GIS在農業推廣碩士教學中的重要性研究

翟 鳴

（華中師范大學 城市與環境科學學院，湖北 武漢430079）

農業推廣碩士專業學位教育的主要培養目標是為能夠了解三農的高層次應用型人才。但是由于我國農業推廣碩士培養起步相對較晚，目前各培養單位大多沿用農學碩士的培養模式，從實踐效果來看這種培養模式已不適應專業學位教育的發展需求，農業推廣碩士專業學位必須從注重學術研究教育過渡到專業學位教育上來。華中師范大學城市與環境科學學院作為農業推廣碩士培養單位，利用自身原有的地理教育資源優勢，在農業推廣碩士教學中大力運用GIS技術。根據我院的培養目標和要求，農業推廣碩士專業學位是與農業技術推廣和農村發展領域任職資格相聯系的專業性學位。要求：1.農業推廣碩士專業學位獲得者應較好的掌握馬克思主義、毛澤東思想和鄧小平理論；擁護黨的基本路線和方針、政策；熱愛祖國、熱愛農業，遵紀守法，品德良好，艱苦奮斗，求實創新，能積極為我國林農業現代化和農村地區經濟發展服務；2.我校農業推廣碩士專業學位獲得者應掌握相應推廣領域堅實的基礎理論、系統的專業知識，以及相關的管理、人文和社會科學知識，具有較寬廣的知識面；掌握解決農業問題的先進技術方法和現代技術手段；具有創新意識和獨立擔負農業推廣技術農村地區管理工作的能力。

農業是經濟發展的起點和基礎，國民經濟的命脈，屬于第一產業。沒有農業的發展其他部門是不可能得到順利發展的，工業化也是不可能實現的。但同時農業對自然環境和經濟社會因素依賴性很強，復雜多變的自然環境和經濟社會環境決定了農業在發展過程中的復雜性和多變性。面對這樣一個龐雜系統，傳統的管理方法和手段所表現出來的局限性，使現代化的數據管理技術進行管理孕育而生。目前具有強大空間數據管理和空間分析的地理信息系統（GIS）就能為現代農業管理提供強有力的技術支持平臺。

一、地理信息系統（GIS）概況

地理信息系統（GIS）是在計算機軟硬件輔助下，通過采集、存儲、管理、檢索、分析和描述空間地理實體的定位分布及與之相連的屬性數據而建立起來的計算機化的數據庫管理系統，是集計算機科學、地理學、信息科學、管理科學和測繪科學為一體的一門新型學科。它大量地運用數據庫、計算機模型等最新技術對地理信息進行云處理，通過建立二維、三維或四維空間模型，為領導者提供可視化的支持。因此被廣泛應用于國民經濟和社會生活的各個層面，滿足社會各界的廣泛要求。

二、地理信息系統（GIS）與現代農業

經濟發展過程是一個結構轉變過程，一個從農業國向工業國的轉變過程，從這個意義上來說，農業部門在經濟發展中的最重要作用被認為是促進工業化。因此隨農業結構的調整、城市化進程的加快和第三產業的迅猛發展，使傳統農業用地在結構上發生了很大的變化。盡管隨國家房產政策調整，但土地類型的轉化和土地的各種數據的更新速度之快，國家對土地利用現狀動態監測的科技含量提出了更新更高的要求，GIS在土地規劃和土地利用中也有了越來越廣泛的用途。其具體表現如下：

（一）GIS輔助農業進行資源普查。農業是國民經濟的命脈，農業資源是農業科學發展的基礎條件。目前各地方政府的土地檢測部門科學利用GIS輔助農業資源調查，通過衛星遙感拍攝圖像所形成的如土坡圖、氣候圖、河流湖泊等，然后綜合各種數據源建立所調查區域的農業空間數據庫，將區域地理與屬性數據庫有機結合，為農業資源自動化管理服務。這樣各地政府就可以利用地理信息系統軟件制作出所需要的土地利用現狀圖、農作物分布圖、地形地貌圖等專題地圖，為其他部門提供科學的數據，以便于本地科學發展。同時利用空間分析模型對農業資源進行存量和價值量的估算，使國家對維持18億畝耕地的土地紅線目標不被破壞，為我國經濟社會可持續的發展提供科學的依據。

（二）GIS應用于土地利用動態變化調查監測中。經濟社會的發展，城市化進程的加快，都需要使用部分農業用地，由于各地方政府主體的目標多元化 （實現本地區社會福利最大化、政府自身利益對大化），很多地方政府在引進項目中為逃避國家政策法規，對土地批審零散申報（500畝土地，采用幾次分塊申報等）。因此土地利用普查中，傳統的以區縣為單位進行農業調查，然后逐級匯總的常規管理方式已不適用。眼下關鍵是如何快速準確地獲取和分析土地利用信息，如何利用地理信息系統等現代化信息技術，結合衛星遙感影像等基礎數據源建立國家土地數據庫，通過鼠標在電腦屏幕前就可以對土地狀況進行實時的動態監測，為國家制定土地利用規劃提供科學依據。

（三）GIS應用于農業土地利用規劃。前面提到過在土地利用規劃管理工作中，普遍存在規劃資料由各地提地管理部門掌握，存在孤立分散、土地資源信息交換渠道不暢和土地數據共享困難等問題。國家通過利用GIS建立土地利用規劃管理信息系統，將國家所獲得的土地數據庫，結合各種評判方法和規劃模型，來進行規劃方案的動態模擬與評價，提高工作效率和數據的準確性、科學性，促進規劃管理工作的科學化、規范化進程。

