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关键词:地理信息系统;遥感数字图像处理;教学改革
作者简介:刘春国(1973-),男,河南上蔡人,河南理工大学测绘与国土信息工程学院,讲师;卢晓峰(1981-),女,河南洛阳人,河南理工大学测绘与国土信息工程学院,讲师。(河南焦作454000)
基金项目:本文系河南理工大学教育教学改革研究项目(项目编号:2008JG035)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)10-0081-02
当前,遥感已经或正在走向全面应用阶段。国际遥感应用发展的实用化、业务化、产业化、精细化特征明显,但我国遥感应用水平还不高,根本原因是基础研究薄弱,缺乏多学科人才共同努力。[1]培养一大批经过系统知识培训、熟练掌握遥感科学理论和应用技能的地理信息科学人才,满足社会对地理遥感信息高技术人才的迫切需求,是高等教育的责任所在。
1998年教育部新增地理信息系统本科专业后,我国GIS教育发展形势空前活跃。经过10余年的教学实践和探索,逐步形成了比较稳定的GIS专业课程体系与课程设置方案。[2-5]遥感系列课程(遥感物理与技术、遥感数字图像处理、遥感地学分析与应用)成为GIS专业课程体系中的重要模块,说明GIS学科建设的负责人已认识到培养掌握遥感技术的GIS人才的重要性。遥感数字图像处理是遥感过程的重要一环。充分利用各种图像处理算法从遥感数据中获取各种生物物理参数和土地覆被/利用信息,可以为自然和人文生态系统的空间分布式模型提供输入参数,在遥感技术应用中占有十分重要的地位。近几年河南理工大学(以下简称“我校”)GIS专业开设了“遥感数字图像处理”课程。围绕如何提高“遥感数字图像处理”课程教学质量,笔者从革新课程体系、协同教学、优化教学内容、丰富实践教学手段等方面进行了一系列探索。
一、革新遥感课程体系,突出“遥感数字图像处理”课程地位
随着遥感技术及其应用的迅速发展,很多专业开设了“遥感原理与应用”课程,内容分为三大模块:遥感基础、遥感图像处理及分析方法和遥感专题应用。这种课程设置模式比较适合早期GIS专业遥感课程教学或选修遥感科学技术的某些专业,对于当前GIS专业遥感教学则存在明显缺点。主要问题是对“遥感数字图像处理”教学重视程度不够,对数字图像处理在整个遥感过程中的重要性体现不足,与遥感地理信息系统融合集成的一体化趋势不相适应,与国民经济各部门遥感业务日益普及的态势不相适应,与社会信息化深入发展的状况不相适应。人才培养滞后于社会需要,不能满足对高素质地理遥感科技人才的需求。
我校GIS专业总结多年遥感课程教学实践经验,革新了遥感课程体系,设置了“遥感概论”、“遥感数字图像处理”、“遥感应用分析”、“遥感数字图像处理实验”等遥感相关课程,规划了遥感系列课程的主体教学内容。“遥感概论”要求学生掌握遥感及其应用的基本科学工程背景知识,重点内容是电磁波与地表物质相互作用的基本原理、遥感数据采集、传输和成像机理,从可见光-近红外、热红外、微波(主动方式和被动方式)波谱段介绍遥感信息的获取特点和技术发展,适当涉及大气遥感、海洋遥感等应用领域和典型案例。“遥感数字图像处理”要求学生掌握基于数字图像处理方法获取地球资源有用信息的科学与技术。由于学科交叉融合,数字图像处理方法众多,新理论、新方法不断推出,课程重点主要着眼于图像处理基本知识和遥感图像处理常用算法,对一些探索性、前沿性和跨学科的内容从原理上予以概括介绍,如图像亚像元分类、模糊分类和面向对象图像处理等等。“遥感应用分析”采用理论、方法和实例相结合,选择不同遥感应用领域的典型案例介绍,培养学生遥感专题分析技能,深化学生对于遥感科学技术应用现状和广阔前景的认识。“遥感数字图像处理实验”课程着眼于培养学生图像处理技能,巩固和深化理论课程教学内容,提高动手能力和理论联系实际解决问题的能力。
我校GIS遥感系列课程设置方案把“遥感数字图像处理”与“遥感数字图像处理实验”单独设课,提升课程地位,加大课程学时,强化实践技能训练,对提高“遥感数字图像处理”课程的教学成效很有益处。这种课程设置模式有助于培养GIS专业学生采用图像分析方法解决遥感应用问题的能力,比较契合我国GIS专业本科教育遥感课程设置的发展态势。
二、培育遥感系列课程教学群体,分工协作提高“遥感数字图像处理”课程教学质量
GIS专业遥感系列课程设置要求具备一定规模的师资力量。遥感是多学科的综合,交叉性强,研究方法不断补充和更新,课程教学内容丰富。遥感系列课程的设置决定了课程之间存在密切的内部联系。要提高“遥感数字图像处理”课程教学质量,必须打破教师个人单兵作战的惯常做法,加强与相关课程教师之间的协调和交流。培育组建了承担遥感系列课程教学任务的教学群体。遥感课程教学组围绕课程建设,整合优化课程体系,充实更新教学内容,保证了课程之间教学内容的连贯性和相关性。课程教学组成员互相学习、借鉴、交流,协同规划各课程教学环节的教学要求和学时分布,课程内容更加先进,课程结构更加协调,教学方法更加有效,教学手段更加丰富,实践教学得以充实,教学科研联系更加密切。遥感课程教学组的建立和协作对提高“遥感数字图像处理”课程教学质量起了明显的作用。
三、汇聚国内外优秀教材成果,整合优化教学内容体系
教学内容和课程体系涉及高等教育人才培养的模式,决定了高等学校人才培养的规格,在很大程度决定了人才培养的质量和水平。[6]教学中适度引进世界著名高校的名牌课程教材和教学参考用书,是高等教育国际化的重要举措。[7]遥感课程教学组重视遥感数字图像处理课程教材和教学内容建设,收集了国内近些年出版的如戴昌达、章孝灿、汤国安、韦玉春、朱述龙等编写的遥感数字图像处理教材教参,注意引用吸收国外著名高校的遥感图像处理相关教材教参,参考了John R. Jensen、John A. Richards、Robert A. Schowengerdt、Jay Gao、John R. Schott、Brandt Tso等人的遥感数字图像处理著作,认真研讨不同教材特点及其开课对象,针对遥感数字图像处理理论性强、概念抽象、方法多样、实践性强的特点,根据教学对象和课程学时,按照系统性和前瞻性结合、理论与应用结合的要求,制订了教学主体内容。课程内容分为11个部分:图像基本知识、遥感图像成像过程与数据特征、遥感图像辐射校正、遥感图像几何变换与校正、遥感图像增强、遥感图像变换、遥感图像分割、遥感图像融合、遥感图像分类、数字变化检测、遥感图像应用处理。优化后的课程教学内容注意了与“遥感概论”、“遥感应用分析”等课程内容的有机衔接。对于与“遥感概论”课程有重叠的内容只做简单回顾,如遥感成像过程、机理与数据特征,以少数典型应用案例揭示遥感数字图像处理方法在遥感应用分析中的作用和地位;避免与先开课程内容重复,为后续课程做适度铺垫。数字图像处理方法多样,课程重点介绍常用算法,使学生能掌握数字图像处理原理,夯实基础。对一些发展中的、前沿性的算法着重介绍算法的思想和原理,教导学生注重算法但不应局限于具体算法,培养学生发散思维、学习能力和创新思维。教学中适当区分遥感数字图像系统处理和应用处理的差别。
四、重视实践教学,多手段丰富实践教学内容
实践教学是创新人才培养中的重要环节,对于培养学生专业技能和理论实践结合能力、激发学生的创新思维和探索精神、提升科研能力,有着重要意义。GIS专业“遥感数字图像处理”教学高度重视实践教学环节,从课程体系设置、实验课程内容设计、实验室开放项目、毕业设计、大学生科研训练计划和教师科研课题等几个方面为学生提供多样化的实践途径,丰富了实践教学体系。
