導(dǎo)語：環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才及GIS課程案例研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文針對環(huán)境科學(xué)專業(yè)開設(shè)GIS課程教學(xué)中存在的問題提出相應(yīng)教學(xué)改革方法，強調(diào)GIS教學(xué)中以實踐教學(xué)和環(huán)境科學(xué)專業(yè)相關(guān)專題案例教學(xué)為重點，同時對學(xué)生期末考核、教材選用、互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)平臺的使用進行探討，對推動環(huán)境科學(xué)專業(yè)GIS課程教學(xué)質(zhì)量的提高和環(huán)境科學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：環(huán)境科學(xué)；GIS；案例教學(xué)

地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，以下簡稱為GIS），作為一門綜合性科學(xué)，結(jié)合了地理學(xué)、地圖學(xué)、遙感、大數(shù)據(jù)及計算機科學(xué)［1］，目前，已應(yīng)用于各個領(lǐng)域，其優(yōu)勢在于將地圖中的數(shù)據(jù)進行可視化表達，結(jié)合遙感數(shù)據(jù)分析，已被證明是應(yīng)用地球科學(xué)的基礎(chǔ)，已成為地質(zhì)學(xué)、環(huán)境、土地規(guī)劃等方面的有力工具。隨著我國對生態(tài)環(huán)境保護力度的不斷加大，在十三屆全國人大四次會議上正式發(fā)布《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》，其中第十一篇以“推動綠色發(fā)展促進人與自然和諧共生”為主題，再次強調(diào)堅持綠水青山就是金山銀山的理念［2］。環(huán)境科學(xué)專業(yè)作為一門交叉型學(xué)科，將GIS課程添加到環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)具有重要意義，環(huán)境科學(xué)與GIS在研究方法和研究對象上具有一定的相似性，GIS的開發(fā)和利用已經(jīng)能夠完美貼合環(huán)境保護相關(guān)應(yīng)用，如環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價、環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃等方面。案例教學(xué)是將理論知識和實踐相結(jié)合的教學(xué)模式，優(yōu)勢在于及時將理論知識融入實踐中，進一步加強學(xué)生對理論知識的記憶［3］。對于GIS課程，目前，全國開設(shè)相關(guān)課程的專業(yè)非常多，而對于非地理學(xué)專業(yè)的學(xué)生，地理學(xué)知識體系不夠完善，導(dǎo)致環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)GIS上存在困難，在一定程度導(dǎo)致對理論知識感到厭煩，缺乏主觀能動性，逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣。將案例教學(xué)模式引入到GIS課程中，以環(huán)境科學(xué)專題案例為教學(xué)重點，在理論結(jié)合實踐的同時，讓學(xué)生對軟件進行實操，能夠極大提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生記憶能力。高校作為培養(yǎng)高素質(zhì)人才的搖籃，在人才培養(yǎng)上應(yīng)做到與時俱進，積極響應(yīng)黨中央、國務(wù)院引導(dǎo)地方本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的號召，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應(yīng)用型人才，因此，開展環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中gis課程案例教學(xué)改革已經(jīng)成為首要任務(wù)。

一、環(huán)境科學(xué)專業(yè)中GIS課程教學(xué)存在的問題

（一）教學(xué)中理論與實踐側(cè)重點的問題

GIS技能的培養(yǎng)可以分為三個方向：基本應(yīng)用、綜合分析、開發(fā)管理。基本應(yīng)用側(cè)重將GIS作為一種工具，熟練使用軟件進行簡單的數(shù)據(jù)分析和制圖；綜合分析、開發(fā)管理則是針對地理、測繪等專業(yè)所掌握的技能［4］。因此，對于環(huán)境科學(xué)專業(yè)開設(shè)GIS課程在定位上應(yīng)屬于基本應(yīng)用，立足于環(huán)境科學(xué)專業(yè)辦學(xué)理念，緊靠應(yīng)用型人才培養(yǎng)的相關(guān)要求，強調(diào)GIS的實用性，解決專業(yè)相關(guān)的實際問題，提升學(xué)生實操能力。

