遙感與GIS綜合實踐教學與科研訓練教學改革探討

劉凱 曹晶晶 卓莉 李文楷

摘要：綜合實踐和科研訓練在研究型大學的創新人才培養中起著重要作用。本文以中山大學地理信息科學專業為例，通過分析當前課程建設綜合實踐環節的缺失、不同專業課相互配合及銜接工作完成效果不夠理想、外業實踐環節相對薄弱等問題，從綜合實踐教學的建設思想與目標、建設內容與保障體系等方面，探討了遙感與GIS方向的綜合實踐教學與科研訓練教學改革，為促進高校地理信息科學專業課程建設的規范化、科學化和制度化發展提供參考。

關鍵詞：遙感；地理信息科學；教學改革；綜合實踐；科研訓練

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）11-0082-03

一、引言

中山大學地理科學與規劃學院開設有地理信息科學本科專業，在當前的專業培養方案中開設了較多的遙感與GIS方向的專業基礎課和專業選修課，既滿足了奠定扎實的專業基礎的需求，也能夠為學生提供各個方面的選修課程[1，2]。但在具體的實施過程中仍存在一些不足，例如不同專業課的相互配合、銜接的工作效果不夠理想，缺乏綜合、集成的實踐課程。因此有必要綜合考慮整合現有分散的實習課程，從遙感與GIS綜合實踐應用與科研實訓的培養方面，培訓和鍛煉學生對相關基礎課程的理論、方法、技術的綜合運用能力，增加學生自主創新的科研實踐經歷，進而全面提升學生的綜合專業素質。

二、綜合實踐教學的建設思想與目標

以培養地理信息科學專業復合型高層次科學與技術人才為主要目標。在學生系統學習和全面掌握地理信息科學基本理論知識與方法的前提下，通過綜合實踐訓練與科研能力培養的課程，培訓和鍛煉學生對相關專業課程的理論、方法、技術的綜合運用能力，使得學生能夠鞏固課堂所學的基本理論與實驗技能，熟悉并掌握專業儀器設備的操作，培養野外調查中觀測、采集、分析和處理數據的能力，進而從理論到實踐，對本專業有進一步的理解和認識，找到個人能力、喜好與專業發展的切入點，引導學生充分了解本行業的技術發展現狀與趨勢，增加學生自主創新的科研實踐經歷，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。

遙感與GIS綜合實踐教學與科研訓練教學既是地理信息科學專業本科教學計劃的重要組成，也是提高地理信息科學專業本科學生學術綜合素質的關鍵環節。主要的建設思想包括以下三個方面[3]。

（一）理論結合實際

綜合實踐教學應安排在學生完成相關基礎課程的學習之后進行，一方面學生能夠有足夠的專業基礎理論的學習和理解；另一方面也對相關行業應用有一定的了解，能夠結合具體的行業問題選擇合適的理論、技術和方法來解決。指導老師在實習環節的理論指導，不僅僅是課程知識的回顧重復，而更多需要為學生介紹所學理論知識的應用領域和方向，培訓學生理論與實際結合的能力，最終讓學生能夠明白要做什么，為什么這么做，理論基礎是什么，解決方案如何設計，預期結果是什么等[3，4]。

（二）學生動手操作

在綜合實踐教學中，指導教師的作用更多是宏觀方向的把關、研究方案的指導、階段性成果的檢查以及最終成果的綜合評價。學生應該在綜合實踐中更多發揮個人（或小組）的執行者的作用：（1）學生需要根據個人的特長組合研究小組，在綜合實踐過程合理分工；（2）選題、解決方案的研討、內業工作的進行，需要小組發揮出團結協作和積極創新的精神；（3）外業工作需要更多的重視和鍛煉[5]。

