王杰 晏實(shí)江 陸胤昊 劉輝 鄭碩

摘要：地理綜合實(shí)習(xí)是地理信息科學(xué)（GIS）專業(yè)本科生一門重要的實(shí)踐課程。傳統(tǒng)的地理實(shí)習(xí)教學(xué)主要采用“講授式”室外教學(xué)方式，教學(xué)效果受野外環(huán)境的限制，不利于學(xué)生專業(yè)實(shí)踐技能的培養(yǎng)。針對(duì)以上問題，文章在立足GIS專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，嘗試將空間信息技術(shù)引入地理實(shí)習(xí)教學(xué)中，豐富實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)實(shí)習(xí)教學(xué)方法。近三年來安徽大學(xué)GIS專業(yè)地理綜合實(shí)習(xí)教學(xué)效果表明，空間信息技術(shù)以其宏觀、快速的優(yōu)勢(shì)，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)的野外調(diào)查在地理實(shí)習(xí)教學(xué)中的不足，對(duì)學(xué)生有效掌握3S技術(shù)實(shí)踐技能、提高實(shí)習(xí)教學(xué)效率以及增強(qiáng)實(shí)習(xí)教學(xué)效果等方面發(fā)揮了重要作用。

關(guān)鍵詞：地理信息科學(xué);地理實(shí)習(xí);空間信息技術(shù);教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2020）15-0037-03

引言

對(duì)地理類專業(yè)的學(xué)生來說，野外實(shí)習(xí)是一種有效直觀的學(xué)習(xí)方式，是通過實(shí)地考察實(shí)踐、整合地理學(xué)中相關(guān)概念與理論的重要途徑[1，2]。地理信息科學(xué)（GIS）專業(yè)隸屬于地理學(xué)一級(jí)學(xué)科，開展地理綜合實(shí)習(xí)是該專業(yè)培養(yǎng)方案中實(shí)踐教育的必修環(huán)節(jié)。作為連接課堂教學(xué)與非課堂教學(xué)的橋梁，地理綜合實(shí)習(xí)對(duì)于GIS專業(yè)的專業(yè)理論與實(shí)踐技能同樣具有重要的推進(jìn)作用[3]。

在傳統(tǒng)的地理實(shí)習(xí)中，教師根據(jù)實(shí)習(xí)目的確定實(shí)習(xí)地點(diǎn)和路線，通過地形圖、羅盤、皮卷尺等輔助工具進(jìn)行導(dǎo)航與定位，到達(dá)指定教學(xué)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)講解。然而，這些傳統(tǒng)工具存在著一些不足，例如：高精度地形圖不易獲得，羅盤操作精度不高。在地理實(shí)習(xí)過程中，尤其在地形復(fù)雜的地區(qū)，空間定位、方位識(shí)別的準(zhǔn)確性和快速性，是決定野外實(shí)習(xí)效率的重要因素[4]。因此，改進(jìn)傳統(tǒng)的地理實(shí)習(xí)教學(xué)模式，不但能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、增強(qiáng)實(shí)習(xí)教學(xué)效果，更可以鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，進(jìn)一步加強(qiáng)其專業(yè)實(shí)踐技能[5]。

隨著空間信息技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代地理學(xué)調(diào)查從常規(guī)的地面觀測(cè)向“天·空·地”立體化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方向發(fā)展。以3S技術(shù)應(yīng)用為特色的地理學(xué)實(shí)踐教學(xué)，為傳統(tǒng)的地理實(shí)習(xí)提供新的教學(xué)思路和實(shí)習(xí)模式[1]。空間信息技術(shù)以其宏觀、快速和準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)觀測(cè)工具在野外實(shí)習(xí)時(shí)的不足，對(duì)GIS專業(yè)學(xué)生綜合掌握3S技術(shù)的實(shí)踐技能以及提高地理實(shí)習(xí)效果都發(fā)揮了重要的作用[6]。

鑒于GIS專業(yè)人才培養(yǎng)對(duì)空間信息技術(shù)的實(shí)踐技能有所側(cè)重的特點(diǎn)，本文力圖通過空間信息技術(shù)引入到地理綜合實(shí)習(xí)課程的教學(xué)中，豐富實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)實(shí)習(xí)教學(xué)方法，旨在提高該課程實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量與效果，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)空間信息技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用能力。

一、實(shí)習(xí)教學(xué)改革目的

本文通過對(duì)地理綜合實(shí)習(xí)課程的教學(xué)改革，引入空間信息技術(shù)輔助地理實(shí)習(xí)教學(xué)，以培養(yǎng)GIS專業(yè)學(xué)生對(duì)3S技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用技能，提高學(xué)生的獨(dú)立思考與實(shí)際動(dòng)手能力。此外，利用地理信息系統(tǒng)軟件對(duì)多源實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合與綜合分析，加強(qiáng)實(shí)習(xí)教學(xué)資源的集成與管理，進(jìn)一步提高實(shí)習(xí)效率。

二、實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容改革

在實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容上，本文根據(jù)GIS專業(yè)人才培養(yǎng)的需求，引入空間信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，豐富地理實(shí)習(xí)課程的教學(xué)內(nèi)容。按照空間數(shù)據(jù)處理與加工的邏輯關(guān)系，分為以下四個(gè)部分：GNSS接收機(jī)定位與導(dǎo)航、遙感影像目視解譯、地形圖判讀與素描圖繪制以及地理實(shí)習(xí)輔助教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。各部分之間的邏輯關(guān)系如圖1所示。

