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关键词 基础课程 差异化教学 自然地理学
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.
④ 陈效逑.“自然地理学”穿心教学体系的探索[J].高等理科教育,2008.6:24-27.
关键词:地学三维可视化;教学改革;课程建设
中图分类号:P208 文献标志码:B 文章编号:1674-9324(2012)09-0155-02
科学计算可视化[1](visualization in scientific computation)是20世纪80年达国家提出的一个新的研究领域,是通过运用计算机图形学和图像处理,将科学计算的过程和结果以图形或图像的形式显示,并进行交互处理的方法和技术。它涉及计算机图形学、计算机视觉、图像处理和人机交互等多个领域。科学可视化在地学领域,如地理信息系统(GIS)和地学建模(GMS)的应用,形成了地学可视化。通过地学三维可视化可以提高人们对复杂、抽象的三维地学现象的空间感知、理解和分析能力。随着地学可视化技术的发展和广阔的应用前景,一些高校在与地学相关的专业中相继开设了地学可视化相关课程。
一、课程开设的必要性
从学科发展需要而言,孙九林院士认为“地球信息科学这个学科是地球科学与现代信息科学技术交叉融合综合集成在一起的新兴学科,是以信息流为手段,来研究地球系统内部的物质流、能量流、人流和运动状态、方式。”地学领域关于三维空间信息的采集、组织、表达、建模、可视化、交互分析的研究日益重要,发展为两个并行的研究方向[1],一个是3D GIS(三维地理信息系统),是以地球表面及其以上的自然地理实体和人工建筑实体为研究对象,另一个是3D GMS(三维地学模拟系统),是以地表及其以下自然地质实体和人工开掘实体为研究对象。目前,真三维地学建模、三维拓扑描述、地表地下空间无缝集成、三维动态地学过程模拟、三维地学可视化等问题已成为地球空间信息的技术前沿和攻关热点[1-3],吸引了计算机科学、测绘、地理、地质、采矿、岩土、环境、资源等诸多领域的学者的研究兴趣。因此为了适应地球信息科学的学科发展,有必要开设“地学三维可视化”课程,使学生了解研究前沿和热点,实现本科生与研究生教育的良好衔接;并且,地学可视化在测绘、地质、环境、资源等诸多领域的重要性,使其成为学生应该掌握的重要技能。
从社会需求而言,随着三维可视化技术的发展,地学可视化具有十分广阔的应用前景和社会需求,主要应用于数字城市、矿山、海洋、地质、水利、气象、环境等领域[1],例如城市景观分析、城市规划、地下水源污染监测、地下管线规划、地表沉陷监测、多煤层矿层储量分析、地层结构解析等。因此,通过开设“地学三维可视化”课程,使学生掌握三维地学建模、可视化和交互分析的方法和技能,可促进就业,适应社会需要。
因此,考虑到学科发展、就业和社会需求,有必要在地学相关专业开设“地学三维可视化”课程,使学生掌握地球信息科学领域的重要技能,促进学生在测绘、地质、环境、资源、气象等诸多领域较好就业。
二、课程的主要内容
本课程的目的是通过系统讲授地学可视化的基本概念、原理、方法和技术,使学生掌握面向地学的常用的三维空间模型、基本的三维空间建模算法、能够运用常用的三维空间信息系统与图形工具,如IDL(Interactive Data Language)或ArcGIS,进行三维地学建模和交互分析。
本课程主要包括以下5个方面的内容:
(1)“地学三维可视化”的内涵和相关概念,如“地学认知模型”、“空间数据模型”、“空间维数分析”、“真三维”“3D GIS”、“3D GMS”、“地学多维图解”等。
(2)针对“地学可视化”应用最多的两个领域:数字城市和地质领域,介绍常用的三维空间信息系统和三维图形工具。
(3)面向地学常用的三维空间模型,包括面元模型、体元模型(规则体元和不规则体元模型)、混合三维模型(断面-三角网混合模型、线框-块体混合模型、八叉树-四面体混合模型)、集成三维模型(三角网-八叉树集成模型、矢栅集成模型);三维地质空间模型的原理、特点、优缺点及其适用范围。
