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【關鍵詞】遙感技術 雙語教學 探討
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2012)15-0016-02
一 遙感技術雙語教學的意義
遙感(Remote Sensing 簡稱RS)是現代空間信息學的核心技術之一,作為一種高效能的探測、獲取、分析和處理空間信息的先進手段,廣泛應用于土地管理、城市建設、林業、環境、農業等部門,它是20世紀后期發展起來的新興學科。遙感技術的發展,揭開了人類從外層空間觀測地球、探索宇宙空間的序幕,為我們認識國土、開發資源、研究環境、分析全球變化找到了新的途徑。遙感學科是一門新興的綜合性學科,涉及地質、地理、圖形圖像、計算機、地理信息系統、全球定位系統等領域。自20世紀80年代以來,我國各高校都相繼開設了遙感技術課程。
雙語教學是指教學大綱中設定的課程(語文課、外語課除外)使用兩種語言授課。通常把它分成三種基本類型:(1)沉浸式雙語教學(immersion program),學校使用一種不同于學生母語的語言進行教學,如加拿大的法語沉浸式課程;(2)維持性雙語教學(maintenance bilingual education),學生上學之處用母語授課,而后逐步過渡到部分科目采用學校規定的另外一種語言學習;(3)過渡型雙語教學(transitional bilingual education)。學生上學之初部分或完全使用母語,以后轉換到只使用學校規定的另一種語言教學,如美國移民學生的教學模式。在我國,雙語教學大都采用沉浸式模式,最重要的任務是提高學生的專業學術水平,將搞好專業課程學習放在第一位。
我院在2001年開始招第一屆地理信息本科生,遙感技術作為專業核心課程,開始講授,現已經給十屆學生上了本課程,并在2009年榮獲鄭州大學精品課程。在此基礎上我們開始進行雙語教學的探討和實踐,我們進行本課題研究的意義主要有三個方面:首要目的是使學生掌握遙感技術專業課程的基本概念和基本方法,掌握有關專業詞匯的外文描述;其次,通過外文教材使學生學習國外先進的工程理念、思維研究方式和應有成果;最后,使學生能真正讀懂原版教材,能獨立自學外文專業資料,培養國際學術交流能力,能在國際舞臺上的各專業領域與世界各國直接開展平等的對話,迎合全球經濟一體化的要求以及國家和學生未來發展的需要,同時提高學生的英語實際運用能力。
遙感技術是研究生考試的必考科目,我院該專業學生先后有多人考入北京大學、中國科學院、武漢大學等知名學校的地理信息方向的碩士研究生,這也體現了本系在遙感技術專業課的教授方面的成績。因此,繼續實施并推進雙語教學的建設與實踐,必將對我校的地理信息系統專業甚至其他學
科的教學方法、學習方式產生變化,對提高研究性、自主性學習,培養具有創新意識的復合型人才發揮巨大的作用。
二 國內遙感技術雙語教學的現狀分析
2001年9月,國家教育部《關于加強高等學校本科教學工作,提高教學質量的若干意見》明確提出:今后本科教育20%以上的課程必須采用雙語教學。我國高等學校雙語教學得到了迅速發展。許多高校在部分基礎課或專業課教學中直接選用國外原版教材,課堂講授、課堂討論、課后作業和成績考核均采用外業或外語和母語兩種語言進行,教學手段和教學方法上都進行了相應改革與創新。天津大學規定,各專業應對2002年秋季以后入學的碩士研究生至少開設一門雙語課程。清華大學2001年開設的1440門課程中,有54門課程全部用英語授課,2004年有500門左右的核心課程采用外國著名高校的優秀教材作為教學參考書;復旦大學引進了哈佛大學的7600多種教材;大連理工大學有60門課程采用國外原版教材。
遙感技術是一門新興的信息技術,發展迅速、更新快、時效性強,在城市數字化建設、數字地球、自然災害監測、農業和林業監控、地質探礦、太空探測、軍事偵察等多方面都有廣泛的應用,北京大學、武漢大學、信息工程大學、礦業大學等多家重點大學都開設遙感技術課程,并具備遙感研究的全國重點實驗室。展開遙感技術的雙語教學課程,引進國外先進的教材,更好地追溯理論來源,技術發展動態,開闊學生視野,提高學生競爭力,為學生進一步學習、研究乃至今后走上工作崗位打下堅實的基礎。
遙感技術雙語教學,國內較突出的是信息工程大學,該校采用中文、英文教學同步展開、逐步漸進的教學模式,采用朱述龍等人編著的中文教材,采用加拿大資源中心網站提供的教材作為對應英文教材。武漢大學、北京大學則直接應用國外原版教材進行講授。
三 遙感技術雙語教學建設內容
遙感技術雙語教學建設包含的七個方面的具體內容,具體如下:本課程通過三年的實際雙語教學的實踐,積累了一定經驗,我們認為要搞好遙感技術專業課程的雙語教學工作,有一定的條件,需要從提高教師隊伍的英語水平,對雙語教學的內容和教材建設充分改革,為實驗教學提出了新的挑戰,出臺新的建設機制,采取新的教學方法和教學手段,對經驗和教訓進行進一步的探索等幾個關鍵問題進行研究。
1.雙語教學隊伍建設
通過引進相關方面的高端人才、鍛煉人才和留住人才等手段,要逐步形成一支以主講教授負責、結構合理、人員穩定、教學水平高、教學效果好、外語水平一流的教師梯隊,要按一定比例配備輔導教師和實驗教師,對本課程專業教師進行各種培訓及進修,鼓勵參與相關的會議,特別是國際會議。
國外高校的測繪工程專業,其教學內容采用以大地測量、工程測量、定位導航、地理信息系統四個主題為主體的專業培養模式.其中,大地測量和工程測量是傳統測繪是測繪專業人才必備的知識體系;而定位導航和地理信息系統則是同其它地理空間專業交叉發展的新興領域,極大的拓寬測繪技術本身的應用層面,也是測繪復合型人才的主要體現.相比國外,國內高校對于測繪工程專業人才的培養在認識上還存在一定的偏差和滯后,主要表現在多數測繪專業院校對學生的培養重心仍舊集中在傳統的大地測量和工程測量兩個方向,而對后兩方向的投入比重則相對較弱且與新興地理信息技術的銜接不足等缺陷.其原因在于我國傳統測繪的定義同現代地理信息技術學科的交叉融合存在脫節.尤其是在同計算機技術相關方面的技術脫節十分嚴重.導致國內測繪工程專業培養體系普遍過于保守,使測繪工程專業畢業生的知識體系形成“孤島現象”,無法滿足當前測繪信息在環境、城市、國土等跨領域的研究工作.通過分析國外測繪專業建設體系發現,不管是傳統工測、地測,還是新興導航、地理信息主題,其實質都是圍繞空間數據處理這一核心問題.空間數據具有數據量大、時空復雜、多尺度等特征,因此對于空間數據的處理必須借助計算機技術,這也使得對計算機應用的熟練程度成為了衡量現代測繪人才教育培養目標的關鍵.然而,目前我國對于測繪工程專業計算機課程設置普遍還存在一系列問題,諸如課程設置目標錯誤、課程時效性差、缺少實用的專業教材、結構不合理等,具體分析見下一小節.
