“草地信息技术”教学中的探索与实践

汪洋 靳瑰丽

新疆农业大学草业学院，新疆草地资源与生态重点实验室 新疆乌鲁木齐 830052

“草地信息技术”是众多高等院校草学及其他相关专业学生需要学习的众多课程中的一门主要课程，该课程主要应用于草地资源调查的实践工作，主要讲述草地、草地资源的调查监测技术与评估，与遥感技术(RS)、地理信息系统技术(GIS)、全球定位系统(GPS)相结合，因此“草地信息技术”拥有比较明显的交叉学科的特点，并且课程内容较多，知识点相对于其他学科来说略显复杂。课程涉及的许多内容都与大多数学生的实际生活联系不大，如草地资源规划、草地资源灾情监测等，因此不断培养学生结合课程相关理论知识解决一系列草地资源监测等问题的实践能力是课程的核心目标之一。草地是我国资源的重要部分，占国土总面积的五分之二，在可持续发展战略和生态保护进程中有着重要的地位。近年来，许多学科为了适应高等教育改革的要求进行了内容和方法上的探索与实践，拥有许多丰富的经验。然而交叉学科课程知识点相较于其他课程来说略显复杂，采用以往的知识点单向灌输的方式会让学生降低学习兴趣，学习过程也较为单一枯燥。“草地信息技术”课程有较高的使用价值，如若学生学习兴趣较低，即使按照课程要求学习完成了课程要求，他们的理论知识也无法与实践进行结合，导致理论实践脱节。本文总结了以往教学过程中的经验及成果，通过多样化的参与式教学[1-2]和实践方法，很大程度上提升了学生在学习上的兴趣，使学生具备较为完善的知识理论体系，在理论知识较为完备的基础上与实践相结合[3-4]，达到教学中理论实践相辅相成的目的。

教学过程中教师能否完整地阐述正确的教学理念对一门课程来说至关重要。教师在课程中坚持以人为本，为学生树立正确的科学发展观对完善教学理念有着重要意义。教学从理论延伸到实践，不仅仅局限于教材及课程知识点，还要为学生制订合适的野外时间计划，以达到加深课程内容理解并且拓展知识的目的。

通过“草地信息技术”课堂教学，充分理解领悟3S技术的原理，并利用3S技术实现对草地资源的评估和调查，对草地资源的监测以及资源整合。在以往的教学过程中，教学内容大多数围绕草地信息技术的概念展开并逐步深入，并没有设计相关的实践活动，使得学生在实际应用与理解方面稍有欠缺，采取多样化的教学方式，理论实际相结合，加深学生印象，帮助学生理解课程知识点并拓展知识面。通过对“草地信息技术”课程教学的不断探索和实践，让学生参与从课前到课后的整个课程教学过程，提升学生参与感以及学习积极性。具体做法如下：

(一)共享学习资料，展示优秀成果

教师通过让学生主动收集草地信息技术方面的资料来提高学生的学习热情，给学生课前互相分享资料的时间以及平台，其余学生可以互相探讨，随后教师结合课程内容对学生分享内容做出适当评价。经过学生的自我评价、其他学生评价以及教师的指导评价后，学生针对评价对分享的资料内容进行完善与改进。如此一来可以拓宽学生知识面，使学生对草地信息技术的知识了解得更为全面。为了提高学生作业的完成度，将以往优秀的作业报告及课程论文等提供给学生供他们参考。如在教授“遥感技术在草地自然灾害监测与预测预报中的应用进展”内容时，结合以往优秀的汇报作业及PPT等分享给学生，让学生知道遥感技术在草地自然灾害监测方面的应用是多样的。

(二)学生参与课程讲授

“草地信息技术”课程提供课程讲述平台。学生以分组形式结合PPT进行讲授，小组应事先收集相关资料，经过教师的评价和修改以后再次进行总结修改，最后才能在课堂上分享主题。针对小组的讲授内容，教师及其他小组成员对其提出问题，由小组成员对意见和问题进行汇总，最后小组代表需要将汇总讨论的结果对学生和教师进行汇报。教师根据所有的汇报进行归纳总结，对有疑问的地方进行更正，对内容有所欠缺的地方进行知识点补充，最终完成整个课堂互动。