(4)典型的三维空间建模算法,包括三维图形几何变换、地物模型与地形模型无缝集成、TEN模型生成、Octree模型生成、面向对象的三维模型重建、GTP模型剖切、LOD模型生成、多分辨率纹理生成与映射、三维空间索引与显示判断等代表性算法。
(5)从常用的三维空间信息系统与图形工具中选择一种典型系统或图形工具,如IDL或ArcGIS进行三维地学模型的建立、可视化和交互分析。
三、教学方法和考核机制
本课程是一门实践性很强的课程,要求以学生为主体,激发学生的学习兴趣、主动性和创造性;本课程并不指定某一具体的三维地学模型,不是要求所有学生都建立三维地形模型,而是鼓励学生创设自己感兴趣的三维地学模型,如洪水演进模型、地面沉降模型、三维地层模型、数字城市模型等,并鼓励学生根据模型的需要来选择合适的三维系统或图形工具,建立自己的三维地学模型。有的学生擅长编程,则可以用VC或IDL编程实现三维空间建模算法或建立三维地学模型;有的学生对菜单操作更感兴趣,则可以根据模型特点,选择ArcGIS或3D Max来建立三维模型。因此本课程给予学生充分的学习主动性,鼓励学生大胆想象和创设自己的三维地学模型,并根据自身特长和兴趣,选择合适的三维系统或图形工具实现自己的三维地学模型。
为了激发学生的学习热情,培养学生的创新精神,本人对教学方法作了一些探索和改进:
【关键词】工程;测绘技术,现状;发展趋势
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
工程测量在我国国力发展的大趋势下,不断创新,不断取得突破,现在我国测绘技术已经较之前有了十分的的改观,下面我们就来讨论一下有关工程测量的发展趋势。
工程测量的现状
概述
本世纪是数字化和信息化的世纪,地理信息产业在高速发展的科学技术和日益激增的市场需求这两大主推力的作用下得到全面的发展和提升,这表现在:一、地理信息产品由静态模式向实时动态模式转变。二、地理信息产品将会在政府部门和各行各业中得到更加广泛应用。三、GIS和图象处理软件将由专业团体的专门应用发展成为办公和生活的普通工具。
国家测绘局原副局长、中国测绘学会理事长杨凯同志就测绘与地理信息的关系是这样描述的:“测绘是地理信息产业建设的主体力量,地理信息是测绘现代表现形式。”测绘工程侧重于地理信息数据的采集和实地测设,地理信息侧重于地理信息的可视化表达、空间分析与查询。虽然这几年社会上对地理信息追捧过热,许多院校的专业纷纷靠向地理信息方向,但这几年毕业的学生仍多在测绘行业就业。不过从长远来看地理信息的时代将要来临了,随着3S技术为代表的高新测绘技术和计算机技术的快速发展,传统的测绘行业正在迅速向地理信息产业转化。传统的测绘生产主体模式已发生根本性变化,产品由模拟形式转为数字形式,大量的外业测量被室内地理信息采集所取代。地理信息的采集、存贮、加工和分发已成为一种全新的概念。卫片的分辨率、航测的精度在逐渐提高而其成本则在逐渐下降。
地理信息自古以来被视为国之重器。《山海经》是我国最早的地理信息著作,历代君王对地图的重视和渴求从未停止过,建国以来我国对测绘工作非常重视,不断的出国学习并引入先进技术,尤其近十年来变化更大。但我国的地信产业仍存在太多的问题:1、数据库建设中的重复建设问题严重存在,数据共享机制不健全。2、国家对测绘的投入不足,测绘队伍不稳定。3、信息资源的数字化程度和开发利用水平较低。4、理论研究、技术进步和产品发展三个层次中,放在第一、第二层次的注意力显得不够,等等。这些都为测绘单位的发展带来一定的阻碍。不过随着我国基础测绘的不断加快,统一监管和测绘保障也会不断加强。
技术
(一)地图数字化技术
在建立各种GIS系统时,对原有地图进行数字化处理,在建库工作中占据了相当大的工作量,各工程测绘部门都投入相当大的人力和财力。对于已有纸制地图,若其现势性、精度和比例尺能满足要求,就可以利用数字化仪将其输入计算机,经编辑、修补后生成相应的数字地图。当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。
(二)数字化成图手段
