《农业资源环境信息系统》课程教学模式改革的探索与实践.doc

农业资源环境信息系统课程教学模式改革的探索与实践-农学论文农业资源环境信息系统课程教学模式改革的探索与实践 高义民，刘京，杨维霞 （西北农林科技大学，陕西杨凌712100） 摘要：农业资源环境信息系统是地理信息科学专业的方向选修课，专业性、综合性很强。采用座谈、调查问卷、文献研究等方法，构建了研究型、一体式、网络化、换位式辅助教学、注重实践能力的教学模式，取得了较好的教学效果。 关键词：农业资源环境信息系统；教学模式；研究型教学 中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）15-0116-02 基金项目：西北农林科技大学本科优质课程建设项目 作者简介：高义民（1969-），男（汉族），甘肃泾川人，副教授，博士，研究方向：GIS及应用。 通讯作者：杨维霞。 教学模式改革是课程教学改革中提高教学质量的关键环节。随着信息技术的快速发展和普及，信息技术在农业资源与环境领域的应用越来越广泛和深入。西北农林科技大学资源环境学院自2005年开设农业资源环境信息系统课程以来，作为地理信息科学专业的方向选修课，课程内容主要是应用现代信息技术，研究农业资源的优化配置和合理利用，拓展学生在土地、土壤、水资源、气候、施肥和农业环境污染等领域的专业知识，重点是学习GIS对资源环境等领域的信息化管理和研究手段，是一门以信息技术为基础、多学科综合的专业技能课。 目前社会对地理信息科学专业毕业生实践能力的要求不断提高，如何进行有效的教学模式改革，完善实践教学体系已经成为当前急需解决的问题。我们采用座谈和调查问卷结合的方式，广泛吸收师生的各种合理建议。同时收集和分析各种相关信息文献，借鉴国内外不同高校的教学实践和研究成果，并结合我校本专业的学科设置、学生知识结构等特点，基于先进性、综合性、创新性等原则，建立了新的具有我校农、林、水综合特色的农业资源环境信息系统课程教学模式。 一、研究型教学模式 研究、创新能力培养是研究型大学教育的重要职能之一。在教学中过程中恰当地引入科学研究的新进展和新成果不仅可以丰富教学内容，而且可以让学生接触科研前沿，对培养学生科研思维、提高学生研究能力有重要作用。农业资源环境信息系统课程内容的难点主要是各个农业资源与环境项目模型的建立过程、相关模型的原理及其与地理信息系统的结合方式等，本身就属于课题研究性质。教学中主要通过以下形式加以实施。一是将科研项目及其成果引入课堂，让学生体验理论知识和实践相结合的重要性。将地理信息和遥感科学系各位老师承担完成的“县域耕地地力评价”、“测土配方施肥信息系统”、“农田生态环境信息获取与作物长势监测技术研究”等研究成果作为案例，在课堂上讲述和分析，对开拓学生的视野，启发学生的创新意识，科研意识及提高学习兴趣，均有很好的效果。二是充分利用学校、学院、系不同层次的科研平台，通过组织学生参观重点实验室、大型仪器、参加学术研讨活动、鼓励学生积极参加GIS设计大赛、申报学校各类科创项目，让学生有充分机会近距离感受学术研究的氛围，学习研究、创新的技能和方法。三是建立全程学习的模式，课程学习不仅仅限于课程开课期间，还要求学生利用大三下学期刚好是毕业论文（设计）选题时间这一有利时机，根据自己的兴趣，结合课程内容，让学生参与到各位导师的科研项目中去，多查阅文献，了解最新的研究进展，极大地提高了课程学习的针对性和有效性，培养了学生的实际动手能力和创新能力。 二、一体式教学模式 农业资源环境信息系统这门课程的专业跨度大、综合性和实践性强，作为一门重要的专业方向课，其知识结构、内容体系以及教学方法直接影响着课程的教学效果。在教学过程中采用精讲多练，融“教、学、用”为一体、着重强化学生能力、素质培养的一体式教学模式。一是教学内容与相关专业课程的有效衔接，根据本专业的课程体系对教材内容进行合理取舍，对水资源信息系统、气候资源信息系统等内容薄弱的环节进行适度的扩展和延伸，并每年将一些最新的研究进展补充进教学内容，使其和本领域科技发展同步；二是在教学中注重基础理论与实际应用的紧密联系，注重案例式、问题式教学，基础理论的讲授结合实际问题表述概念、阐述原理，既强调内容的系统性，又注重可操作性，课程的实验内容和教材各章节内容紧密相关，并保持同步，加深了学生对理论知识的理解与掌握。