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摘要:实践教学环节在培养学生创新思维、科研能力等方面作用重大,是决定遥感课程教学质量的关键环节。当前遥感课程实践教学体系存在理论与实践比例失调、对学生动手能力和创新能力的培养不够等问题,导致学生技术应用能力和创新能力得不到提高。基于衡阳师范学院GIS专业6年遥感实践教学改革实践,从课程实践、野外实践、项目实践和竞赛实践4个方面构建了遥感专业实践教学体系,遥感课程实践教学效果评价结果说明该实践教学体系能够适应社会需求,确实提高了学生的实践能力。
关键词:遥感课程;教学改革;实践教学;教学体系
作者简介:郑文武(1978-),男,湖南常德人,衡阳师范学院资源环境与旅游管理系,讲师。(湖南衡阳421008)
基金项目:本文系湖南省资源环境管理与区域可持续发展科技创新团队、衡阳市社科规划重点项目(项目编号:2010B026)、衡阳师范学院教改课题“遥感实践课程研究型教学模式研究”资助的研究成果。
中图分类号:G642.42 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)07-0132-02
实践教学环节在培养学生创新思维、科研能力等方面作用重大,是决定遥感课程教学质量的关键环节。当前遥感课程实践教学体系存在理论与实践比例失调、对学生动手能力和创新能力的培养不够等问题,导致学生技术应用能力和创新能力得不到提高。基于衡阳师范学院GIS专业6年遥感实践教学改革实践,从课程实践、野外实践、项目实践和竞赛实践4个方面构建了遥感专业实践教学体系,遥感课程实践教学效果评价结果说明该实践教学体系能够适应社会需求,确实提高了学生的实践能力。
一、GIS专业遥感课程实践教学现状
遥感是20世纪60年代发展起来的一门新兴的学科,同时也是一门先进的、实用的探测技术。GIS专业的遥感课程具有很强的技术性和实践性,实践教学在该课程的教学过程中占有较大的比重,是深化理论知识,培养学生应用能力的有效途径。[1]国内外大学GIS专业遥感课程的培养目标是通过教授遥感的理论与实践应用,要求学生掌握基本的遥感概念、原理和应用,掌握应用遥感和GIS技术解决实际问题的思路和方法。在实践课程设置方面,将实践教学和理论教学紧密结合,集中安排课程设计的实践环节。一些高校在实践教学中率先使用了面向专题应用的实践教学模式,[2]突出使学生在专题应用情境中学习,强调对学生的遥感专业技能的培养,要求学生必须完成一定的遥感研究性实验项目。很多大学非常重视遥感课程教育,通过远程教育,丰富了实践教学的内容。ENVI和ERDAS软件厂商为了快速提高学生对软件的使用能力,提供了大量的实例和实验数据。国内外开设GIS专业的大学几乎都建立了实践性很强的遥感实验室,提供了便利的实习条件。[3]
我国GIS专业本科教育发展很快,在遥感课程教学过程中,逐渐重视综合性实践活动的改革和建设,强调人才培养上的教学与科研的结合,[4]取得了显著的成效。但是与国外相比,学生遥感实践应用能力培养方面还存在明显的不足,主要表现在以下几个方面:(1)普遍存在教师重视基本原理和基本方法等理论方面的教学,对实践教学重要性的认识不够的问题,表现为在课程设置、教学内容和教学方法等诸多方面过多强调理论的重要性,实践教学模式呆板,忽视学生的主体作用;(2)理论与实践教学比例失调,遥感课程作为一门技术类新课程,长期以来得不到重视,实践课时普遍偏少,据统计,我国高校GIS专业遥感课程实验课时占总课时的比重均不超过30%,有限的实验课时难以保证学生对基本技能的掌握,结果是教学的内容无形中局限于教材,使学生的创新精神、创新勇气逐渐被埋没;(3)严重缺乏实践教学师资,从目前遥感教学现状来看,教师既是理论课教师,又是实践指导教师,大部分教师没有接受过遥感实践技能的专业培训,自身实践能力不足,也没有做过遥感相关的研究,很难胜任实践教学环节的指导工作;(4)实践教学教材现实性不强,目前GIS专业遥感课程都以高等教育出版社出版的《遥感导论》为教材,而与之配套的实验教材和教学软件未采用应用广泛的ERDAS、PCI和ENVI等软件,导致实践教学数据无法及时更新,无法满足实践教学的需要。
