徐麗華，李 兵，谷達(dá)華，廖興勇，王永啟

(西南大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，重慶400716)

面向地理國情監(jiān)測的跨學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

徐麗華，李 兵，谷達(dá)華，廖興勇，王永啟

(西南大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，重慶400716)

以土地資源管理專業(yè)已有的實(shí)驗(yàn)平臺為基礎(chǔ)，優(yōu)化重構(gòu)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)跨學(xué)科的綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目具有多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，教師必須轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，提高綜合實(shí)踐教學(xué)能力，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和實(shí)驗(yàn)考核方式，是開展跨學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本保障。

實(shí)驗(yàn)；多學(xué)科；綜合；優(yōu)化

0 引言

開展地理國情監(jiān)測是進(jìn)行科學(xué)決策的基礎(chǔ)，是準(zhǔn)確掌握國情國力的重要手段，是國家實(shí)施重大戰(zhàn)略和重大工程的重要保障[1]。在新形勢下，對地理國情監(jiān)測人才提出了新的要求，不但要具有專業(yè)知識，還要掌握遙感(RS,Remote Sensing)數(shù)據(jù)處理、地理信息(GIS,Geographic Information System)、全球定位系統(tǒng)（GPS,Global Positioning System）、計(jì)算機(jī)輔助制圖技術(shù)（CAD,Computer Aided Design）等，并能將這些技術(shù)綜合運(yùn)用于地理國情監(jiān)測領(lǐng)域。研究土地利用和土地覆蓋情況是地理國情監(jiān)測的重要目的[2]，是土地資源管理專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。研究土地利用和土地覆蓋情況，必須依靠GIS、GPS、RS、CAD等現(xiàn)代技術(shù)手段。因此，為了滿足社會發(fā)展的需要，必須把國情監(jiān)測知識和技術(shù)納入土地資源管理專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容，并強(qiáng)化GIS、GPS、RS、CAD等現(xiàn)代技術(shù)課程的實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)綜合分析土地利用和覆蓋情況的能力。為了培養(yǎng)符合社會需求的地理國情監(jiān)測人才，筆者以西南大學(xué)土地資源管理專業(yè)為例，研究面向地理國情監(jiān)測的跨學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

1 土地資源管理專業(yè)實(shí)驗(yàn)條件現(xiàn)狀

西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院根據(jù)實(shí)際需要，建立了土地資源管理專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺。實(shí)驗(yàn)平臺包括測繪、遙感、地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)制圖、土地資源規(guī)劃等5類實(shí)驗(yàn)?zāi)K，為學(xué)生掌握GIS、GPS、RS、CAD等現(xiàn)代技術(shù)奠定了重要的基礎(chǔ)，如圖1所示。

圖1 土地資源管理實(shí)驗(yàn)平臺

在土地資源管理專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺，配備了完善的軟硬件，除了電腦、機(jī)房、多媒體教室外，還配備ENVI、ArcGIS、AutoCAD等專業(yè)軟件，以及地形圖、航空像片、衛(wèi)星遙感影像、土地利用現(xiàn)狀圖、土地利用規(guī)劃圖等多種數(shù)據(jù)資源，滿足了所有項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)要求。但是實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在一些問題。首先，沒有設(shè)計(jì)學(xué)科交叉實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。由于各專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)以各專業(yè)課程的基本內(nèi)容為主，沒有設(shè)計(jì)各個跨學(xué)科的綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。其次，重復(fù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。由于各學(xué)科的知識內(nèi)容存在交叉重復(fù)的現(xiàn)象，而且各學(xué)科的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)者之間又不進(jìn)行溝通和交流，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目勢必存在交叉重復(fù)的現(xiàn)象。例如，在遙感課程中設(shè)計(jì)了航片土地利用現(xiàn)狀判讀與轉(zhuǎn)繪、航片野外判讀與調(diào)繪兩個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而在土地資源調(diào)查與評價課程中也設(shè)計(jì)了航片野外判讀和室內(nèi)判讀實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；在GPS與數(shù)字化測量課程與測量學(xué)課程都設(shè)計(jì)了全站儀的認(rèn)識和使用實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。雖然各課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)不同，但是相同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本一致。因此，應(yīng)統(tǒng)籌實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，設(shè)計(jì)跨學(xué)科的綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2 跨學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)原則

2.1 跨學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)原則

學(xué)生不僅要掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能和系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論，還要有較強(qiáng)的綜合應(yīng)用能力，這是當(dāng)今社會發(fā)展的需要[3]。綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合實(shí)踐能力具有非常重要的作用[4]。因此，在設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的過程中，必須把專業(yè)特點(diǎn)與用人單位的需求結(jié)合起來，使綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目突出專業(yè)特點(diǎn)。

各個學(xué)科的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是在多年實(shí)踐基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，大多是經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力發(fā)揮了重要的作用。因此在綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時，必須分析不同學(xué)科之間的關(guān)系，優(yōu)化重組不同學(xué)科的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使之成為綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2.2 土地資源管理專業(yè)的綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體系

根據(jù)地理國情監(jiān)測的需要和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，在分析不同學(xué)科之間的關(guān)系，以及改進(jìn)和完善現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，新增土地資源調(diào)查與評價、土地利用現(xiàn)狀圖更新、地籍調(diào)查等綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。表1表明，學(xué)生在完成綜合項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)任務(wù)的過程中，要運(yùn)用各種數(shù)據(jù)資源、軟件和知識，這對學(xué)生的知識和能力提出了更高的要求。

