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英文名稱:Geography and Geo-Information Science
主管單位:河北省科學院
主辦單位:河北省地理科學研究所;北京大學遙感與地理信息系統研究所
出版周期:雙月刊
出版地址:河北省石家莊市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1672-0504
國內刊號:13-1330/P
郵發代號:18-27
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1985
期刊收錄:
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
中國人文社會科學引文數據庫(CHSSCD―2004)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
1(略)
2教學內容的改革
2.1基礎知識的縱向關聯信息論本身是一門源于數學的學科,其中所含的定理和結論以嚴格的數學作為依據,利用數學的語言來描述和解決工程化的問題,比如說信息的度量可以作為研究非線性的工具,涉及了大量的推導和證明。因此在信息論的學習之前,必定涉及大量的先修知識:高等數學、概率論和隨機過程、線性代數、數字信號處理、通信原理等[2]。部分學生對這些先修課程掌握的不夠好就會影響信息論課程的學習。另外,部分先修課程在本科階段講授的內容還不足以用來理解信息論中的一些內容,例如對多變量的聯合典型序列的理解。調查顯示,上述先修知識要求是學生在學習中覺得困難的首要原因。這要求教師在先修課程的相關內容上進行基礎知識和方法的引入,例如在信道容量的計算中,可先闡述高等數學中拉格朗日乘子法求條件極值以及數值計算中,采用交替極小化的思想進行的迭代算法,由理論算法自然過渡到工程應用中去,不僅簡單明了,而且能幫助學生對多門課程進行更好的融合理解。此外,在講授未接觸過的知識之前,可以考慮從實際應用的例子出發,引導學生對原理的思考。比如在數據的壓縮傳輸中,以音頻數據為例,由多種壓縮方式所得的不同格式的效果和數據量大小引入對數據的壓縮傳輸的理論介紹,使學生自然接受新知識并激發探索的興趣。
2.2應用內容的橫向拓展從1949年仙農的《通信的數學理論》一文發表至今,信息論作為一門獨立的學科一直在不斷地發展[3],理論基礎上的應用更是層出不窮,除了經典理論的講授之外,信息論的教學應適當引入橫向知識的介紹。例如在通信編碼的安全問題討論中,可引入密碼學的方面的研究介紹,其中的許多度量性指標,如加密運算中的完全性、剩余度等指標與信息量密切相關。現今密碼學已經成為信息安全的研究主體,對信息專業的學生而言有較大的研究與應用空間。在統計理論中,從線性問題向非線性問題轉化的過程中,交互信息與傳統的相互關系數的作用可進行對比討論,此外,信息論方法在人工智能方向多種算法中有重要作用,特別對信息統計,數據挖掘等領域的發展有重要意義。又例如,人們發現仙農熵、柯爾莫各洛夫復雜度與豪斯道夫維數都是某種事物復雜性的度量,由于仙農熵、柯爾莫各洛夫與豪斯道夫位數的等價性在理論上已經得到證明,從而使信息論、計算機科學與分形理論都找到了它們的匯合點。它們在一定條件下可以相互等價轉化。由這三種度量分別產生了信息論、計算機程序復雜度與分形理論,在本質上有共同之處。它們結合后所產生的新興學科方向具有跨學科的特點,如算法信息論就是信息論與計算復雜性理論融合的新學科[4]。就信息論的發展而言,信息論是一門“大學科”,涵蓋范圍廣,涉及的專業領域多、內容多樣,無論是就業還是繼續深造,對本科生而言都有很重要的意義,通過信息論的幾個典型應用技術方向的介紹,讓學生根據不同的信息技術方向并結合自己的興趣,作進一步的努力,獲取更深更廣的知識。