从课程设置体系上,“遥感数字图像处理”单独设课,紧密联系课程理论教学内容附设6个单元的基础验证性课堂实验(见表1),增强学生对各种遥感图像处理算法及其效果的感性认识。“遥感数字图像处理”实验课程单独设课,结合“遥感数字图像处理”课程和“遥感应用分析”课程知识,设置综合设计型实验6个模块,培养和提高学生对知识与技能的综合运用、自主学习的能力。
积极利用各种平台,提供实践课题,培养学生创新能力。我校为了培养大学生的创新能力和实践能力,促进实验室开放,设置了实验室开放基金。在实验室开放基金平台支持下,设计了一些探索研究型实验课题,鼓励学生组团选择实验课题、查阅文献、拟定实验方案、实施实验过程、撰写实验论文。大学生科研训练计划和本科毕业设计(论文)也是培养本科生创新能力的平台。在实施学校大学生科研训练计划的年度,遥感课程组每年设计几个遥感应用分析研究小课题,供学生参与大学生科研训练,并从科研课题中提炼一些问题作为大学生毕业设计选题,引导学生参与到教师科研课题中。学生通过参与实验室开放基金课题、大学生科研训练计划项目和教师科研课题,检验了专业知识,培养了探索精神、创造思维和合作能力。
五、结束语
本文总结了我校遥感课程教学组围绕GIS专业“遥感数字图像处理”课程教学实施的一系列教学改革措施。这些措施已经取得较好的成效,有不少GIS学生积极参与校实验室开放基金项目、大学生科研训练计划项目和教师科研项目,每年GIS专业有近1/3的学生选择与遥感图像处理及遥感应用分析有关的毕业设计题目。人才培养是项长期复杂的系统工程,需要从师资、设备、教学等一系列软硬件教学条件上予以保障。
参考文献:
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关键词 防震减灾 遥感地质学 教学改革
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.12.045
Abstract The article elaborate the of teaching content reform through updating instruction content, establishing scientific content system of earthquake prevention and disaster reduction, reforming the experimental teaching system and experimental teaching content. This paper also propose to improve teaching methods by the implementation of heuristic teaching, using computer network technology platform, diversified evaluation methods.
Keywords earthquake prevention and disaster reduction; remote sensing geology; teaching reform
0 引言
防目萍佳г菏侵泄仅有的以防灾减灾高等教育为主的新升本科院校,学院2008年开设地质学专业,该专业于2012通过教育部本科专业合格评估。地质学专业是我院培养防御地震与地质灾害专门技术人才,以防震减灾为特色的专业。“遥感地质学”是一门将遥感技术与地球科学结合在一起的应用性很强的课程。①目前国内各地质类院校纷纷开设了此课程,教学内容由遥感原理理解、遥感图像分析和遥感应用三部分组成,学院自2010年开设“遥感地质学”课程以来,教学内容设置和其它地学院校毫无差异,没有突出防震减灾专业特色。为防震减灾类专业设置的遥感地质学课程,它的教学内容和重点都应该和其它院校的该课程有所区别,要求学生不仅要掌握遥感技术的基本知识以及遥感技术在基础地质中应用,还要求学生深入地了解遥感技术在防震减灾方面的应用,包括利用卫星遥感影像对活动构造与地震构造的解译识别,利用红外遥感、InSAR在地震监测的应用以及高分辨率遥感数据的地震灾害应急和快速评估。遥感地质学作为防震减灾类专业的一门专业必修课,在对学生的培养中起着至关重要的作用,其教学内容和教学方法也需要在传统遥感地质学教学上有所改进,才能适应防震减灾类专业人才培养的需要。
本文将从教学内容、教学方法和手段等几个方面入手,并结合我院实际情况来阐述防震减灾类专业遥感地质学教学改革的总体思路。
1 教学内容改革
1.1 与时俱进更新教学内容
教材是知识系统性的总结,也是教师进行教学的基本材料。表1统计了我国20世纪80年代该门课的教材出版情况,从表1可看出专业教材的出版周期较长,而遥感技术发展速度非常快,在地质学中的应用也向立体化、多层次、多角度、全方位和全天候方向发展,从而使教材中的内容具有明显的滞后性,很多最前沿的新技术方法和新知识应用案例没有实时写入教材。学院2010年开设遥感地质学课程以来,根据当时教材出版情况,选用1994年朱亮璞编写的遥感地质学。随着20多年遥感的快速发展,特别是进入21世纪后,高分辨率卫星的频繁发射,出现了多种类型的高精度遥感数据以及相应配套的数据处理软件和方法,致使教材中的第三章遥感图像类型和特性和第四章遥感图像处理都明显不适用于直接教学,需要教师查阅资料补充教学。2015年底遥感地质学作为校级重点课程来建设,通过课题组老师的商议决定从2016学年开始更换为最新出版的2013年田淑芳主编的遥感地质学。即使是更换了新教材,随着航空业的发展,每年都新增不少类型的遥感数据、处理方法及新的应用,需要授课老师与时俱进地更新教学内容才能取得更好的教学效果。
1.2 科学构架以防震减灾为特色的教学内容
由于防灾科技学院地质学发展的历史较短,没有专供防震减灾专业使用的《遥感地质学》教材,前几年的课堂教学也基本按照教材的前八章来讲授,没有突出防震减灾的特色教学内容。因此今后的教学应从国内外遥感技术在防震减灾应用相关的重要的学术期刊、研究项目等参考资料中精选出遥感图像分析和遥感应用两部分教学内容,从而构建出服务于防震减灾专业的科学合理的遥感地质学课程体系和教学内容。引导学生课下时间主动查阅在防震减灾研究领域中遥感技术应用的相关资料和文献实例,开阔学生的视野,培养学生自我查阅资料的能力和学习的主动性,从而提高学生的综合素质。并以“宽口径、厚基础、重素质”为原则,选取能够激发学生独立思考能力、解决实际问题和创新能力的地震遥感发展前沿动态的教学素材,倡导学生以多种形式参与讨论与防震减灾相关遥感地质学问题。
1.3 改革实验教学体系和实验教学内容
实验教学是遥感地质课程教学的重要组成部分,也是学生实践技能培养的关键环节,②通过实验教学环节,使学生们真正掌握应用遥感技术解决地学问题的工作原理、方式和流程等。我院地质学专业从2010年开设“遥感地质学”课程,2013年建成地貌第四纪与遥感实验室,同年秋季学期开设遥感地质学实验教学内容,实验项目是参照其他院校同类课程所开设的,现阶段教学体系只包括10学时的实践课,内容包括立体镜的使用(1学时)、典型航片的地貌解译(1学时)、ENVI软件的使用(4学时)、岩性和断裂的解译(4学时)。由于没有结合本校的地质学专业服务于地震行业的特色与学生的实际和社会需求来进行,因此实验教学的效果不佳。2016学年课题组重新修订教学大纲,实验学时由现阶段的10学时增加到16学时,在原有的实验内容上了增加利用卫星遥感影像对活动构造与地震构造的解译识别(2学时),利用红外遥感、InSAR在地震监测的应用(2学时),高分辨率遥感数据的震害调查、应急和快速评估(2学时)。