（二）教學(xué)中案例選擇上偏離專業(yè)的問題

在以往的教學(xué)中，教授GIS課程的教師大部分為地理學(xué)專業(yè)，在教學(xué)過程中案例選擇上會偏離環(huán)境科學(xué)專業(yè)，在人才培養(yǎng)上并沒有做到因材施教，且當下并沒有針對環(huán)境科學(xué)專業(yè)所著的GIS書籍，往往選擇的都是過于專業(yè)的教材，教材中的案例分析并不能體現(xiàn)環(huán)境科學(xué)專業(yè)所學(xué)習(xí)的專業(yè)課內(nèi)容，不能解決與環(huán)境相關(guān)的實際問題，無法提高學(xué)生解決問題的能力，導(dǎo)致學(xué)生對知識點的學(xué)習(xí)的缺失。

（三）課后作業(yè)及考核形式過于單一的問題

目前，高校針對環(huán)境科學(xué)專業(yè)開設(shè)GIS課程主要為選修課，在期末考核時主要是針對平時考勤和知識點的考核，過于單一。環(huán)境科學(xué)專業(yè)開設(shè)GIS課程的目的是為了學(xué)生能夠熟練使用軟件，而不是停留在簡單書本上的知識點，著重培養(yǎng)學(xué)生對環(huán)境科學(xué)專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的專題制圖和計算機操作實用技能。

（四）教師教學(xué)方法太過落后

隨著社會的不斷發(fā)展，人們的思想也在逐漸進步，以往傳統(tǒng)的環(huán)境科學(xué)專業(yè)GIS課程教學(xué)方式已沒有辦法較好的適應(yīng)現(xiàn)在學(xué)生的思維方式，應(yīng)該及時調(diào)整環(huán)境科學(xué)專業(yè)GIS案例課程方式開展教學(xué)。但是，有些教師因為長期受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，會以自身為主體，實行“滿堂灌、一言堂”等落后的教學(xué)方式，課堂上只是依據(jù)自身的速度做課堂安排，互動環(huán)節(jié)少，不注重學(xué)生對GIS課程案例興趣的激發(fā)以及培養(yǎng)。此外，還有部分教師在教學(xué)方法上雖然采取了多媒體輔助教學(xué)，但授課過程中也面臨諸多問題，對于一個圖例的推導(dǎo)以及案例的講解還不夠詳細，學(xué)生對于這些知識掌握不深入，更無法熟練應(yīng)用GIS技術(shù)。GIS課程案例教學(xué)與具體實驗相脫節(jié)，通過GIS實踐操作，可以使學(xué)生能夠利用最簡捷的思維活動建立概念以及掌握規(guī)律。但是，當前學(xué)校采取的演示實驗教學(xué)環(huán)節(jié)還較為薄弱，GIS課程實驗條件特別落后，這些均不利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。

（五）教師后續(xù)職業(yè)培訓(xùn)滯后的問題

GIS屬于交叉型學(xué)科，對任課教師的綜合素質(zhì)要求較高，在結(jié)合環(huán)境科學(xué)專業(yè)授課的同時緊隨時代發(fā)展，結(jié)合國家相關(guān)政策不斷學(xué)習(xí)，滿足相關(guān)教學(xué)要求。因此，教師需要不斷進行相關(guān)知識的技能培訓(xùn)，更利于教學(xué)穩(wěn)定開展，真正做到與時俱進。

二、環(huán)境科學(xué)專業(yè)中GIS課程教學(xué)改革主要內(nèi)容

（一）抓準教學(xué)中的側(cè)重點

教學(xué)側(cè)重點主要體現(xiàn)在兩個方面。一是側(cè)重GIS教學(xué)中實踐為主；二是側(cè)重GIS教學(xué)中環(huán)境科學(xué)專業(yè)課為主。GIS屬于操作類課程，單純的理論知識并不會提升操作能力。因此，實踐教學(xué)在環(huán)境科學(xué)專業(yè)中GIS學(xué)習(xí)應(yīng)處于主導(dǎo)地位，建議理論與實踐課時占比為1∶2的關(guān)系，在課堂上由老師操作演示，學(xué)生在機房中跟隨教師一同操作，課堂上隨時進行指導(dǎo)教學(xué)，將理論與實踐做到有機結(jié)合。任課教師的選擇上盡量選擇具有環(huán)境科學(xué)專業(yè)相關(guān)背景的教師，對于環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)GIS，目的是掌握一種實用工具，針對環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)專題進行講授，如在做環(huán)境影響評價時，單一的理論數(shù)據(jù)并不能直觀表現(xiàn)地區(qū)污染物空間分布特點，結(jié)合軟件中空間插值方法作圖能夠直接對當前地區(qū)污染物的空間分布進行分析，甚至做到預(yù)測。以上兩點是對教學(xué)側(cè)重點的改革內(nèi)容，做到因材施教，著重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用實踐能力。