3教學組織形式的改革
在對教學組織形式的研究中,筆者比較國內外“信息論”課程教學在課程設置、教學方法、課程實驗及對學生的評價標準等方面的區別,總結發現目前國內外名校在該門課程上更趨向于應用性、開放性與差異性的教學模式。參照麻省理工學院信息論開放課程[EB/OL],發現他們的理論課的時間不到總課時的1/3,其余時間用于課堂討論,小組課題研究,實驗開發與設計,他們的考核成績一般包括課堂表現(15%),習題解答(30%),期中測試(15%),期末考試(30%)和授課教師的個人評語(10%)[5]。同時結合哈佛大學“圓桌課堂”的教學方式,將課程分成多個專題,在圍繞專題進行理論基礎闡述的基礎上,讓學生圍繞專題從各個領域來舉例、討論,這樣的教學在原有理論的基礎上拓展了很大范圍,具有較強的開放性,學生學習也有了更多的自主性。此外,還加強了對課程的實驗要求,在對已有算法的驗證性實驗基礎上,引導學生進行綜合性、仿真性實驗的設計。比如對無失真和限失真信源編碼、二進制信道和高斯信道容量的計算進行實驗驗證,甚至在壓縮編碼和信息安全方面自行設計一些實驗,在學會使用Matlab、SystemView等仿真軟件的基礎上,應用VisualC、C++等程序語言進行開發性試驗,以提高學生獨立思維和動手能力。
關鍵詞:信息;科學;哲學;問題;評介
中圖分類號:B08 文獻標識碼:A 文章編號:1000-2731(2012)02-0023-05
在2010年8月召開的第四屆國際信息科學基礎大會(FIS 2010,北京)上,我很榮幸地認識了俄羅斯科學院信息科學問題研究所首席研究員,康斯坦丁?科林(KOHCTaHTl4H Koz_rm)先生。他為大會提交的英文論文的題目是“Philosophy of informationand fundamental problems of modelTl Informatics”(《信息哲學與現代信息科學的基本問題》),而這樣的研究方向正是我所感興趣的。在進一步的接觸中,我們了解到,科林先生在信息哲學和信息科學中的哲學問題的方向上已經研究了20多年,是信息哲學和社會信息科學領域的著名專家,取得了豐碩的研究成果。從科林先生的介紹中,我們還了解到,俄羅斯學者在信息哲學和信息科學中的哲學問題的方向上的理論研究已經有40多年的歷史,其中有相當一批學者都對這一研究領域十分重視,并作出了一系列開創性的成果。
另外,自上個世紀90年代以來,俄羅斯科學院和俄羅斯的一些大學還開創性地在大學生和研究生中開設了關于信息科學與哲學方向的通識課程和學位課程,其中舉辦較為成熟的課程有《信息科學中的哲學問題》和《社會信息科學》。而科林先生正是這兩門課程的積極倡導者和重要設計者。
在會議期間我們還了解到,科林先生有一本新書將以俄文和英文兩種語言同時出版,而這本新書既是一本專著,又是為配合《信息科學中的哲學問題》的研究生課程而編寫的教材。會后征得科林先生的同意,我將這本新書從俄文譯成了中文,該譯本即將由中國社會科學出版社出版。
本書是一本關于信息科學的性質、研究對象和范圍、學科地位、體系結構、領域和方法,信息科學教育,信息的科學觀和哲學觀,信息社會與人類文明的發展,以及信息科學發展的歷史、現狀和未來前景的學術專著。全書論域之寬泛、理論之深入、觀點之明確、論述之簡明,都已達到了很高的水平。如此體例和內容的學術專著尚未見到。
全書的立論是建立在作者對信息的本質及其存在范圍和普適性規律的認識的基礎之上的。
