西藏高校林學專業3S技術課程教學改革探索

尹惠妍　張志偉　郭健斌　楊小林

［摘 要］林學專業3S技術課程具有內容豐富、涉及范圍廣、信息技術含量高、實踐性和綜合性強等特點。文章以西藏農牧學院為例，基于林學專業3S技術課程開設的背景及課程體系特點，針對教學過程中存在的問題，進一步提出教學內容、教學方法、實踐教學以及課程考核等方面的改革措施，旨在建設高質量的林學專業3S技術課程，不斷提高教學質量，培養專業能力強的3S技術應用型人才。

［關鍵詞］3S技術；林學專業；教學改革

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）08-0042-03

人類社會已步入信息化時代，各種信息深刻影響著社會的發展和人們的生活。林業要實現可持續、健康發展，必須與現代信息技術以及先進的科學技術相結合。2009年2月，國家林業局頒發了兩個重要文件——《全國林業信息化建設技術指南（2008—2020年）》《全國林業信息化建設綱要（2008—2020年）》，這兩個文件為現代林業發展提供了有力保障，標志著中國林業信息化建設進入全新的發展時期[1]。林業信息化是現代化林業建設的重要組成部分，是實現林業建設的重要內容，也是林業發展的必然選擇。

森林是人類生存與發展的重要物質基礎，也是經濟社會發展不可或缺的自然資源 [2]。我國西藏地區具有豐富的森林資源，西藏森林是我國西南邊陲的綠色寶庫，堪稱“綠色基因庫”和 “自然博物館”[3]。要實現對這些森林資源的經營管理、保護、監測評價、結構調整、決策制定等，需要對森林資源信息進行收集、分析和處理，而精準的、現實的、客觀的森林資源信息的獲取需要借助3S技術來實現[4]。

目前，我國各大高校的眾多專業均開設了3S技術的相關課程，特別是農林院校的林學專業。學習3S技術在林學專業相關領域中的應用，是林業信息化教育和發展的重要基礎，是培養林學專業人才的需要。

一、3S技術課程體系及其特點

3S技術是遙感（Remote Sensing）、全球定位系統（Global Positioning System）、地理信息系統（Geographic Information System）及其集成技術的統稱。遙感技術（RS）是當代宏觀資源環境信息采集的主要技術手段，全球定位技術（GPS）是利用人造衛星進行點位測量導航技術的一種，地理信息系統（GIS）是資源環境空間信息與屬性信息存儲、處理及空間分析的主要技術工具，而計算機硬件及軟件系統為3S技術的實施提供了保障。3S技術是收集、存貯、處理以及分析地理空間數據的高級地學技術系統，在林業生產、科研等工作中應用廣泛[5]。從課程內容上看，林學專業3S技術課程除了包含地理信息系統、遙感、全球定位系統3門學科的基本理論知識，還包括這3門學科在林業中的應用。因此，林學專業3S技術課程具有涉及多門學科、內容豐富、理論性和實踐性強、內容更新快等特點[6]。林學專業3S技術課程與林學專業骨干課程之間具有緊密的聯系。3S技術課程是林學專業長遠發展的新的出發點，在信息化高速發展的社會背景下，“數字地球”“數字林業”等概念的提出，就是林業順應社會信息化發展的有力見證。

3S技術在常規的林業工作（如森林資源調查、森林資源經營管理、森林營造、森林管護、農業氣象災害、農業質量產量監控等）中應用廣泛，同時在林業生態工程建設項目（如退耕還林/草、天然林保護、防護林工程等）中也運用較多。另外，3S技術在環境監測、抵御自然災害、管理自然資源等方面具有重要作用。因此，該課程是林學、野生動物保護、水土保持、農學、生態學等相關專業的一門重要課程。

二、課程教學中存在的問題

本文以西藏農牧學院（以下簡稱本校）林學專業為例，探討林學專業3S技術課程在實際授課過程中存在的問題。

（一）課程開設存在的限制

根據本校林學專業的課程設置安排，3S技術這門課程在第七學期開設。課程學時數為48學時，其中理論學時與上機學時各為24學時。目前，開展該門課程的軟硬件設施相對不足，學校的計算機房在數量上相對較少，但要承擔全校與計算機相關的課程的教學任務。學校并沒有一個專門用于3S相關軟件學習的計算機實驗室，這在一定程度上影響了學生對3S技術課程的學習。

