固定式測溫儀3套、黑體輻射源1臺、手持式測溫儀4套、烘箱1臺、土壤水分監測儀3套、氣象輻射站1套、多參數水質監測儀1套、土壤溫濕度自動監測系統2套、植物冠層分析儀1套、臺式計算機10臺等。學校共投入經費約128萬元。
3 實踐成效
3.1 本科教學
環境遙感實驗室遵循“邊建設、邊使用;邊實踐、邊總結”的思路,于2013年秋季學期即投入本科教學。至2013年12月,環境遙感實驗室第一期、第二期建設基本完成,并順利通過學校組織的驗收。利用已購置儀器,2013―2014學年秋季學期和2014―2015學年秋季學期,依托《遙感綜合實驗》課程,開設了32個學時的實驗課程,參與學生分別為28人、21人,實驗內容涵蓋了上述大部分實驗項目。2013―2014學年夏季學期依托《數字圖像處理》課程,開設了相關實驗,參與學生數為50人。2014―2015學年秋季學期依托《資源環境遙感》課程,開設了10個學時的實驗課程,參與學生為24人。圖2為《遙感綜合實驗》課程學生室外實驗照片。
3.2 本科創新訓練與畢業設計
除支撐課堂教學外,本科實驗室的其他重要職責還包括支撐本科創新訓練、畢業設計等。截至2016年,該實驗室已支撐了多名學生的本科畢業設計,如“基于ASTER數據的成都平原土壤水分反演”“基于MODIS EVI-Ts特征空間的土壤水分反演”“基于MODIS數據的中國西南地區干旱時空特征分析”“建筑表面溫度的日變化特征及其影響因子分析”“校園水環境水質測量及其光譜特征分析”“土壤濕度對土壤剖面溫度與表面溫度的影響分析”等。還支持了本科生的本科創新訓練項目“基于MODIS數據的中國西南干旱時空特征分析”“我國多云霧地區地表溫度時間序列構建與應用”“針對AMSR-E地表溫度的驗證與評價研究”“基于三維激光點云數據的園林植被立體實測建模”“校園水體顆粒污染監測研究”等的開展。通過參與上述工作,學生得到了充分鍛煉,一方面增強了對遙感的興趣;另一方面促進了對課堂教學內容的理解。
3.3 教師新實驗項目開發
在學校“新實驗建設專項”的支持下,空間信息與數字技術專業教師也依托于本實驗室,不斷設計與開發新實驗項目,如“植被葉面積指數測量及遙感反演”“基于Matlab的RS圖像處理方法設計”“地物反射、輻射測量與遙感波段匹配實驗”“基于三維激光掃描的空間地物建?!薄暗湫偷匚餆峒t外圖像采集與處理實驗”“典型地物方向反射/發射特征觀測與分析實驗”等。所開發的新實驗項目,也陸續應用到本科課程教學中,并實現對實驗室原有實驗項目的更新升級。
3.4 實驗室管理規章制度建設
為保證實驗室的有序運行,該實驗室由專人管理,并相繼形成了《環境遙感實驗室設備目錄》《環境遙感實驗室管理制度》《環境遙感實驗室儀器管理制度》《環境遙感實驗室儀器借用登記表》等規章制度和文檔材料,做到儀器設備的有序、規范化管理。從3年的運行效果來看,實驗室儀器使用率合理,實驗室儀器設備目錄、儀器介紹、儀器設備管理制度和儀器借用都有嚴格規范管理和相應記錄文檔,未出現儀器設備事故。
4 結語
環境遙感實驗室自2013年開始建設,同年底初步建成,至今已運行三年,較好地支撐了《空間信息導論》《遙感原理》《資源環境遙感》《數字圖像處理》和《遙感綜合實驗》等課程的教學以及本科生的本科畢業設計、創新訓練等,達到了預期的目標。此外,部分設備還支撐了研究生的教學和教師的科研工作。環境遙感實驗室作為學院遙感本科教學的理論與應用中心,成為我校培養空間信息與數字技術、環境工程等專業人才戰略目標的重要支撐。下一階段將根據電子科技大學的學科背景,開展實驗室在“遙感+信息”融合方面的探索,并支撐《遙感原理》等融合課程的建設。
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地理信息科學導論范文6