三、農業推廣碩士的教學特點

（一）學員理論知識落后，實踐工作能力較強

目前我院招生的農業推廣碩士專業學位研究生，大多是大學畢業后工作多年的農業領域專業技術人員，有相當一部分學員具有較高的專業技術水平、豐富的實踐經驗和較強的工作能力，這是農業推廣碩士專業學位研究生培養不可多得的有利條件。通過我院近幾屆招收的學員情況來看，由于他們畢業的時間較長，他們入學時一般理論知識還停留在上世紀水平，對新概念、新知識體系的理解不夠深入。在教學實踐中，60%以上的授課教師和學員都認為學員的外語及本學科基礎理論知識欠缺。

（二）學員群體小，個體差異較大

我院每年招收農業推廣碩士不到20人，呈現辦學規模太小，雖然學員群體較小，但是個體差異大。一是畢業年限不同，有的學員畢業幾年，有的學員畢業十幾年；二是年齡差異大，年齡小的有二十幾歲，年齡大的有四十幾歲；三是職業與工作單位不同，農業推廣碩士學員雖然招收都是從事農業領域的學員，但有的是來自農業技術推廣部門的技術干部，有的是來自高等學校的教師，有的是來自科研單位的科研人員，有的是來自政府機關的干部，來源不同的學員在工作經歷、知識結構、專業基礎等方面都有很大的差異。

（三）學員在職攻讀學位，學習與工作的矛盾突出

目前全國各高校招收的農業推廣碩士專業學位研究生都屬于在職教育，所以學員在攻讀學位期間，很多學員兼有繁重的工作任務，部分學員還身兼數職，集行政職務、專業技術職務于一身。同時《關于制訂在職攻讀農業推廣碩士專業學位研究生培養方案的指導意見（試行）》指出，在職攻讀農業推廣碩士專業學位的研究生，采取“進校不離崗”的培養模式，但要求在校學習的時間累計不少于6個月，這就不可避免地產生了學習與工作的矛盾，這樣的矛盾，給我院的培養模式、教學計劃安排、教學方法等提出了新的挑戰。

（四）學位論文研究方向涉及面廣，學科領域多

由于農業推廣碩士學員來自不同的部門、不同的行業，學員原有的專業知識結構水平也不一樣，而且又是邊工作邊攻讀學位，學位論文選題一般都是依據原有的專業知識結構，結合本職工作所承擔的科研項目，因此學位論文的選題方向涉及面廣，學科領域多。從產業來看，不僅涉及農業種植業、養殖業、農產品加工業，而目還涉及農業經營管理、農業機械等；從學科看，有作物學、植物保護學、園藝學、植物學、動物學、微生物學、生態學、氣象學等；此外，還有農業經濟學、農業機械學等等。這就給農業推廣碩士導師隊伍建設、尤其是導師的專業結構等提出了新的要求。

四、GIS在農業推廣碩士教學中的重要性

GIS軟件所表現形象直觀的交互式學習環境，具有很強的感染力和較強的人機交互性，在教學活動中很容易引起學員的興趣。學員在計算機上通過操作GIS地圖進行自主學習，可以改變傳統的教師課堂教授，學員被動接受知識的局面，實現信息技術與課程的整合，有利于學員的主動發現、主動探究，進一步提升學員學習能力；利用GIS強大的空間分析功能，讓學員能從地理信息系統數據庫中獲取自己所需的信息并加以綜合，有助于培養學員農業土地分析能力，提高學習興趣。

隨著多媒體技術的產生和發展，空間信息可視化變為現實，并逐步呈現出多維化的發展態勢。空間信息可視化在目前主要表現在：1.農業地圖。它有存儲于紙張上的我們一般的傳統地圖和存儲于計算機中顯示在屏幕上的電子地圖兩種形式。但是電子地圖相對于紙質地圖具有制作靈活、修改制作方便、色彩豐富、動態性強、查詢快捷方便等優點，從而使我們能從不同的方式和不同的角度來觀察空間客體信息。2.多媒體地農業信息。它通過使用文本、表格、圖像、音頻、視頻等各種形式，把農業地理空間信息邏輯地綜合成一個整體，是空間信息可視化的重要形式。通過多媒體播放形式能夠綜合、形象、真實地表示空間信息某些特定方面，是全面地表現空間信息的不可或缺的手段。3.三維仿真農業地圖。它是基于三維仿真和計算機三維真實圖形技術而形成的三維地圖，具有仿真的形狀、光照、紋理等，也可以進行各種土地的三維測量和分析。4.虛擬現實。它是空間信息可視化進一步研究和發展的新方式。它是由計算機和其他設備如頭盔式顯示器、數據手套、機器人等組成的高級人機交互系統，以視覺為主，也結合聽覺、觸覺、嗅覺甚至味覺來感知的環境，使人們有如進入真實的農業地理空間環境之中并與之交互作用。

GIS的多維可視化在農業推廣碩士教學實踐中具有重要意義。例如，用四維（三維加時間維）形式來表示氣旋、龍卷風、降水云系的發生、發展和演變過程；模擬河床內洪水的流動、漲落、對河堤的侵蝕，以及決堤后封決口時的水下狀況，等等。通過GIS手段和技術。我們可以把如農業氣象災害的監測、精確農業變量施肥、農作物病蟲害竹理、農田灌區灌溉整理以及農業景觀格局研究做的很好。同時也可以使學員在虛擬實驗環境中學習，克服了許多地理現象需要在野外觀察的限制。

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