鄭曉倩 張厚喜

摘 要：該文在分析近年來(lái)福建農(nóng)林大學(xué)不同專業(yè)“3S”技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)情況的基礎(chǔ)上，總結(jié)了該課程實(shí)踐教學(xué)中存在的主要問題，并且從實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)分配、教材設(shè)計(jì)及教學(xué)模式3個(gè)方面提出了改革措施，旨在不斷提升“3S”技術(shù)課程實(shí)踐的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù);實(shí)踐教學(xué);互動(dòng)教學(xué)模式

中圖分類號(hào) G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）01-0136-03

Abstract：Based on the analysis of the practice teaching of geomatics in different majors of Fujian Agricultural and Forestry University in recent years，this paper summarizes the problems existing in the practice teaching of the course，and puts forward the concrete reform methods and measures of the practice teaching from three aspects，including the time allocation of the practice teaching，the design of the teaching materials and the teaching mode，with the aim of constantly improving the practice teaching effect of geomatics course and promoting the cultivation of students′ comprehensive application ability.

Key words：Geomatics;Practice teaching;Interactive teaching model

“3S”技術(shù)是GPS（Globle Positioning System，全球定位系統(tǒng)）、RS（Remote Sensing，遙感）和GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）的統(tǒng)稱[1]。這3種技術(shù)相互補(bǔ)充、相互依賴、相互滲透，涉及衛(wèi)星、電子和計(jì)算機(jī)軟硬件等多種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，為地理測(cè)繪、資源調(diào)查、生態(tài)評(píng)價(jià)、城市建設(shè)、天氣預(yù)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多個(gè)行業(yè)提供實(shí)時(shí)、全面且精準(zhǔn)的空間信息數(shù)據(jù)[2-3]，是進(jìn)入21世紀(jì)以后的一項(xiàng)新興的現(xiàn)代信息技術(shù)。作為非測(cè)繪類專業(yè)人員，尤其是未來(lái)從事農(nóng)林行業(yè)的技術(shù)與科研工作者，在日新月異的技術(shù)迭代中，面對(duì)越發(fā)復(fù)雜的農(nóng)林環(huán)境狀況和人力不能及的各種現(xiàn)實(shí)條件，更需全面了解、掌握時(shí)新的3S技術(shù)的理論和方法，才能更好地將其應(yīng)用到未來(lái)的科研和工作中[2，4]。而高校課程教學(xué)也需緊跟時(shí)代步伐，及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中存在的問題，并提出應(yīng)對(duì)策略，著力提高教學(xué)質(zhì)量，從而進(jìn)一步提升學(xué)生的實(shí)踐能力和專業(yè)素養(yǎng)，為現(xiàn)代化、信息化的農(nóng)林專業(yè)輸送高層次人才。

1 “3S”技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

目前，福建農(nóng)林大學(xué)多個(gè)農(nóng)林專業(yè)（如林學(xué)、水土保持與荒漠化防治等）均開設(shè)了“3S”技術(shù)課程，對(duì)于課程的實(shí)踐教學(xué)主要以實(shí)驗(yàn)課的形式開展，教學(xué)環(huán)節(jié)由教師講授實(shí)驗(yàn)步驟和學(xué)生自主練習(xí)2個(gè)部分組成。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括地物光譜反射率的測(cè)定、波段組合與幾何校正、地理配準(zhǔn)、專題圖制作等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師主要扮演引導(dǎo)和輔助的角色指導(dǎo)學(xué)生完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，在課程結(jié)束后通過(guò)評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)考查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。對(duì)于課程期末考核，實(shí)踐部分分?jǐn)?shù)約占總成績(jī)的20%～30%。經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)該課程的實(shí)踐教學(xué)尚存在以下3個(gè)方面的問題（圖1）。

1.1 理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)課時(shí)分配不合理 “3S”技術(shù)課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生熟練應(yīng)用“3S”技術(shù)解決本專業(yè)問題的能力，從而為他們未來(lái)的深造和實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[5]。而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要以實(shí)踐教學(xué)為橋梁，并在教學(xué)過(guò)程中注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題以及動(dòng)手實(shí)踐的綜合能力。為完成教學(xué)目標(biāo)，需要設(shè)置一系列由淺到深、循序漸進(jìn)的課程內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[6]。然而，目前大部分專業(yè)該課程所安排的實(shí)驗(yàn)課時(shí)比較有限（實(shí)驗(yàn)課時(shí)約占總課時(shí)的25%），只能保證學(xué)生掌握軟硬件操作的基本方法，難以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力;同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足，難以保證學(xué)生有較充裕的時(shí)間進(jìn)行練習(xí)與鞏固，導(dǎo)致其基本功不扎實(shí)，這也容易導(dǎo)致他們的學(xué)習(xí)興趣和積極性下降，甚至影響到實(shí)踐教學(xué)的順利開展，教學(xué)效果大打折扣，并最終影響教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1.2 缺少注重“3S”綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)的實(shí)踐教材 目前，“3S”技術(shù)實(shí)踐教材的內(nèi)容偏重于軟硬件的基本操作以及3S在每個(gè)“S”方向上的應(yīng)用，較缺乏綜合性與研究性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，因而難以開展綜合性的教學(xué)與訓(xùn)練，不利于培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用3S技術(shù)解決實(shí)際問題的能力?！?S”技術(shù)作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，教師在授課時(shí)應(yīng)當(dāng)注重理論引導(dǎo)和實(shí)踐訓(xùn)練的分配比重，在教材編制過(guò)程中要盡量融合GPS、GIS和RS 3個(gè)方面的知識(shí)以設(shè)計(jì)綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。盡管目前國(guó)內(nèi)已有不少關(guān)于3S技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教材，但普遍缺乏綜合性與研究性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