大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容,常规的成图方法野外工作量大,作业艰苦,作业程序复杂,同时还有繁琐的内业数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应社会飞速发展的需要。而数字化成图技术具有精度高、劳动强度小、更新方便、便于保存管理及应用、易于等特点。目前,数字化成图技术有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法,主要设备是全站仪、电子手簿等,其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配,从而具有较高的成图效率。
(三)数据库技术与GIS技术的应用
随着测量数据采集和数据处理的逐步自动化、数字化,测量工作者如何更好地使用和管理好长期积累或收集的大量测绘信息,更好地为经济建设和国防建设服务,其最有效的方法是利用数据库技术或GIS技术建立数据库或信息系统。我国国民经济建设飞速发展和社会进步,有力地推动了GIS技术的应用与发展,已成为当前新技术应用的“热点”之一。GIS作为信息科学和信息产业的一部分,在面向21世纪这个信息社会里的价值是不容怀疑的。为了使GIS技术在国民经济建设和社会进步中更好地发挥作用,政府和有关主管部门应给予重视和支持,各有关专业部门要加强合作,努力开创地理信息产业发展的新局面,去迎接信息时代的到来。
GIS是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不仅在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程,还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。
测绘技术的发展趋势
1.概述
自改革开放以来,我国测绘技术由传统测绘模式进入了数字化测绘模式,数字化测绘模式不仅提高了测绘的工作效率,也推动了其他各行业的发展,自上个世纪90 年代以来,信息产业作为一个新兴产业在世界范围内发展起来,世界范围内测绘界已经出现了面向地理信息服务的变革新动向。我国也正在努力建设一个高效、完善、先进的国家公益信息基础网,例如:数字中国地理空间基础框架、数字城市、数字地球等项目,这些可为中国地理空间信息服务提供宝贵的基础地理信息资源,因此我国测绘事业有了新的发展,在信息化时代的背景下信息化测绘事业在数字化测绘的基础上飞速发展,我国开展了国家基础测绘项目,也就是“大专项”工程,它的建立不仅标志着我国由传统测绘向数字化测绘转变,也标志着由数字化测绘向信息化测绘的飞跃。与数字化测绘机制不同,信息化测绘的优势特征就是它能够实现实时高效的地理信息综合服务。它升级实现了信息服务社会化,信息共享合法化,功能趋向服务化,信息流通网络化等内容,然而,信息化测绘仍然是一种数字化测绘体系,以数字化为基础。
近些年来,我国在信息化测绘建设方面也加大了力度,例如:在《国民经济和社会发展是第一个五年规划纲要》中指出要“充分利用基础地理信息资源,发展地理信息产业”由此可见在实现地理信息综合服务和推动信息化发展方面,信息化测绘的重要意义。我们在数字化测绘的基础上建立了信息化测绘系统,初步建立了信息化测绘服务体系,实现了基础地理信息的获取和更新、网络化管理与分布服务,服务水平的增值,地理空间资源的融合,从而逐步达到信息化测绘功能取向服务化,信息沟通网络化和基础设备公用化等服务项目。
技术
(一)GPS 技术的采用
以前,大地测量只能在地球局部区域进行静态测量,现在由于GPS 技术的采用,实现了整个地球表面的动态测量,研究范围也从研究地球表面的几何特征变为研究地球内部的结构和特征,同时,对于地壳运动和海平面变化,也可以精确地监测到,这样就能加强对自然环境中自然灾害的监测,提前预报,减小人类损失。
工程控制网与监测网的优化
控制网的观测数据采集和处理将走向自动化、实时化、数字化,同时将更加广泛地应用监测网优化设计软件,对于观测数据的处理也将进一步智能化。
空中摄影测量技术将得到更加广泛的应用