2 教学方法和手段改革
教学内容是选择教学方法和手段的依据,遥感地质学课程教学内容集传统理论文字知识和大量现代遥感图像为一体,针对理论文字进行阐述应选用传统教学方法,而针对现代遥感数据应用于防震减灾专业则需要采用现代教育技术。因此该课程教学过程中需传统教学方法和现代教育技术两者互相结合,互相补充。
2.1 创设问题情境,实施启发式教学
教师应在课堂中采用讲授法和师生专题研讨法来改变传统的填鸭式教学,为了实施启发性教学,教师在课程的不同阶段创造性地设计一些学生力所能及的问题,激发学生的学习积极性。例如在讲第二章遥感物理基础时可以提出“遥感图像上的颜色和地物是一一对应关系吗?”“为什么?”这种开放性的问题,可以激发学生的想象,让学生从遥感的基本原理去思考问题。实践证明学生都能基本抓到问题的要点,最后将不同章节的内容联系起来,回答了这个问题学生就能把第四节地物波谱特征、第三节遥感常用波段设置和第五节遥感图像色彩三节内容有机的联系在一起。理解这三者的关系也就为后面遥感目视解译打下基础,在后续的遥感解译中学生就能轻松掌握遥感影像上地物的颜色不仅和地物自身的性质有关也和所选数据的波段有关,通过这种创造性的设置问题,大大提高了教学效率。
2.2 利用计算机网络技术平台,丰富教学手段
随着现代网络科技的快速发展,应利用多媒体与现代动画技术相结合来进行遥感地质学课程教学。针对遥感地质学中的遥感理论部分的重点和难点在教学方案设计时除了利用多媒体技术图文并茂地进行讲解外还可采用现代动画技术进行展现;针对遥感在地质上应用部分,应设计与理论教学内容相匹配的计算机解译分析专题,取代当前简易的纸质卫星影像的手工解译。应利用一些免费的高分辨率卫星图片例如Google Earth来获取教学数据,同时收集与活动断层研究、地震震害评估、区域调查及地震预报中发挥重要作用相关的遥感地质学教W信息。计算机网络技术是丰富教学内容的主要手段,也是提高学生对具有防震减灾特色遥感地质学的兴趣和加深学生对地质现象理解的重要途径。
2.3 实施多元化考核方式,合理分配考核权重
以转变观念为先导,树立以就业为导向、以能力和素质考核为中心的课程考核观念,全面考核学生的能力和素质,突出能力本位,真实反映学生应用能力的培养水平。③遥感地质学是一门理论与实验相并重的课程,理论是基础,实验是重点,传统的卷面考试对理论内容部分考核效果较好,而实验部分笔试却很难考核出学生对知识的掌握能力,需要加强学生的动手能力的考核。因此,在课程考核方面,考虑从原来的单一的理论考核转变到采取“平时成绩30%+实验技能30%+期末考试40%”相结合,在考试内容上注重基础理论和能力的结合。通过实施多元化考核方式,以考核促教学,形成“教、学、考”的有机互动,从而达到更好的教学效果。
3 结束语
遥感地质学作为防震减灾专业的专业必修课程,需要全面深入地进行教学体系改革,其内容应实时更新并突出防震减灾特色,同时应加强实验教学和建立完善的实验教学体系。此外通过教学方法与手段改革,高清晰度的航片卫片资料的使用,激发学生对遥感技术理论学习的兴趣,自主地参与各个教学环节,改变考核方式使学生更加重视培养空间思考能力和实际操作能力,为今后从事地震监测预测和应急救援工作打下坚实的基础。
防灾科技学院2016年度院级教研项目:地质学专业活动构造遥感信息分析实践模块建设研究(JY2016B01)和防灾科技学院第九批重点建设课程项目共同资助
注释
① 张雷,张学娟,柳波.石油特色专业《遥感地质学》课程的教学改革思路浅析[J].赤峰学院学报:自然科学版,2012(22):232-233.
关键词:精品课程;中国地理;课程流域系统;培养创新性人才
一、课程教学理念
北京师范大学“中国地理”课程的教学理念强调学生参与和师生互动,以学生为本,重视创新性人才的培养。教师对学生不仅要“授之以鱼”,更要“授之以渔”,因此注重学生的兴趣和对学习过程的参与,引导学生关注事物发生的起因和过程(why and how),留给学生探究性思考、参与和交流的空间,强调支持与引导。
1、“培养创新性人才”的理念
创新性人才的培养是一个系统工程,每一个教师都承担着培养创新性人才的历史责任。我国长期以来,本科生科学研究主要是通过本科生毕业论文(设计)、生产实习等教学环节,及一些社会实践活动来实现的,具有一定的局限性。在“中国地理”精品课程的建设中,教师以学生为本,为学生科研能力的培养给予启蒙,以学生能够进行自主、主动及课外学习、研究提供思维空间和操作平台为己任。创新思想和创造能力的培养贯穿于课程教学的整个过程。经过多年的教学实践和研究探索,初步建立起了以中国地理课程为载体的本科生科研能力培养体系。主要是依托教师项目和本科生研究课题,吸收并指导本科生研究中国地理问题;通过建立本科生科研实践数据平台,为广大学生提供实践环境和条件,在此基础上指导并资助学生撰写论文,从而实施培养创新性人才培养过程。
2、“流域系统”理念
借用地理中“流域”的概念,将“中国地理”的教学过程分为上游、中游和下游三部分,能量(能力)和物质(知识)通过网络平台进行流动和传输。与流域中水的流动方向不同,能力和知识在流动的过程中越来越趋于高处,这是因为能力和知识会随着教师的传授、学生的消化及师生间的互馈有所提高和积累(图1)。上游主要体现了教师的储备过程,即教师对课程与教材的设计能力。中游主要体现了教师讲授与学生学习的过程,通过教师讲解与学生提问之间的反馈,教师传授知识的能力以及学生的知识储备与分析能力等都有所提高。下游主要体现了学生的实践技能和创新思维的培养过程,学生通过学习后的实践研究与创新活动,获得高于课本、高于教师传授的知识与能力。多数课程教学止于上游、中游的教学目标,而“中国地理”的课程教学设计与实践,还关注下游,将教学过程贯穿、延展至实现创新性人才的培养目标。课程建设的成效不仅仅体现在教材建设和教师能力的提升,而且还体现在学生能力的提升。
3、“多源信息-多教学环节-师生双向反馈”理念
“中国地理”课程经过长期的教学实践,形成了“多源信息-多教学环节-师生双向反馈”教学模式。“多源信息”是依据“中国地理”学科的区域性、综合性、交叉性和实践性四个特征,利用地图、影像、录像、文字、数据、实景等多源信息设计的教学环节。“多教学环节”是指依据教学规律和学生认知规律的有机结合,利用多种媒体设计教学环节,包括讲课内容、学术报告、讨论辩论、作业、面试、CAI、网络教学以及实习等,
二、“中国地理”课程的上游建设
课程建设的上游是整个流域系统中最初“施动者”,是整个流域的原动力。通过建设一支水平高、结构合理的教师队伍,依靠全体教师的能力编制立体化的教材,并设计操作性强的教学大纲来实现。
1、高水平的教师队伍建设
