測繪工程專業“3S”技術實踐能力培養模式的改革與探討

摘 要：“3S”（RS、GIS、GPS）技術在現代測繪技術中起著越來越重要的基礎技術支撐作用。文章結合實際闡述了測繪工程專業“3S技術”實踐能力培養方面目前在教學過程中存在的各種不足，論述了進行“3S”技術實踐教學模式改革的一些想法，提出了一些有益提高教學效果和學生綜合素質的好建議。

關鍵詞：“3S”技術 實踐能力 培養模式

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2013）05-211-02

“3S”技術，即遙感技術（RS，Remote Sensing）、全球定位系統（GPS，Global Positioning System）和地理信息系統（GIS，Geographic Information System）的統稱。“3S”技術是空間技術、傳感器技術、衛星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合，多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術，在現代測繪技術中起著越來越重要的基礎技術支撐作用。“3S”技術類課程群也成為目前測繪工程專業的核心課程群之一。近幾年來，“3S”技術在我國經濟建設、社會發展和人民生活中的應用逐漸普及與深入，各級政府部門、事業單位、企業公司等對“3S”技術人才的需求日益增加。

我校的測繪工程專業從2003年開始招生至今也走過了十個年頭，有了一些專業積累，但在學生的“3S”技術能力培養方面還比較欠缺，本文結合市場和社會人才需求，從培養學生的創新思維和動手操作能力出發，對測繪工程專業學生“3S”技術實踐能力的培養模式的改革進行了深入研究和探討。

一、我校“3S”技術實踐教學現狀和問題

（一）課程及實踐教學開設情況

在我校目前最新的2012版教學大綱中，“3S”技術相關的課程群和實習環節的設置如表1。

“3S”技術課程學時數最高為60，其中仍以理論學時為主。部分課程雖為應用型“3S”技術課程，但在教學中大多仍以課堂講授為主，實踐環節少。

整體的課程設置偏后，在第七學期設置相關課程過多，一方面是學生身在大四，面臨考研、就業等多種情況，不能全身心投入學習，影響教學效果，另一方面學生學完之后，沒有經過充分的消化吸收的過程就面臨畢業，綜合能力還未達到應有的要求。

各個“S”相關課程教學實習獨立沒有體現綜合性，也沒有“3S”技術集成相關的課程和實踐教學環節。不利于學生綜合運用知識能力的培養，也不能滿足科技發展和生產實際的需要。這和我校培養應用型人才的目標極不相稱。近幾年通過與學生接觸也了解到，“3S”技術在實際生產中應用的迅速普及已經凸顯出學生由于這方面實踐能力欠缺在就業過程中以及剛參加工作時所造成的一些劣勢。

（二）“3S”技術集成程度不夠

近幾年來，國內外“3S”技術的研究和應用開始向集成化（或綜合化）方面發展。“3S”技術的結合與集成研究已經有了一定的發展，正在經歷一個從低級向高級的發展和完善過程，常用的四種結合方式：GIS與RS的結合；GIS與GPS的結合；RS與GPS的結合；GIS、GPS和RS的結合。在“3S”集成系統中，RS主要用于實時、快速地提供地表景物及環境的幾何及物理的定性或定量數據；GIS則是對各種來源的數據進行管理、處理、分析和應用的載體，不僅可存儲大量的遙感和定位信息，同時可提供大量的統計信息，進行多元多維動態復合分析。GPS則主要用于提供準實時或準實時的目標定位信息和地面高程模型（DEM）。目前，“3S”集成已經在測繪制圖、環境監測、戰場指揮、救災搶險、公安消防、交通管理、精細農業、地學研究、資源清查、國土整治、城市規劃和空間決策等一系列領域獲得了廣泛的應用，可以肯定，在未來其應用領域還將進一步拓展。

目前，國內外“3S”技術包含的遙感、地理信息系統和全球定位系統不僅在科學技術方面具有各自的技術體系，還在商業方面具有各自的行業標準和優勢。在教育領域中，國內外高校都把遙感（RS）、地理信息系統（GIS）和全球定位系統（GPS）作為獨立的課程講授，設置的實踐教學環節也是各自為戰，未體現出3S技術集成的巨大應用。造成這種情況的原因也與“3S”技術發展迅速，它的教學內容不僅廣泛且都是最新的技術方法，沒有相關的教材等情況有關。比如國際上先進的成像光譜技術、美國IKONOS、QUICKBIRD衛星數據源、中巴資源衛星（CBERS）、北京一號衛星等的出現，充分體現了遙感、全球定位與信息處理技術在國內外的高速發展趨勢。

（三）軟硬件設施不足

目前，我院還沒有一個專門用于“3S”技術軟件實踐教學的計算機實驗室，相關課程的上機和實習均需要在學校公共計算機房完成，但學校公共計算機房的計算機多數比較陳舊，現有配置不能夠支撐“3S”相關軟件的正常運行，亟待更新，不過，現在多數學生們自己都配有電腦，緩解了這一情況，但對于家庭條件困難的學生的學習造成了很大的困難，也在一定程度上影響了學生對“3S”技術相關軟件使用的學習和實踐，成為制約提高學生實踐能力的一個重要瓶頸。

（四）師資力量有限，教師經驗有待積累

近年來，我專業的師資力量得到了大大加強，大力引進了各方面的專業人才。但新引進教師都為年輕教師，職稱上多為中級，教學經驗不足，他們大多具有高學歷，但卻對生產單位的“3S”技術的現場應用情況了解不夠，這在很大程度上會影響教學效果。

目前我專業所開設的“3S”技術相關課程最終的考核方式基本以理論考核為主，即使個別課程有軟件操作方面的考核，所占學時也很少，且在最終成績中也只占有很小的比例。造成這種狀況的原因主要是：教師教學任務繁重，且多在深造學習，以致教師沒有足夠的精力去申請開展教學改革研究。