（二）改用案例教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)主要是將書本上的知識點提煉到PPT中進行講授，這種教學(xué)方式更適合理論課程，對于GIS這種實操性較強的課程，案例教學(xué)更合適。案例教學(xué)屬于應(yīng)用型環(huán)境科學(xué)專業(yè)課程中教學(xué)以及引導(dǎo)方面的一類非常有效的方法。該類方法是一種以具體的項目課題案例為核心的教學(xué)方式，把教學(xué)過程各具體的案例進行有機融合，依據(jù)實際的課題案例建立更加清晰的教學(xué)內(nèi)容體系來進行GIS課程教學(xué)。通過引入環(huán)境科學(xué)專業(yè)課題相關(guān)的鮮明案例，讓學(xué)生通過案例進行具體分析和討論，并做到舉一反三。如在講授水環(huán)境容量評價專題時，我們可以以某地為例，使用軟件分別進行水系分析、分水嶺及水資源量分析、水環(huán)境容量計算、水環(huán)境容量分析，為學(xué)生講授每一步的目的及意義，加深對專業(yè)理論知識的理解，同時做到舉一反三，對于其他地區(qū)的水環(huán)境容量分析時依舊遵循此步驟在軟件中進行操作。在其他專題中依舊可以采用案例教學(xué)模式，做到實操的同時，增強學(xué)生對理論知識的實際應(yīng)用能力。將案例教學(xué)模式引入到環(huán)境科學(xué)專業(yè)中，GIS課程是對于應(yīng)用型人才培養(yǎng)十分有利的教學(xué)模式。

（三）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

教師要想較好地激發(fā)環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生對GIS課程的學(xué)習(xí)興趣以及強烈的求知欲，應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)GIS課程的積極性和主動性，使學(xué)生明白本節(jié)課學(xué)什么、怎么學(xué)、達到怎樣的學(xué)習(xí)效果。在制定學(xué)習(xí)目標時，就需要摒棄以往對GIS課程教學(xué)目標的模糊描述，而是樹立“一切為了學(xué)生發(fā)展”的新理念，制定出符合學(xué)生實際的學(xué)習(xí)目標，讓學(xué)生明白GIS課程所要達成的知識高度，從而做到心中有數(shù)，以達到事半功倍的效果。與此同時，教師應(yīng)注重與時俱進，學(xué)習(xí)現(xiàn)代化新知識，盡可能豐富自身專業(yè)知識，以教科書為基礎(chǔ)，適當擴展教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生的知識水平，讓學(xué)生掌握更多更新的GIS知識，使學(xué)生體會到GIS技術(shù)的發(fā)展，并對GIS課程增加興趣，促進學(xué)生獨立性的形成，并鍛煉學(xué)生們的實際操作技能。

（四）課程考核多元化

對于環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生來講，考核的多樣化機制的建立顯得十分重要。對于環(huán)境科學(xué)專業(yè)來說，GIS課程為選修課程，但選修課程并不代表重要性低于必修課程，當下對于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)為重點，因此學(xué)習(xí)GIS的目的是更應(yīng)側(cè)重于對于軟件能夠熟練地操作，并應(yīng)用到環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域。GIS作為一門兼具理論性以及應(yīng)用性知識的學(xué)科，它的考核內(nèi)容不單單涉及基礎(chǔ)理論，而且還需要考慮基本技能以及應(yīng)用能力等內(nèi)容。所以，在GIS課程教學(xué)改革過程中，需要針對教學(xué)內(nèi)容的具體特征，布置多樣、靈活的課后作業(yè)，對過去的課程考核方式進行不斷改革調(diào)整。第一，應(yīng)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)GIS課程教學(xué)以及問答系統(tǒng)。依托網(wǎng)絡(luò)媒介進行GIS課程互動教學(xué)，結(jié)合學(xué)生的不同特點以及具體需求對學(xué)生實行在線輔導(dǎo)和答疑，助力學(xué)生及時對GIS課程案例學(xué)習(xí)過程中面臨的問題進行有效解決，培養(yǎng)學(xué)生對GIS課程的濃厚興趣以及自己動手建模的實踐能力。第二，科學(xué)設(shè)計GIS課程的課后作業(yè)。可以布置學(xué)生寫與課程相關(guān)的論文，讓學(xué)生自主通過圖書館和網(wǎng)絡(luò)媒介查詢相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資料，同時結(jié)合個人的具體情況對學(xué)習(xí)的具體內(nèi)容進行認真梳理和明確，促使學(xué)生拓寬自身的視野，不斷提升GIS課程的自學(xué)能力。第三，可在學(xué)校建立GIS課程興趣小組。對于GIS課程知識掌握程度較高、應(yīng)用能力非常強的學(xué)生，可組建多個學(xué)習(xí)小組，共同加入教師的科技課題中，不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)以及應(yīng)用水平。第四，要采取多種考核方式。除了日常檢查外，還可通過具體的實驗以及設(shè)計報告等綜合性考核。試題可選用非唯一答案，且與專業(yè)實踐密切相關(guān)，從而培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維以及創(chuàng)新能力。對于期末成績的考核應(yīng)考慮多方面，進行整體考量。多元化考核應(yīng)包括日常出勤、上課表現(xiàn)、上機表現(xiàn)、作業(yè)完成情況以及期末上機作圖考試，其中日常出勤、上課表現(xiàn)、上機表現(xiàn)各占10%，作業(yè)完成情況占20%，期末上機考試占50%，采用多元化考核的方式更有利于對學(xué)生掌握GIS課程綜合能力的應(yīng)用。