精品课程建设的重要基础是具有高水平的教师队伍。教师是课程的建设者和实施者,拥有一流的学者专家型的教师梯队是形成精品课程的关键。某种程度上说,精品课程建设是教师行为,是教师的学术造诣、科研背景、教学技能、人格魅力的综合体现。培育、扩大“精品”教师队伍,是精品课程建设的根本任务之一。精品课程要由学术造诣较高、具有丰富授课经验的教授主讲,通过精品课程建设形成一支结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的教师梯队。由于教师的知识结构、知识覆盖度、创新能力和师德风貌直接决定着课程的质量与水平,因此课程建设也是教学名师队伍建设。名师可以凝聚成一个高素质的人才组合中心、高水平的学科中心、成果卓著的科研中心,可以支撑起一个著名的课程。
“中国地理”精品课程的教师队伍建设具有三个方面的特点和优势:第一,围绕课程规划、教材编写、课程讲授、课程网络建设等具体任务,优化组合教师团队。分别由院士、教授、副教授、讲师和研究生助教相互衔促进学生感官和多种能力的训练。“师生双向反馈”则是依据师生互动原理,在教师传输教学信息的同时,即时通过各种教学环节接收学生反馈的信息,再反馈于学生。通过不断地双向反馈,在互动中完成整个教学过程,从而在有限的课时下,提高单位时间的教学效率,也为教师发掘学生潜力和进一步的重点培养学生提供条件。接完成各项任务,实现老中青相衔接的主讲队伍,形成纵横交织的稳定的教师队伍。第二,教师队伍结构优化与课程综合性特点相适应,坚持“取长补短”,形成群体优势。教师学缘结构:本校培养的教师占1/3、其他高校引进的教师占1/3、科学院和政府引进的教师占1/3,实现多学缘交叉渗透,优势互补。专业结构上,教师研究方向分别为自然、人文(经济)、GIS等多学科,与课程性质相符,形成综合优势。第三,教师个体能力建设与课程区域性特点相适应,坚持“扬长避短”,形成个体优势,其中有突出贡献的学者、国家杰出青年基金获得者和国家教学名师。
2、立体化的教材体系建设
为落实教育部提出的高等学校教学质量工程的要求,高等教育出版社正式启动“高等教育百门精品课程教材建设计划”,鼓励建设一体化设计、多种媒体有机结合的立体化教材,这是推动精品课程建设的重要举措。精品课程教材应该是我国同类教材中水平最高、在世界上是先进的教材。立体化的教材不仅要体现“三基”(基础理论、基本知识、基本技能)和“五性”(思想性、科学性、先进性、启发性、适用性),而且具有系统和互补性的作用。
“中国地理”精品课程的教材建设以纸介质教材为主,配以电子教材。组织出版了“教科书-电子教案-教学软件-地图”的立体化核心教材:主编有《中国地理教程》(北京高教精品教材)、《中国地理》(面向21世纪课程教材)、《中国地理电子教案》、《中国自然地理多媒体教学软件》(光盘3张)和《中国地理图集》。“十一五”国家规
划教材建设中修编《中国地理》和《中国自然地理》,新编《乡土地理教程》。此外,还主编《中国区域地理》丛书(全国各省、市、自治区和直辖市共34本)。
3、操作性强的教学大纲编制
“中国地理”课程属于区域地理学,是本科地理的核心课程之一,属于专业基础课,具有上承部门地理、下启专业课程的“枢纽”地位,承担着地理国情教育和培养地理师资的任务。我们从三个层面设定课程培养目标,(1)知识方面:理解中国区位及其意义;掌握中国地理环境特征与结构;认识地理环境形成与演化的基本过程;了解中国区域划分以及分析典型区域的人口、资源、环境与发展的关系。(2)态度与情感方面:增强对祖国的热爱,关心祖国和家乡的生存与发展,结合切身体会思考国家建设的相关问题,建立服务国家的意识,增强中华民族的自豪感。(3)学生能力与技能方面:培养学生遥感图像的判识能力、地图分析能力、区域综合分析能力、区域问题发现能力、区域创新思维能力和区域地理描述能力等。
“中国地理”精品课程的内容改革始终贯穿“区域+综合+可持续发展”,经历了整合、综合与结构优化过程。课程体系贯穿人地关系地域系统“地理结构-地理过程-区域综合分析”;依据区域性和综合性,通过区域综合地理和综合地理问题精选内容,实现综合;依据认知规律优化课程的三篇结构:总论、分论和专论;依据国家需求优化课程的章节结构,例如加强自然灾害与防治、土地退化与生态建设等章节设计;依据区域地理学科特点,理论与实践相结合,加大实践环节的课时。依据“整体与局部”、“过程与发展”、“理论与实践”的思想设计课程模块。从课程内容讲授的逻辑性设计知识模块,从课程学习的认知规律设计类型模块。
三、“中国地理”课程的中游建设
课程中游的建设在整个流域中起着重要作用,是“中间环节”,联系着上游和下游。中游的通畅无阻是整条河流平稳流淌的关键,也是进行能量(能力)和物质(知识)传播和增值的主要阵地。中游的教学过程要用多样化的教学环节、有效的教学方法和优质共享的教学资源,来完成课程内容教学。
1、课程内容建设
教学内容建设是精品课程建设的核心。精品课程的内容要具有科学性、先进性、丰富性,既包含本学科基础的、经典的知识,又要反映本学科领域最新科技成果。同时,广泛吸收先进的教学经验,积极整合优秀教改成果,体现新时期对人才培养提出的新要求。
“中国地理”课程具有在自然、人文和信息技术基础上的高度综合性。在教学内容的设计上,我们力图体现出地理学科的思想精髓和知识与技术基础,例如其中的“区域分析”具有在传统地图与现代遥感、GIS等方面综合集成的优势,使地理国情、区域研究和开发紧密结合,形成了集知识性与基础性、前沿性和时代性、思想性与实践性于一体,教学与科研结合的体系。课程内容分为上、中、下三篇。
上篇:中国地理结构,讲述地理区位及其地理意义(运用遥感图像)。运用大量地图,分图层表明中国地理结构,包括:地貌结构、水热结构等自然结构;人口分布、土地利用结构、城市群等社会经济结构。认识中国地理结构,是课程的基础也是重点部分。其中难点是如何综合地认识中国地理结构和各地理要素结构的关系。在教学过程中是这样解决的:一是以遥感图像为基底,分图层阐明中国的地貌结构、水热结构等自然结构和人口分布、土地利用结构、城市群等经济结构,再进行图层叠加,形成对地理结构的综合认识。二是着重分析“青藏高原隆起”、“胡焕庸人口分界线”和“土地利用/覆盖变化”对中国地表结构特征形成的影响,从而建立各地理要素结构间的关系。
中篇:中国地理过程,是重点和难点,涉及若干学术前沿问题。阐述中国自然环境的演变过程,中国的水土流失、风蚀沙化等土地退化及生态建设问题;水灾、地震、旱灾、沙尘暴等自然灾害及减灾对策;中国城市化与经济格局变化。这部分的难点有两个:一是涉及若干学术前沿问题。我们主要通过专题报告和讨论等方式理清思路,用多媒体教学软件模拟区域地理过程。二是如何综合地认识中国地理过程和各地理要素相互作用的关系。我们以人地关系为主线,针对综合性问题设置专题,重点论述中国的水土流失、风蚀沙化等土地退化过程,水灾、地震、旱灾、沙尘暴等自然灾害过程,城市化过程等,提升学生的综合认识和分析问题的能力。
下篇:区域综合分析,是应用部分,在地理区划的基础上,选择国家开发和建设区、热点区、科学研究深入的地理区为重点,着重分析区域资源开发中的环境问题和环境保护中的资源开发问题,为国土整治和可持续发展提供依据。本篇难点首先在于如何认识中国地理区域划分。课程采用“百花齐放”的方式,以自然区划为基础,多角度分析各代表性的区划方案,同时留有一定思考空间,让教师和学生提出各自的观点。其次难点还在于如何通过典型区域的综合分析,让学生获得综合分析的能力。不仅要在课堂上讲深、讲透典型区的环境问题和资源开发问题,而且运用CAI和资源库,“多源信息一双向反馈”,按区域进行分组,开展各区域的研究并报告分析结果。
2.教学环节与方法改革