關鍵詞:地方高校;遙感概論;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2016)10-0022-03
遙感作為重要的對地觀測技術,為國家空間基礎設施建設中地理空間數據的獲取,提供了重要的技術方法和手段[1]。目前,遙感與全球定位導航系統、地理信息系統構成的“3S”技術,為地理學的研究提供了現代化的研究方法和技術手段,在國民經濟和社會發展中得到廣泛的應用[2]。遙感具有專業性、技術性較強的特點,在高校應用型人才培養中,提高學生遙感實踐及應用能力,培養學生結合專業知識解決生產實踐過程中遇到的各種實際問題[3]。同時,經濟社會的發展對遙感高技能人才的需求越來越大,對“遙感概論”課程實用性的教學目標的要求也越來越強[4]。
貴州工程應用技術學院地理科學專業2013版培養方案指出,地理科學專業畢業生應具備掌握遙感、地理信息系統、地圖、野外觀測、實驗室分析模擬等現代地理研究方法和技能,同時將“遙感概論”課程作為地理科學專業一門重要的專業基礎課。地理科學專業學生學習遙感的目的在于掌握遙感基本原理、掌握遙感圖像處理及應用的基本理論和方法,能夠運用專業遙感圖像處理軟件(如ENVI、ERDAS等)進行遙感圖像處理和專題遙感應用研究,通過遙感理論學習和實踐能力的培養,使學生能夠借助遙感技術和方法,解決實際問題[5]。經過幾年的教學實踐,筆者以貴州工程應用技術學院為例,對西部欠發達地區地方高校地理科學專業中遙感課程的教學現狀進行分析,通過對遙感課程的教學內容、教學方法和教學評價手段進行改革,為地方高校地理科學專業學生實踐能力的提高及應用型人才的培養提供參考與思路。
一、“遙感概論”課程教學現狀
經過幾年的“遙感概論”課程教學實踐,筆者發現貴州工程應用技術學院地理科學專業“遙感概論”課程教學過程中存在一些問題,主要體現在。
(一)理論課教材陳舊
目前國內遙感類教材大多較為陳舊、更新較慢,滯后于遙感技術的快速發展,無法與日益更新的遙感技術發展相一致,與社會對于畢業生的要求相距甚遠[6]。貴州工程應用技術學院地理科學專業學生使用的教材是高等教育出版社“遙感導論”(梅安新等),該教材于2001年出版,之后再無進行修訂再版。然而,近年來無論是從多光譜到高光譜,還是從高空間分辨率到高時間分辨率,國內外遙感技術都有了較大的發展。我國遙感技術及應用近年來蓬勃發展,其中以 “十二五”期間實現“百箭百星”計劃,年均發射衛星20次左右,以及到2020年左右建成由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成的覆蓋全球的北斗衛星導航系統。遙感技術發展的日新月異,而該教材的內容很大部分已不能適用于當前遙感技術的發展,如國外的SPOT 5、QuickBird、Worldview等高空間分辨率衛星,國產資源系列、環境系列、高分系列遙感衛星等均未涉及。2013―2014學年第一學期由于教務處無法訂到該教材,通過征求各方意見,選用武漢大學出版社孫家m主編的國家精品課程教材《遙感原理與應用》,該教材于2013年6月出版第3版,相比其他教材,其內容上有所更新,加入了遙感新技術等方面的內容,但是教材過于注重遙感理論知識,對于西部欠發達地區高校的地理科學專業學生來說,理論內容過深,部分內容甚至晦澀難懂,這使學生學習積極性受挫,無法適用于我校應用型人才培養的目標。
(二)實驗教學課時少,缺乏合適的實驗素材
現代遙感技術的研究及應用對學生的動手能力及應用實踐能力的要求較高,實驗教學是理論教學的延伸和重要補充,是培養學生動手能力,提高學生學習興趣的重要途徑,是學生實踐能力和應用能力培養的重要環節,同時也是決定遙感課程教學質量和應用型人才培養的關鍵步驟[7]。貴州工程應用技術學院遙感實驗教材選用的是高等教育出版社于2001年7月出版的劉慧平等編著的《遙感實習教程》,該實驗教材同樣存在著知識滯后于遙感技術及遙感數據處理的方法問題。為彌補實驗課教材的不合理,筆者在實驗教學過程中,結合科學出版社鄧書斌的《ENVI遙感圖像處理方法》輔以教學,而由于高空間分辨率遙感數據,如SPOT、QuickBird等無法免費獲取,無法實現教學過程的數據本地化,學生實驗過程中往往出現對所實驗地區不熟悉,缺乏研究興趣,對于學生情感目標的培養有所欠缺。