(三)学生教师共同参与实践规划

不同于以往的教师提交规划好实践方案及路线，学生按部就班完成的方式，教师与学生一起制订规划方案更能激起学生的野外实践热情，提升学生参与感。教师在野外实践前发布有关野外实践的内容，学生根据自身的实际情况和兴趣爱好完成方案设计及有关的表格填写。教师对学生所提交的各种方案进行完善总结，最后共同确定一个野外实践方案。

(四)以问题为导向，确定学生选题方向

在“草地信息技术”课程开始之前，教师通过在班级里发布一系列有关的国家政策来引导学生主动进行思考。例如，习近平总书记在党的十九大报告中指出：“必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，像对待生命一样对待生态环境，统筹山水林田湖草系统治理，实行最严格的生态环境保护制度，形成绿色发展方式和生活方式。”教师以下列问题为导向，让学生进行思考：如何更好地保护生态环境和节约资源、适合当地的绿色发展方式有哪些、当地的草地资源如何、如何通过遥感技术更好地保护草地生态环境以达到提升城市环境质量的目的等，并在课程中找到答案。

(五)建立试题库

“草地信息技术”作为一门交叉学科，其基础知识内容较为复杂，范围较广，对于部分基础薄弱学生来说，学习理解较为困难，一定程度上打击了学生的自信心，使得学习兴趣下降。由于课程原有的课后习题较少，题型单一且问题较为简单，学生难以完整地掌握课堂内容里的知识点，回答题目时只知道一味地抄书中原话，个人理解不到位，导致期末考试发挥得不是很理想，因此建立课程知识点试题库是十分必要的。试题库的建立可以让学生在预习、复习以及学习过程中更有针对性地学习，充分了解自己的学习短板，教师也可以通过试题练习结果统计并且明确班里学生对课堂内容的掌握情况，根据实际情况将学生掌握知识点的不足之处在下一堂课的内容介绍前着重讲解，并在课程快结束时巩固练习，加深学生印象。

实践教学是“草地信息技术”课程中的重要环节，多样化的实践教学是课堂教学的重中之重，多样化实践教学的模式将打破了传统的理论教学的模式，从而达到理论知识与实际运用有效结合的目的，从而明显提高教学效果。“草地信息技术”课程教学质量的提高，还需要教师重视实践教学，使实践教学内容更加丰富多样，此前，该课程实践教学模式过于单一，且以传统的理论教学为主，理论应用水平较差，导致学生在实际工作中不能将所学专业知识很好地运用到生产实践中。为改善教学效果，应培养学生的综合实践能力，开展多样化的实践教学，使得教学能够达到预期的效果。

“草地信息技术”是集遥感技术(RS)、地理信息系统技术(GIS)、全球定位系统(GPS)于一体的应用型课程，旨在使学生通过信息技术解决在草地调查、评价、检测等方面的实际问题。实践教学内容多样化的设计是难点，为有效提高学生课程学习的主观能动性，将采用美国医学教授Barrows在医学教育中提出的PBL(Problem based learning)教学法，该方法可以极大程度地激发出学生对学习的强烈兴趣，还锻炼学生的自主能力，从而提高他们的创新能力和综合思维能力，故自创立伊始就迅速在全球流行开来。PBL(Problem based learning)教学法被称为基于问题学习的教学模式，教学核心是以问题为中心，而传统教学模式是以教师为中心，二者之间有本质上的不同，这种模式以学生为主体，大多以分组的形式对某一问题进行讨论和学习，教师则成为课堂中的引导者。PBL教学模式的基本要素有以下方面：

(1)以问题作为学生的起点，提出的问题是学生进行学习的中心，学生可能围绕某一复杂的实际问题专题或案例进行问题的提出、讨论以及学习。这种教学模式为学生提供了自主发挥的平台，使得学生从问题本身出发，寻找答案，PBL模式的教学过程就是不断发现问题并解决问题的过程，以此达到教学活动中学生充分发挥主观能动性的目的。

(2)以学生为主体，教师是引导学生熟练掌握实践技巧的角色。在实践教学的过程中，教师的身份有所转变，从传统教学模式中的讲授者转变为实践课堂中的引导者，意在启发学生、引导学生，给学生带来更多自主学习的空间，成为教学课堂的主人翁，使得学生从最初的被动学习转变为主动学习，并积极参与课堂的实践活动，这种教学模式不但避开了“填鸭式”教学的枯燥乏味，还锻炼了学生的独立思考能力，一定程度地激发了学生对专业知识的兴趣，使得学生牢牢掌握专业知识并懂得如何有效将其运用到实际工作。