三维地面主体模型将更加广泛地应用在诸多领域。这种三维地面主体模型是由全自动数码航测相机结合激光扫描仪,再连接全球定位系统制作而成。这种三维地面主体模型将更加广泛地应用在工业精密仪器的安装与设备的定位测量领域,同时在大宗物体变形监测、外形测绘等方面将得到广泛应用。
遥感技术将得到更全面的应用
遥感技术正向多频谱、多级分辨率,多时相的信息获取以及快速实时的智能化信息处理的趋势发展,我们将可以运用RS 对地面进行实时卫星遥感监控,在监督违法滥占耕地,扩展用地规模等方面将得到广泛应用,此外,运用遥感技术勘探地球资源将成为今后重点研究的方向。
结束语
随着测绘技术的不断发展与创新,相信在不久的将来我们就可以再次取得大的突破,从而更好地为人类服务,虽然现有的技术已经有了不小的改观,但是,在某些领域还有局限性,所以就需要我们来努力改善了。
参考文献:
据不完全统计,目前全国已有161所高校设置地理信息系统(简称“gis”)专业,158所高校开设了资源环境与城乡规划管理(简称“规划”)专业。开设的院校既有综合性大学、师范类院校、地质矿产类院校,也有农林类院校和建筑、工程类院校,还有理工院校、财经院校等。大部分高校的gis专业由地理学、测绘科学、地质学等学科转化而来,而规划专业主要由地理学相关专业转化而来的,它们都是地理科学类下的二级学科。由于受传统的办学背景的影响,多数本专业课程体系与目前我国经济发展、人才市场需求以及国家创新体系之间存在矛盾,各个学校在构建课程体系中存在课程体系不合理,理论和实践环节脱节、教学与培养目标相背离、宽而不专等问题。
要培养高素质的人才,就必须构建合理的课程体系和课程设置方案。什么样的课程体系是合理的,什么样的课程是学生所需要的,这是高校地理科学类专业人才培养所面临的一个重要问题。不同类型的高校在师资力量、硬件设施等方面各有特色,这就决定各高校地理科学类专业人才培养目标、内容等方面必须要有自己的特色,否则无法向社会输送更多的、合格的专业人才。目前,大部分高校均按专业招生、培养,也有部分院校按大类招生,分类培养,而地理科学类专业还没有成熟的课程体系和课程设置计划。本文试图根据高校的特色和地理科学类专业本身的特点,结合本校近5年来的实践,对地理科学类专业课程体系建设和课程设置进行一些研究,以期促进地理科学类专业人培养。
一、课程体系建设的依据
进入21世纪以来,高校大力推行素质教育,重基础、重能力、重创新、‘淡化专业方向已是大势所趋。正是在这种背景下,地理科学类专业按大类培养人才成为必然。
地理科学类专业采用重基础、宽口径、注重实践技能的培养模式,培养德智体美全面发展,具备扎实的地理学专业基础、城乡规划及地理信息系统基本理论、基本方法和基本技能,符合21世纪社会、经济、科技发展要求,适应资源环境与城乡规划管理以及遥感与地理信息技术等专业机构需要的专门人才。具体而言,gis专业合格本科毕业生能够胜任城市、区域、资源、环境、交通、人口、房地产、基础设施等领域与地理信息产业有关的技术应用与开发、生产管理等工作;具备较好的科研潜质能力的优秀本科毕业生,可通过推荐免试或考试录取为高校或科研机构的硕士研究生,继续深造。资源环境与城乡规划管理专业本科毕业生具备地理学和城乡规划、资源管理等相关应用领域宽广的基本理论、基本知识和基本技能,适合到规划、国土、环保、城建、旅游、房地产等部门工作,或到科研部门、高等和中等学校从事相关科学研究或教学工作。
二、课程体系构建原则
地理科学类专业本科教育既不同于职业教育,也不同于研究生教育。它既要求学生具有扎实的专业背景知识,又要求学生有较强的实践动手能力,其职业定向性比较强,大多数学生毕业后都要在社会相应领域从事与自己专业知识相关的职业活动,为社会服务。本科阶段的实习,既要求学生实习专业的基本知识、基本理论,更要比较熟练地掌握从事专业活动的基本技能,还要为将来研究生阶段和继续学习打下较好的研究基础。因此,在目前就业竞争越来越激烈的形势下,课程体系的建设、课程的设置要和职业需要尽量缩小差距,以有利于学生将来的发展。