2存在的主要問題
對測繪行業本科生而言,早期傳統測繪學所要求的三大基本功,即“測、繪、算”的內涵在現代測繪行業中有了很大的變化.其中,“測”主要指對測繪儀器操作技能的要求.隨著GPS、全站儀、電子水準儀等自動化儀器的出現,“測”變得更簡單,對操作技能的要求大幅度降低,因此“測”更多的體現在對儀器開發、工作原理以及性能的理解和掌握“.繪”指地圖繪制,目前有關地圖繪制工作基本借助于計算機,因此繪圖技能更多指的是電子繪圖軟件的使用以及二次開發;“算”早期主要指測量項目中平差計算或者坐標轉換等常見測量計算,而現代測繪的“算”則指的是對空間數據模型的信息化處理.同過去相比,現在的空間數據具有處理量大、方式種類多樣、過程復雜等特點,因此,“算”的能力成了衡量學生對本專業知識水平的重要標準.本著高效的目的,對于海量數據的處理通常借助于計算機來完成,因此現代測繪工作者算的能力主要表現在掌握數據處理方法,軟件開發能力和軟件使用的熟練程度,即測繪應用領域的計算機技術水平.因此無論是從“三基”能力,或者是“五會”等衡量指標對現有測繪專業畢業生進行考量,都可反映出現代測繪行業對學生空間數據處理,尤其是借助于計算機技術處理空間數據的高要求.目前國內高校測繪工程專業所開設計算機相關課程在數量上雖可滿足教學需要,但在課程質量、課程銜接方面存在許多缺陷,特別是也缺少相對應的專業課程實踐,具體主要體現在以下幾點:
2.1計算機課程設置培養目標錯位
對測量專業而言,測繪知識和技能的教育是專業核心,而計算機技術更多的是作為一種工具,在實踐環節中起作用.在實際工作中,通常需要能既懂測繪專業知識和基本技能,又能熟練時候用各種測繪專業軟件的技術人才.這就要求在教學過程中能夠形成以基礎知識引導實踐內容,以實踐方式加深知識理解的螺旋式教育模式.一方面加深學生對于測繪空間數據模型、數據操作等知識的掌握,另一方面也可培養學生的自我學習和動手實踐能力.因此計算機技術課程的開設必須基于測繪理論知識進行深化拓展,尤其要注意課程之間的主次銜接和連貫性.目前國內高校對于計算機課程的設置過多的關注客觀需要,反而忽視了學生主體的發展需求,片面的強調知識的掌握和技能強化.
2.2計算機相關課程設置結構不合理
目前,我國測繪工程教育課程體系普遍存在不合理的現象,主要表現在:知識結構搭配不合理,偏重計算機理論課程,輕視了計算機實踐課程;側重基礎課程的普適教學,忽視計算機專業課程的深化.導致傳統計算機知識同測繪專業的交叉融合內容較薄弱,內在知識體系的銜接不夠,無法體現測繪計算機課程的教育特色.
2.3計算機課程設置時效性不高,教材更新緩慢
我國學校測繪工程計算機課程內容主要借鑒計算機專業的基礎知識體系,受限于師資水平或者專業背景,一些課程,如C語言,VB語言的教案設計沿用多年,知識陳舊,更新緩慢,已跟不上計算機技術的高速發展的步伐.究其原因,一方面是因為測繪專業培養體系過于保守,新技術的成果沒有及時在計算機課程內容中得到體現和反映;另一方面,借鑒而來的計算機課程缺乏同測繪專業知識體系之間融會貫通,過于強調計算機知識體系的完整性,力求面面俱到.然而在課時固定的前提下,不加篩選,去重的課程設置,一方面加重了學生掌握基礎知識的負擔,同時也忽視了對學生自我學習、適應能力的深化和培養,甚至會使學生對重復性學習產生抵觸情緒,“學而非用”,“學而無用”的現象時有發生.
3改進措施
基于上述存在問題分析,本文針對性的提出幾點有關測繪工程專業計算機課程設置方面的改進措施:
3.1明確計算機技術在測繪工程專業中輔助工具的定位
依據專業課程總學分提出“5-2-3”的課程設置比例,即傳統測繪,包括大地 測量和工程測量相關理論及實踐課程學分比例占50%,計算機技術相關課程占比20%,而定位導航、地理信息系統相關課程學分比例占30%.三者之間主次關系有所差異,主要表現在:傳統測繪課程是本門專業,是培養測繪本科生的立足點,因此占據最多比重;定位導航與地理信息系統是當前信息化測繪框架重點發展的應用技術領域,是傳統測繪知識體系的延伸和拓展;計算機技術課程是數字化、信息化測繪發展重要的輔助工具和實現手段,也是實現復合型人才培養的關鍵.按照課程性質劃分,計算機技術課程歸于應用工具類,其它兩種則屬于理論知識類,因此,學生逐漸掌握計算機技術的過程,就是傳統測繪和現代測繪知識體系融合的過程.需要說明的是,比重劃分并非固定不變,其主要目的是從宏觀方面明確計算機相關課程在測繪工程專業課程中應作為應用型的工具,起輔助作用.
3.2以空間數據為核心,以數據處理為主線,設置有測繪專業特色的計算機課程
在確定比重的前提下,還需對計算機課程,尤其是編程基礎類課程(如C、VB、C#、Java)等內容進行篩選和去重,避免學生陷入對計算機基礎知識的重復學習,將原本依編程語言相互獨立的計算機課程根據空間數據處理流程融入到測繪本專業的知識體系中,突出測繪工程專業計算機教學的專業特色.例如,在學生首次接觸編程語言(C或C++)時,可把重點放和數據處理有關,如變量、函數、數組、指針、文件等基礎知識,在教學的過程中穿插講解結構化程序設計、面向對象程序設計思想,幫助學生養成良好的編程習慣.通過案例教學法從數據結構與算法課程、測量學原理課程中提取公式算法,作為實驗環節的有效補充,提高學生的編程能力,加深對專業基礎知識的理解和掌握;在隨后開設面向對象編程語言(如C#或Java)課程時,就可相對的減少基礎知識的課程比重,把課程重點、難點轉移到如開發環境、界面設計、網絡應用、以及測量平差課程等實際問題的應用層面,通過階梯式課程設置讓學生能夠學有所長、學有所用.為實現以上目標,建議測繪專業講授計算機相關課程的專任教師應盡量選擇具有GIS、測繪交叉背景,又能夠熟練掌握計算機技術,或搭配有項目開發經驗的應用人才組成教學團隊.