1.3 實(shí)踐教學(xué)形式陳舊，考核方式單一 目前，“3S”技術(shù)課程的實(shí)踐教學(xué)（以實(shí)驗(yàn)課為主）基本沿用傳統(tǒng)的“教師演示，學(xué)生重復(fù)，學(xué)習(xí)理論，實(shí)驗(yàn)證實(shí)”教學(xué)方法[7]。在該模式的教學(xué)過(guò)程中，老師主要是進(jìn)行引導(dǎo)性的演示和重復(fù)，使得學(xué)生缺乏必要的討論和探究，往往只能保證學(xué)生掌握最基礎(chǔ)的操作方法，不利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的意識(shí)，也難以培養(yǎng)他們應(yīng)用“3S”技術(shù)解決實(shí)際問題的能力，整體教學(xué)效果不夠理想。同時(shí)，學(xué)生結(jié)合選用的實(shí)驗(yàn)教程，亦步亦趨地跟隨教師的演示進(jìn)行操作，這種按部就班式的學(xué)習(xí)方式，不利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，也影響了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，嚴(yán)重偏離了該課程的教學(xué)目標(biāo)。此外，目前對(duì)于“3S”技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)的考核方式主要是通過(guò)評(píng)價(jià)最終的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)實(shí)現(xiàn)，考核方式相對(duì)單一，難以反映實(shí)踐教學(xué)的動(dòng)態(tài)性與綜合性的特點(diǎn)，無(wú)法全面準(zhǔn)確評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐水平與能力。

2 “3S”技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)改革措施

針對(duì)目前“3S”技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)存在的問題，主要通過(guò)以下3個(gè)方面進(jìn)行改革（圖2）：

2.1 適當(dāng)增加實(shí)踐課時(shí)，改變實(shí)踐考核方式 針對(duì)目前“3S”技術(shù)課程普遍不重視實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀，首先要合理增加“3S”技術(shù)實(shí)踐部分的課時(shí)，并結(jié)合“3S”技術(shù)專業(yè)性、技術(shù)性強(qiáng)的特點(diǎn)[8]，加重對(duì)實(shí)踐的考核，適當(dāng)提高課程期末考核中實(shí)踐部分的比例，從而提高學(xué)生對(duì)實(shí)踐課程的重視程度，充分調(diào)動(dòng)其對(duì)實(shí)踐課程學(xué)習(xí)的積極性。其次，調(diào)整實(shí)踐的考核方式，將實(shí)踐考核的方式由簡(jiǎn)單的撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告改為團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行野外調(diào)查并完成報(bào)告，或鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)完整的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方案，弱化教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的干預(yù)，以強(qiáng)化對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考和團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)。目前，福建農(nóng)林大學(xué)很多專業(yè)“3S”技術(shù)的實(shí)驗(yàn)課時(shí)及其在期末總成績(jī)的比例都有不同程度的增加，甚至水土保持與荒漠化防治專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課時(shí)占總課時(shí)的比例達(dá)到50%（實(shí)驗(yàn)課時(shí)∶總課時(shí)=30∶60），并且對(duì)于實(shí)踐部分的考核采用了評(píng)價(jià)個(gè)人與團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告相結(jié)合的方式進(jìn)行，這些都大大提高了學(xué)生對(duì)3S技術(shù)學(xué)習(xí)的熱情，取得了較好的效果。