因此,应该着手对遥感课程实践教学体系进行系统的研究,根据各学校专业学科优势、办学特点和特有的实践教学平台,构建合理的实践教学模式,培养研究型和实践型的遥感专业人才。本文根据衡阳师范学院近6年的遥感实践教学改革实践,从遥感实践能力培养角度,分析并建立了遥感实践教学体系,以期为大学GIS专业遥感实践教学提供参考。
二、遥感课程实践能力培养的要求
遥感是一门GIS专业的专业基础技术和技能训练的课程,实践性很强,遥感课程教学要使学生不仅具备深厚的理论基础,而且掌握过硬的实践技术,具备针对不同的应用,结合GIS技术,解决应用问题的能力。这种能力的培养不能仅靠理论教学,实践教学是课程教学的重要组成部分之一,实践教学环节在培养学生创新思维、科研能力等方面的作用重大,在培养人才方面有着不可替代的作用。通过实践教学可以将理论和实际应用结合起来,使理论内容能够为学生所接受,全面增强学生分析和解决问题的能力、创造性思维能力,提高学生的实际动手能力、专业应用能力、人际交往能力和团队合作精神,建立独立的科研和工作的方法,为其将来能够胜任实际工作岗位的应用奠定良好的基础。
遥感课程的教学应该遵循比较系统的理论教学并加强能力培养,课程建设需紧密结合教学实践。如何从以理论教学为主的传统遥感教学模式中摆脱出来,激发学生的学习兴趣,进而激发他们学习的主动性和创造性,从根本上提高教学质量,全面培养学生的实际应用能力是遥感课程教学改革的核心之一。因此,应该十分重视遥感课程中实践课程的建设,特别是综合性实验项目的改革和建设,强调在人才培养上的教学与科研相结合,提高学生的理论应用和科学研究的素质,为学生提供更多的实践和动手机会,包括资料搜集、上机实习和野外考察。实践教学不仅需要注重对学生软件操作技能和专业技术能力的培养,更要注重对学生应用遥感解决实际问题的能力的培养。学生能力的提高需要通过一系列的实验项目和课程设计分阶段地完成,以基础理论、基本方法和基本操作为基础,循序渐进地构建分层次的能力训练模式对学生进行实践训练,每一个层次都以前一个层次的能力为基础,由浅入深地不断提高。针对衡阳师范学院GIS专业的学生,利用其对遥感课程所表现出的极大的热情,初期安排了一些以ENVI和ERDAS软件操作为主的遥感数据搜集与处理基础方法讲座;中期安排了一些专业应用课题,引导学生学习分析问题和解决问题的方法;后期安排学生参加实习单位产学研合作项目或独立的科研项目,并组织遥感科研竞赛。通过一系列不同层次的实践,使学生真正地感到学有所用。
三、遥感课程实践教学体系
实践教学在遥感课程的教学工作中占有十分重要的地位。衡阳师范学院GIS专业遥感课程理论课时与实践课时的比例达到了2∶1,如果将遥感课程的课程设计计入实践课时,比例达到1∶1。如图1所示,遥感课程实践教学体系综合考虑了课程实践、野外实践、项目实践和竞赛实践等各个方面。
不同学校的遥感课程教学计划存在很大的差异,但实践课程的安排应该遵循从简单到复杂的过程,为了提高学生动手能力,在遥感课程课堂教学结束后,安排了为期两周的课程设计。根据实践课程设置目标,将实践课程内容分为3个层次。
第一个层次是遥感原理与方法的课堂实习,通过课堂实习和野外实践,使学生更好地理解和掌握遥感的基本概念、基本原理和基本方法,特别是熟悉遥感图像处理软件的基本操作。通过野外实践环节,重在培养学生野外观察问题和研究的能力,增强对不同地物的光谱差异的正确认识。
第二层次是课程设计,进行设计性和创新性的实践。通过这些实践培养学生综合应用能力,弥补课堂实习课时的不足,课程设计对巩固学生已经形成的实践能力,激发他们的学习兴趣以及培养其创新意识和能力都有很大的实际意义。
第三个层次是项目研究和竞赛实践,通过具体项目锻炼,强化学生综合、灵活运用专业知识的能力,改变片面重视技能训练的状况,以培养学生的创新能力,提高其综合素质,拓宽其知识面,增强他们在学习中的主体作用。针对学生基础、能力的不同,建立了3个不同层次、深度和难度的项目体系,使所有的学生都有机会参与项目研究。通过设立院级计划项目,鼓励学生参与,提供项目申请和实施的政策保障、技术指导和经费资助等。根据部分教师的研究需要,设计一些子课题,项目不一定是处于在研状态的课题,可以是近年来已经完成的项目,甚至是其它公司或企事业单位已经完成的与课程相关的课题。