在關于信息的本質和信息的存在范圍的認識上歷來頗多爭議。科林先生堅持從世界客觀本體的層面上對信息的本質和存在范圍做出相應的規定。他寫道:“在最廣泛意義上,信息是現實世界的客觀屬性,它是物質和能量在空間和時間中分布的差異性(不對稱)的表現,這些表現存在于所有自然發生的生命界、無生命界,以及人類社會和意識活動的非平衡過程之中”(第三章第三節)。這樣的認識無疑在兩個方面是十分成功的:一是把信息看作是所有事物中普遍存在的現象,即是說,信息具有最為普遍性的存在論品格;二是用信息顯現和表征的“差異性(不對稱)”來解讀信息的本質,這就在某種程度上看到了信息存在方式和物質、能量的存在方式的區別。
但是,在這里我們還是要提請注意,僅僅用“差異性(不對稱)”來標明信息的本質,還只是看到了信息活動外在表現的方面。固然信息必須通過“差異性(不對稱)。”來顯現和規定自身,然而,這種“差異性(不對稱)”本身卻不是信息最本質層面的規定性,因為,人們完全可以把“差異性(不對稱)”看作是物質世界自身存在的一種方式、一種關系。另外,任何“差異性(不對稱)”都還必須通過信息的對應性顯現才能表征自身的存在。如此看來,信息只能是在顯現、表征的意義上才可能構成自身區別于物質世界的獨特存在方式。這樣,要真正揭示信息區別于其他存在形式的本質,還有必要從信息獨特的存在方式的層面上繼續探討。但是,無論如何,科林先生已經把對信息本質的規定設置在了客觀自然關系的尺度上,這就離我們關于信息本質真諦的認識不遠了。
科林先生的理論的更為深刻之處還在于,他基于他對信息的本質和信息存在范圍的認識,提出了一個關于世界二重化存在的理論。他寫道:“我們面對世界的現實結構具有二重化的性質,因為,這個世界同時包括兩個主要的組成部分:物理現實和理想現實。這兩個部分都是客觀存在的,并且是相互作用的,因而它們具有相互反映的特性”(第三章第二節)。由此出發,我們便可以建立一種全新的哲學本體論學說,從而打破傳統的關于世界是由物質和精神構成的二元對立的哲學觀念,這在實質上就是建立了一種全新的世界觀。
在科林先生那里,信息的科學觀和世界觀是統一的,并且,信息的世界觀是以信息的科學觀為其科學基礎和依據的。這種信息的科學觀就集中體現在科林先生對信息的性質和作用的認識之中。在科林先生看來:“信息貫穿于我們周圍世界的有組織的物質和能量的各個層次,它是物質和能量運動的首要的原因,并決定著它們在空間和時間中運動的方向”;“信息是進化的決定性因素,它決定著自然和社會進化過程的發展方向”;“信息是現實世界中的多方面的現象,它以某種特定的方式體現于自然的生命界和無生命界的各種信息環境之中,體現于信息活動過程的不同條件之中”;“可以假定,在這些一般的信息流程、現實對象,以及任何形式的過程和現象中,都體現著某些基本的信息規律”(第三章結論)。
正是基于這樣的一種科學觀和哲學觀,科林先生才確立了他關于信息科學的性質、研究對象和范圍,以及其在現代科學中的學科地位的理論。他特別強調“信息是現代科學的基本概念”,信息科學是“一門基礎科學”,并具有“跨學科性質”(第二章第一節)。他寫道:“信息現象乃是信息科學的最重要的研究對象,根據信息概念的規定以及信息活動的規律,在生物領域和無生命的自然領域,也包括人類創建的人工技術系統之中,應當有一個共同的信息活動的基礎”(第一章結論);“正是信息的基本概念,以及信息在生命和非生命的自然發展過程中所起的關鍵性作用,使信息科學推動了基礎科學發展的水平,同時也使信息科學自身發展成為一門獨立的科學知識領域”(第二章結論)。“作為基礎科學的信息科學的研究對象是信息的基本性質、自然和社會相互作用中的信息活動過程的規律,以及這些活動過程在技術、生物和社會系統中的組織方法”(第三章結論)。
