“草地信息技術”教學中的探索與實踐

汪洋 靳瑰麗

新疆農業大學草業學院，新疆草地資源與生態重點實驗室 新疆烏魯木齊 830052

“草地信息技術”是眾多高等院校草學及其他相關專業學生需要學習的眾多課程中的一門主要課程，該課程主要應用于草地資源調查的實踐工作，主要講述草地、草地資源的調查監測技術與評估，與遙感技術(RS)、地理信息系統技術(GIS)、全球定位系統(GPS)相結合，因此“草地信息技術”擁有比較明顯的交叉學科的特點，并且課程內容較多，知識點相對于其他學科來說略顯復雜。課程涉及的許多內容都與大多數學生的實際生活聯系不大，如草地資源規劃、草地資源災情監測等，因此不斷培養學生結合課程相關理論知識解決一系列草地資源監測等問題的實踐能力是課程的核心目標之一。草地是我國資源的重要部分，占國土總面積的五分之二，在可持續發展戰略和生態保護進程中有著重要的地位。近年來，許多學科為了適應高等教育改革的要求進行了內容和方法上的探索與實踐，擁有許多豐富的經驗。然而交叉學科課程知識點相較于其他課程來說略顯復雜，采用以往的知識點單向灌輸的方式會讓學生降低學習興趣，學習過程也較為單一枯燥。“草地信息技術”課程有較高的使用價值，如若學生學習興趣較低，即使按照課程要求學習完成了課程要求，他們的理論知識也無法與實踐進行結合，導致理論實踐脫節。本文總結了以往教學過程中的經驗及成果，通過多樣化的參與式教學[1-2]和實踐方法，很大程度上提升了學生在學習上的興趣，使學生具備較為完善的知識理論體系，在理論知識較為完備的基礎上與實踐相結合[3-4]，達到教學中理論實踐相輔相成的目的。

一、多樣化的教學方法

教學過程中教師能否完整地闡述正確的教學理念對一門課程來說至關重要。教師在課程中堅持以人為本，為學生樹立正確的科學發展觀對完善教學理念有著重要意義。教學從理論延伸到實踐，不僅僅局限于教材及課程知識點，還要為學生制訂合適的野外時間計劃，以達到加深課程內容理解并且拓展知識的目的。

通過“草地信息技術”課堂教學，充分理解領悟3S技術的原理，并利用3S技術實現對草地資源的評估和調查，對草地資源的監測以及資源整合。在以往的教學過程中，教學內容大多數圍繞草地信息技術的概念展開并逐步深入，并沒有設計相關的實踐活動，使得學生在實際應用與理解方面稍有欠缺，采取多樣化的教學方式，理論實際相結合，加深學生印象，幫助學生理解課程知識點并拓展知識面。通過對“草地信息技術”課程教學的不斷探索和實踐，讓學生參與從課前到課后的整個課程教學過程，提升學生參與感以及學習積極性。具體做法如下：

(一)共享學習資料，展示優秀成果

教師通過讓學生主動收集草地信息技術方面的資料來提高學生的學習熱情，給學生課前互相分享資料的時間以及平臺，其余學生可以互相探討，隨后教師結合課程內容對學生分享內容做出適當評價。經過學生的自我評價、其他學生評價以及教師的指導評價后，學生針對評價對分享的資料內容進行完善與改進。如此一來可以拓寬學生知識面，使學生對草地信息技術的知識了解得更為全面。為了提高學生作業的完成度，將以往優秀的作業報告及課程論文等提供給學生供他們參考。如在教授“遙感技術在草地自然災害監測與預測預報中的應用進展”內容時，結合以往優秀的匯報作業及PPT等分享給學生，讓學生知道遙感技術在草地自然災害監測方面的應用是多樣的。

(二)學生參與課程講授

“草地信息技術”課程提供課程講述平臺。學生以分組形式結合PPT進行講授，小組應事先收集相關資料，經過教師的評價和修改以后再次進行總結修改，最后才能在課堂上分享主題。針對小組的講授內容，教師及其他小組成員對其提出問題，由小組成員對意見和問題進行匯總，最后小組代表需要將匯總討論的結果對學生和教師進行匯報。教師根據所有的匯報進行歸納總結，對有疑問的地方進行更正，對內容有所欠缺的地方進行知識點補充，最終完成整個課堂互動。

(三)學生教師共同參與實踐規劃

不同于以往的教師提交規劃好實踐方案及路線，學生按部就班完成的方式，教師與學生一起制訂規劃方案更能激起學生的野外實踐熱情，提升學生參與感。教師在野外實踐前發布有關野外實踐的內容，學生根據自身的實際情況和興趣愛好完成方案設計及有關的表格填寫。教師對學生所提交的各種方案進行完善總結，最后共同確定一個野外實踐方案。