表1 土地資源管理專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時，應(yīng)根據(jù)學(xué)科交叉內(nèi)容，對現(xiàn)有基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化組合。綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的子項(xiàng)目多數(shù)是各學(xué)科的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，有的子項(xiàng)目還屬于各學(xué)科共同的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。例如，在土地資源調(diào)查與評價綜合實(shí)驗(yàn)子項(xiàng)目中，像片室內(nèi)判讀和野外判讀的兩個子項(xiàng)目都是遙感課程和土地資源學(xué)課程的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，都涉及遙感學(xué)的知識；數(shù)據(jù)編輯與數(shù)據(jù)分析是地理信息系統(tǒng)課程和土地信息系統(tǒng)課程都開設(shè)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；建庫實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要運(yùn)用土地信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識，通過設(shè)計(jì)子項(xiàng)目，不僅能夠減少重復(fù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也能充分發(fā)揮各學(xué)科經(jīng)典基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的作用。這不僅能避免教學(xué)資源浪費(fèi)[5]，也能減輕教學(xué)壓力。綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程及相關(guān)學(xué)科之間的關(guān)系，如圖2所示。綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目統(tǒng)領(lǐng)各學(xué)科共同的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，既有助于學(xué)生掌握學(xué)科的基礎(chǔ)知識和基本技能，也有助于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識能力[6]。

圖2 土地資源調(diào)查與評價綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程及涉及的相關(guān)學(xué)科的關(guān)系

3 跨學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)的保障條件

具備一定的實(shí)驗(yàn)條件，才能順利完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。完善的教學(xué)管理制度和體制、運(yùn)行良好的實(shí)驗(yàn)室和實(shí)踐教學(xué)基地、高水平的師資隊(duì)伍等是完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要保障條件[7]。由于跨學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是學(xué)科交叉的結(jié)果，教學(xué)管理更加復(fù)雜。除了要具備基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)條件外，對教師的教學(xué)能力和教學(xué)方法提出了更高的要求。為了更好地完成綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

3.1 轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，提高教師的綜合實(shí)踐能力

由于跨學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)涉及各學(xué)科知識之間的相互滲透和交叉[4]，這對教師教學(xué)能力提出了更高的要求。雖然高校招聘的專業(yè)教師不僅學(xué)歷高，而且也具有較高的學(xué)術(shù)水平，一般都能勝任自己專業(yè)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，但是不一定能夠勝任綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。一方面，部分教師缺乏多學(xué)科知識。另一方面，綜合性實(shí)驗(yàn)復(fù)雜，不僅教學(xué)難度大，而且要與其他教師合作，才能完成教學(xué)任務(wù)。因此，教師不能抱殘守缺，必須不斷地學(xué)習(xí)新知識，加強(qiáng)與其他教師之間的交流與合作，以滿足綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。

3.2 改變實(shí)踐教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變師生角色

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求，演示操作方法和步驟；學(xué)生按照教師的要求，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在這種教學(xué)活動中教師是主體，學(xué)生是客體，學(xué)生只能被動地接受教師傳授的實(shí)驗(yàn)方法，不利于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性作用，不利于學(xué)生深入地學(xué)習(xí)科學(xué)知識和方法。綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生能夠綜合運(yùn)用專業(yè)知識來解決實(shí)際問題。因此，教師必須改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變師生角色，構(gòu)建以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，如圖3所示。教師的主要任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，而不是向?qū)W生灌輸知識和傳授技能；學(xué)生由被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，不僅要完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，而且還要進(jìn)一步探索解決實(shí)際問題的方法，以培養(yǎng)自己綜合運(yùn)用各學(xué)科知識和技術(shù)的能力。

圖3 教師和學(xué)生各自的任務(wù)和角色轉(zhuǎn)變

3.3 改革實(shí)驗(yàn)成績考核方式，提高學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力

一般來說，實(shí)驗(yàn)報(bào)告是評價學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績的依據(jù)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告只是再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程[8]，既不能反映學(xué)生的寫作水平，也不能反映學(xué)生的實(shí)際動手能力。改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)成績考核方式，既要考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程，也要反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果，綜合考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績[9]。具體來說，可以從學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫水平、實(shí)驗(yàn)理論等方面進(jìn)行考核。實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫作是否規(guī)范是重要的考核標(biāo)準(zhǔn)，要求學(xué)生按照學(xué)術(shù)論文規(guī)范撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)術(shù)論文不僅格式規(guī)范，而且內(nèi)容完整，包括國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、成果分析、討論等。學(xué)生完成一篇合格的學(xué)術(shù)論文，不僅掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還要查閱大量的文獻(xiàn)資料，使用專業(yè)術(shù)語和規(guī)范的圖表。這對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、獨(dú)立思考能力和綜合分析能力，具有重要的作用。

4 結(jié)語

跨學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)之間的重要橋梁[4]，是提高學(xué)生動手能力、合作能力、知識綜合應(yīng)用能力的重要手段[8,10]?？鐚W(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)涉及多個學(xué)科的知識，仍然面臨一些亟待解決的問題。首先，要不斷地調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以適應(yīng)社會發(fā)展和科技進(jìn)步的要求；其次，跨學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)涉及不同教研室和不同學(xué)科教師之間的合作，必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理隊(duì)伍建設(shè)。只有解決好這些問題，才能順利地開展跨學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，達(dá)到教學(xué)改革目標(biāo)。

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責(zé)任編輯 仇大勇

G642.0

A

1674－5787（2016）06－0115－04

10.13887/j.cnki.jccee.2016（6）.33

2016-10-04

本文系西南大學(xué)2013年教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“多層次遙感課程實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建”(項(xiàng)目編號：2013JY010)、西南大學(xué)2014年教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“跨學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究”(項(xiàng)目編號：2014JY054)的研究成果。

徐麗華(1976—)，女，黑龍江綏濱人，博士，西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，副教授，研究方向：遙感圖像信息處理、土地資源與信息化技術(shù)。