四、遥感课程实践教学效果评价
衡阳师范学院GIS专业通过2004~2009年共6年的遥感课程实践教学改革探索,已经取得较为明显的成果,从2004级、2005级和2006级学生考研和就业的情况可见一斑,如表1所示。2004、2005和2006级学生考研率分别为35.29%、36.36%和48.48%,总考研率呈现逐年攀升的态势,其中考遥感专业的学生占总考研人数的66.67%、58.33%和75.00%,这说明考研学生中有超过半数的学生选择遥感专业;将考研的学生计入就业人数,2004、2005和2006级学生的就业率依次为:88.24%、93.94%和96.97%。就业率逐年上升,就业的学生有超过半数是从事遥感方面的工作。这些结果在一定程度上说明了实践教学取得了较好的效果。
对2004、2005和2006级3个年级从事遥感方面工作的35名已毕业学生和用人单位的回访调查,调查内容11项,其中8项与学生的工作能力有关,调查结果见表2。
从表2可以看出,综合评价表现较差的学生只有1个,综合表现强和较强的学生占77.15%,说明学生基本上达到了用人单位的要求;反映实践能力的基本指标包括动手能力、创新能力、团队合作,用人单位对此3个指标反馈较好,其中48.57%的学生被用人单位评价为动手能力强,34.29%的学生被评价为创新能力强,57.14%的学生被评价为团队合作精神强。
从调查结果可以看出,实践教学改革总体是成功的,确实提高了学生的实践能力。当然,也不能否认学生在外语水平、管理能力和交流能力方面还存在欠缺,有小部分学生不能够完全适应社会需求。因此,遥感课程应该和GIS专业课程一起,针对学生专业英语、项目管理和交流能力的培养进行改革,以进一步完善教学体系,这也是下一步教学改革的重点。
参考文献:
[1]郑文武.高师地理专业遥感课程实践教学改革研究[J].中国现代教育装备,2010,(17):79-81.
[2]李晴.地理科学(教师教育)专业实践教学改革探讨[J].辽宁师范大学学报(自然科学版),2007,(4):123-126.
[3]乔闪.奥尔堡大学面向项目的高等教育体系[J].高等工程教育研究,2002,(2):69-72.
[4]潘竟虎,赵军.高师遥感课程实践教学的改革[J].理工高教研究,2008,(1):118-120.
(责任编辑:沈清)
关键词:遥感课程;教学改革;实践教学;教学体系
作者简介:郑文武(1978-),男,湖南常德人,衡阳师范学院资源环境与旅游管理系,讲师。(湖南衡阳421008)
基金项目:本文系湖南省资源环境管理与区域可持续发展科技创新团队、衡阳市社科规划重点项目(项目编号:2010B026)、衡阳师范学院教改课题“遥感实践课程研究型教学模式研究”资助的研究成果。
中图分类号:G642.42 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)07-0132-02
实践教学环节在培养学生创新思维、科研能力等方面作用重大,是决定遥感课程教学质量的关键环节。当前遥感课程实践教学体系存在理论与实践比例失调、对学生动手能力和创新能力的培养不够等问题,导致学生技术应用能力和创新能力得不到提高。基于衡阳师范学院GIS专业6年遥感实践教学改革实践,从课程实践、野外实践、项目实践和竞赛实践4个方面构建了遥感专业实践教学体系,遥感课程实践教学效果评价结果说明该实践教学体系能够适应社会需求,确实提高了学生的实践能力。
一、GIS专业遥感课程实践教学现状
遥感是20世纪60年代发展起来的一门新兴的学科,同时也是一门先进的、实用的探测技术。GIS专业的遥感课程具有很强的技术性和实践性,实践教学在该课程的教学过程中占有较大的比重,是深化理论知识,培养学生应用能力的有效途径。[1]国内外大学GIS专业遥感课程的培养目标是通过教授遥感的理论与实践应用,要求学生掌握基本的遥感概念、原理和应用,掌握应用遥感和GIS技术解决实际问题的思路和方法。在实践课程设置方面,将实践教学和理论教学紧密结合,集中安排课程设计的实践环节。一些高校在实践教学中率先使用了面向专题应用的实践教学模式,[2]突出使学生在专题应用情境中学习,强调对学生的遥感专业技能的培养,要求学生必须完成一定的遥感研究性实验项目。很多大学非常重视遥感课程教育,通过远程教育,丰富了实践教学的内容。ENVI和ERDAS软件厂商为了快速提高学生对软件的使用能力,提供了大量的实例和实验数据。国内外开设GIS专业的大学几乎都建立了实践性很强的遥感实验室,提供了便利的实习条件。[3]