三、綜合實踐教學的建設內容

綜合實踐涉及到實踐內容的銜接和組織安全的銜接，考慮到實習內容設計的科學性、先進性、開放性和可操作性，需要統籌考慮以下幾方面的建設內容[6-8]。

（一）教學團隊建設

遙感與GIS綜合應用實踐教學與科研訓練課程的綜合性強，涉及到遙感課程與地理信息科學課程多個方面的專業知識和實際技能，且實踐過程中需要內外業工作有機結合。在教學團隊建設時，需綜合考慮授課教師的專業背景與研究領域，構建結構合理、特色鮮明、學科全面的教學團隊。同時也要注意實習時的師生比例，師生比過低則會在一定程度上影響到實際的實習效果。外業實習建議的師生比在1∶10到1∶15間比較合適，條件允許的情況下，還可以考慮適當聘請有合作的企業單位中具有較豐富外業工作經驗的技術人員參與指導。

（二）實踐教學內容與指導書建設

實踐教學改革要強調外業數據采集工作的重要性，結合學生研究小組的選題，使得學生可以更多地接觸和使用外業儀器設備，通過一定的設備操作指導培訓，能夠進行自主的數據采集工作。綜合實踐教學和科研訓練的主要流程為“分組選題→數據采集→數據分析→論文撰寫→小組匯報”。預期通過綜合實踐指導教師的集中指導，使得學生研究小組的課程論文能夠達到中文學術期刊發表的水平。

（三）教學模式與科研訓練建設

本次教改將充分考慮綜合實踐和科研訓練課程的課時安排，適當減少課堂理論及技能培訓課時，充分調動學生的積極性、主動性和創造性，以“發現問題→分析問題→解決問題”為培養主線，采用研究小組協作、自主選題、自主動手采集數據（航空數據、野外觀測數據等）、內業數據處理與分析以及按照科研規范提交最終成果的多元化教學方式，構建“知識講授→分組→選題→采集數據→案例剖析→互動思考→操作培訓→課下互動→小組匯報”的教學模式。同時也要對學生的科研能力和規范化方面進行培訓和鍛煉，包括基于期刊出版格式的研究報告的撰寫、文獻檢索和引用的規范、科學交流（小組報告）的內容與方式等，側重培養學生科學研究的規范性和系統性。

（四）專業儀器保證

中山大學地理科學與規劃學院經過國家“985”和“211工程”的建設，以及學校的設備處、教務處的大力支持，配置了大量的專業儀器設備和正版軟件供本科教學使用。地理信息科學專業課程講授過程中也有相關野外儀器設備的介紹，根據學生研究小組的選題方向，在指導教師的協調安排及操作指導下，使得各研究小組能熟練使用專業儀器設備。表1為部分在綜合實踐的內外業中較常用的一些專業儀器和軟件。

（五）成績評價體系建設

科學而有效地評價綜合實踐與科研訓練的成績是提高學生學習積極性、主動性的有效手段，也是一個完整教學體系的反饋過程。綜合實踐評價體系需要遵守客觀性與科學性原則、過程評價與結果評價綜合原則、簡明性和可操作性原則、小組成績與個人成績結合原則等[9，10]。構建的成績評價體系見表2。

四、綜合實踐教學的保障體系

中山大學遙感與GIS綜合實踐教學與科研訓練的實踐基地的建設目前可以考慮的主要包括兩方面：一方面，可以結合地理科學與規劃學院的全院實習基地韶關市仁化縣來構建，也可以結合珠海淇澳島紅樹林自然保護區進行建立。淇澳島位于珠海市東北部，珠江口內西側，全島面積約23.8km2，距離廣州市120km，交通便利。結合淇澳島的自然地貌和人文環境可以進行土地遙感、林業遙感、海岸帶遙感等相關的專題研究。

野外實踐需要注意人身安全，注意儀器設備的規范和安全使用，注意醫療應急等方面的事項[11]。不能做與實習無關的涉水、爬山等活動；不租用無牌照的車輛；不居住在沒有安全、衛生保障的地方；最好前期做個調查，做到注意出行安全、飲食衛生安全；做好應急預案等。

五、結語

本文針對地理信息科學專業本科生遙感與GIS綜合實踐與科研訓練的教學改革進行探討，所考慮的建設內容與保障體系等，對開設遙感與GIS課程的相關地學專業同樣具有借鑒意義。地理信息科學專業是一個實踐性很強的專業，良好的綜合實踐經驗與科研訓練技能也將為學生今后的深造和進一步發展奠定基礎。

參考文獻：

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