1.GNSS定位與導(dǎo)航。指導(dǎo)學(xué)生利用GNSS接收機(jī)進(jìn)行目標(biāo)地物定位，將實(shí)習(xí)區(qū)域的重要地物以矢量文件進(jìn)行記錄，導(dǎo)入GIS軟件中成圖;設(shè)置好目標(biāo)地物，訓(xùn)練學(xué)生使用GNSS接收機(jī)的導(dǎo)航功能。

2.遙感影像目視解譯。將高分辨率遙感影像與實(shí)地調(diào)查場(chǎng)景相結(jié)合，指導(dǎo)學(xué)生通過GNSS定位找到目標(biāo)地物在遙感影像中的位置，建立典型地物類型的解譯標(biāo)志，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)遙感影像的目視解譯技能。

3.地形圖判讀與素描圖繪制。將紙質(zhì)地形圖與實(shí)地觀測(cè)地形相結(jié)合，結(jié)合GNSS定點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生判讀地形圖的山脊線、山谷線及山頂點(diǎn)等要素;通過實(shí)地測(cè)量理解地圖比例尺、坡度、坡向、走向等專業(yè)概念;在某些山頂點(diǎn)位置，指導(dǎo)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)繪制局部區(qū)域的地形素描圖。

4.地理實(shí)習(xí)輔助教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。利用空間數(shù)據(jù)庫與ArcGIS Engine技術(shù)設(shè)計(jì)地理實(shí)習(xí)教學(xué)輔助系統(tǒng)軟件。將實(shí)習(xí)區(qū)域的教學(xué)點(diǎn)、實(shí)習(xí)路線、地形圖、遙感影像、實(shí)測(cè)資料及師生信息導(dǎo)入地理實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)庫，并通過前臺(tái)的地理實(shí)習(xí)教學(xué)輔助系統(tǒng)軟件對(duì)不同類型實(shí)習(xí)教學(xué)資源進(jìn)行集成與管理，為提高實(shí)習(xí)教學(xué)效率提供決策服務(wù)（圖2）。

三、實(shí)習(xí)教學(xué)方法改革

在教學(xué)方法上，針對(duì)由任課教師在指定實(shí)習(xí)點(diǎn)開展“講授式”教學(xué)存在的弊端，本文嘗試采用了“實(shí)習(xí)基地引導(dǎo)式”“實(shí)習(xí)任務(wù)驅(qū)動(dòng)式”的教學(xué)方法，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)實(shí)習(xí)教學(xué)效果。

1.實(shí)習(xí)基地引導(dǎo)式。該模式主要依托當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門共建的實(shí)習(xí)教育基地，已有其他院校在實(shí)習(xí)教學(xué)中開展了有效嘗試[7，8]。目前，安徽大學(xué)與廬山氣象局簽署了校外實(shí)習(xí)實(shí)踐基地協(xié)議，為我校學(xué)生開展地理實(shí)習(xí)提供了固定場(chǎng)地。實(shí)習(xí)過程中，由廬山氣象局技術(shù)人員介紹實(shí)習(xí)區(qū)域的氣象與氣候相關(guān)的知識(shí)，并引領(lǐng)學(xué)生參觀氣象觀測(cè)場(chǎng)地，由學(xué)生自主學(xué)習(xí)氣象儀器的用途，獨(dú)立思考相關(guān)問題。

2.實(shí)習(xí)任務(wù)驅(qū)動(dòng)式?！叭蝿?wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)”是建構(gòu)主義理論中的一種教學(xué)模式，本文嘗試將該方法應(yīng)用于GIS專業(yè)的地理綜合實(shí)習(xí)教學(xué)中（圖2）。在實(shí)習(xí)出發(fā)前，任課教師在介紹實(shí)習(xí)路線與內(nèi)容的基礎(chǔ)上，提前實(shí)習(xí)任務(wù)下達(dá)給學(xué)生，并設(shè)置一些問題[9]。在實(shí)習(xí)過程中，教師帶隊(duì)，學(xué)生運(yùn)用已有的專業(yè)知識(shí)，借助遙感影像、地形圖、GNSS接收機(jī)等儀器積極探索，獨(dú)立觀察，思考問題，最后以小組為單位完成實(shí)習(xí)任務(wù)。該教學(xué)方法調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)[10]。

四、結(jié)束語

地理綜合實(shí)習(xí)是GIS專業(yè)本科培養(yǎng)中重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)所學(xué)課程理論與專業(yè)實(shí)踐技能的綜合應(yīng)用。通過該課程的實(shí)習(xí)，既鍛煉了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，也加深了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，同時(shí)拓展了學(xué)生的思維，加強(qiáng)了其對(duì)專業(yè)技能的應(yīng)用能力[3]。

本文根據(jù)GIS專業(yè)本科生的人才培養(yǎng)目標(biāo)與要求，對(duì)地理綜合實(shí)習(xí)這門課程的教學(xué)內(nèi)容與方法重新進(jìn)行定位。針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)習(xí)教學(xué)中存在的不足，本文嘗試將空間信息技術(shù)引入地理綜合實(shí)習(xí)的教學(xué)中，并在實(shí)習(xí)教學(xué)模式、實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容等方面開展了一系列改革，提高了地理綜合實(shí)習(xí)的教學(xué)質(zhì)量和效果，并加深了GIS專業(yè)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解以及實(shí)踐技能的實(shí)際應(yīng)用。

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