我国GIS专业本科教育发展很快,在遥感课程教学过程中,逐渐重视综合性实践活动的改革和建设,强调人才培养上的教学与科研的结合,[4]取得了显著的成效。但是与国外相比,学生遥感实践应用能力培养方面还存在明显的不足,主要表现在以下几个方面:(1)普遍存在教师重视基本原理和基本方法等理论方面的教学,对实践教学重要性的认识不够的问题,表现为在课程设置、教学内容和教学方法等诸多方面过多强调理论的重要性,实践教学模式呆板,忽视学生的主体作用;(2)理论与实践教学比例失调,遥感课程作为一门技术类新课程,长期以来得不到重视,实践课时普遍偏少,据统计,我国高校GIS专业遥感课程实验课时占总课时的比重均不超过30%,有限的实验课时难以保证学生对基本技能的掌握,结果是教学的内容无形中局限于教材,使学生的创新精神、创新勇气逐渐被埋没;(3)严重缺乏实践教学师资,从目前遥感教学现状来看,教师既是理论课教师,又是实践指导教师,大部分教师没有接受过遥感实践技能的专业培训,自身实践能力不足,也没有做过遥感相关的研究,很难胜任实践教学环节的指导工作;(4)实践教学教材现实性不强,目前GIS专业遥感课程都以高等教育出版社出版的《遥感导论》为教材,而与之配套的实验教材和教学软件未采用应用广泛的ERDAS、PCI和ENVI等软件,导致实践教学数据无法及时更新,无法满足实践教学的需要。
因此,应该着手对遥感课程实践教学体系进行系统的研究,根据各学校专业学科优势、办学特点和特有的实践教学平台,构建合理的实践教学模式,培养研究型和实践型的遥感专业人才。本文根据衡阳师范学院近6年的遥感实践教学改革实践,从遥感实践能力培养角度,分析并建立了遥感实践教学体系,以期为大学GIS专业遥感实践教学提供参考。
二、遥感课程实践能力培养的要求
遥感是一门GIS专业的专业基础技术和技能训练的课程,实践性很强,遥感课程教学要使学生不仅具备深厚的理论基础,而且掌握过硬的实践技术,具备针对不同的应用,结合GIS技术,解决应用问题的能力。这种能力的培养不能仅靠理论教学,实践教学是课程教学的重要组成部分之一,实践教学环节在培养学生创新思维、科研能力等方面的作用重大,在培养人才方面有着不可替代的作用。通过实践教学可以将理论和实际应用结合起来,使理论内容能够为学生所接受,全面增强学生分析和解决问题的能力、创造性思维能力,提高学生的实际动手能力、专业应用能力、人际交往能力和团队合作精神,建立独立的科研和工作的方法,为其将来能够胜任实际工作岗位的应用奠定良好的基础。
遥感课程的教学应该遵循比较系统的理论教学并加强能力培养,课程建设需紧密结合教学实践。如何从以理论教学为主的传统遥感教学模式中摆脱出来,激发学生的学习兴趣,进而激发他们学习的主动性和创造性,从根本上提高教学质量,全面培养学生的实际应用能力是遥感课程教学改革的核心之一。因此,应该十分重视遥感课程中实践课程的建设,特别是综合性实验项目的改革和建设,强调在人才培养上的教学与科研相结合,提高学生的理论应用和科学研究的素质,为学生提供更多的实践和动手机会,包括资料搜集、上机实习和野外考察。实践教学不仅需要注重对学生软件操作技能和专业技术能力的培养,更要注重对学生应用遥感解决实际问题的能力的培养。学生能力的提高需要通过一系列的实验项目和课程设计分阶段地完成,以基础理论、基本方法和基本操作为基础,循序渐进地构建分层次的能力训练模式对学生进行实践训练,每一个层次都以前一个层次的能力为基础,由浅入深地不断提高。针对衡阳师范学院GIS专业的学生,利用其对遥感课程所表现出的极大的热情,初期安排了一些以ENVI和ERDAS软件操作为主的遥感数据搜集与处理基础方法讲座;中期安排了一些专业应用课题,引导学生学习分析问题和解决问题的方法;后期安排学生参加实习单位产学研合作项目或独立的科研项目,并组织遥感科研竞赛。通过一系列不同层次的实践,使学生真正地感到学有所用。