(四)以問題為導向，確定學生選題方向

在“草地信息技術”課程開始之前，教師通過在班級里發布一系列有關的國家政策來引導學生主動進行思考。例如，習近平總書記在黨的十九大報告中指出：“必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節約資源和保護環境的基本國策，像對待生命一樣對待生態環境，統籌山水林田湖草系統治理，實行最嚴格的生態環境保護制度，形成綠色發展方式和生活方式。”教師以下列問題為導向，讓學生進行思考：如何更好地保護生態環境和節約資源、適合當地的綠色發展方式有哪些、當地的草地資源如何、如何通過遙感技術更好地保護草地生態環境以達到提升城市環境質量的目的等，并在課程中找到答案。

(五)建立試題庫

“草地信息技術”作為一門交叉學科，其基礎知識內容較為復雜，范圍較廣，對于部分基礎薄弱學生來說，學習理解較為困難，一定程度上打擊了學生的自信心，使得學習興趣下降。由于課程原有的課后習題較少，題型單一且問題較為簡單，學生難以完整地掌握課堂內容里的知識點，回答題目時只知道一味地抄書中原話，個人理解不到位，導致期末考試發揮得不是很理想，因此建立課程知識點試題庫是十分必要的。試題庫的建立可以讓學生在預習、復習以及學習過程中更有針對性地學習，充分了解自己的學習短板，教師也可以通過試題練習結果統計并且明確班里學生對課堂內容的掌握情況，根據實際情況將學生掌握知識點的不足之處在下一堂課的內容介紹前著重講解，并在課程快結束時鞏固練習，加深學生印象。

二、多樣化的實踐教學

實踐教學是“草地信息技術”課程中的重要環節，多樣化的實踐教學是課堂教學的重中之重，多樣化實踐教學的模式將打破了傳統的理論教學的模式，從而達到理論知識與實際運用有效結合的目的，從而明顯提高教學效果。“草地信息技術”課程教學質量的提高，還需要教師重視實踐教學，使實踐教學內容更加豐富多樣，此前，該課程實踐教學模式過于單一，且以傳統的理論教學為主，理論應用水平較差，導致學生在實際工作中不能將所學專業知識很好地運用到生產實踐中。為改善教學效果，應培養學生的綜合實踐能力，開展多樣化的實踐教學，使得教學能夠達到預期的效果。

“草地信息技術”是集遙感技術(RS)、地理信息系統技術(GIS)、全球定位系統(GPS)于一體的應用型課程，旨在使學生通過信息技術解決在草地調查、評價、檢測等方面的實際問題。實踐教學內容多樣化的設計是難點，為有效提高學生課程學習的主觀能動性，將采用美國醫學教授Barrows在醫學教育中提出的PBL(Problem based learning)教學法，該方法可以極大程度地激發出學生對學習的強烈興趣，還鍛煉學生的自主能力，從而提高他們的創新能力和綜合思維能力，故自創立伊始就迅速在全球流行開來。PBL(Problem based learning)教學法被稱為基于問題學習的教學模式，教學核心是以問題為中心，而傳統教學模式是以教師為中心，二者之間有本質上的不同，這種模式以學生為主體，大多以分組的形式對某一問題進行討論和學習，教師則成為課堂中的引導者。PBL教學模式的基本要素有以下方面：

(1)以問題作為學生的起點，提出的問題是學生進行學習的中心，學生可能圍繞某一復雜的實際問題專題或案例進行問題的提出、討論以及學習。這種教學模式為學生提供了自主發揮的平臺，使得學生從問題本身出發，尋找答案，PBL模式的教學過程就是不斷發現問題并解決問題的過程，以此達到教學活動中學生充分發揮主觀能動性的目的。

(2)以學生為主體，教師是引導學生熟練掌握實踐技巧的角色。在實踐教學的過程中，教師的身份有所轉變，從傳統教學模式中的講授者轉變為實踐課堂中的引導者，意在啟發學生、引導學生，給學生帶來更多自主學習的空間，成為教學課堂的主人翁，使得學生從最初的被動學習轉變為主動學習，并積極參與課堂的實踐活動，這種教學模式不但避開了“填鴨式”教學的枯燥乏味，還鍛煉了學生的獨立思考能力，一定程度地激發了學生對專業知識的興趣，使得學生牢牢掌握專業知識并懂得如何有效將其運用到實際工作。