课程体系构建的根本目的是向学生提供一套比较完整的符合专业需求的知识能力结构。地理科学类专业应突出地理学的大背景,也更需要加强相关主干学科的专业知识、专业应用技术与技能,注重综合培养学生思维能力、动手能力和一定的科学研究能力。地理科学类专业课程体系构建应该以市场需求为导向,按照加强基础、拓宽专业口径、强化能力培养、注重素质教育、增强适应性的基本思路,培养具有创新潜能和协作精神的高素质复合应用型专门人才。因此,地理科学类专业课程体系构建具体应考虑以下几个原则:(1)应是培养目标和促进培养目标的充分体现:(2)既要考虑地理科学这个大背景,又要充分考虑资源环境与城乡规划管理、地理信息系统这两个专业特点以及发展需求;(3)应满足学生的就业需求并为继续深造打下坚实的基础;(4)有利于学生形成合理的知识、能力和素质结构;(5)应考虑加强专业基础课程和专业课程的教学,提高学生的专业水平;(6)必须加强实践课程的分量,注重学生应用能力的培养。
三、地理n-学类专业课程体系构建及课程设置
1.课程体系的系统结构及特点
课程体系是一个具有特定功能、开放性的知识与技能的概念组合体系。其系统结构的形成不仅要使所包含的专业基础课、专业理论课、专业技能课、专业应用课等形成相互联系的统一整体;而且还必须正确地反映培养目标和专业要求,反映科学技术发展的现状和趋势,符合学制及学时限制。前者是课程体系内各门具体课程的相互联系,称为课程体系的内部结构;后者是课程体系形成的环境条件和制订依据,即为课程体系的外部环境。环境制约着系统,系统要适应环境:功能决定于结构,结构要适应功能。这二者的相互作用称为课程体系的系统结构模式(见图1)。
建立课程体系的系统结构模式,要求在以下两方面进行分析:(1)课程体系形成的环境条件和制订依据;(2)课程体系的内部结构。在此基础上建设与相应科技发展、社会需求相适应,功能最优、体系先进、内容完整的课程体系。
2.地理科学类专业课程体系构建方案
构建结构化的课程体系,突出分段式和个性化培养。按照综合化与个性化相统筹的原则,改革课程体系,构建文化素质教育课程、学科基础课程、专业发展课程和个性化课程“四位一体”的结构化课程体系。
构建系列化的文化素质教育课程体系,注重学生的综合素质培养。学科类型相同或相近的专业,强调大类培养,构建基础性的课程体系,注重学生的宽口径发展。根据专业培养目标定位,设置专业发展课程,注重理论学习与实践训练的统一。根据学生多样化发展需要和社会现实需求,设置个性化课程,注重学生兴趣和特长发展。同时还鼓励学生根据自身学习和实际,辅修双学位,拓展知识面。
可以实施“1.5+1.5+1”分段式培养。前1.5年前主要开设文化素质教育课程和学科基础核心课程,突出学生的综合素质、大类核心的基础知识和学习习惯的培养;中间1.5年主要开设学科基础课程和专业发展必修课程,突出学生的专业知识、学生能力、探究能力的培养;最后1年主要开设专业发展选修课程和个性化课程,突出学生的多样化培养和特长发展。
转贴于
要注意强化实践教学,根据专业培养目标定位,完善实验实践教学体系。实践性课程教学是地理科学类专业课程体系的重要组成部分,它包括专业课程实习实践、课程野外综合实习、专业综合实习、毕业论文(设计)和社会实践等。专业综合实习、毕业论文(设计)可以利用学校教学实验基地,社会实践则需要建立社会实习基地,利用社会资源进行实践能力的培养,不断提高学生的综合技能和创新能力。
基于对地理科学类专业课程体系建设的主要原则,笔者提出该类专业课程体系的构建方案(见图2)。该构建方案包括文化素质教育课程群、学科基础课程群、专业发展课程群、选修课程群和专业实践课程群5个课程群,每个课程群又包括若干课程类。
3.课程设置
根据前述课程体系建设依据和原则,结合本校实践,笔者提出高等地理科学类非师范专业的课程设置具体方案(见下表)。
4.课程体系及课程设置的特点
(1)突出地理科学类专业综合性的特点。上述课程设置突出了地理科学类专业按大类培养的特点。地理科学类专业牵涉面广,主要涉及地理学、数学、计算机科学等学科,同时与空间科学、信息科学、环境科学等学科紧密联系。为此,本课程体系除涉及公共课和数学基础外,涉及自然地理学、区域分析与区域地理、地图学、测量学、地理信息系统、遥感科学等有关课程。通过这些课程的学习,使学生对现代地理学的主要学科构成、基础知识等有一个比较综合的学习,为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