精品课程的教学应实现教师与学生的互动,要根据学科特点选择多样化的教学环节和方法,要在最大范围上应用现代教育技术进行教学。“中国地理”精品课程建设根据以下三点进行教学方法设计:一是区域、综合、渗透和实践四性特征结合;二是教学规律和认知规律有机结合;三是师生互动。课堂讲授方面:以主讲为主(电子教案与板书相结合),部分CAI辅助。并且探索多种教学方法:“多源信息-多教学环节-师生双向反馈”教法、“珍珠-项链式”教法、“CAI”教法、“合作-讨论式”教法,开展研究性、探究性学习,鼓励学生自主学习。
(1)“多源信息-多教学环节-师生双向反馈”教学方法
“中国地理”精品课程经过长期的教学实践,摸索出:通过讲课、CAI、学术报告、展板、面试、笔试、实习、作业、讨论等多种教学环节,以及口授、地图、遥感、文献、视频、实测等多种来源信息,在师生相互交流、反馈和互动中完成教学过程,从而提高教学效率。
(2)“珍珠-项链式”教学方法
在教师引导下,将每个学生从实践中获得的知识创新点比作“珍珠”,通过摄像集成,有机地串连成集体学习成果(项链),以电视讲演等方式再现于课堂。“珍珠一项链式”教学的核心是:创新能力与互动教学。基于互动教学的基本宗旨,设计并实践了“印证-扩展-重组型”、“搜索-凝聚型”和“知识创新型”三种类型的“项链式”教学法。
知识重组是将现有已存在的信息,依据用户自身的需求,按照一个新的秩序重新组合的过程。但是这个转换过程不是简单的复制,也不是已有信息的无序调整,而是学生获取信息,按照研究目的进行取舍,加工信息
并加以创新的过程。这是“项链式”教学法的初级要求,符合学生认知的基本规律。凝聚有两层含义:聚集和浓缩。学生可走进社会,广泛采集某一区域的有关信息,再将其收集起来,进行浓缩,提取出区域的主要特征,反映人一地互动关系及关系的变化。这种教学模式可全面锻炼学生的社会交际能力(社会调查)、信息采集能力以及信息加工能力。这是“项链式”教学法的中级水平。Littlewood将学生自主学习定义为“学习者不依靠老师而使用所学知识的能力”。在“中国地理”教学中,学生通过课堂讲授及自主学习,可以掌握区域的基本知识。但是,仅达到这个层次是远远不够的。我们的教学目的是要使学生会运用这些区域知识,分析当前区域发展中存在的问题及其原因,为区域发展提出合理的建议,指出区域发展之路,这样才能知识创新,学以致用。因此知识创新是“项链式”教学法的高级水平。
(3)“CAI”教学方法
随着多媒体技术的迅速发展,开发与研制适合大学课程的教学软件,以及如何高效地使用这些教学软件成为精品课程建设的重要内容之一。“中国地理”课程从1998年开始在教学软件开发的同时进行CAI辅助教学,现已形成有序又有效的教学方法,减少了1/4课时,提高了学生学习兴趣和教学质量。CAI教学模式设计的核心是设计教学软件的使用方式和教学的思维方式。而教学思维方式的设计因课件内容不同而设计重点不同。由于引入了CAI,传统的教学关系发生了重大变化,根据教学实践,依CAI使用的先后顺序和教师的作用,我们提出四种较为可行的教学关系模型。
先导模式:指讲新课前,先给学生演示CAI软件,然后由教师讲解重点。这种模式一开始就给了学生一个广阔的知识空间,然后在已有的知识背景上深化难点和重点,其优势在于广泛与深入相结合。桥梁模式:指教师根据教学内容,在课堂上一边给学生演示CAI,一边穿插讲授新的内容。同时提出问题,给学生新的思路,启发学生深入思考。其优势是内容现势性强,更新快,课堂师生互动性强。后发模式:指教师给学生讲课之后,由学生自学CAI,然后再通过作业、讨论、回答问题或口试反馈给教师。其优势在于为学生提供了消化和升华知识的时间和余地,思考问题的主动性增强。交互讨论模式:指学生一边学习CAI软件,一边与教师讨论或提问。这种模式将学生、教师和CAI紧密结合在一起,在提高教学效率上具有极大的优势。
(4)“合作-讨论式”教学方法
美国教育心理学家布卢纳认为学习者的学习过程不仅是主动地进入感觉的选择转换、储存和应用的过程,而且是主动学习、适应和改造环境的过程。“合作-讨论式”学习模式,是经过预先的设计与组织,在学生独立思考的基础上,让学生就某一话题各抒己见,并通过学生之间、师生之间的多边交流,互相启发探讨、以寻求获取真知和全面提高学生素质的教学模式。讨论题目要给学生留有充分发挥的余地,由此不仅练习了学生的语言表达能力,还能提高他们创造性思维和思辨的能力。“中国地理”教学过程中设计的组织讨论方式有:即兴讨论方式(临近座位的学生组成微型组)、问题或作业讨论方式(分宿舍或按来源地区分组)和专题辩论方式(按专业、性别和性格差异组成小组)。
3、优秀共享的教学资源建设
国家精品课程建设要求有关课程的教学大纲、授课教案、电子教案、教学录像、习题、实验指导、参考文献目录等上网共享,这无疑会推动高校建立基于网络的远程学习环境,逐步完善支持服务规范,为学生的个性化学习提供高质量的支持服务。所以,精品课程网络教学资源的建设十分重要,要把最好的教学内容、教学方法以及师生互动形成的课程精华搬上网络,使广大师生可以共享最优秀的教学资源,并且有利于教师之间的交流与相互借鉴,及时更新知识体系,相互沟通共同提高。
“中国地理”课程的部分资源在2000年开始在局域网运行,学生可在局域网上阅读与下载,同时建立了中国典型地区遥感影像信息系统,运行效果良好。2003年本课程作为北京市精品课程,在网上向全国辐射。2005年推出本课程网络教学版第二版,主要包括八部分:教学特色、教学队伍、课程介绍、网上课堂、学生实践、网络资源、教学评价和教学论坛。2006年9月推出课程英文版网站,以互联网为依托,开始向国内外辐射。总之,网络课程结构设计本着教师为主导、学生为主体的原则,以师生交互为线索的思路,按照“谁来教(教学队伍)――教什么(课程介绍)――怎么教(网上课堂)――怎么学(学生实践)――课程补充资料(网络资源)――教得怎么样(教学评价)”的顺序实施教学过程,使学生首先对“中国地理”课程的讲授教师有所了解,然后对课程整体情况有所把握,并且能够通过“学生实践”和“网络资源”、“教学论坛”模块进行自主的学习、研究与交流,最后课程以学生评价为主、专家评价为辅,反映真实的教学水平。整个网络课程的构建,符合教学和学生认知规律,为相关教师备课提供了良好的素材,为学生自主、主动学习提供了平台。
其中网络资源模块可用于学生作业和课外阅读以及教师备课或其他研究,主要包括地理参数库、基本地图库、地理动画库、地名词典、地理文献、电子教材等八个资源库。这些资源库不仅有助于学生增强地理感性认识,还可能激发师生的原创新能力、生成新的教学内容,这就意味着教师和学生在课程建设中应该能够从事自主的课程创造,所以说网络资源是“中国地理”精品课程建设中非常有意义的一个组成部分。
四、“中国地理”课程的下游建设
课程建设的下游是整个流域的“归宿”,是课程的最终目的。通过教育教学过程和网络平台实现上游、中游物质的扩散(或传播)和能量的增值,实现课程的最终目标:让学生掌握更多的知识,并最大可能地提高学生的科研能力。这部分强调通过开展多层面的学生实践,有效转换积累的知识和能量,全面提升学生能力。
1、多层面展开的学生实践
“中国地理”课程的综合性和区域性特点,决定了学生实践的多尺度特性(层面)。学生实践共分为:宏观、中观、微观三个尺度的学生实践内容,它们是构成相互依存、有递进(等)关系的层次体系,缺了其中的某个环节,整个学生实践的体系结构也就不完整。