例如，本课程中涉及的六大农业资源要素相关模型的基本原理和建立过程均属于各章教学内容的难点，但我们通过系统性梳理和归纳，从数学方法的角度把它们归并为关联分析类、预测类、最优化类三大类，然后逐步深入地讲述，层层展开，对比分析各种模型的特点、适用条件和模型参数的原理，从而使学生深刻领会了每一个资源要素中常见典型模型的内涵；三是突出学生在教学活动中的主体地位，从以教为主转变为以学为主，激发学生的能动性和学习兴趣。通过布置课后作业、课堂提问等环节，并采用现实中已经开发成功的信息系统作为演示，让学生自己操作，增强教学的互动性，充分体现学生在学习过程中的主体地位。实验课程只给学生提供实验数据和基本要求，实验过程和步骤则由学生独立思考和操作完成，利用GIS技术在三维显示等领域的优势，让实验结果深入、生动、有趣。把学习的主动权还给学生，将传统单一的“学完了再做”的方式，变为“边学边做”、“边做边学”等多种教学方式，为复合型、创新性人才培养模式的建立打下良好的基础。 三、网络化教学模式 农业资源环境信息系统课程充分利用了网络信息技术发展的成果进行网络教学。一是充实了学校引进的由清华大学教育技术研究所开发的网络教学综合平台中关于本门课程的网络内容，开设了教师介绍、课程介绍、教学材料、课程答疑讨论区、课程作业、试题试卷库、精品课程内容、教学邮箱、研究型教学、在线测试、课程通知等栏目。建立起多视角、多功能、全方位、立体化教学模式系统，提供了一个支持师生在网上进行课下教学活动的环境；二是充分利用了互联网提供的海量网上基础地理数据库和相关教学资源，通过向学生推荐国内外著名的地理相关数据库网站，让学生下载和浏览，查询和挖掘网络中各种珍贵的基础数据和学习资料，培养学生从数字（空间）的角度观察世界，研究未知领域的能力，给了他们一个全新的解决问题的思维方式；三是通过这一网络教学平台，让学生利用教学视频、多媒体教学课件进行自主学习和复习，加强了对课堂教学内容的理解和体会。利用网上的试题库对学习内容进行自主训练和自我检测，利用网上交互式学习平台与学生进行专题讨论、在线答疑、在线寻求帮助等。通过几年的不断完善与应用，学生反映效果良好，达到了网络教学预期的目的。 四、换位式辅助教学模式 在教学过程中，适当地采用换位式教学方法，引导学生作为课堂的主体，在沟通中培养兴趣，在辩论中阐明道理，能够营造良好的教学氛围，增强学生的参与意识，变被动为主动，培养他们的主动学习意识和能力，实现以学生为中心，提高学生综合素质的目的。具体做法：一是让学生自由组合建立5人左右的讨论小组，根据课程内容中土地、土壤、水资源、气候、施肥和农业环境污染六个专题信息系统选择自己感兴趣的一个主题，小组成员按照自行分工、人人参与的原则，查阅最新文献（近三年），收集资料，并制作PPT，讲授、质疑、讨论、完善，形成小组的汇报材料；二是课程授课结束后，安排专门的专题讨论会，让各小组分别汇报自己的成果，老师和其他同学进行提问，专题讨论的成绩计入课程总成绩中。学生在主动参与、合作探究、过程体验、交流展示、质疑讨论的过程中学习了知识，锻炼了能力，也打下了积极探索与科学研究的良好基础。 五、注重实践能力的教学模式 实践是创新的基础，是从理论到实践再到理论的升华过程，是实现从感性到理性的自然飞跃，也是将知识转化为能力的基本途径，在学生能力培养和综合素质提高方面具有独特的作用。农业资源环境信息系统这门课程从开设之初就十分重视实践课程内容的安排。一是购入所有相关硬件设施和软件平台，建立了ArcGIS软件上机实践实验基地，得到了美国环境系统研究所（ESRI）的大力支持，与ESRI西安公司协议共建ArcGIS教学实验中心，保证了实践教学环节的顺利进行；二是加大实验训练的课时量。农业资源环境信息系统理论课程时间为32课时，实验课时16课时，占总课时的三分之一，保证了本门课程实践训练环节的质量；三是实践教学的课程内容主要设置了综合性的地理分析问题和专题信息系统的设计，教师通过要点提示，向学生指出实验目标与操作之间的主要关系，然后由学生独立思考后完成；四是增加了实践内容成绩考核的分值。虽然选择闭卷考试作为该门课程的成绩评定之一，但闭卷考试成绩仅占总成绩的40%，专题讨论占20%，实验成绩则占40%，着重考查学生灵活运用地理信息技术解决实际问题的综合分析和实践能力。 总之，课程教