3.3基于項目情境安排課程進度,形成產學研一體化的教學模式
測繪、計算機都是時效性、實踐性很強的專業課程,儀器操作和計算機技術更新換代十分迅速.作為高等院校應加強對社會需求、市場經濟發展和技術革新的調查和研究,建立學校與測繪生產單位的合作模式,按照科學的理論和方法設置專業課程教學大綱.針對具體課程,可先安排教師深入測繪單位、企業進行市場調研和溝通,基于實際項目或案例,采用項目情景式教學或者開放式實驗教學等方法設計課程結構,輔以項目成果建立課程的綜合評價機制,結合實踐教學等環節形成產學研一體化的教學模式,防止閉門造車、主觀臆斷的教學現象.
3.4及時吸納國內外計算機技術在地理科學領域的最新成果,及時更新迭代教材資料和實踐案例
從產品向服務轉變
主要觀點
信息化測繪體現的是一個支撐作用,測繪的主要功能從原來單純地提供測繪產品轉換為提供地理空間信息綜合服務。
孫定: 以前人們心目中的測繪都是非常專業的領域,好像IT與測繪也距離很遙遠。但是近年來,城市的管理、中西部地區的開發、青藏鐵路等重大工程建設以及防洪救災等工作中,測繪發揮的作用越來越大。國家測繪局制定的《測繪科技發展“十一五”規劃》綱要指出,“十一五”期間,要初步形成信息化測繪體系。信息化測繪將在哪些方面發揮功能?
胥燕嬰: 信息化測繪的基本體現就是一個支撐作用。南水北調、西氣東輸、無線電管理、環保監控、災害監測等國家重大工程都離不開測繪工作的重要支撐。“十一五”期間,國家按照分級管理的原則,要重點更新完善1∶5萬比例尺基礎地理信息數據庫,完成我國西部地區200萬平方千米范圍1∶5萬地形圖空白區測圖任務,建設新一代大地測量基準,開展海島、海礁測繪工作,各地區重點推進1∶1萬和城鎮大比例尺基礎地理信息數據庫建設,目標是基本建成數字中國地理空間框架,為全面建設小康社會提供全方位的測繪保障服務。
測繪的主要功能從原來單純地提供測繪產品轉換到了提供地理空間信息綜合服務。目前由測繪局提供使用的數字化測繪產品模式,主要有數字線劃地圖、數字高程模型、數字柵格地圖、數字正射影像圖等。數字中國地理空間基礎框架已初具規模。
在政府服務方面,利用多尺度地理空間數據庫,疊加相關專題信息的國務院綜合國情地理信息系統,已經成為國務院領導進行重大決策的重要輔助工具;國家基礎地理信息中心利用國家基礎地理信息系統1:25萬數據庫等,量算南水北調“大西線”調水線路的各種高程、長度、剖面參數,對 “大西線”工程設想進行可行性科學論證,為有關部門提供了決策依據。另外,完善政府基礎地理信息門戶網站、開發網上產品也是測繪信息化的一項重要工作。
測繪提供的綜合服務加快了政府部門的信息化發展。信息化測繪促進了一些部門的管理方式的變革,提高了某些領域的信息化水平和工作效率。例如廣電部在西部進行基礎設施布局時,就是利用測繪資料和地理信息技術,掌握地形情況、基站覆蓋情況,再結合居民分布情況,進行選點建站。
交通部門利用測繪提供的準確數據,包括道路位置、寬度、長度,疊加路面設施的情況,例如每一段道路是幾級道路,路基、路塹、路面鋪裝情況,道路附屬設施情況,與交通部門原來掌握的一些表格或文字數據綜合,能幫助交通部門有效管理,比如哪個地方塌方了,應該采取什么措施,指揮中心的負責人坐在屏幕前就可以一目了然。
新農村是國家重點建設項目之一,測繪的服務功能還體現在農村基礎設施的布局以及農村規劃圖的制作,以及提供農業信息化基礎平臺,促進農產品的加工和流通上。
在企業服務方面,有了共用地理信息平臺,要鼓勵企業開展增值服務,比如商業網點布局、物流配送、輸電配電等應用。要支持企業對地理信息系統平臺的使用,推動導航定位、智能交通、電子商務、現代物流等新興產業的發展。
在公眾服務方面,隨著社會經濟的快速發展,人民生活的各方面對基礎測繪成果的需求量越來越大,對測繪成果形式和服務手段的要求也越來越高。通過地理信息系統服務網站,用戶可以更加方便、快捷地獲取基礎測繪成果以及各種相關信息。
孫定: 在信息化測繪體系建設過程中,測繪面臨哪些新的挑戰?
胥燕嬰: 信息化測繪簡單地來理解,就是需要做到數據獲取實時化、數據處理自動化、信息服務網絡化和信息應用社會化。
首先應解決測繪工作者觀念的轉變,以及測繪部門基本職能的轉變,現在我們要從提品轉換到提供服務。應提高測繪自主創新能力,加強測繪科研院校和測繪生產基地、地理信息中心等測繪單位的協作,建立產學研相結合的測繪科技創新體系。
中國地域遼闊、地形復雜,社會經濟處于快速發展階段,應用需求面廣,現在存在的主要問題就是要加大基礎地理信息更新力度和服務水平。技術方面,數據獲取能力和自動化批處理能力都有待加強,產品的加工能力以及傳輸手段都會對服務能力造成影響。
孫定: 我們也看到,許多城市都開始在建設“數字城市”,在這些數字城市試點項目中,測繪工作發揮了哪些作用?國家測繪局扮演了什么樣的角色?