（二）部分學生存在的學習困難

本課程的授課對象主要為藏漢混合班，授課過程以漢語為主。然而，部分少數民族學生從小生活、學習在藏語環境下，雖然隨著基礎教育的不斷改善，其漢語能力有了一定提高，但在純漢語環境下，其漢語基礎的薄弱問題就顯露出來了。所以，這些少數民族學生在進行專業課學習的過程中會遇到一定的障礙，特別是在學習專業性較強的課程時，這一現象就更加突出了。另外，部分少數民族學生的知識基礎相對薄弱，特別是對中學階段的數學、物理、化學等學科知識的掌握不夠牢固，這一問題直接影響到這些少數民族學生進入大學以后對專業課程的接受能力。特別是3S技術課程涉及地理、物理、計算機、數學等多個學科的知識，這導致部分教師感覺授課難，而同時部分學生也感覺知識難以理解。

（三）理論教學中的問題

3S技術課程的理論知識比較抽象，這對承擔3S技術課程的授課教師提出了更高的要求。對于學生而言，部分少數民族學生的漢語水平有限，理論知識相對薄弱，在學習3S技術這門課程的時候感覺理論知識抽象難懂、枯燥乏味，加之課堂活躍度不高、趣味性不夠，導致部分學生缺乏學習的積極性，課前缺乏預習，課堂上難以跟上教師的思路，課后不能及時復習。長此以往，這些學生很難掌握3S技術這門課程的主要知識。部分學生在考試前突擊學習，采用死記硬背的方式應付考試，導致課程考核成績不理想，且考試過后課程知識就被拋之腦后。另外，林學專業3S技術課程與森林經理學、森林資源調查與規劃、林火生態與管理以及測量學等有密切關系，但是在實際教學過程中，由于技術手段和設備限制、課時有限等，3S技術課程與其他林學專業課程之間的融合不足。

（四）實踐教學中的問題

林學專業3S技術課程在實踐教學中開展得還不夠深入。主要是因為這門課程的學時數相對較少，且涉及3個方面的技術，多以理論教學為主，上機實驗和實踐環節受到多方面的限制而無法達到預期效果。本校林學專業的3S 技術課程均設置了上機實驗操作和實習實踐環節，但是，由于課程總課時數較少、理論課部分任務較重，3S技術課程的上機實驗操作及實踐環節的教學效果不佳。同時，3S技術課程的理論內容抽象性較強，但是在實習實踐與理論學習之間缺少較系統完整的、形象生動的觀摩學習，以致學生對 3S 技術的實際操作與應用并無系統的、直觀的認識[7]。林學專業的很多工作本身就相對缺乏直觀性，使用3S技術開展的林業工作又具有宏觀性和周期性，學生通過短短幾十節課程的學習難以將 3S 技術的理論與應用實踐有效地結合起來。

三、3S技術在林業中的應用教學改革策略

（一）教材選擇及教學內容的改革

本校林學專業的3S技術課程之前使用的是林輝等主編的《林業遙感》，該教材重點介紹遙感的原理、圖像處理、實際應用等，未涉及地理信息系統及全球定位系統這兩個方面的知識。因此，近年來本校林學專業開始使用李云平主編的《林業“3S”技術》作為主要教材。該教材全面詳細地介紹了全球定位系統、地理信息系統和遙感的概念、特點和相關軟件操作，主要分為4個模塊、9個項目，詳細敘述了3S技術在林業上的應用方法和技巧。主要內容包括：手持GPS的使用、林業遙感影像預處理、圖像增強處理、林地利用分類圖的制作、ArcGIS 10.0基礎操作、林業空間數據采集與編輯、林業專題地圖制圖、林業空間數據的空間分析和3S技術在林業生產中的綜合應用等。

在該門課程中，如何協調3S的課時比例是一個重要問題，是均衡對待，還是有所側重，值得探討。全國農林院校相關專業3S技術課程的設置情況大體分為兩種：一種是涵蓋3個S，但是在具體的授課過程中有所側重；另一種是舍棄其中一個S，將舍棄的這一個S放到本專業其他課程中講授。本校就是第一種情況，3個S都要兼顧，具體3種技術所占課時的比例大約為GIS占50%、RS占30%、GPS占20%。

