遙感與GIS實驗課程教學改革研究

董建軍 牛建明

[摘要]遙感與GIS在宏觀生態學中具有廣泛的應用，并且遙感與GIS實驗是一門實踐性都很強的課程。本文針對宏觀生態學專業的學生，根據學校實際情況說明了實驗課程教學的必要性，進一步結合多年的實踐教學探討了教學內容、教學方法和手段等方面提出了實驗課程教學的改進措施，為遙感與GIS實踐教學改革提供了一些借鑒。

[關鍵詞]生態學;遙感與GIS實驗;教學改革

遙感與地理信息系統（簡稱GIS）在生態學相關研究中應用十分廣泛，尤其是在宏觀生態學研究中起到很大的作用[1， 2]。遙感和GIS是兩方面的內容，它們既有區別，又有聯系。遙感是獲取宏觀、現勢性專題信息的技術，為GIS提供重要的空間數據結果，而GIS又對各類空間數據進行輸入、存儲、綜合分析和顯示的應用技術系統[3-5]。遙感與GIS為生態學相關領域提供了先進的研究方法和手段[6]。因此在宏觀生態學專業的課程體系中，通常把遙感與GIS課程列入到主干課程。經過幾年的教學實踐，對遙感與GIS實驗課程的教學內容以及方法進行探討。

一、本課程校內發展的主要歷史沿革

早在20世紀80年代，李博院士等就以專題的形式，介紹了遙感和GIS，1997年，遙感與GIS教學，正式進入本科生培養計劃，生命科學學院93級生態學專業開設了《資源環境信息系統》，即為本課程的前身。經過不斷的建設《遙感與GIS及實驗》在2003年被列為內蒙古大學校級重點課程建設項目，2004年列入我校首批雙語課程建設項目，2009年成為校級精品課程。

當前，該課程已經成為生態學專業方向的專業核心課程，成為內蒙古大學培養生態、環境和草業領域專業人才的顯著特色之一。

二、實驗課程教學的必要性

內蒙古大學生態學專業是在1977年創辦的全國第一個生態學專業，專門培養生態學的研究和管理人才，目前為適應我國經濟建設的需要，特別是為適應自治區生態環境資源的開發、利用、保護、治理的迫切需要，建立的具有地區特色和民族特色的融教學與科研為一體的綜合性部門。

本課程所涉及的知識和技能，在當前和今后的宏觀領域相關研究，具有十分重要的作用，對于宏觀管理和規劃等實際應用，也非常關鍵。生態學重點實驗室建設和科學研究中，通過實驗課程學習不斷更新的軟件和新數據的處理和分析，實現理論與實踐的結合。

三、實驗課程教學改革

（一）教學內容

本課程結合遙感與GIS技術在生態學應用的特點與現狀，安排了48學時的8個實驗內容（見表1）。目的是在有限的學時內，通過理論和實踐教學的結合，使學生了解知識結構，掌握基礎知識和基本的應用技能，具備深入學習與提高的能力。

表1 遙感與GIS實驗課程模塊

（二）教學方法、手段

1.啟發式教學

教師首先講解所涉及內容的理論，然后做演示，在此基礎上學生完成實驗。機械的記憶是當前多數學生學習和應對考試的辦法，主要弊端是對知識的掌握不扎實，而且很快就會忘記。在教學過程中，常常穿插講解，始終強調理解，鼓勵多思考。并且，在具體講授時，避免對重要知識的簡單、教條地記錄，圍繞著啟發式教學，不斷優化思路。

2.動手能力的培養

動手能力的培養是多方位的。由于是基于計算機上的實踐教學，因此，不僅要解決學生在遙感和GIS方面的問題，還要同時兼顧他們對計算機技術的把握程度。在教師示范的前提下，而不是手把手地教，就使得學生有了很大的自由度，以提高動手能力。并且，機房在其他時間也照常開放，也為學生提供了更多的實踐機會。

3.編制實驗指導書

首先，更新實驗教學的理念，取消教師示范，取而代之的是提供相關的手冊，由學生根據手冊完成實驗內容;其次，改變目前由教師指定實驗內容的現狀，讓學生自主提出實驗方案，增加學生的主觀能動性和創新欲望。

四、結束語

實驗課程是遙感與GIS教學的重要環節，實驗課程教學內容和方法的合理設計直接關系到學生掌握知識程度，通過進行教學改革，采取師生互動，引導學生自主學習的興趣，培養學生的創新能力，就可以有效地提高教學效果。近幾年，通過上述設計與實踐本課程的教學取得了預期的效果。主要有以下幾個方面：一些扎實掌握技能的學生，在研究生考試（含復試上機）中取得了很好的成績;少數本科生因其出色的遙感和GIS應用能力，找到了工作。

參考文獻

[1]牛建明，呼和，呂桂芬.遙感和地理信息系統在植被生態學中的應用研究動態.內蒙古大學學報（自然科學版），1998（04）：p.134-138.

[2]劉惠明，尹愛國，蘇志堯.3S技術及其在生態學研究中的應用.生態科學，2002（01）：p.82-85.

[3]黃解軍，et al.，面向地理信息系統（GIS）專業創新型人才培養的教學改革與探索.大學教育，2013（11）： p.93-94.

[4]鄧磊，胡德勇，段福洲.《遙感原理與方法》實驗教學改革探索與思考.地理空間信息，2013（01）：p.170-171+16.

[5]石永明，田永中.地理信息系統實驗課程教學探討.實驗室科學， 2011（01）：p.26-29.

[6]彭少麟，郭志華，王伯蓀.RS和GIS在植被生態學中的應用及其前景.生態學雜志，1999（05）：p. 52-64.

基金項目

“遙感與地理信息系統”課程建設項目（內蒙古大學本科主干核心課程建設項目）