二、“3S”技術實踐教學模式改革和創新

針對我專業目前在“3S”技術實踐教學中存在的諸多問題，需要我們進行深入的摸索和研究，充分利用和挖掘現有條件，提高學生“3S”技術實踐能力培養，以便使他們能更好的適應市場和社會需求，提高競爭力。基于這種狀況，筆者對“3S”技術實踐教學模式的改革提出了以下做法，以供商榷。

（一）集體備課，進行“3S”技術實踐內容教學設計

上文提到“3S”技術發展迅速，它的教學內容不僅廣泛且都是最新的技術方法，這就對教師提出了非常高的要求，要求教師不能囿于自身原有知識系統，還必須密切關注這些動態發展，及時更新教學內容，為了更好地提高全體教師在3S技術方面的知識共享，可以采取集體備課的方式，共同進行“3S”技術相關課程和集成方面的實踐內容的教學設計，一方面可以保證實踐內容的系統性、先進性和集成性；另外一方面可以保證全體教師在思想上和知識系統上對“3S”技術的把握。

（二）充實現有實踐教學內涵，打好基礎

“3S”技術集成也是在RS GIS和GPS的基礎上的集成，這就要求對三個“S”都應該夯實基礎，才能為后面的集成打下良好的基礎，現有的培養方案中對三個“S”的課程都分別安排有各自的實踐環節，還是要從基礎抓起，充實現有課程的實踐教學內涵，保證效果，尤其要注重上機課及實習環節，集體備課，精心設計教學內容，加強管理，改革和創新考試方式，以切實提高學生的實踐能力。

（三）增加“3S”技術集成理論和實踐教學

現有的教學安排中沒有“3S”技術集成方面的理論課程和實踐教學，應該增加該教學環節，重點突出“3S”技術的集成性、綜合性，使學生通過訓練綜合掌握各個“S”在專題信息提取中的獨自及集成的綜合作用，達到“3S”理論教學與實踐教學結合，綜合提升學生動手和實踐能力。

（四）依托學生“科研立項”，提高學生綜合應用能力

目前，我校為了提高在校大學生的科研素質和能力，全面培養學生發現問題、解決問題和創新的能力，每年都開展大學生“科研立項”活動。由于“3S”技術及其集成的前沿性、先進性，非常適合大學生“科研立項”，以此為依托，可以帶動一小批學生的學習熱情，激發、鼓勵學生的科研開發興趣，使學生了解和熟悉“3S”技術以及其在生產和科學研究中的運用，來提高學生在“3S”技術方面的綜合應用能力。

（五）開展第二課堂，成立“興趣小組”，導師引導學習方向

學生“科研立項”形式很好，但覆蓋面太小，滿足不了所有學生的學習愿望，可以開展第二課堂，成立多個“興趣小組”，由教研室老師擔任導師，實時指導學習方向，興趣小組的成立可以跨年級的形式組合，形成高年級指導低年級的良性循環，帶動整個專業的學習熱情和學習氛圍的提升。

三、建議

本文分析了我校在“3S”技術實踐能力培養方面存在的問題，并提出了改革的做法，將大大改善“3S”技術實踐能力培養的現狀，形成較為完善的實踐教學體系，提高學生綜合運用專業知識的能力，但還有幾條建議如下。

（一）建議學校加大實踐教學設備的配置

“3S”技術課程實踐教學環節大部分是通過上機操作完成，所需的教學設備和軟件是進行相關實踐教學的基礎條件，但我校目前還沒有建立“3S”技術實驗室，近年來學校在數字攝影測量系統、GIS軟件，GPS設備以及相關區域的遙感影像資料和軟件等方面有一定的資金投入，也尚不能滿足現有學生班數的要求，這在一定程度上也影響了實踐教學的效果。

（二）加強青年教師實踐能力培養，提高其專業綜合素養

目前現有的從事“3S”技術的教師多是青年教師，大多一直在學校里，碩士畢業后直接參加教學工作，對“3S”技術的現場應用情況了解不夠，應加強青年教師的實踐能力培養，鼓勵他們多與生產單位的同行進行交流和項目合作，提高自身專業綜合素養，也能夠將所學及時反映在教學過程中，及時引導學生學習來滿足市場和社會需求，提高競爭力。

（三）建議培養方案中調整設置課程群實踐教學

在同一個專業內，很多課程之間，尤其是那些技術性較強的課程與知識性較強的課程之間，存在著較為密切的關系。把這種關系較為密切的若干課程放在一起加以考慮安排，就是課程群的概念。在教學計劃中，我們可以嘗試針對于培養方案中的“GIS應用”和“數字攝影測量系統”這兩門課作為“3S”技術的核心課程等特點，將兩門課程的教學實習結合實踐，嘗試課程群實習，進而總結課程群實習的條件，探討分析實現“3S”技術集成實踐教學實習的模式。

四、結語

綜上所述，“3S”技術的綜合性不斷提高，趨向于集成化發展，其綜合應用的領域不斷推廣，從而決定了“3S”技術課程是一門動態很強的課程。這對任課教師的知識更新能力提出了挑戰，同時，也為測繪工程專業學生提供了更多、更好的發展機遇。教師應該轉變觀念，切實改進教學手段和教學方法，充分調動學生的能動性，提高“3S”技術實踐能力，在就業和以后的工作中更好地適應市場和社會需求，增強市場競爭力。

【基金項目：黑龍江省高等教育科學研究“十二五”規劃課題（課題編號：HGJXHC11096）。】

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（作者單位：黑龍江科技大學資源與環境工程學院 黑龍江哈爾濱 150027）

（責編：賈偉）