由于科林先生認為信息科學具有基礎科學和跨學科的性質,所以,在論及信息科學的體系結構和領域方法時,科林先生也應用了從基礎科學到分支科學和應用科學的跨學科的系統綜合集成的方法。科林先生寫道:“信息科學研究的并不僅僅是在計算機通訊和其他技術系統中收集、存儲、處理和傳遞信息的儀器和技術方面的問題,而且還包括在自然的生命界和無生命界,以及在人類社會中存在的信息活動過程”;“把不同科學領域(物理、化學、生物學、心理學、計算機科學)的科學家們匯聚起來,對生物系統,以及無生命的自然過程中發生的信息顯示的特征進行研究乃是一件特別重要的事情。畢竟,這些研究結果可能會導致科學家們揭示出某些一般性的規律,這些規律對于不同性質的信息環境中發生的各類信息活動過程都具有解釋的有效性”(第三章結論)。
早在1990年科林先生就提出了一個信息科學的體系結構,它包括四個主要的部分:理論信息科學;技術信息科學;社會信息科學;生物信息科學。后來,他又根據俄羅斯科學院信息科學問題研究所的相關研究成果增加了一個部分――物理信息科學。科林先生認為上述的五個部分可以分為兩個層次:一個是處于上層的理論信息科學,它研究的是信息過程的一般性質和規律;另一個是處于較低層次的四個并列的部分――技術信息科學、社會信息科學、生物信息科學和物理信息科學,它們研究的是在某一特定類型的信息領域中實現的相應的信息過程(第一章第三節)。
我們有理由把這樣一個學科體系結構看作是最基本層面的結構劃分,在其之下一定還可能細分出大量的分支性和應用性學科。由此,也可以顯示當代信息科學發展的跨層次的學科群的特征。其實,由于信息已經成為構成世界的基本要素,所以,從理論上來說,所有的傳統科學學科在對其研究對象進行研究時,都不可能回避這些對象的信息特征以及其中現實發生的信息活動過程。另外,我們還應當在上述體系結構的頂端再增加一個更為一般和綜合的層次――信息哲學。畢竟,信息科學的發展已經有跡象把人類的哲學思維和科學思維重新統一起來。并且,要建構統一的信息科學理論,必須對信息的本質以及信息的一些最基本層面的規定進行綜合而統一的解釋,而這樣的一種解釋,只有在哲學的層面上才能最終實現。
正是基于這樣的認識,我才在北京1995年召開的一次關于信息科學和社會發展理論的學術研討會上提出了“科學的信息科學化”的理論,并給出了一個包含六大層次的信息科學的體系結構:信息哲學、一般信息理論、領域信息學、門類信息學、分支信息學、工程技術信息學。領域信息學又包含三大并列的學科――自然信息學、社會信息學、智能信息學,分支信息學還可以再行分化出多級分支學科。兩相比較,我們可以看出,科林先生所劃分的信息科學的體系與我所劃分的信息科學體系的一般信息理論、領域信息學的層次基本對應,而其所提出的技術信息科學則對應于我所劃分體系中的工程技術信息學的層次。
雖然,科林先生僅只給出了兩個層級的信息科學體系的劃分,但是,他的信息科學的體系卻并不具有封閉于這兩個層次的性質。因為他同樣關心和注重討論了向上的信息哲學問題的方向,以及向下的分支信息科學的方向。
在這本書中,科林先生反復強調了信息科學的歷史和哲學問題方面的重要性,并對那些只關注信息科學中的工具性和技術性問題的做法的狹隘性提出了批評。科林先生在其自擬的關于本書內容的《簡介》中明確地表示:“本書的目標是要建立信息科學的哲學和科學方法論的基本理論,并對這一理論所具有的越來越重要的跨學科的基礎科學的性質,以及其在意識形態和社會經濟中的重要作用進行討論”。