胥燕嬰: 基礎測繪在數字城市的建設中同樣發揮了很大作用,國家測繪局、國務院信息化辦公室和地方政府正在采取聯合共建的方式,目前已開展了30個數字城市地理空間框架試點建設工程。主要內容是建設統一的基礎地理信息公共服務平臺,開發典型應用示范項目。統一規劃,統籌協調,避免資源浪費和重復建設。首先建立一個公共平臺,統一數據目標、數據內容、數據格式。有了準確的基礎測繪數據后,再將地下管線、道路橋梁、建筑設施等信息疊加上去。在此基礎上,推進城市應急、公安、智能交通、電子政務等應用,保證城市可持續發展。
目前,數字城市的建設還在示范階段,各個城市的應用側重點都有所不同,每個城市要根據自己的特點,以兩個試點應用為龍頭,比如數字房產、土地管理、數字醫療等。其他應用要疊加在統一平臺上,而不能像建煙囪一樣,有一個應用建一套地理信息系統,造成資源浪費、基礎信息重疊、標準不一。
這項工作最好由各省、市政府推進,由業主單位建設和維護,才能做到上下貫通,帶動城市良性發展。比如北京市東城區的網格管理,現在許多城市都在推動這樣的模式,使城市管理工作精細化、統籌化。2008年北京奧運會開幕之前,青島市也在積極把旅游、交通、市政資源集成在基礎地理信息平臺上,更好地為奧運服務,并帶動地區經濟發展。
數字城市搞了很多年,各地的發展水平和認知度都不一樣,應用的推進程度也不一樣,但是作為基礎平臺來源的測繪數據,在各個數字城市項目中都是首先需要建立的,因此要保證測繪數據的準確性、現勢性,做到可持續發展,為今后的升級改造奠定基礎。
在“數字城市地理空間基礎框架建設”工作中,國家測繪局主要發揮政策引導、規范標準、組織試點工程來引導推進的作用。我們提出了工作的總體原則和目標,確立了國家、省、城市共建共享,政府主導、多部門參與的模式,組織制訂了統一的技術指導性文件和數據標準,在此基礎上,通過總結經驗并加以推廣,引導、促進全國數字城市建設健康、快速、可持續發展。
在“保密”和“公開”間博弈
主要觀點
空間位置服務在“保密”和“公開”的天平上從來沒有平衡過。近年來,電子地圖信息不斷增加,它在提供一定服務功能的同時,也帶來了許多安全隱患。測繪產品的市場化面臨新的難題。
孫定: 基礎地理信息系統建設屬于基礎測繪,是社會公益性事業,應該向社會提供公共服務。但是在地理信息系統共享的同時,也不乏安全隱患。測繪部門以前就是進行測繪,現在存在一個怎么樣來管理市場,督導、制定政策,讓市場健康發展的問題,這方面你有什么樣的看法?
胥燕嬰: 空間位置服務在“保密”和“公開”的天平上從來沒有平衡過。隨著大家對公共地理信息的需求越來越大,為了提供更好的服務,信息共享和公開是必不可少的。同時,我國是一個發展中國家,保守國家秘密、保證信息安全,對國家的和平發展也是至關重要的。然而,如何把握這一尺度,基本原則就是“該保的保住、該放的放開”。
一段時間以來,由于一些互聯網信息提供者維護國家版圖、保證國家安全和遵守地圖管理法律、法規的意識淡薄,造成網上地圖出現了一些影響惡劣的政治性問題和嚴重的泄密問題。在國際上,由于在Google Eerth在線地理信息服務軟件提供的衛星地圖上,可以看到非常清晰和詳細的地理信息,一些國家已經提出它對本國國家安全構成了潛在威脅。
電子地圖行業仍然屬于測繪范疇,網上地圖傳播面廣,容易復制下載,影響范圍大,測繪產品的市場化面臨新的難題。但是這并不意味著因噎廢食,我們正盡可能地在可行范圍內出多品種地圖,根據國家測繪局、新聞出版總署和信息產業部《關于加強網上地圖管理的通知》規定,網站登載的地圖應使用曾經在網絡以外載體上依法出版的地圖或從國家測繪局網站下載的地圖;并將登載的地圖報所在地省級測繪主管部門和新聞出版局備案。
基礎測繪這部分數據屬于上游,各種服務類地圖屬于下游,現在上、下游都在快速地發展,上游發展主要還是為了下游更好地應用,而下游的開發如果沒有上游的資源,也會源盡而絕。因此打開中間的瓶頸很關鍵,即要把從上游向下流轉換過程中的保密及數據處理這個中間環節處理得更好。
孫定: 導航電子地圖是個新興的產業,由于電子地圖傳播速度快、傳播范圍廣,發展非常迅猛,以往制定的法律、法規往往對這一領域針對性不是很強,因此,國家測繪局在產業政策制定方面也加強了力度。目前導航電子地圖制作資質的審核有哪些規定?是否存在一定的門檻和數量上的限制?
胥燕嬰: 今年國家測繪局分別在6月份和4月份批準通過了3家具有導航電子地圖制作資質的企業,加上原來的9家(其中有一家已經被收購了),這樣行業內就有11家企業擁有了資質。結合導航電子地圖制作的特點,國家測繪局制定了《導航電子地圖制作資質標準》,作為《測繪資質分級標準》的補充標準。 申請導航電子地圖制作資質的企業必須是全內資的,注冊資金要有5000萬元,企業測繪專業技術人員要80人以上。在保密方面,這些企業不得雇用境外人員,并且應按有關規定對人員進行審查、教育、培訓。另外,企業所擁有的儀器設備也會作為一項考核指標,對導航儀系統、GPS接收機、野外采集作業車、野外網絡傳輸存儲設備等均有數量上的要求。
只要符合條件的企業就可以申請資質,每年沒有限額。但它們必須擁有完整的導航電子地圖制作工藝技術,具備獨立完成導航電子地圖設計、編輯、制作的能力。
申請導航電子地圖制作資質的單位,除符合《導航電子地圖制作資質標準》的各項考核指標要求外,還應當符合《測繪資質分級標準》規定的其他考核條件。
國家測繪局通過對導航電子地圖的空間位置和內容做出安全處理的限制性標準,使其達到公開出版、傳播和使用的要求,從另一個角度來說這也促進了導航電子地圖產業健康、有序地發展。
“標準” 難題待解
主要觀點
標準化問題已成為制約我國基礎地理信息共享的一大瓶頸,要從技術標準和建設機制兩方面解決。
孫定: 在信息化領域中,“標準統一”是一直以來的一項難題,“標準缺失、重復交叉、使用混亂、難以協調”矛盾越來越突出,在地理信息與測繪標準化工作中,如何解決這一難題?
胥燕嬰: 標準化問題已成為制約我國基礎地理信息共享的一大瓶頸。由于缺乏統一標準,數據格式不一,給社會化的數據共享和交換都帶來了極大的不便。“數字行業”、“數字城市”、“數字社區”等均投入了大量經費進行研究,為了避免以后集成和共享中的重復投資,地理信息標準化更加顯示出迫切性。
“十一五”期間,測繪部門通過制訂規劃、建立標準體系和標準一致性測試機制、加大標準制定和標準貫徹工作力度等舉措,統籌協調,促進標準的規范和統一。
孫定: 基礎地理信息系統特別強調可持續建設能力,而數據是不斷變化的,平臺之間的連接和數據共享問題如何解決?