(3)以小組合作學習為主。小組之間、組內成員之間在教師的引導下形成合作與競爭的關系，引起了學生對專業的濃厚興趣，增強了小組成員的凝聚力，挖掘了學生的學習潛能，另外，由于小組合作的平等氛圍，使得學生在交流與討論時更加輕松自主、暢所欲言。學生不僅掌握了學識，還提高了團隊協作能力，形成互幫互助的小組氛圍，從而使得課堂的教學更具張力。

(4)以評價作為學習導向，當一個問題提出并得到解決后，學生需要進行自我評價和小組評價，評價的目的是使學生對課堂學習內容進行總結、糾正，對自身在課堂中的表現進行反思，學生在教學活動中的收獲得以體現。學生還需進行階段性評價和總結性評價，從而達到吸取經驗教訓，為自身專業知識做出一定儲備的目的。

PBL模式學習是從選擇問題、確定問題，到認識問題、解決問題，最后進行評價的過程，是學生在老師指導下進行完整情境學習的過程，老師和學生要深入探討PBL模式的各個環節，討論如何選擇并設計問題、如何進行學生分組、對問題進行分析、搜集資料、解決問題、回答問題，最后進行老師和學生點評的過程。學生以自身的知識水平和認識，通過PBL模式學習的實施，完成對知識的掌握和理解。PBL教學模式側重及時性和多元化，以及關注學生在教學過程中的自我成長。PBL教學法改變以往教師為主、學生為輔的講授型教學模式，通過學生自主思考并展開討論，激發學生的自主性學習，以此加深學生對于理論和實踐結合的知識點記憶，有效提升學生的綜合思維能力和創新能力。

在以往的課堂學習中，教師首先帶領學生回顧遙感的基本原理和基礎知識，再演示過程，最后布置類似的任務讓學生完成驗證，學生基本可以按時按量完成任務，他們的動手能力雖得到鍛煉，但缺乏創新性。因此，開設具有教學內容的短期綜合野外實習是很有必要的。草地遙感調查方法需要注意以下幾個方面：

(1)草地地段的選取，在進行野外遙感調查研究時，最好選取典型的草地類型，且草地利用有變化的地段，沿不同水平的分布及垂直帶，進行實地調繪的使用選取穿越基本地貌路線，從而為識別草地信息提供可靠的依據。

(2)草地遙感的制圖，包括識別提取草地信息、建立解譯標志等。它是基于大量數據源基礎，包括了TM影像數據及工作底圖和有關的資料、圖件，然后通過野外布點調查，獲取相關數據，再按草地系統制圖，最后進行草地屬性判斷，識別并提取草地信息、屬性編碼，勾繪圖斑的操作過程。

理論教育是實踐教育的基礎，二者共同構成野外實習課程的教育體系。常規的教學只能對專業知識形成初步了解，因此設置綜合野外實習可以深入體驗學習，了解針對不同情況，應對遙感影像進行哪些處理，以此彌補課堂教學的不足。

三、結論

實踐是檢驗真理的唯一標準，是最好的試金石，隨著時代的發展，實踐教學逐漸成為高校教育模式的主流，教育理念只有不斷發展才能與時俱進，因此，為提高教學質量，教師應該及時調整教學思路，不斷更新知識體系，拓展教育內容，向學生教授最新學科內容，展示最新專業成果，使學生在專業知識的深度及跨度上都有一定程度的提升，確保學生能將理論與實踐結合起來。“草地信息技術”是針對草業科學本科專業設置的理論與實踐相結合的專業選修課，教學理論性較強，課程內容較多，實踐環節較少，學生不能很好地理解和運用，我們不應該一味地在課堂中講授理論知識，還應該在課堂中充實教學內容、展開實踐，通過以問題為核心，以學生為主體，以小組討論的形式對知識進行探究的模式展開實踐教學。此外，學生的團隊意識得到強化，通過綜合野外實習的經歷，學生與社會人員接觸交流，懂得構建團隊精神，增強合作意識，加深了同學之間、師生之間的情誼。

為了更好地開展“草地信息技術”課程的實踐教學，及時采用現代科技手段促進實踐教學是很有必要的，教師可以用網絡、多媒體等輔助實踐教學，讓學生初步了解認識學科知識，從而提高學生的學習興趣，聯系課程內容，精煉專業知識，巧妙設計實踐教學的內容，充分運用現代科技手段，并且將理論教學部分與多樣化的實踐教學模式相結合，不僅能有效提高學生主動學習的積極性和創造性，還驅動學生對專業知識進行更加深入的探索，從而使得學生的學習進入良性循環。