（二）教學方法及手段的探索

在具體實施教學的過程中，我們試圖通過多樣的教學方法，提高學生的學習興趣及學習效率，使學生能夠更好地掌握該門課程的理論知識及基本技能。當某一門課程讓學生覺得今后在深造或工作中能用得上時，那么他們就會投入精力努力學好這門課程。然而，某些課程理論性很強、不易理解吸收、學習難度較大，僅靠學生自身的努力實在難以掌握。這就要求教師的授課要具有啟發性和趣味性，能使學生主動投入精力去學習。在本校，林學專業3S技術課程安排在第七學期，學生在該階段的學業負擔很重，并且大部分學生要面臨考研、公考、就業等問題。如果這個時間開設的課程內容難度較大且比較枯燥，就很難保證學習效果。因此，林學專業3S技術課程需要采取高效、適用的教學方法。例如，在學習遙感技術的圖像解譯部分時，可以選取不同地區的遙感影像圖，讓學生來辨別不同的地物、不同的地點。如針對學校所在區域的林芝市巴宜區的遙感影像，讓學生通過目視解譯的方法區分不同的街道、不同的建筑、不同的村莊，也可以觀察附近的林區，還可以與森林經理學的相關內容相結合。對于3個S的理論學習部分，可以要求學生在課下進行預習或復習，再將自己的理解向全班進行講解，這樣不僅可以鍛煉學生面對眾人說話的勇氣，還可以增強他們自主學習的能力。在課堂教學中，還可以通過分組討論、知識競答等方式讓學生開展學習。多樣化的教學方式既能提高學生學習的興趣，又能提高學生學習的效率，更是保障教學效果的有效措施。

通過對教學方式、方法的改革與創新，教師的“教”與學生的“學”得以充分配合。引入啟發式教學和研討式教學，使用理論講授與案例學習相結合的方法，能加強對學生自主學習能力與創新能力的培養，加深學生對3S技術原理的理解。

（三）實踐教學改革

林學專業的學生需掌握森林資源經營管理、森林資源保護、森林遺傳育種、森林病蟲害防治、3S技術應用等方面的基本理論和知識，這些學生未來主要從事林業管理、林業規劃、生態環境建設與森林資源綜合開發利用等相關的技術或科研工作。因此，林學專業的教育教學及人才培養應注重理論學習與實踐教學的結合。

3S技術課程的實踐環節包括遙感影像的處理、遙感圖像信息的提取、地理空間數據的處理、林業專題圖的制作等。通過實踐環節的學習，學生可加深對3S技術的理解和實際應用。我國森林資源豐富、森林類型多樣，在森林資源的經營管理及保護方面也存在很多問題，這就決定了林學專業人才培養的方向呈多樣化。因此，農林院校林學專業3S技術課程的教學計劃及課程體系與信息技術專業該課程的設置方案不同。我們需要在現有的課程體系及培養方案的要求下，通過實踐教學改革培養出林學專業的信息技術人才，而 3S 技術是林業信息化人才培養的關鍵。通過對實踐環節的改革研究，可提高學生對3S技術的實踐應用能力。

（四）考核機制改革

本校以培養建設西藏、發展西藏的高科技人才為目的，而課程考核是檢驗教學成果的最佳標準。傳統的課程考核由期末試卷成績和平時成績構成，而平時成績僅包括考勤、作業、課堂提問等，無法體現學生的創新能力和自主思考能力。結合以上問題，本課程的考核機制增加了實踐能力考核內容。本課程對軟件使用技能要求較高，可進一步完善課程考核機制，適當調整理論考試與實踐能力考核的比例。調整后該課程的總成績構成如表1所示。結合專業知識完成相關專題圖制作是考核的重要內容，能激發學生的學習興趣，提高教學效果和教學質量，還能充分發揮學生的能動性與創造力。

四、結語

林學專業3S技術課程具有內容豐富、涉及范圍廣、信息技術含量高、實踐性和綜合性強等特點。本文以西藏農牧學院為例，闡述了林學專業3S技術課程開設的背景及課程體系特點，并針對教學過程中存在的問題，進一步提出了在教學內容、教學方法、實踐教學以及課程考核等方面的改革措施，旨在建設高質量的林學專業3S技術課程，不斷提高教學質量，培養專業能力強的3S技術應用型人才。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 張雅梅.林學本科專業3S技術類課程設置的探討[J].中國林業教育，2016，34（6）：59-62.

[2] 張曉麗，馮仲科.林學專業3S技術課程體系研究與實踐[J].中國林業教育，2007（2）：55-58.

[3] 賀東北，柯善新，陳振雄，等.西藏森林資源特點與林業發展思考[J].中南林業調查規劃，2014，33（3）：1-4.

[4] 衛凡.林業調查規劃設計中3S技術應用探討[J].綠色科技，2020（21）：146-148.

[5]趙鵬祥，李衛忠，毛曉利.“3S”技術類課程與林學專業骨干課程內容相容性研究[J].中國農業教育，2007（2）：32-35.

[6] 吳英，鄧榮艷，楊梅.基于人才培養目標的3S技術課程教學內容體系重構探討[J].中國現代教育裝備，2016（9）：60-61.

[7] 任德智，潘剛.西藏高校“3S”技術課程教學現狀與對策[J].中國農業教育，2011（1）：71-74.

［責任編輯：劉鳳華］