胥燕嬰: 數據共享是一道難題,體現在兩個方面,一個是技術標準問題。由于建設渠道不一樣,采用的技術和平臺軟件也不盡相同,數據分割嚴重,這些是技術上的因素造成的。因此我們倡導統一標準。另外還有機制上的問題,過去都是各自為政,你搞一套,我搞一套,發展到一定階段,當大家都認識到共享是非常必要的時候,又會涉及到把誰的拿出來共享、數據是完全開放還是局部開放、由誰來統一實施等問題,所以要從建設機制上來推進共享,首先可以在政府部門電子政務中先行實踐,帶動全社會共建共享的逐步完善。
采訪手記:何止責任重大
今年3月,北京市房山區青龍湖鎮的85棟違規別墅被,退還了別墅區范圍內非法占用的集體土地4.7畝,起因是由于國家進行衛星測量時發現了這片違法用地。這類利用高科技手段監測到的違章建筑案例,不在少數。
測繪部門作為提供國土資源基礎數據的源頭單位,為守護國土資源筑起第一道防線。
當信息化與國土資源聯系在一起的時候,其意義何止“責任重大”這幾個字所能概括的。測繪學科主要由大地測量學、攝影測量與遙感學、地圖制圖與地理信息工程學、工程測量學、海洋測繪學等分支學科構成。隨著現代技術革命浪潮的推進,特別是由于空間技術、信息技術等現代高新技術的發展和在測繪領域的滲透與融合,從20世紀70年代開始,出現了以“3S”技術(全球定位系統GPS、遙感RS和地理信息系統GIS)為代表的現代測繪新技術體系,推動了世界范圍的傳統(模擬)測繪向數字化測繪的過渡與轉化,并繼而向信息化測繪方向升華。與此同時,傳統的測繪學科體系也發生了深刻的變化,發展了新興的地球空間信息學科體系。
關鍵詞:電子信息;數字圖像處理;教學改革
Research of teaching reforms on the course of digital image processing for electronic
information major
Qu Chengming, Meng Ying, Zhang Mingyan
Anhui polytechnic university, Wuhu, 241000, China
Abstract: Digital image processing is an important course of electronic information major. As a result of specific requirements in electronic information teaching, teaching contents arrangement, previous and follow-up course content articulation, experimental training and so on should be consistent with the professional training objectives. By the gradual implementation of teaching reforms in teaching process, students strengthen their professional theoretical foundation, and improve their ability of practice and innovation.
Key words: electronic information; digital image processing; teaching reforms
圖像是信息傳遞的重要媒介。數字圖像處理是當今信息處理技術中發展很快且應用面很廣的新興學科。數字圖像處理是理論性和實踐性都很強的學科。數字圖像處理是高等學校信息類專業的重要專業課程,它的教學目的是使學生了解和掌握數字圖像處理的主要內容與方法,為今后的深入研究和開發工作打下良好的基礎[1]。
目前對數字圖像處理課程教學改革的研究主要集中在以下幾個方面:
(1)從教材選擇、內容講解、課程銜接、教學演示等方面探討本課程教學方法的改革[1];
(2)從學生科學思維能力和綜合運用能力的培養、CAI引入教學等方面研究本課程教學改革[2];
(3)從數字圖像處理課程教學內容體系、教材、教學方法與手段、實踐教學和師資隊伍等方面的建設與改革入手,探討精品課程建設和教學改革的途徑[3];
(4)從本課程實驗改革角度出發,針對數字圖像處理課程實驗教學中存在的不足,對實驗內容進行教學改革[4,5]。
當前對數字圖像處理課程教學的改革與實踐主要集中在教材、課程內容更新,教學手段和方法的改進,實驗內容改進等常規方面。
1 教學改革的目標
數字圖像處理領域的重要內容涵蓋范圍極其廣泛,教學內容具有科學性、先進性、系統性,課程容量大,牽涉的原理相對復雜,如影像灰度直方圖的概念、性質及其應用,圖像的空間域、頻率域增強與復原等內容;并且每一領域牽涉到不同學科的相關知識,如分形特征提取、多分辨率分析法等內容。針對不同的專業特點和學生的實際水平,如何取舍教學內容,設計教學方法,就顯得尤為重要。
電子信息工程專業的目標是培養能從事各類通信電子設備和信息系統的研究、設計、制造、應用和開發的高級工程技術人才[6]。面向電子信息工程專業的數字圖像教學內容和面向遙感科學與技術、地理信息系統、測繪工程等專業的數字圖像處理教學是有區別的。主要為:
(1)強調圖像處理方法具體實現的理論思路而非一般概念;
(2)強調圖像處理方法具體實現的程序設計途徑而非熟悉一門圖像處理應用軟件;
(3)強調利用軟硬件結合的方法實現圖像應用系統設計思路而非熟悉一套圖像處理應用系統的使用。
綜合以上區別,應該從授課內容、前后續課程內容的銜接、教學方法、實驗教學等方面妥善安排,從而達到以上所述的教學目標。
2 授課內容的安排
為使授課內容適應工科學生的特點,應結合電子信息工程專業培養目標,強調課程教學的理論性與實用性相統一。在教案、多媒體課件制作過程中,遵循這一原則,即:既注重本課程較強的理論性,又強調理論實現方面的可行性,制作出適合電子信息工程專業學生的教案和課件。
如在講授圖像的灰度變換時,在介紹基本概念的前提下,先明確圖像變換是一種數據處理方法,為此,以函數曲線形式讓學生直觀了解這種方法就是用一種數學函數來處理大量數據:
(1)