宏观层面的实践性教学:从太空看中国,运用现代卫星遥感影像(覆盖中国),辨识中国地表结构及演化特征,可以实现遥感考察,把握全国宏观地理特征。整合中国地理课程资源(1:50万中国遥感影像图和1:5万-1:20万城市遥感影像图),编制了一套“中国地理遥感图像库系统”,可直接对系统进行操作,遥看中国。通过实践训练,学生的遥感影像识别和地学分析能力迅速提高,同时可以获得综合、可视化的区域地理信息。
中观层面的实践性教学:从视频看中国,运用现代多媒体技术手段,通过采集区域地理影视片信息,并共
同观看完成实践要求作业,来理解区域人地关系和地理问题。课程实践中通过多人选择不同区域的录像,增加区域准感性认识,实现准区域考察,把握区域地理特征,从而达到较好的实践效果。
微观层面的实践性教学:从实地看中国,运用野外调查和测量技术,通过对周边区域的综合考察或专题调研,理解站立点区域人地关系和地理问题。最终把学生的技能训练方法、分组立项方法、实地调查和结果汇总形成系列成果,增强学生对区域的感性知识,激发研究创新能力。
2、全面提高的学生科研能力
研究技能的提高是本科生研究能力培养的基本方面。在“中国地理”课程建设中,学生通过生产实习、勤工助学方式参与到教师科研课题中,也可通过学生自行立项方式确定科研课题,依托科研课题,本科生可以直接参与创新性实践,并以课程论文、毕业论文、研究报告等多种形式展现出来。
教师组织并指导本科生依托国家项目确立研究选题,深入研究中国敏感区域的地理问题,并取得了丰富的研究成果。例如依托“973项目:草地与农牧交错带生态系统重建机理及优化生态-生产范式”,指导学生9人确立“退耕还林(草)驱动力的地区差异研究”、“中国北方农牧交错带贫困县变化状况及驱动力研究”以及“北方农牧交错带流域多样性与可持续发展研究”等三组科研立项。一方面,国家项目为本科生研究课题提供了充足的专家资源和资金保障;另一方面,学生通过野外实地考察加深对研究区域的认识,发现问题并寻求解决途径。本科生以课题为依托开展科研的过程,也是学生的研究能力经历从潜在到现实,从低到高和从自发到自觉的创新过程。
为了使学生的科研活动更有可操作性,强调地理本科生的科研活动要注重从区域地理实践中获取研究信息,同时为所在校园的环境安全与建设服务。1999年开始,教师先后组织并指导本科生开展北师大校园环境安全调查与研究,持续有5届学生、数十人参加。学生公开发表数字化校园、环境安全与评价等论文5篇,并且初步建立起可供学校有关部门和学生研究、查询的北师大校园资源与环境安全数字化平台,开辟了“校园环境安全与可持续发展”的研究领域。
在本科生研究能力的培养方式上,特别注重训练学生建立区域地理数据库的技能以及编制数字地图的技能,学会运用数据库和地图来分析区域地理时空规律。其中历时15年,先后涉及40余名本科生的《中国自然灾害数据库》的建设,为《中国自然灾害系统地图集》出版的系统工程做出重要贡献。同时建立的“中国自然灾害数据库平台”,也为自然灾害的持续研究奠定基础。本科生的研究过程突出显示了能力从无到有和从低到高、从弱到强的提升过程。
在教师的指导和修改、鼓励和资助下,学生的研究成果和能力通过撰写科研报告、发表学术论文、参加竞赛及国内外学术会议等多种渠道得到很好的体现。学生在研究集成和成果发表的过程中,由于提升认识的驱动,可以产生极大的创新冲动:由于初次进入学术领域接受同行肯定评价,为更加深入思考而推动认识的升华,积累自信心;由于亲自接触更多的学术前辈和同行,受到熏陶和感染产生新的研究火花。可以说,指导学生、参加学术会议对提升学生科研能力起到承上启下的作用,既总结提高其已有研究成果,提升自信心,又搭建了促使其产生进一步研究的冲动和创新想法的有效平台。
五、“中国地理”课程的规划设想
精品课程是一项实实在在的系统质量工程,它涉及到师资队伍、教学内容、教学方法、教材建设和教学管理等若干子系统。课程建设是一项长期工作,也是一个循序渐进的过程。相对于创建精品课程而言,保持精品课程更难。精品课程的建设不能毕其功于一役,必须保持其可持续性。作为国家级精品课程,必须站在国家层面上,面向国内外所有高校的课程。“中国地理”精品课程的课程规划理念是:辐射国内与国外两个教育教学市场(中、英文版本):搭建贯穿教学过程的师生互动平台,有效指导和培养学生;发挥北师大全国高校中国地理教学研究会理事长单位和位居北京人才一信息.文化一科技中心的优势,为区域地理教学提供优质课程资源。
师资队伍建设方面力求形成两支队伍:一是相对稳定、结构合理的主体教师队伍;二是由专家、学者组成的相对灵活的协作教师队伍。考虑到中国地理的区域性特点,力图建立由省区高校从事中国地理教学或研究的网络教师队伍,以实现教师资源和区域理信息共享与交流。
教学内容上,进一步完善中国地理“结构-过程-可持续发展”的结构体系。目前,世界各国大都设有本国国家地理课程。站在世界的角度看中国,规划建立中国与世界主要国家的区域地理比较体系。
教学方法上,完善多媒体软件――重点实现地理过程的可视化;建成网络课程――探索网络教学环境下的方法体系,另外建成一个基础性的具有中国地理专业知识水平的试题库和计算机自动测试系统;利用“多媒体虚拟野外实习”尝试实现跨越中国南北或东西的“综合地理实习”;继续完善“多元信息一师生双向反馈”教学法。
教材建设上,将规划出版《中国地理教程》,做成一个附素材库的多功能教程;从国际化角度出发,编译《中国地理教程》英文版;从地域化角度出发,编译《中国地理教程》蒙文版、维文版和藏文版。
一、双语教学课程建设
1.教材与教案建设
首先,双语教学必需根据课程性质灵活选择引进原版外文教材或者自编教材,必要时可以采取引进和自编并举。在引进原版外文教材时,要遵守适用、适合的原则,积极进行原版教材本土化探索,自编双语辅助教材。满足教学大纲要求的优秀双语教材是双语教学成功的重要一步。然而,目前国内出版的原版遥感教材比较缺乏,如果直接使用英美原版教材,购书成本又无法负担。因此,在参考国外多种原版遥感教材的基础上,笔者选择了伦敦Taylor & FRANCIS出版社出版的《遥感导论》(Introduction to Remote Sensing)作为主要参考教材,参照其它中英文教材编写《遥感原理与应用》双语教学讲义。在编写讲义时,注意教学内容的前后顺序符合学生学习认知规律。同时,借鉴英美等国大学的相关教学经验与方法,精心制作教学课件并编写教案。在编写教案时,对于新的概念、理论、重点与难点部分,应分析并应用对比、类比、示意图等方法,使学生易于掌握。板书作图在遥感双语教学中具有重要的价值。尽管作了充分的准备,可是在课堂教学中仍然可能会出现学生难以理解的情况,板书作图可以弥补课件的不足。
2.师资队伍建设
一支结构合理、人员稳定、外语教学水平高、教学效果好的双语教学团队是双语教学成功的关键。聘请国外专家参与双语教学工作可以在一定程度上推动双语教学。但是立足于本校,建立一支本土化的、热爱双语教学的教师队伍才是双语教学成功的关键,他们是双语教学的主导者。教师双语素质将直接决定着双语教学的效果与人才培养的质量。双语教师应具备较强的英语听、说、读、写、译能力,能够流利地运用英语进行专业课程的授课。因此,具有较高英语水平的专业教师队伍是双语教学的基础。为了更好地完成双语教学任务,教师应强化英语听、说、读、写、译能力,经常收听收看相关的专业录音、录像。现在,一些大网站上的世界名牌大学公开课视频资料可以为我国的双语教师提供一定的借鉴作用,可以充分利用这些资料进行听说训练。另外,从这些资料中,也可以学习别人的讲课方式以及对课程的控制。经常阅读英文版遥感书籍杂志,特别注意阅读遥感专业英语期刊论文,可以把握遥感发展动态,拓宽视野,为讲课提供生动的案例和遥感的最新发展动态。