在本書“第一章”的“結論”中科林先生曾經這樣寫道:“信息科學正在實現它作為一種系統的科學知識而發揮其整合功能的作用……信息科學基礎知識的進一步發展具有重要的哲學和科學的方法論意義”;“當前,一個非常值得關注的問題是信息科學的哲學基礎的發展,這一問題是建立在對信息本質的新的哲學理論形成的基礎之上的”(第一章結論)。
從上面我們提到的科林先生關于信息的本質、信息存在范圍,以及世界的二重化存在的理論中,我們也可以清晰地看到,科林先生關于信息科學的整體認識其實是以他提出的信息哲學理念為前提的。在書中他還明確強調:已經“形成了一個新的認識世界的信息方式和信息世界觀,這一新的觀念從根本上改變了當代以物質一能量為標準模式的世界圖景、科學范式和科學研究方法”(第四章第一節)。
當然,信息哲學的研究內容并不僅限于科林先生所論及的部分,因此我們還是應當強調,信息哲學應該成為信息科學中的一個獨立的研究層次,它也應當有它自己的具體研究領域,如,信息本體論、信息認識論、信息進化論、信息價值論、信息方法論,等等。
從科林先生所揭示的信息科學的跨學科的性質出發,在科林先生所論述的信息科學體系的第二個層次的四大信息科學的研究領域之下再派生出眾多分支性和應用性的信息科學學科同樣具有合理性和必然性。這也與科林先生在書中的相關論述和所介紹和討論的相關信息科學學科的具體領域和方向的內容完全吻合。
科林先生寫道:“信息科學的跨學科的性質主要表現在,信息科學的研究方法越來越多的被應用于自然科學的各個領域:量子物理學、天文學、生物學、遺傳學、地質學、礦物學等。另外,信息科學的研究方法還越來越多的、頻繁的開始被應用于人文學科領域:經濟學、社會學、心理學和語言學。雖然,在信息科學自身的方法論研究領域,以及在信息科學的各種應用性研究領域,現在仍然有許多工作要做。”“信息科學的學科領域正在迅速擴展”(第二章結論)。
在論及信息科學的現狀及其未來發展前景的時候,科林先生具體介紹和討論了大量信息科學的分支性和應用性學科。其中主要包括:經濟信息科學、網絡信息經濟、信息政治經濟學、信息科學的腦科學、社會信息技術、社會信息理論、心理信息科學、教育信息科學、醫療信息科學、計算機圖形學、納米信息科學、量子信息科學,等。其實,就目前信息科學的發展而言,由于本書目的所限,已有的大量信息科學的分支性和應用性學科都未進入本書的視野,此外,尚有更多的信息科學的應有的學科或者是正在醞釀形成之中,或者是連一個基本的概念都還未能提出。
值得指出的是,科林先生對量子信息科學的科學和哲學意義給以了相當高的評價。他認為:正是量子信息科學的產生和發展“從根本上改變了人類科學和實踐的面貌,它使人類對物質自組織的信息問題的定性認識上升到了一個新的量子層級的水平,人們在這一水平上達到的認識乃是人們對各級自然和人工系統的性質進行認識的基本原則。”“這一基本原則的揭示不僅能夠作為科學技術發展進步的一種新突破的標志,而且還能夠作為人類文明過渡到一個新的質的發展水平的標志”(第六章第八
節)。
科林先生對量子信息科學所作的這一評價是毫不過分的。其實,無論是量子信息科學,還是納米科學,或是虛擬現實科學的領域都是最能集中體現信息科學理論的最有發展前途的前沿性領域。因為,正是這些領域的發展把信息科學的碼元、碼元序的組織結構、關系模式建構,演化程序、過程模式展示的基本科學理念和技術方法貫徹到了自然原子、分子結構的構造,以及數碼人工技術實現的層次和水平。從而以科學的名義實現了信息系統復雜綜合的世界圖景,并最終導致人類的科學觀念和科學思維方式、哲學觀念和哲學思維方式的根本性變革。
除了理論闡釋的清晰性和深刻性之外,該書的另外一個鮮明的特點就是它的實踐指向性。這一方面的特點主要體現在該書對社會信息科學,以及實施信息科學教育原則的設計之中。該書的“第四章新的現實信息與社會信息科學”“第五章信息科學與教育”,以及關于《信息科學中的哲學問題》《社會信息科學》兩門課程的教學大綱的兩個附錄,涉及的都是這方面的內容。