由于該變換都是解析式,較抽象,因而給出圖1(a)的函數曲線,并且對于該函數還有很多變形形式[如圖1(b),(c)所示]:
(a) (b) (c)
圖1 圖像灰度變換函數曲線
針對以上變換方法,程序上是可以實現的,并且能夠得到圖像處理后的效果。
如針對圖1(c)的變換,給出該運算的C函數代碼:
void Thresholding(unsigned char *ibuf, int width, int height, unsigned int thres )
{
unsigned int i,temp,len;
len = (unsigned short)width*(unsigned short)height;
for( i=0 ; i
{
temp = *ibuf;
if( temp > thres )
*ibuf++ = 255;
else
*ibuf++ = 0;
}
}
圖2是處理結果,其中圖2(a)為原圖像,圖2(b)為以圖1中的(b)為函數曲線處理的結果,圖2(c) 為以圖1中的(c) 為函數曲線處理的結果。
(a) (b) (c)
圖2 圖像灰度變換效果
3 前后續課程的銜接
課程內容銜接與師資配置主要目標是:
(1)恰當處理從已知到未知的過渡嗎,使學生能較好、較快地接受新知識;
(2)恰當處理內容重復的問題,以提高學生學習的興趣和效率。應制定出相應的授課教師配置方案,從教師教學和教學管理的角度滿足以上要求。
由于圖像處理中有些處理技術依賴于其他學科的理論基礎知識,而電子信息工程類學生以前從未接觸過這類知識,這要求授課教師必須要簡單、明了地介紹這類知識,讓學生易于接受的同時,還不會占用過多的時間與精力,主要是為學習圖像處理算法服務。如在講授圖像數學形態學處理的內容時,電子信息類學生對數學形態學較陌生,突然要求學生接受這一概念比較困難,可以具體聯系圖像建立該方法的處理思路。又如在講述形態學操作中的結構元素時,使用圖示的直觀理解,讓學生在知道圖像的前提下,聯系形態學理論,學習形態學處理方法中的“結構元素”的物理意義,而對其學科背景及概念則盡量弱化。
對于圖像處理的有些內容和前面課程存在重復,盡量不在這些內容上占用時間去講解。如圖像頻域變換中的離散傅立葉變換、離散余弦變換等,在前續課程信號與系統、數字信號處理中學生已經深刻理解,在圖像處理中只要強調圖像是“二維信號”,在FFT和DCT變換中注意是對“二維信號”進行處理,強調與“一維信號”處理的區別即可。
4 教學方法改進與更新
在遵循有利于發揮學生是教育主體,有利于學生學會學習,有利于學生創新能力和素質的培養,有利于實現教學目標和促進學生個性的發展,有利于師生彼此促進共同進步的原則下,針對數字圖像處理課程的特點,制定出一套適合電子信息工程專業的數字圖像處理的教學方法。
例如:在講授了圖像濾波內容以后,為達到有利于學生學會學習的目的,要求他們利用Matlab軟件編寫一個圖形用戶界面,能利用自己學過的不同濾波器處理同一幅圖像。這樣,在學生學習以后,發現自己所學的知識能立刻發揮作用,對此非常高興,而在完成這一任務的過程中,學生不但鞏固了自己所學的課程知識,而且編程能力也得到了提高。
5 實驗教學的改革
在學生掌握一定的基礎知識,具有一定的動手能力和思想方法后,應找到所學技能在實際應用中的切入點。改革實驗教學體系,增加綜合設計性實驗內容,使學生實驗能力有質的飛躍,分析問題、解決問題的能力得到進一步提高并激發他們的創造能力就顯得尤為必要。為此,實驗教學改革有3點改進:
5.1 軟件實驗與硬件實驗相結合
在實驗內容安排上,軟件實驗安排Matlab,VC,Photoshop等處理圖像的軟件工具,使學生認識到軟件處理圖像的巨大優勢和廣闊的應用前景。硬件實驗安排以TMS320C6000 DSP為平臺的數字圖像處理實驗系統,從攝像頭的安裝、前向視頻采集電路的調試、CPU模塊的程序下載與仿真、后向視頻的顯示調試等方面給學生以硬件操作的訓練,同時,在調試好硬件后,還需要調試CPU中的C代碼,以達到圖像處理效果。
5.2 代碼編寫與應用軟件相結合
強調本專業學生代碼編寫能力,特別是在圖像處理程序編寫方面,但在此基礎上,一定要熟悉1~2種應用圖像處理軟件的使用,同時對該應用軟件相關處理功能能從概念和算法上加以理解,軟件實驗主要采用VC和Matlab作為實驗軟件,但也安排了2學時的Photoshop實驗,以讓學生了解和使用圖像處理應用軟件。
5.3 綜合性實驗與應用系統相結合
積極開展綜合性、應用性實驗的開發,讓學生了解圖像處理的應用領域,如在生產實習中,帶領學生實習在發電廠集控室鍋爐火焰圖像的采集顯示,醫院CT、超聲圖像的采集與處理等。畢業設計課題安排諸如“車牌識別系統中車牌識別的算法實現”“智能安防系統中視頻圖像的特征分析”等應用研究與實踐。
6 結束語
通過改革,電子信息類專業的數字圖像處理課程能夠較好地安排課程理論與實驗內容,使電子信息工程專業學生建立起信息處理的基本概念,熟悉圖像處理的基本理論與方法,在擴大學生知識面,提高學生提出和分析問題能力的同時,通過授課和實驗方法與內容的調整,激發學生的學習主動性,培養學生掌握、跟蹤科學技術發展,綜合知識應用,開發和創新的能力。
參考文獻
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關鍵詞:資源環境科學 資源環境信息學 課程建設
中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)03(b)-0099-03
當代社會信息技術迅猛發展,利用信息技術為資源環境科學服務是大勢所趨[1~2]。資源環境信息學(informatics of resources and environment)就是面向資源環境領域的數據、信息和知識,將計算智能應用于資源環境分析和評價,為資源開發和環境保護及管理提供方法和理論支持,使之走上可視化、數字化、智能化、精確化、高效化的道路[3~5]。近十年來,國內各高校資源環境和環境工程專業相繼開設了“資源環境信息學”方向的課程,不斷充實資源環境科學的教學體系,為培養符合社會需要的人才作出了積極努力和探索[6~8]。