三、遥感课程实践教学体系
实践教学在遥感课程的教学工作中占有十分重要的地位。衡阳师范学院GIS专业遥感课程理论课时与实践课时的比例达到了2∶1,如果将遥感课程的课程设计计入实践课时,比例达到1∶1。如图1所示,遥感课程实践教学体系综合考虑了课程实践、野外实践、项目实践和竞赛实践等各个方面。
不同学校的遥感课程教学计划存在很大的差异,但实践课程的安排应该遵循从简单到复杂的过程,为了提高学生动手能力,在遥感课程课堂教学结束后,安排了为期两周的课程设计。根据实践课程设置目标,将实践课程内容分为3个层次。
第一个层次是遥感原理与方法的课堂实习,通过课堂实习和野外实践,使学生更好地理解和掌握遥感的基本概念、基本原理和基本方法,特别是熟悉遥感图像处理软件的基本操作。通过野外实践环节,重在培养学生野外观察问题和研究的能力,增强对不同地物的光谱差异的正确认识。
第二层次是课程设计,进行设计性和创新性的实践。通过这些实践培养学生综合应用能力,弥补课堂实习课时的不足,课程设计对巩固学生已经形成的实践能力,激发他们的学习兴趣以及培养其创新意识和能力都有很大的实际意义。
第三个层次是项目研究和竞赛实践,通过具体项目锻炼,强化学生综合、灵活运用专业知识的能力,改变片面重视技能训练的状况,以培养学生的创新能力,提高其综合素质,拓宽其知识面,增强他们在学习中的主体作用。针对学生基础、能力的不同,建立了3个不同层次、深度和难度的项目体系,使所有的学生都有机会参与项目研究。通过设立院级计划项目,鼓励学生参与,提供项目申请和实施的政策保障、技术指导和经费资助等。根据部分教师的研究需要,设计一些子课题,项目不一定是处于在研状态的课题,可以是近年来已经完成的项目,甚至是其它公司或企事业单位已经完成的与课程相关的课题。
四、遥感课程实践教学效果评价
衡阳师范学院GIS专业通过2004~2009年共6年的遥感课程实践教学改革探索,已经取得较为明显的成果,从2004级、2005级和2006级学生考研和就业的情况可见一斑,如表1所示。2004、2005和2006级学生考研率分别为35.29%、36.36%和48.48%,总考研率呈现逐年攀升的态势,其中考遥感专业的学生占总考研人数的66.67%、58.33%和75.00%,这说明考研学生中有超过半数的学生选择遥感专业;将考研的学生计入就业人数,2004、2005和2006级学生的就业率依次为:88.24%、93.94%和96.97%。就业率逐年上升,就业的学生有超过半数是从事遥感方面的工作。这些结果在一定程度上说明了实践教学取得了较好的效果。
对2004、2005和2006级3个年级从事遥感方面工作的35名已毕业学生和用人单位的回访调查,调查内容11项,其中8项与学生的工作能力有关,调查结果见表2。
从表2可以看出,综合评价表现较差的学生只有1个,综合表现强和较强的学生占77.15%,说明学生基本上达到了用人单位的要求;反映实践能力的基本指标包括动手能力、创新能力、团队合作,用人单位对此3个指标反馈较好,其中48.57%的学生被用人单位评价为动手能力强,34.29%的学生被评价为创新能力强,57.14%的学生被评价为团队合作精神强。
从调查结果可以看出,实践教学改革总体是成功的,确实提高了学生的实践能力。当然,也不能否认学生在外语水平、管理能力和交流能力方面还存在欠缺,有小部分学生不能够完全适应社会需求。因此,遥感课程应该和GIS专业课程一起,针对学生专业英语、项目管理和交流能力的培养进行改革,以进一步完善教学体系,这也是下一步教学改革的重点。
参考文献:
[1]郑文武.高师地理专业遥感课程实践教学改革研究[J].中国现代教育装备,2010,(17):79-81.
[2]李晴.地理科学(教师教育)专业实践教学改革探讨[J].辽宁师范大学学报(自然科学版),2007,(4):123-126.
[3]乔闪.奥尔堡大学面向项目的高等教育体系[J].高等工程教育研究,2002,(2):69-72.
[4]潘竟虎,赵军.高师遥感课程实践教学的改革[J].理工高教研究,2008,(1):118-120.
(责任编辑:沈清)