科林先生強調說:“全球信息社會的發展為人類生存條件的根本改變提供了新的機遇和新的挑戰,而我們的現代教育體系仍然不能適應這一發展,需要從根本上進行現代化的改造……因此,迫切需要建立發展教育的國家標準”(第五章結論)。“我們必須用信息科學提升我們各級教育系統課程教學的內容”(第三章第一節),并“把教育方式轉變到對信息科學的新原則進行學習的方向上來”(俄文版內容簡介)。有必要提出一個“十分重大的、具有前瞻性的全新教育原則:把信息科學的教學納人基礎自然科學和通識教育的具體科目”(第一章第二節)。
科林先生還進一步指出,由于信息科學的發展所導致的人類社會的全方位的變革,致使“人類現有的教育哲學的觀念將不得不在很大程度上予以改變,人們必須對信息社會的進程,以及形成的新的信息現實進行必要的反思。”“現在,必須對俄羅斯的科技人員進行系統培訓,使他們能夠對信息科學的歷史問題和哲學問題進行研究”(結束語)。“我們對作為一門基礎科學的信息科學的發展前景進行展望,就是要為進一步加強自然科學和人文科學的融合創建一個共同的框架。然而,自然科學和人文科學目前的相互割裂的狀態,不能為人們提供關于自然和社會的全面知識,因此,有必要實行全面的教育和塑造全面的人格”(第六章結論)。
正因為有了如此明確的認識,科林先生才致力于俄羅斯教育理念、教育體制、教學內容和教學方式的改革,并長期努力投入具體實踐。
科林先生和他的俄羅斯同事們以信息科學和信息社會的發展為背景,對當代教育理念和體制所進行的反思,對俄羅斯教育所進行的改革實踐,不僅是合理的、現實的,而且還是超前的。目前,在我國的教育界,相關的理論探索十分薄弱,更談不上實踐方案的制定和落實。如此看來,科林先生所代表的俄羅斯學者的相應研究和工作,一定會給我們以啟發,實在值得我們借鑒。
關鍵詞:地理信息科學;人才培養;專業建設
近年來,地方高校在地理信息科學專業人才培養中產生了一些問題,技術創新人才培養和社會服務能力較弱,無法適應新技術、新產業、新形式、新模式等新經濟蓬勃發展的特點和測繪地理信息產業的需求咱1暫。因此,在“新工科”專業建設的大背景下,文章進一步探討了地理信息科學專業的應用和技術型人才培養工作原則、建設思路、內容和要求,以期為地方高校的地理信息科學專業的應用技術型人才培養提供參考借鑒。
一、地理信息科學專業課程設置的主要問題
課程設置缺乏連貫性。地理信息科學是計算機與地理相結合的一門交叉性學科,要求學生必須在地理信息科學的課程建立中掌握地理信息的基礎理論及其實踐操作技能咱2暫。以“GIS二次開發”課程為例,當學生完成相應的課程后,相關的課程與地理信息系統二次開發之間沒有直接的聯系。專業課程的研究與學習缺乏銜接導致畢業論文設計或者作品的原型體系設計與研究開發變得捉襟見肘咱3暫,學生無法把畢業設計或者需的基礎專業技巧與論文撰寫的選題相結合。課程依賴關系考慮不足。應用型本科院校不僅需要加強大學生的知識和理論基礎,而且還應培養大學生的理論和實踐技術水平。學生自主實踐技術綜合素養的提升是一個循序漸進的發展過程,不合理的課程設置已經超出了學生認知范圍,容易引起學生對課程的厭倦。實踐教學內容過于陳舊。地理信息系統的研究與一般計算機信息系統的研究相似,理論、技術和方法的創新也將對地理信息系統的設計和研究產生深刻的影響。應用型本科院校要求學生緊跟當前的主流技術,及時更新大學生在實踐過程中所掌握的實際知識和內容,培養學生對于應用新一代技術的興趣。師資力量不足。由于近幾年來教師的流動性比較大,很難建立起一支較為穩定的人才隊伍。并且高校缺乏教師培訓、交流和深造的機制,導致年輕教師的能力提升較慢。