資源環境信息方向人才是國家緊缺人才,探索資源環境信息學的課程創新,對資源創建環境科學專業高效的教學體系,培養學生的創新能力,向“知識―素質―能力”型教育模式轉變,具有積極意義。學校要為學生掌握扎實專業知識、提高實踐動手能力和創新能力搭建堅實的平臺,使培養的人才能適應21世紀社會經濟發展的需要。
1 國內“資源環境信息學”課程設置與教學體系存在的主要問題
1.1 “資源環境”與“信息”融合度不夠
資源環境信息學的著眼點應該是“資源與環境”問題,信息技術是方法和工具。但在現階段,不少高校院系在師資和教材都不到位的情況下倉促上馬,開設資源信息學課程,造成信息技術和理論知識與資源環境問題脫節,與資源環境問題實例結合少,難以突出課程特色。如大部分高校的環境科學專業都開設了《環境信息系統》課程,但實際教學大多采用的仍然是地信專業的《地理信息系統》作為教材,教學內容上沿用地信專業的教學思路,缺乏與環境問題的結合,達不到應有的教學效果。且各校開設的資源信息學課程,多偏重傳統資源學的教學思路,與信息學結合不夠。
1.2 缺乏實踐教學
資源環境信息學本身是一門實踐性強,面向應用的學科。但在教學中,相關課程的教師,特別在國內非重點大學的資源環境專業,教師沒有科研支撐,缺乏實踐經驗,加上教學素材不足,教學成了無源之水,只能照本宣科,極易脫離實際。如《環境遙感》課程,多由原非環境專業方向的教師承擔,缺乏環境專業的知識背景和科研經驗。這種情況下導致教學內容只能“遙感概論”為主,而沒有結合環境學的案例進行講解,不符合應用型課程的教學特點。如果由環境專業出身的老師授課,則會出現缺乏信息學知識,教學能力跟不上教學要求的情況。資源信息學的教學同樣面臨問題,基于測繪學、勘探學的傳統專業如礦產資源信息學、海洋資源信息學等可由傳統信息技術升級實現,過渡的難度較小,而如水資源信息學、生物資源信息學轉型的難度很大,極易脫離實踐而依賴理論。
1.3 綜合運用能力培養不足
環境信息技術綜合性強,涉及領域多。比如,要完整開發一個資源環境信息系統,制作出某地區的大氣污染情況分布專題圖,就必須使用到環境化學、環境監測、遙感及圖像處理、地理信息系統等知識。一味孤立地學習以上各類知識,不通過課程將上述內容整合,使學生對所學知識融會貫通,且無法通過實踐鍛煉,走向社會以后,面對一些實際工作會感到無從下手。而在現階段的教學體系中,資源環境科學專業的資源環境信息教學尚難以將上述知識進行整合,對學生進行綜合能力培養。再如在資源調查與評價中,政府各部門已普遍使用了GIS系統進行信息處理、統計分析。廣大的資源科學專業畢業生,必須了解到一個GIS前期計劃設計、數據采集,中期數據處理分析、調查,后期制圖、結論評價等各階段的基本過程,形成完整的思路,在未來的工作中,才能胸懷全局,心中有數。
1.4 “資源信息”與“環境信息”未能有機融合
資源與環境二者相互依存相互轉化,是人類社會發展的物質基礎。當人類以己為中心,只顧利用資源而忽視環境保護,將出現嚴重的生態失衡和環境危機等問題,從而制約人類社會可持續發展。資源與環境是一對矛盾統一體,相輔相成,相生相克,開發利用自然資源會影響自然環境生態,而強調生態環境保護也可能限制經濟的發展。如果孤立地研究“資源”或“環境”,尤如盲人摸象,視野狹窄。資源與環境專業通常同屬一院,公共基礎課內容相通,也是為了培養學生的宏觀視角。資源信息學和環境信息學的基本研究方法是一致的,研究工具大體相同,只是研究角度不同,出發點不同,但在現階段,“資源信息學”與“環境信息學”各自的教學體系尚不成熟和完備,如何實現資源觀點與環境觀點的融合,引導資源學專業和環境學專業的學生辯證思維,進行宏觀思考,尚有待在教學實踐中進行探索。
2 “資源環境信息學”課程建設不力的主要原因
2.1 對資源環境信息學的重要性認識不足
國內高校的資源環境科學或資源環境工程專業的教學體系,一般依托學校專業背景和院系師資,會設置“資源(環境)生態、資源(環境)經濟、資源(環境)評價”、等幾個主要方向,而對于“資源(環境)信息”這個近十年才逐漸形成并發展的學科方向,從上至下,尚未形成統一的認識,各界投入明顯不足。
在歐美和日本等發達國家高校,“資源(環境)信息學”在不少高校已成為資源(環境)科學專業的專業必修課程,甚至是學位課程,資源(環境)信息方向已與其他傳統領域一起構成資源環境科學的課程體系。另外,已有大學開設了獨立的資源(環境)信息學本科專業,制定了較完善的培養方案,培養資源環境信息學專業人才。同時有些高校成立了資源(環境)信息學院,并開設了碩士點。可以看出,資源環境信息學的學科建設是與社會經濟發展程度直接關聯的。
在國內,由于信息技術起步較晚,在資源環境科學中的應用尚不成熟,同時受師資力量和軟硬件條件的限制,相關課程的設置隨意性強,課程建設投入少,這與信息技術在資源環境科學中的日益重要地位明顯不相符,也不符合社會發展對資源環境應用型人才的要求。從目前的社會需求來看,重視資源環境信息學的教學,培養具備資源環境信息學素養的人才,在緩解資源環境科學畢業生就業壓力上有較大的潛力。
2.2 教學目標不清晰,課程體系不完善
現階段國內高校資源環境科學專業對資源環境信息方向的認識尚不成熟,仍處于探索實踐階段,對于此類課程的意義和培養目標缺乏清晰的認識,造成教學計劃定位模糊,課程設置無特色,教學內容前后重復矛盾,缺乏連續性和邏輯性,綜合應用更是紙上談兵。資源環境信息學的教學研究幾近空白,各級精品課程無人申報,長此以往,前景堪憂。資源環境信息學亟待教育主管部門的重視和扶持,亟待高校院系加大投入,組織攻關。
2.3 師資力量不足和教材建設不力
資源環境信息學教學效果差的重要原因是師資力量和教學資源缺乏,特別是對于大量省屬普通本專科院校,教師們常常是心有余而力不足。國內大學尚沒有資源(環境)信息學本科專業,自然沒有專業完全對口的教師。此方向課程的老師主要由具有“資源環境”或“信息”某一方向的老師通過自學或進修來擔任,不但要花費大量精力,教學質量也難以保證,甚至有些學校還存在相關課程無人愿意接手的尷尬狀況。
另外,資源環境信息學課程教材建設不力,缺乏精品教材。《資源信息學》《資源信息系統》《環境信息系統》《環境遙感》等近年也有多種教材和專著出版,但有的內容龐雜,理論性過強,有的與資源環境專業結合不緊密,缺乏案例,又無配套素材和數據,師生使用不便,導致這些教材的實際采用率有限,師生反響平平。
3 資源環境信息學教學創新思路探討
3.1 制定符合社會需要的培養目標和教學計劃