（五）編寫合適的教材或指導(dǎo)用書

目前，我國高校對于環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生選擇GIS教材一般都過于專業(yè)，無法做到與本專業(yè)相匹配，在編寫教材時應(yīng)當緊密結(jié)合環(huán)境科學(xué)專業(yè)相關(guān)知識，與環(huán)境科學(xué)融為一體，真正做到環(huán)境科學(xué)與GIS的融合。就目前來看，編寫教材不是一朝一夕的工作，在理論授課階段依舊選用專業(yè)用書，在上機階段我們可根據(jù)當下環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)計劃自行編寫學(xué)生上機指導(dǎo)用書，豐富教材內(nèi)容，做到因材施教，進一步提高環(huán)境科學(xué)專業(yè)對于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

（六）巧用互聯(lián)網(wǎng)平臺提升教學(xué)質(zhì)量

隨著互聯(lián)網(wǎng)、自媒體的高速發(fā)展，使當今社會成為一個信息對稱的時代，我們所學(xué)知識在互聯(lián)網(wǎng)上均有相關(guān)檢索，如中國大學(xué)MOOC（慕課）國家精品課程平臺、B站等免費互聯(lián)網(wǎng)平臺，都可以成為教師及同學(xué)課后提升自我的工具，同時教師也可以通過微信公眾號平臺發(fā)布課程要點和布置作業(yè)，尤其是對于GIS課程，課上時間畢竟有限，課下學(xué)生操作遇到困難時，如果每位同學(xué)都單獨向任課教師請教問題，任課教師既不能及時回復(fù)還會耽誤備課及科研時間。因此，任課教師可以將知識要點及軟件操作步驟發(fā)布至微信公眾號平臺，供學(xué)生課后反復(fù)研讀，提升課后學(xué)習(xí)質(zhì)效。

三、結(jié)語

目前，針對環(huán)境科學(xué)專業(yè)開設(shè)GIS課程的案例教學(xué)改革已迫在眉睫，尤其是對于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，一定要做到因材施教。首先，在教學(xué)重點上要做到兩個側(cè)重。一是側(cè)重GIS教學(xué)中實踐為主；二是側(cè)重GIS教學(xué)中環(huán)境科學(xué)專業(yè)課為主。其次，引入環(huán)境科學(xué)專業(yè)相關(guān)專題的鮮明案例，以案例講解知識要點和軟件操作，做到舉一反三。再次，對學(xué)生的考核上做到多元化，綜合評價學(xué)生課上及課后知識要點掌握情況；對于資深教師可編寫適用于環(huán)境科學(xué)專業(yè)的GIS用書，青年教師可根據(jù)學(xué)生情況編寫相應(yīng)的上機指導(dǎo)用書，同時巧用互聯(lián)網(wǎng)平臺進一步提升教學(xué)質(zhì)量，緊隨國家相關(guān)政策及新時代發(fā)展，真正做到為國家培養(yǎng)環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用型人才。

參考文獻

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作者：陳勉為 馮丹 陳偉紅 單位：伊犁師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院污染物化學(xué)與環(huán)境治理重點實驗室