貴州工程應用技術學院地理科學專業2009、2011版培養方案中并未單獨開設遙感實驗課程,2013版培養方案對課程做了一定的調整,加設了遙感概論實驗課,將原來54課時的理論課改為38課時的理論課時、16課時的實驗課課時。針對課時量的調整,“遙感概論”課程教學內容及方法,也亟須進行相應的調整,以適應教學及學生實踐能力的培養。
(三)學生英語水平差,學習主動性不高
由于目前遙感數據及專業軟件大多是國外產品,涉及較多計算機及遙感專業英語詞匯,貴州工程應用技術學院作為西部欠發達地區的地方高校,學生由于底子薄,英語水平差等,初次接觸英文軟件及遙感數據,部分學生內心有對學習英文軟件的抵觸情緒。而一些學生在學習過程中由于遙感理論知識準備不足,英文詞匯量不夠,在實驗過程中,只記實驗操作步驟,按部就班完成實驗,不能夠完全理解實驗過程與實驗目的。
通過幾年的教學實踐經驗,我們發現學生學習的積極性、主動性會影響到他們理論知識的學習。通過了解發現,對于“遙感概論”理論課程,大部分學生上課時雖然可以做到認真聽課,但做筆記的同學并不多,課后不能及時復習;而針對實驗課的練習,也只是課上跟著教師一起做,學生本人并不深入思考,課后不再進行練習,導致掌握不牢固。無法達到學以致用,滿足應用型人才培養的需要。
(四)考核機制不科學,與實踐相脫節
“遙感概論”課程考核在2009、2011版教學大綱中,考核方式主要是閉卷考試,學生成績最終由平時成績(平時作業、提問、考勤等)×10%+期中測試×20%+期末閉卷考試×70%組成。由于考試形式的限制,閉卷考試主要考查學生的理論知識掌握情況,無法真正體現學生實踐及應用能力,部分學生只是臨近期末考試前突擊背誦,應付考試,導致考完即忘,無法深入理解及應用的情況。
二、“遙感概論”課程教學改革的途徑
(一)優化教學內容
伴隨著計算機科學與技術、物理科學、電子信息科學與技術等相關學科的發展,遙感技術在高光譜、高空間分辨率,以及高時效性等各個方面得以長足發展。由于遙感知識和技術具有與時俱進的特點,在進行“遙感概論”課程教學改革的過程中,既要注重傳統遙感知識的講授,在使學生了解遙感基本理論與原理的基礎上,又要注意緊跟時代步伐,更新教材中沒有涉及新知識、新內容,彌補因教材更新較慢而遙感技術發展較快的矛盾與缺陷[8]。
通過網絡、新聞、文獻資料等各種途徑,及時搜集遙感領域新知識、新進展,以及遙感研究的熱點問題等,在課堂講授過程中,及時融入相關知識發展的新知識、新技術等,拓展學生視野[9]。特別是注重在講授基礎知識的同時,及時融入我國遙感技術的發展情況,在學生獲取理論知識的同時,融入愛國主義教育,提高學生學習的積極性、主動性。針對貴州工程應用技術學院學生底子薄、英文水平差等特點,在教師課堂講授過程中,通過適度加入遙感專業英文詞匯的方式,實現提高學生專業英文水平的目的。針對貴州工程應用技術學院學生專業背景,在遙感實踐課程設計時,注意本課程與相關課程的聯系,設計如基于遙感的土地利用變化監測、基于遙感的地質災害信息識別與提取、基于遙感的土壤制圖分析等專題遙感應用內容,使學生學以致用,了解整個專業各課程間的彼此聯系,充分調動學生對專業的再認識,同時加強相關專業課程知識的學習和銜接[10]。
(二)創新教學方法