社會需求是大學培養學生的基本出發點。資源環境科學專業方向培養的人才要具有鮮明的專業特色,突出專業優勢,才是資源環境科學專業立足和發展的根本。進行21世紀,計算機和網絡全面普及,各行各業都會直接或間接地使用到信息技術,利用信息技術來輔助處理復雜的資源環境問題具有傳統方法不可替代的優勢。
對于普通的資源環境科學和資源環境工程專業,需要讓同學們了解地理信息系統、遙感技術的基本知識、基本技能,具有運用地理信息系統分析和解決資源環境問題的基本技能及初步的研究和管理能力, 為資源環境信息管理培養專業的信息服務人員。
根據國內實際情況,參考國外比較成熟的經驗,國內普通高校的資源環境信息學相關專業可以先確定培養目標,從以下三個方面設立教學目標并制定教學計劃:(1)資源環境專業專題電子地圖制作。學生根據所學相關技術,可以使用各類素材和GIS軟件,完成多種資源和環境相關的專題圖,如區域污染企業分布圖、土地資源適宜性評價圖等;(2)面向實際應用,進行資源環境空間數據和屬性數據的處理分析,完成資源環境的評價管理等工作;(3)掌握GIS平臺二次開發技術,在基礎軟件上完成資源環境科學各個應用領域的數據平臺建設,包括軟件分析與工具開發。
3.2 教學內容的組織與創新
學習和借鑒國際國內一流大學課程的建設經驗并結合各校資源環境專業實際情況以及課程建設現狀,對資源環境信息學方向系列課程進行全面建設與改革。包括課程體系的邏輯完整性構建,分析各相關課程知識結構,明確先導和后續課程,建立完整的課程體系。
建議整合《資源環境遙感》《地理信息系統》《資源(環境)調查與評價》《數據庫系統》《資源(環境)監測》《資源環境信息管理》等課程,建立完整而科學的課程體系與模式。完善“資源環境綜合信息”課程,面向應用和綜合集成,將前期課程知識點串成知識鏈,并通過全程項目跟蹤實習,引導學生動手動腦,全面提升綜合能力。例如,在前期《環境監測》《環境化學》等課程的實驗實習中,可以依據空間數據的樣點分布要求進行采樣點的設置,在采樣的同時,利用手持GPS等工具記錄坐標信息,可以為后期的環境信息系統實驗創造條件。前期課程得到的資源環境屬性數據,可作為《資源環境信息系統》課程上機實驗時的基礎數據使用。通過以上連貫的實踐學習,同學們可以較深刻地理解資源環境信息系統屬性數據的獲取和導入方式、空間數據的獲取及與屬性數據的聯接方式,最終得到該區域直觀的資源環境指標專題圖。這樣的教學效果比完全使用二手數據資料更加符合實踐教學規律,也沒有重復增加教學成本,但要求教學計劃和課程設置更加科學和細致。
3.3 加強教學資源建設
高校資源與環境科學院系可以適當政策傾斜,激勵優秀教師進行教材的創編工作,并不拘一格,吸引跨專業老師合作,協調組織各級環保機構、資源環境信息研究院所、遙感研究所等力量,針對當前資源環境學科發展現狀,結合教學實踐,提供素材,引入最新科研成果,編寫符合不同層次、不同程度需求的資源環境信息學系列教材。
資源環境信息學相關各門課程,均需要大量數據進行實驗實習工作。對于大部分資源環境遙感圖像、空間數據和屬性數據,各普通高校難以直接采集或保證足夠經費采購,只能依靠教材提供和網絡搜索,遠遠滿足不了教學需要。鑒于資源環境信息學的學科特點,教委或高校組織協調,建立適應教學要求、統一管理的網絡共享資源環境資源數據庫,有利于解決資源環境信息教學資源缺乏和無序使用引發的知識產權糾紛問題。
4 資源環境信息學的教學實踐與展望
湖北工程學院農學院自2002年開設《環境信息系統》至今,一貫重視資源環境信息學方向的教學研究和課程建設工作,從十年前的一個專業一個班一門課,發展到2013年本院及二級學院、本專科,4個專業10多個班5~6門課的教學規模,逐漸形成了以社會需求為導向,以提高學生應用能力為目標的教學思路和課程體系。
學院將“資源環境信息學”方向確定為“環境科學”專業和“農業資源利用”專業的各自主要培養方向之一,不斷完善培養方案,改進課程體系。目前,經過多年教學實踐,該教學方向已經形成了由三名青年骨干教師為核心的教學團隊,1人為資源環境信息工程博士,1人為在讀博士,均具有交叉學科知識背景和出國進修訪學經歷,有多年的教學和工作經驗。團隊教師多次參加省級、校級講課競賽并獲獎。
該教學團隊朝氣蓬勃,具有創新精神,勇于實踐,構建了較完備的資源環境信息學課程群,按照高中低三層次開展教學,教學目標明確,思路清晰。第一層次,在大一下或大二上學期開設《資源環境信息學概論》課程,使學生全面了解本領域基本知識、應用范圍和研究方法。開設上機實驗,使學生初步使用地信軟件的基本操作,如地圖數字化、空間數據和屬性數據輸入和關聯,簡單的空間分析及遙感圖像識別入門;第二層次,中高年級開設專業選修課,如《地理信息系統》《遙感導論》《資源環境調查與評價》,拓展專業理論知識,強調動手能力,進行較多的戶外作業和機房實驗。以上課程均打通資源和環境專業,整體教學方案一致,由任課老師根據專業特點,靈活調整教學案例,既能保持資源環境專業內在統一,又能兼顧專業差別;第三層次,開設《資源環境綜合信息》課程,面向實踐應用,進行科研式教學,要求同學們組成小組,撰寫項目計劃,展開調查研究,將信息學方法全面運用到具體資源環境調查評價工作去,并輸出結果得到結論。該課程實現了與其他若干課程如《環境化學》《土壤學》《水(大氣)污染控制工程》的教學對接。感興趣和有能力的同學,還可根據老師指導,將教學內容不斷深入并作為畢業論文選題,對就業和考研大有裨益。
院系重視和支持資源環境信息學的課程建設,提供專項經費進行機房改造,儀器及軟件資料采購。團隊積極申報省市各級科研題目,就近開展科研工作,帶領學生在實踐中學習。團隊注重搜集教學資源,關注最新教材和素材,使用最新的教學輔助軟件,取得了較好的教學效果。經過統計,以資源環境信息為就業和考研方向的學生比率逐年上升。
近年來,各高校和研究機構在資源環境信息方向的科研投入不斷加大,此方向的研究生陸續畢業,他們具有良好的科研實踐和綜合能力,隨著他們充實到高校教師隊伍,會給學科發展帶來強大動力。可以預見,隨著社會經濟的需求日益加大,資源環境信息方向的課程將更加受到重視,教學體系將不斷完善,課程設置將更為合理,實踐性綜合課程將更加突出,人才培養質量也將邁上新的臺階。
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