3.教学内容改革
本科双语教学的内容需要反映国际上本领域最新的科研成果。在教学内容的选材方面,紧紧围绕素质教育和创新教育来组织,力求体现“原理—方法—应用”的理念,注重基础知识、基本方法与基本技能的训练。《遥感原理及应用》着重讲述遥感物理基础(Physical basis of remote sensing);遥感平台及特点(Remote sensing platforms and their characteristics);遥感传感器及其成像特征(Sensors and imagery characteristics);遥感数据预处理(Preprocessing of remotely sensed imagery);遥感图像目视判读(Visual Interpretation of remotely sensed imagery);遥感图像计算机分类(Classification of imagery by computer)以及遥感技术的应用(Application of remote sensing)。学生利用中英文对照教材进行预习,教学效果得到大幅度的提高。
4.教学方法手段更新
借鉴国内外先进教学方法与手段,灵活采用多种考核、考试形式,可有效调动学生学习积极性和主动性,促进学生自主学习能力的提高。在教学方法上,应循序渐进、因材施教,根据学生对知识的理解与掌握程度逐步推进。在教学中,采用“复习—授课—复习—预习”四段式教学法,每一次课都在总结复习上一次课的基础上进行,每一次在结束时都进行本次课内容的总结,并布置下一次课的预习作业,努力营造双语教学氛围,为学生创造一个良好的双语教学环境。在课堂教学中,全方位地训练学生外语思维和应用的能力。课堂上,除了教学内容中的难点与重点增加中文解释外,教师提问与学生回答、作业、评语等都用英语进行,培养学生用英语思考问题、解决问题的能力,锻炼实际英语应用能力。同时,还注意精讲多练。在预习中,要求学生不仅要初步了解将要学习的内容,而且要熟练掌握专业词汇和常用表达方式。课外,鼓励学生积极研读外文文献,培养利用外文获取知识的能力。
5.教学资源建设
建立双语教学网站,把它作为一个平台,将相关的中英文教学大纲、教案、课件、授课录像、习题、实验指南、实习指南、参考文献等放在上面,实现资料共享。
6.英语学习能力培养
学生是双语教学的主体,是教学活动的最终归宿。由于我国传统的英语教学方法重视语法、句法学习,忽视听说训练,忽视英语交流能力的培养,致使许多学生虽然通过了大学英语四、六级考试,但实际听、说、读、写能力还是很弱。针对这种情况,首先,给学生布置提前阅读教材与讲义的任务,使他们预先熟悉课程内容,以便上课时能够跟得上。另外,布置一些听说作业并定期检查,努力培养学生使用语言进行实际交流的能力。在课堂上,教师尽量多提问,把一些教学环节交给学生来独立完成,使他们的口语表达能力与英语思维能力得到充分锻炼;在课余,组织英语角、英语演讲、英语小品和英语节等丰富多彩的活动来提高学生学习英语的兴趣和英语技能。同时,结合另一门课程《文献阅读与写作》,进行双语教学课程群的建设。
7.互动学习方式构建
在课堂上,利用课件教学,创造性地运用教师与学生“双向互动式”和“讨论式”的教学法,设法让学生参与教学过程,发挥其主体能动性作用。在教学伊始,可将全班分成若干小组,组员在组长带领下进行双语课程内容的预习与作业的完成。在课后,他们将练习利用教材与参考文献上的材料说明或者阐述观点,并做成PPT,用于后面的讨论课,同时利用互联网的资料与双语教学网站上的数据资料等进行探索性的学习。课堂上,先由教师用英语来详细介绍本次课的内容,然后由学生来讲解课文,教师进行总结。对难句、长句以及容易造成理解困难的英文句子加以详细解释,专业词汇和常用表达方式需要单独列出,并经常在讨论与提问中重复,以便强化这些词汇,让学生牢牢掌握。课后用英文布置一定量的题目,积极鼓励学生主动查阅相关的专业英文文献,学习用英语作答。期末考试中也采用全英文命题,需要用英文答题。学生普遍反映,一开始不适应,慢慢地也就习惯了。
二、加强实践环节
由于《遥感原理与应用》是一门实践性和应用性都很强的学科,为了适应社会的需要,必须加强实践环节的教学,使理论与实际紧密联系起来,切实提高学生的动手能力。除了配套的实验课(1.5学分)外,还有专门的实习课。在实验室与实习课上,让学生独立处理遥感数据并撰写实习报告,通过集中实习来进一步提高学生的实践能力。实验与实习课都使用英文讲义与案例教程。每个小组负责一个案例的制作并在讨论中起主导作用,即主导案例讨论课的组织与讨论进程展开(包括提问)。
三、结论与讨论
关键词:资源环境与城乡规划管理;地理学;课程设置
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)04-0154-03
地理学经过长时间的学科建设和学科发展,教学课程体系早已相当成熟。随着全球性的资源环境问题、生态退化问题、城市化问题等的出现,传统的地理学已不适应当前的社会经济发展和科技水平发展。国家教育部于1999年对高等院校的专业设置进行了调整,地理学由原来以学科分化为特征的自然地理专业和人文地理专业,调整为以学科层次为基础、学科综合为特征的地理科学专业、资源环境与城乡规划管理专业和地理信息系统三大专业。资源环境与城乡规划管理专业的设置顺应了时展的要求,理论上可解决我国现阶段城乡发展过程中的资源配置和生态环境之间的矛盾。
一、资源环境与城乡规划管理专业发展介绍
资源环境与城乡规划管理专业作为地理学的二级学科,其目的在于培养具有资源、环境与城乡规划管理能力的综合性人才。该专业设立的时间短,但开设的院校数量相当多。据统计,自从1999年设立该专业开始至2006年底,开设该专业的学校已达125所。且开设的院校类型多样化,既有综合性大学、师范类院校、工程类院校,也有农林类院校和建筑类院校。该专业主要是面向如何正确处理、协调资源、环境以及城乡规划三者间的关系。已有的高校多建立在自然地理类、人文地理类、资源环境类、城市规划类、管理类等已有学科的平台上,并密切结合了地理科学、环境科学、城市规划与管理科学的核心内容,涵盖知识面很广。该专业的主要应用方向有:土地利用与规划管理、城市与区域规划、房地产开发与经营、地理信息系统原理及应用等。涉及的应用面相当广,且对学生的工程实践能力要求越来越高,包括面向管理层的应用——研究区域人口、资源、经济和环境等的协调发展;面向操作层的应用——工程化的趋势。近年来,随着城乡规划体系层次的发展需求不断深化,相关学科知识交叉性的日趋增强,资环专业相关学科的研究领域也不断拓广、拓深,可研究范围逐渐扩大、研究层面日益拓宽,具有特色的资源环境与城乡规划管理专业逐渐显示出其发展生命力。
二、资源环境与城乡规划管理专业发展存在的问题
受人才市场需求的影响,资源环境与城乡规划管理专业发展速度迅猛,设置该专业的高校数量在1999年仅有32所,2002年达到55所,2006年则增至125所。在该专业快速发展的同时,也出现了不少问题。多年的办学实践经验和日趋严峻的学生就业压力说明,资环专业的人才培养模式、专业课程体系的设置正受到多方面的挑战。尤其是逐渐增加的就业难度和近似饱和的人才需求市场对该专业造成了相当大的冲击。该专业发展中存在的问题越来越凸显:
1.资源环境与城乡规划管理专业,厚基础、宽口径。开设该专业的院校类型多样,如综合性院校、理工院校、农林院校、地矿院校。学校所依托的基础平台多元化,为了体现、突出学校特色,不少高校都基于优势学科和平台开设了一些方向模块课程,致使过早地脱离了地理科学这一专业的“母体”。但受传统的、经典的地理学专业课程体系的影响,多数院校在设立之初并无明显特色。
2.资环专业开设时间较短,各高校专业人才不足,师资短缺现象较普遍。开设的基础课程和专业课程杂乱无章,专业培养方向不够明确,课程教学体系结构不尽合理,实践性教学环节相对薄弱。课程体系构建较盲目和随意,大多院校基本上采用类似的专业培养定位、人才培养目标、人才培养模式、专业课程设置,将地理科学、环境科学、管理科学作为专业主干课程,片面的追求专业主干课程的细而全。有些高校的特色方向与依托的平台近似,并没有形成分流培养的课程体系和教学机制。实践性课程设置也大都依赖原有专业条件,缺乏实践创新体系。
3.现行课程体系培养的毕业生就业去向不明确,学生就业形势严峻。从专业的培养目标上看,资环专业的宽口径,可使该专业的毕业生能在城市建设、国土资源、环境保护以及相关教学研究机构等企事业单位就业。但由于该专业与其他专业有较大的专业课程重叠,致使该专业的毕业生与城市规划等老牌专业的毕业生相比,专业基础和实践能力较为薄弱,竞争力不强。虽然不少学校设置了几个特色专业方向,力图将学生送往对口的部门工作,但效果不明显,结果不尽如意,导致学生就业并没有固定的行业领域。此外,随着该专业就业对口单位对用人的学历门槛、综合素质能力要求的不断提高,社会对高校毕业生的需求存在很多不确定性因素,这更使得资环专业的毕业生就业问题愈加突显。
据调查,全国该专业毕业生就业去向多样化,去除考上研究生要继续深造的人数占较高比重外,其余的就业类型比例分布较均匀,分布在各类机关、企事业、科研设计单位、工程单位及部队等,毕业生就业方向呈现出“满天星”式的局面[3]。
三、当前地理学新技术介绍
近年来,地理学受到大量新技术的冲击,并逐渐与之相渗透、融合,逐步形成了有特色的专业方向[4]。新技术主要有:①地理信息系统(GIS)。地理信息系统以空间数据库为平台,可对地理空间数据进行实时采集、数据更新、数据处理、空间分析及为各种与空间位置有关的实际应用提供咨询和辅助决策,是空间信息技术的主要部分。它以空间分析和地学应用模型为支撑,实现各种信息的模拟与综合分析。GIS使得地理学家更加便利的分析、挖掘已拥有的地理资源和信息,为进一步的地理研究应用提供强有力的辅助决策支持。②遥感。遥感技术是指在远距离不接触目标物体前提下,可根据接收到的物体所反射、发射的电磁波来判定、测量并分析探测目标物体的性质。从资源信息获取、传输、处理,到实验室分析,遥感都为地理学家提供了主要的数据信息来源。随着遥感向“三高”(高空间分辨率、高时间分辨率、高辐射分辨率)的发展,大量复杂的地理问题都可直接或者间接地借助于遥感得以解决。③测量与地图学。测量和地图学提高了地理工作者对地理数据的获取、分析和结果输出等工作的效率,并对地理空间数据的深入分析和对数字制图的标准化、规范化等都产生了深远影响。④时间分析和空间分析。通过对长期积累的地理资料进行时间序列的分析,可以获得具有规律性的地理知识。空间分析是地理信息系统的核心功能,是GIS区别于其他类型系统的一个主要标志,可为地理知识的空间表达提供重要的依据。⑤计量地理学。该学科运用多种数学统计的方法,从更高层次上来分析、理解、解释地理现象,侧重于用多种经典数学模型来对地理学进行定量表达。
四、资源环境与城乡规划管理专业课程体系设置与优化
当前,关于资环专业课程体系设置与优化的研究并不多。要对资环专业课程体系的改革,必须认真分析社会人才需求、客观分析专业定位,要突出专业方向,体现学科特色。按照“厚基础、宽口径、适应面广”的原则培养具备资源环境与城乡规划管理基本理论、基本知识和基本技能的专门人才,结合现在通用的“平台+模块”的课程体系结构,在上述地理学科新技术支撑下,采取了相关优化措施。
1.调整课程结构。开设了该专业的高等院校,普遍存在选修课数量偏少、范围偏窄,在教学计划中占分值比重偏小的现状。应考虑适当压缩专业必修课的比重,加强专业选修课的比重,提高选修课在教学计划中所占的比重。经综合考虑,各类课程的学分结构可调整为:必修课(基础课、专业基础课)占60%~65%,选修课占35%~40%。选修课在专业培养中地位十分重要。
2.基础课模块。基础层次课程主要是让学生对专业有明了、宏观的认识。基础课程可为其他课程的开设提供铺垫,基础课程的开设对专业的建设方向意义重大。基础课主要有自然地理学、地图学、管理科学、环境科学、生态学、地球信息科学、测量学等。
3.专业必修课模块。资源环境与城乡规划管理综合性很强,其主干学科为地理学、环境科学、地球信息科学。为了明确专业定位,反映学科特点,突出专业特色,专业必修课模块应包含自然地理学、地理信息系统原理与方法、遥感技术与应用、地图学、经济地理学、人文地理学、区域分析与规划、生态学、管理学、GPS原理与应用、计量地理学等课程。突出地理科学和生态科学及相关科学的地位,培养学生基于人地关系和区域规划视角下对资源、环境等全面观察、深刻思考的能力。在信息技术时代,更应充分利用信息科学技术和地理信息系统、遥感、全球定位系统等“3S”技术,培养综合能力型人才,以适应社会快速发展的需要。
4.专业选修课模块。高校可根据已有的基础条件、学生对课程的多种客观需求以及社会对毕业生不断变化的需求状况,灵活开设“课程超市”,让学生有更多的课程选择范围。课程应多样化,明确方向性和灵活性,以拓宽学生的选择空间,让学生进行“自助式”的课程消费。
5.教学实践环节。教学实践环节是专业教学过程中非常重要的环节。实践环节主要包括分散性实习、集中性实习、教学实习、野外实习、课程设计、生产实习、毕业实习和毕业论文。其中社会实习、生产实习和毕业实习均在企事业和政府部门中进行。学生通过在不同阶段的实习,将城乡规划与管理理论知识应用于实践,提高其综合运用知识的能力;通过各项实习环节培养学生的敬业精神、分析能力、沟通交流能力、团结协作能力和表达能力等。还可以酌情对兴趣浓厚、独立能力较强的学生增设具有高难度训练和科研双重性质的第二课堂,经过多层次多角度的全方位训练,培养和提高学生综合素养,增长见识,拓展视野。
资源环境与城乡规划管理专业,在专业培养、课程设置、技能培养等环节都大量的借助于地理信息系统、遥感、测量与地图学、计量地理学等地理学新技术的支撑。以社会市场对人才需求为导向,按照现代社会综合素质人才质量观,以“3S”技术应用和物质层面上的城乡规划管理为重点,将多专业学科交叉渗透、互相支撑、协调发展。为了培养既拥有扎实的地理学专业思想内核,又能掌握城乡规划管理基本知识、基本技能和应用能力的综合素质较高的复合型高级技术人才,在专业课程设置时,可以基于突出地理学科新技术,优化课程设置,建立多学科融合、分层次、多模块的教学体系,探索人才培养与生产实践、工程项目相结合的培养模式。
参考文献:
[1]吴云清,张莉.资源环境与城乡规划管理专业创新立体化模式的思考[J].地理教育,2006,(6):73-74.
[2]邹家红,袁开国,刘艳.资源环境与城乡规划管理专业课程体系构建与优化[J].湘潭师范学院学报(自然科学版),2006,28(1):110-113.