2.2 合理編排教材內(nèi)容，加強(qiáng)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 針對(duì)目前“3S”技術(shù)實(shí)踐教材存在的綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不足的問題，首先，需要加強(qiáng)實(shí)踐教材綜合性內(nèi)容的建設(shè)，由于“3S”作為一門技術(shù)，不同行業(yè)的應(yīng)用關(guān)注點(diǎn)不一樣[2，4]，難以設(shè)計(jì)涵蓋各個(gè)行業(yè)應(yīng)用的全面的實(shí)踐教材，因此，更需要教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中基于所選的教材，針對(duì)不同的專業(yè)自行設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)。其次，“3S”技術(shù)課程實(shí)踐與其他課程實(shí)踐一樣，實(shí)驗(yàn)安排應(yīng)遵循由易到難的原則，盡量將綜合性、研究性的項(xiàng)目安排在課程后段，從而循序漸進(jìn)地提高學(xué)生實(shí)際操作與應(yīng)用技術(shù)的能力。綜合性實(shí)驗(yàn)往往是多個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合運(yùn)用，較基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，對(duì)教材的依賴減少，對(duì)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)要求增強(qiáng)，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)需注意把控難度，做到承上啟下，充分考慮學(xué)生對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)的接受能力與掌握程度，為后期的研究性實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備和鋪墊。另外，在進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，可以把與專業(yè)相關(guān)的項(xiàng)目作為首選，并結(jié)合學(xué)校周邊或?qū)嶒?yàn)基地環(huán)境，盡量為學(xué)生提供實(shí)地調(diào)查的機(jī)會(huì)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。最后，“3S”技術(shù)作為一項(xiàng)理論和技術(shù)發(fā)展都十分迅速的課程，教材也要與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)更新相應(yīng)軟硬件設(shè)施，改善教學(xué)條件，拓寬學(xué)生視野，從而為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，可適當(dāng)增加行業(yè)前沿與熱點(diǎn)，如基于無(wú)人機(jī)遙感的信息提取、虛擬現(xiàn)實(shí)、三維顯示等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、拓展他們的知識(shí)面。

2.3 豐富實(shí)踐教學(xué)手段，構(gòu)建互動(dòng)教學(xué)模式 首先，教師可借助網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)APP等教學(xué)平臺(tái)，豐富實(shí)踐教學(xué)手段，努力提供類型豐富的學(xué)習(xí)資源，積極引導(dǎo)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)等教學(xué)平臺(tái)自主提問與交流探討，并適時(shí)給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，以增強(qiáng)師生之間的有效互動(dòng)。其次，結(jié)合專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，在實(shí)踐教學(xué)中引入當(dāng)前科研取得的最新研究成果，通過(guò)設(shè)置研究性的實(shí)踐內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生模仿、探索其研究思路和設(shè)計(jì)理念，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性。特別是在研究性的實(shí)驗(yàn)中，教師需更多的作為引導(dǎo)者，而不是單純的演示者，通過(guò)教師提出具有開放性、研究性的實(shí)驗(yàn)主題，讓學(xué)生自主完成方案設(shè)計(jì)與實(shí)施，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，提升他們?cè)趯W(xué)習(xí)中獲得的成就感[9]。再次，可以積極舉辦“3S”技術(shù)實(shí)踐競(jìng)賽活動(dòng)或者鼓勵(lì)學(xué)生參加全國(guó)相關(guān)的學(xué)科競(jìng)賽，如“北斗杯”全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽等，從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科信心，鍛煉學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。學(xué)科競(jìng)賽是在緊密結(jié)合課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，以競(jìng)賽的方式，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)精神等綜合素質(zhì)的特殊的考試，是課堂實(shí)踐教學(xué)的延伸與拓展。最后，靈活的教學(xué)方式和多樣的課外教學(xué)活動(dòng)能夠充分提高學(xué)生對(duì)實(shí)踐的參與程度，提升教師和學(xué)生的互動(dòng)性，從而促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)效果的提升。針對(duì)目前“3S”技術(shù)課程實(shí)踐存在的問題，筆者提出了一系列改革措施：在教學(xué)過(guò)程中積極利用網(wǎng)上的慕課等資源，豐富授課方式，在汲取前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上錄制了適合本科生學(xué)習(xí)的慕課課程——《地球信息科學(xué)與空間技術(shù)》;積極組織學(xué)生參加“北斗杯”等行業(yè)相關(guān)競(jìng)賽，并取得了良好的成績(jī)，這些措施都有效地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與效果。

3 結(jié)語(yǔ)

“3S”技術(shù)課程作為一門多個(gè)學(xué)科交叉、應(yīng)用范圍廣泛的學(xué)科，具有實(shí)踐性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)復(fù)雜、高層次技術(shù)多、技術(shù)更迭快速、運(yùn)用潛力大等特點(diǎn)。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)立足本科生需掌握的專業(yè)技能，緊密貼合專業(yè)現(xiàn)狀和前景，注重3S技術(shù)在農(nóng)林方面的實(shí)際應(yīng)用，不斷積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從而推動(dòng)課程改革，提高教學(xué)質(zhì)量。本文針對(duì)福建農(nóng)林大學(xué)該課程實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法與措施，闡述了實(shí)踐教學(xué)改革的具體思路。而教學(xué)改革的實(shí)施與成效并非一朝一夕就能成功的，未來(lái)仍需探索研究適合當(dāng)今學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的方式，為進(jìn)一步完善農(nóng)林專業(yè)的教學(xué)體系以及持續(xù)輸送優(yōu)質(zhì)的農(nóng)林專業(yè)人才提供堅(jiān)實(shí)的保障。

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（責(zé)編：張宏民）