遥感与GIS综合实践教学与科研训练教学改革探讨

刘凯 曹晶晶 卓莉 李文楷

摘要：综合实践和科研训练在研究型大学的创新人才培养中起着重要作用。本文以中山大学地理信息科学专业为例，通过分析当前课程建设综合实践环节的缺失、不同专业课相互配合及衔接工作完成效果不够理想、外业实践环节相对薄弱等问题，从综合实践教学的建设思想与目标、建设内容与保障体系等方面，探讨了遥感与GIS方向的综合实践教学与科研训练教学改革，为促进高校地理信息科学专业课程建设的规范化、科学化和制度化发展提供参考。

关键词：遥感；地理信息科学；教学改革；综合实践；科研训练

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）11-0082-03

一、引言

中山大学地理科学与规划学院开设有地理信息科学本科专业，在当前的专业培养方案中开设了较多的遥感与GIS方向的专业基础课和专业选修课，既满足了奠定扎实的专业基础的需求，也能够为学生提供各个方面的選修课程[1，2]。但在具体的实施过程中仍存在一些不足，例如不同专业课的相互配合、衔接的工作效果不够理想，缺乏综合、集成的实践课程。因此有必要综合考虑整合现有分散的实习课程，从遥感与GIS综合实践应用与科研实训的培养方面，培训和锻炼学生对相关基础课程的理论、方法、技术的综合运用能力，增加学生自主创新的科研实践经历，进而全面提升学生的综合专业素质。

二、综合实践教学的建设思想与目标

以培养地理信息科学专业复合型高层次科学与技术人才为主要目标。在学生系统学习和全面掌握地理信息科学基本理论知识与方法的前提下，通过综合实践训练与科研能力培养的课程，培训和锻炼学生对相关专业课程的理论、方法、技术的综合运用能力，使得学生能够巩固课堂所学的基本理论与实验技能，熟悉并掌握专业仪器设备的操作，培养野外调查中观测、采集、分析和处理数据的能力，进而从理论到实践，对本专业有进一步的理解和认识，找到个人能力、喜好与专业发展的切入点，引导学生充分了解本行业的技术发展现状与趋势，增加学生自主创新的科研实践经历，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

遥感与GIS综合实践教学与科研训练教学既是地理信息科学专业本科教学计划的重要组成，也是提高地理信息科学专业本科学生学术综合素质的关键环节。主要的建设思想包括以下三个方面[3]。

（一）理论结合实际

综合实践教学应安排在学生完成相关基础课程的学习之后进行，一方面学生能够有足够的专业基础理论的学习和理解；另一方面也对相关行业应用有一定的了解，能够结合具体的行业问题选择合适的理论、技术和方法来解决。指导老师在实习环节的理论指导，不仅仅是课程知识的回顾重复，而更多需要为学生介绍所学理论知识的应用领域和方向，培训学生理论与实际结合的能力，最终让学生能够明白要做什么，为什么这么做，理论基础是什么，解决方案如何设计，预期结果是什么等[3，4]。

（二）学生动手操作

在综合实践教学中，指导教师的作用更多是宏观方向的把关、研究方案的指导、阶段性成果的检查以及最终成果的综合评价。学生应该在综合实践中更多发挥个人（或小组）的执行者的作用：（1）学生需要根据个人的特长组合研究小组，在综合实践过程合理分工；（2）选题、解决方案的研讨、内业工作的进行，需要小组发挥出团结协作和积极创新的精神；（3）外业工作需要更多的重视和锻炼[5]。