在遙感課程教學方法改革過程中,充分借助現代多媒體教學方式和手段,提高多媒體教學的教學效果。隨著多媒體技術的發展,多媒體教學目前已被廣泛應用于日常教學過程,通過多媒體技術的聲、光、影、字等相結合,學生能夠多方位獲取知識。對比分析傳統教學與多媒體教學方式的優缺點,在教學改革過程中本課程教師的課堂講授方式較為靈活化,主要體現在關鍵知識或知識體系的框架上,通過板書形式在黑板展示,學生能夠掌握學習重點,不至于因過多關注教師演示文稿文件,或演示動畫或影片,而忽視教學重點、難點問題。同時借助多媒體技術易于內容表現,易于實踐操作演示等方面的優點,制作圖文并茂的演示文稿課件,對于需要現場演示的實驗或展示的數據,進行多媒體展示。還可通過多媒體技術,及時將遙感技術發展相關新聞報道及相關應用展示給學生,使學生真正感受到立體化教學的視聽感受。在學習知識的同時,加強學生的情感教育,提升學生的愛國主義熱情[11]。
積極引導學生自主學習、互助學習、團隊協作學習,提高學生學習積極性和主動性。傳統教學主要是教師講,學生聽,缺少必要的互動環節。學生如果聽不懂將會挫敗自身學習的興趣,進一步影響學生學習的積極性和主動性。遙感課程教學改革中教師課堂講授方式的多樣性,改變了總是教師一個人講的局面,適度組織學生組成小組,每個小組成員輪番進行相關知識的講解,互相查找不足,促進學生自主學習,提高學生積極性、主動性,使每個學生都可以參與進來[12]。
“3S科技興趣學習小組”作為學生自主學習的學生組織,于2013年11月成立,其成員涵蓋了地理科學專業各年級學生,甚至包括部分已經考入研究生在讀的和已經參加工作的學生。通過高年級學生帶動低年級學生,在讀研究生分享學習經驗,在職學生講解實際工作中所需專業知識,專業教師引導,定期或不定期開展相關科技學術活動,以“全國GIS技能大賽”為載體,各類科技活動為主線,積極引導學生通過課外科技活動及科研項目的申報,提升自身能力,開闊自身視野,同時達到影響其他學生,提高整體學生學習興趣的目的,進而提高學生學習的積極性和主動性。
(三)改革課程考核機制
貴州工程應用技術學院2013版地理科學教學大綱明確提出,針對專業課程考核方式的改革要求,總評成績由平時成績和期末成績各占50%組成,足以體現學校給予教師對學生更加靈活性的考核方式。本次教學改革將平時成績分為課堂筆記、課后讀書筆記、參與相關科技活動項目、作業、考勤、期中測試等,期末考核試卷出題過程中,注重基礎理論知識考核的同時,更加注重考核學生掌握知識的整體性,以及靈活運用知識的能力。
以“全國GIS技能大賽”為主題,積極引導學生通過參加大賽,提升自身實踐能力,以及實際動手解決具體問題的能力。同時,圍繞“全國GIS技能大賽”,積極引導學生申報學校實驗室開放基金項目,全國大學生挑戰杯課外科技活動項目,以及貴州省大學生創新創業計劃項目等課外科技活動項目,以提高學生學習的主動性和自主性。通過具體項目的申報和實施,學生感到學有所用,學以致用,進一步促進自身自主學習的氛圍。
三、“遙感概論”課程教學改革效果
通過遙感課程教學改革的實施,取得了一定的教學效果,學生學習興趣、積極性和主動性大有提高。自2012年組織學生參加“全國高校GIS技能大賽”遙感組比賽,獲得三等獎一次、優勝獎兩次,共有20人獲得“MapGIS工程師證書”;為培養學生應用能力和科研意識,積極組織學生申報各類各級課外科技活動,自2012年至今,遙感方向共獲得立項項目有國家級“大學生創新創業訓練計劃項目”1項,省級“國家級大學生創新創業訓練計劃項目” 5項,校級“實驗室開放基金項目”3項。
圍繞學生實踐能力提高,提高學生遙感專業技術應用,結合教學內容、方法和考核方式的教學改革,既提高了學生學習興趣、自主學習積極性和主動性,提高了動手解決實際問題的能力,又獲得了良好的教學效果,同時增加了學生的專業認知度和認同感,對整個專業的學習形成良好互動效果。遙感課程教學改革研究,為西部欠發達地區同類高校地理科學專業學生遙感能力的培養,以及地理科學專業應用型、技能型人才的培養提供了參考和思路。
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