(3)以小组合作学习为主。小组之间、组内成员之间在教师的引导下形成合作与竞争的关系，引起了学生对专业的浓厚兴趣，增强了小组成员的凝聚力，挖掘了学生的学习潜能，另外，由于小组合作的平等氛围，使得学生在交流与讨论时更加轻松自主、畅所欲言。学生不仅掌握了学识，还提高了团队协作能力，形成互帮互助的小组氛围，从而使得课堂的教学更具张力。

(4)以评价作为学习导向，当一个问题提出并得到解决后，学生需要进行自我评价和小组评价，评价的目的是使学生对课堂学习内容进行总结、纠正，对自身在课堂中的表现进行反思，学生在教学活动中的收获得以体现。学生还需进行阶段性评价和总结性评价，从而达到吸取经验教训，为自身专业知识做出一定储备的目的。

PBL模式学习是从选择问题、确定问题，到认识问题、解决问题，最后进行评价的过程，是学生在老师指导下进行完整情境学习的过程，老师和学生要深入探讨PBL模式的各个环节，讨论如何选择并设计问题、如何进行学生分组、对问题进行分析、搜集资料、解决问题、回答问题，最后进行老师和学生点评的过程。学生以自身的知识水平和认识，通过PBL模式学习的实施，完成对知识的掌握和理解。PBL教学模式侧重及时性和多元化，以及关注学生在教学过程中的自我成长。PBL教学法改变以往教师为主、学生为辅的讲授型教学模式，通过学生自主思考并展开讨论，激发学生的自主性学习，以此加深学生对于理论和实践结合的知识点记忆，有效提升学生的综合思维能力和创新能力。

在以往的课堂学习中，教师首先带领学生回顾遥感的基本原理和基础知识，再演示过程，最后布置类似的任务让学生完成验证，学生基本可以按时按量完成任务，他们的动手能力虽得到锻炼，但缺乏创新性。因此，开设具有教学内容的短期综合野外实习是很有必要的。草地遥感调查方法需要注意以下几个方面：

(1)草地地段的选取，在进行野外遥感调查研究时，最好选取典型的草地类型，且草地利用有变化的地段，沿不同水平的分布及垂直带，进行实地调绘的使用选取穿越基本地貌路线，从而为识别草地信息提供可靠的依据。

(2)草地遥感的制图，包括识别提取草地信息、建立解译标志等。它是基于大量数据源基础，包括了TM影像数据及工作底图和有关的资料、图件，然后通过野外布点调查，获取相关数据，再按草地系统制图，最后进行草地属性判断，识别并提取草地信息、属性编码，勾绘图斑的操作过程。

理论教育是实践教育的基础，二者共同构成野外实习课程的教育体系。常规的教学只能对专业知识形成初步了解，因此设置综合野外实习可以深入体验学习，了解针对不同情况，应对遥感影像进行哪些处理，以此弥补课堂教学的不足。

实践是检验真理的唯一标准，是最好的试金石，随着时代的发展，实践教学逐渐成为高校教育模式的主流，教育理念只有不断发展才能与时俱进，因此，为提高教学质量，教师应该及时调整教学思路，不断更新知识体系，拓展教育内容，向学生教授最新学科内容，展示最新专业成果，使学生在专业知识的深度及跨度上都有一定程度的提升，确保学生能将理论与实践结合起来。“草地信息技术”是针对草业科学本科专业设置的理论与实践相结合的专业选修课，教学理论性较强，课程内容较多，实践环节较少，学生不能很好地理解和运用，我们不应该一味地在课堂中讲授理论知识，还应该在课堂中充实教学内容、展开实践，通过以问题为核心，以学生为主体，以小组讨论的形式对知识进行探究的模式展开实践教学。此外，学生的团队意识得到强化，通过综合野外实习的经历，学生与社会人员接触交流，懂得构建团队精神，增强合作意识，加深了同学之间、师生之间的情谊。

为了更好地开展“草地信息技术”课程的实践教学，及时采用现代科技手段促进实践教学是很有必要的，教师可以用网络、多媒体等辅助实践教学，让学生初步了解认识学科知识，从而提高学生的学习兴趣，联系课程内容，精炼专业知识，巧妙设计实践教学的内容，充分运用现代科技手段，并且将理论教学部分与多样化的实践教学模式相结合，不仅能有效提高学生主动学习的积极性和创造性，还驱动学生对专业知识进行更加深入的探索，从而使得学生的学习进入良性循环。

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