三、综合实践教学的建设内容

综合实践涉及到实践内容的衔接和组织安全的衔接，考虑到实习内容设计的科学性、先进性、开放性和可操作性，需要统筹考虑以下几方面的建设内容[6-8]。

（一）教学团队建设

遥感与GIS综合应用实践教学与科研训练课程的综合性强，涉及到遥感课程与地理信息科学课程多个方面的专业知识和实际技能，且实践过程中需要内外业工作有机结合。在教学团队建设时，需综合考虑授课教师的专业背景与研究领域，构建结构合理、特色鲜明、学科全面的教学团队。同时也要注意实习时的师生比例，师生比过低则会在一定程度上影响到实际的实习效果。外业实习建议的师生比在1∶10到1∶15间比较合适，条件允许的情况下，还可以考虑适当聘请有合作的企业单位中具有较丰富外业工作经验的技术人员参与指导。

（二）实践教学内容与指导书建设

实践教学改革要强调外业数据采集工作的重要性，结合学生研究小组的选题，使得学生可以更多地接触和使用外业仪器设备，通过一定的设备操作指导培训，能够进行自主的数据采集工作。综合实践教学和科研训练的主要流程为“分组选题→数据采集→数据分析→论文撰写→小组汇报”。预期通过综合实践指导教师的集中指导，使得学生研究小组的课程论文能够达到中文学术期刊发表的水平。

（三）教学模式与科研训练建设

本次教改将充分考虑综合实践和科研训练课程的课时安排，适当减少课堂理论及技能培训课时，充分调动学生的积极性、主动性和创造性，以“发现问题→分析问题→解决问题”为培养主线，采用研究小组协作、自主选题、自主动手采集数据（航空数据、野外观测数据等）、内业数据处理与分析以及按照科研规范提交最终成果的多元化教学方式，构建“知识讲授→分组→选题→采集数据→案例剖析→互动思考→操作培训→课下互动→小组汇报”的教学模式。同时也要对学生的科研能力和规范化方面进行培训和锻炼，包括基于期刊出版格式的研究报告的撰写、文献检索和引用的规范、科学交流（小组报告）的内容与方式等，侧重培养学生科学研究的规范性和系统性。

（四）专业仪器保证

中山大学地理科学与规划学院经过国家“985”和“211工程”的建设，以及学校的设备处、教务处的大力支持，配置了大量的专业仪器设备和正版软件供本科教学使用。地理信息科学专业课程讲授过程中也有相关野外仪器设备的介绍，根据学生研究小组的选题方向，在指导教师的协调安排及操作指导下，使得各研究小组能熟练使用专业仪器设备。表1为部分在综合实践的内外业中较常用的一些专业仪器和软件。

（五）成績评价体系建设

科学而有效地评价综合实践与科研训练的成绩是提高学生学习积极性、主动性的有效手段，也是一个完整教学体系的反馈过程。综合实践评价体系需要遵守客观性与科学性原则、过程评价与结果评价综合原则、简明性和可操作性原则、小组成绩与个人成绩结合原则等[9，10]。构建的成绩评价体系见表2。

四、综合实践教学的保障体系

中山大学遥感与GIS综合实践教学与科研训练的实践基地的建设目前可以考虑的主要包括两方面：一方面，可以结合地理科学与规划学院的全院实习基地韶关市仁化县来构建，也可以结合珠海淇澳岛红树林自然保护区进行建立。淇澳岛位于珠海市东北部，珠江口内西侧，全岛面积约23.8km2，距离广州市120km，交通便利。结合淇澳岛的自然地貌和人文环境可以进行土地遥感、林业遥感、海岸带遥感等相关的专题研究。

野外实践需要注意人身安全，注意仪器设备的规范和安全使用，注意医疗应急等方面的事项[11]。不能做与实习无关的涉水、爬山等活动；不租用无牌照的车辆；不居住在没有安全、卫生保障的地方；最好前期做个调查，做到注意出行安全、饮食卫生安全；做好应急预案等。

五、结语

本文针对地理信息科学专业本科生遥感与GIS综合实践与科研训练的教学改革进行探讨，所考虑的建设内容与保障体系等，对开设遥感与GIS课程的相关地学专业同样具有借鉴意义。地理信息科学专业是一个实践性很强的专业，良好的综合实践经验与科研训练技能也将为学生今后的深造和进一步发展奠定基础。

参考文献：

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