(2)充分考虑各自的专业特性以及发展需求。虽然gis专业和规划专业均属于地理科学类专业,但它们又各有特点。gis专业具有比较明显的技术性特点,对计算机技术等有较高的要求;而规划专业又与资源科学、环境科学、经济学、管理学、城市规划等学科紧密联系。因此,该课程体系充分考虑了专业发展需要。
(3)注重应用能力的培养。课程设置方案非常重视地理科学类专业应用性强的特点,十分重视对学生能力的培养。针对地理科学类专业学生,在修完相应的学科基础课程的基础上,根据个人兴趣和将来发展需要,选择相应的应用课程。
(4)注重实践能力的培养。地理学是一门实践性很强的学科,因此,该课程体系除了与相应理论课程相衔接的实践课程,还设置了包括自然地理、人文地理、测量、地图、遥感、gis以及综合实践课程。
关键词:独立学院;计算机课程设置;校企合作方案
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
随着计算机普及教育的深入,掌握计算机的基本操作技能不再为计算机基础教育的终极教学目的,它应该向培养应用、实践能力为目标的计算机应用基础层次发展,并随着计算机技术高速发展去构建与时俱进的课程体系和新的教学目标、教学模式。本文依据哈尔滨师范大学恒星学院各专业开设的计算机课程为例,探讨一下以突出应用能力和创新能力为培养目标的新的培养方案。
2构建以提高实践能力的分类多层次课程和实践体系
根据我院计算机基础教育实情,以实践能力提高为宗旨,以“夯实基础、面向应用、资格考试”为培养目标,实施分系分层次培养的原则,建立了“2+X”课程和实验体系。
分层次就是按照基础、应用、创新三个层次组织课程教学内容和方法;分系就是按照专业差异采取分系培养,如表1所示。
2.1夯实基础
夯实基础体现在2门课程上,是全校学生的必修课程,旨在提高学生的计算机素质,为后续计算机应用课程学习打好坚实的基础。其中“大学计算机基础”课程要求学生掌握计算机的基础知识、基本概念,能够编辑处理文字、表格、演示文稿,能够掌握在网络环境下使用计算机处理信息的能力;2005年,我院将“全国计算机应用技术证书考试―基础模块(简称NIT考试)”纳入计算机基础课程的考核体系中,学生均以通过“NIT考试”的成绩,作为他们的结业成绩。所以,该课程按照“全国计算机应用技术证书考试”的考试大纲组织教学,用两个学期的时间讲授,通过学习学生能够熟练使用计算机进行操作。“VF程序设计基础”课程让学生通过程序设计方法的学习,了解计算机解决问题的过程和方法,训练学生逻辑思维能力、培养严谨、求实的科学作风,掌握编辑能力,该门课程还增加部分数据结构、网络和操作系统的知识,以期学生可以学习本门课程并通过“全国计算机等级考试(二级)”考试。
2.2面向应用
学生在大一有了一定的计算机基础以后,计算机的学习将进入到面向应用的阶段。各系根据专业特点有计划有目标的开设计算机课程。例如,商学系开设“电子商务”课程;中文系开设“网页设计”课程;英语系开设“多媒体技术”课程;艺术系开设“Photoshop”课程等等。在实际授课中,从计算机课的特点出发,侧重培养他们的实际动手能力。所以一般在安排整个课程体系时,学生的实践教学的比例不少于纯理论的教学比例。并且,我们确立了“以教师为主导,以学生为中心,以训练为主线”的教学新思维,采用任务驱动的方法授课,让学生带着任务学习或上机练习。
2.3认证考试
证书作为学生毕业的敲门砖,其地位越来越凸显。为了促进学生更加容易地考取相应的证书,我们将许多考试大纲要求的内容融入到日常授课当中,组织学生参加全国大中专就业指导中心、劳动局国家职业资格考试中心、信息产业部、教育部等部门举办的职业资格考试。此外,鼓励学生参加Macromedia网页设计师认证、Adobe网页设计师认证、Adobe平面设计师认证、国际电子商务师认证等。这样,学生在学习的同时还可以获取证书,为其以后顺利就业打下了良好的基础。
3工学结合、校企合作不断修正人才培养方案
传统的教育模式过于强调学生专业理论素质的培养,往往把学生束缚在学校内,模仿老师的操作。然而,IT技术更新速度快,高校教师大多没有机会及较长时间真正参与到企业的实际工作中了解、掌握行业主流技术,积累工程项目经验,并将这些技术及经验传授给学生。按照原有的人才培养模式,一般情况是学生在校学习的最后阶段,才能走出校门到社会上进行实习。在这种实习的过程中,常常发现学生根本不适应社会和企业的现状需求,所学的知识与应用技能与社会实际人才需求严重脱节。所以,我们要将学生培养与学生就业有机的结合起来。把握好市场动向,建立以就业需求为导向的培养模式。下面是针对我院信息科学系计算机专业人才培养方案方面进行的几项改革。
3.1企业零距离接触
在学生大二或大三阶段,到企业进行一次短期的认识实习。通过认识实习,能够让学生感受企业文化,了解专业发展的前沿技术和动态,加深对本专业的认识,了解了社会、企业对本专业技术人才的素质、知识结构、技能的要求;通过实习,意识到自己的优缺点,使自己的学习目的更加明确。并对自己提出更加严格的要求,在以后的学习中加倍努力,学好专业知识。目前,已经与北京软件与信息服务业促进中心、联想阳光雨露信息技术服务(北京)有限公司及北京中关村软件园内多家知名IT企业达成协议,每年选送学生到合作公司进行为期一周的认识实习。
3.2到企业进行毕业设计
“教与学都以做为中心”,通过将课堂学习、企业实训融为一体,形成“教学做合一”的教学环境,在教学过程中突出以“做”为中心,边干边学,边学边干,促进手脑并用,理论教学与实践教学充分结合,从面实现理论与实践、动脑与动手的统一。这一做法是让学生早日进入企业和实际工作去。学生在企业的实践活动中,能够产生浓厚的兴趣,才会深感自己知识储备的不足而产生求知的不竭动力源,才能产生学习的强烈欲望。为了实现这一目的,必须大刀阔斧进行人才培养模式的变革,在进入企业实习的时间里,专业教师还应不定期和定期的到企业,了解和督促学生实习与企业人员共同指导学生完成高质量的毕业设计课题,使学生的毕业设计获得实效。
3.3校企联合培养模式
计算机科学与技术的各个专业方向,学生将在第四学年进入专业实习基地接受岗前训练,参与真实项目案例,加强职业素质和实践能力的培养。例如,现已与哈尔滨伊思特软件有限公司、大连华信计算机技术股份有限公司合作办学,共建实习基地。计算机科学与技术专业软件测试方向的学生将在此进行实习,在实习实训期间,企业主讲教师将引入公司的对日软件的真实项目案例,培养学生成为对日软件外包开发的软件工程师。毕业后可到日资公司和软件外包企事业单位从事软件开发、应用及经营管理工作。此外,与黑龙江地理信息科技园以及黑龙江省测绘局也确定了合作办学模式,对地理信息系统方向的学生采取联合培养模式,学生在完成校内的本专业方向必修及选修课程后,将进入地理信息科技园接受职业培训,毕业后有能力承担地理空间数据加工基地和地理信息软硬件服务外包工作。为专业人才的技术应用能力和职业素质的培养提供了强有力的保证。由于学生具备了具较强的动手操作能力,能够迅速适应实际工作岗位的要求,从而实现了“毕业即就业”,“毕业即上岗”的“零距离就业”目标。
4教材建设
建材建设是课程建设、人才培养的核心。教材建设对课程建设具有推动教学观念更新、师资队伍培养、课程体系与教学内容改革、教学条件改善、教学方法与手段创新的作用。教材建设成果充实了课程建设内容和媒体形式,推动了课程建设不断发展与完善。
我院高度重视教材建设,自2006年开始投入了大量人力、物力,有计划、有步骤地开展教材编写工作,教材建设取得了一定的成果,计算机教材建设成果如表2所示。
5结束语
计算机将人类文明带入信息社会,推动了社会各个领域的进步和发展,已成为人类学习、工作、生活和文化娱乐不可缺少的工具。教学实践证明,我校计算机课程设置及教学模式,能使学生掌握计算机的基本操作,将所学知识转化为实际工作的能力,提高学生的实际工作水平、综合素质和就业竞争能力。我们将不断提升自身水平,及时了解行业前沿技术,为培养社会需求的计算机应用人才继续努力。
参考文献:
[1] 龚沛曾. 夯实基础 面向应用 培养创新――大学生计算机实践能力培养的改革和实践[C]//大学计算机课程报告论坛论文集2007. 北京:高等教育出版社,2009.
[2] 姜锐,徐鹏. 数字艺术设计专业人才培养初探,计算机教育[J]. 2009(6):113-114.