二、“新工科”建設背景下地理信息科學專業建設內容
為突破建設和發展“新工科”的瓶頸問題,針對南寧理工學院地理信息科學專業的現狀,“新工科”背景下的地理信息科學專業建設需要突破傳統的思維方式,以“新工科”理念為指導,創新人才培養的模式,提升人才培養的質量。專業建設的關系涉及人才培養的每一個環節咱4暫,本文主要從專業的課程體系設置、實訓制度和教學資源建設等角度進行論述。
(一)課程體系設置及優化
目前,我國對工科新課程建設的研究主要集中在宏觀方面,對專業課程體系的研究才剛起步,對基礎通識教育課程的選擇和開設還未形成統一的意見。由于我國許多應用型學校未設立地理信息科學專業,教學資源存在不足咱4暫。針對這一現狀,文章在傳統基礎課程體系的基礎上,有機融合地方特色文化以及區域自然和人文地理元素,加強遙感應用、測量及應用能力等內容。新工科背景下的課程體系框架見圖1。課程框架主要分為通識教育、學科基礎課、專業課程、集中實踐、拓展與創新五大培養模塊五個培養模塊。依據對地理科學類專業的教學質量要求以及國家標準、地理信息技術行業的發展、有關企業、高等院校的調研以及對南寧理工學院地理信息科學類專業人才培養的指導意見,進一步加強和深化教學改革,創新了人才培養的模式,提高了人才培養的質量咱5暫,優化了地理信息科學類專業的培養。課程架構采用平臺+模塊的“4+4”框架結構:通識教育平臺、學科基礎平臺、專業教育平臺、實踐教學平臺、通識教育選修模塊、學科基礎選修模塊、專業選修模塊、創新創業模塊咱6暫。緊貼不同行業的發展要求,地理信息科學專業主要劃分為土地數據處理與信息應用技術開發兩方面來對其進行專業教育培養,有利于促進學生就業并滿足學生升學深造需要。
(二)實訓制度建設
GIS工程作為一門新興的具有高度交叉性和前沿性的工程學科,GIS基礎課程的應用實踐技術教學日益受到重視,特別是針對應用型大學的應屆畢業生而言,課程的實踐教學要與學科專業、產品的不斷發展和學校應用實踐技術教學領域的先進科技相結合,在從事課程實踐技術教學的課程內容上,要求在課程相關基礎軟件的研究開發及拓展、相關學科專業基礎軟件的應用多樣化、實驗教學資料的使用多元化方面做到與時俱進。應用型人才既有別于學術類人才,也有別于由高職高專院校培養的技能類人才。學術類人才強調對理論知識和科學方面的研究,而應用類人才則強調對技術的應用。因此,GIS課程的理論和實踐教學方法不應以課堂教學為主,必須不斷開辟和創新校外實訓基地,拓寬以應用型、實習人才培養為導向的理論和實踐教學。在該時代背景下,學校采取了“3+1”頂崗實習模式,積極擴大校外實訓基地,大幅增加了學生的實習機會,拓展了學生的專業視野。
(三)加強課程資源建設
首先,要充分突出以人為本的教學目標引領,充分考慮滿足學生課內課外教學實踐的不同需求,使教學形式豐富多元、內容豐富、手段新穎。在當前現代化的課堂網絡教學環境中,課堂上的PPT、微課、MOOC、學科前沿信息連線資源鏈接、案例、拓展性知識閱讀、討論式習題練習、提問與問題解答等教材資源都已經逐步成為所有學科必備的基本知識資源,教材資源將會成為所有學科課程基礎資源的組成部分,內容豐富的教材資源不但為廣大學生學習提供了知識庫,而且還能培養學生學科綜合應用能力,做到線上線下有機結合,提高課堂教學效率。
(四)師資隊伍建設
建立定期的繼續教育師資隊伍培訓、交流及繼續教育工作機制,積極鼓勵和支持其他專業教學領域的帶頭人與教學監督委員會、學術社區組織以及高等院校之間進行學術交流。組織骨干教師到國內外著名大學訪問,或者支持優秀的青年教師繼續深造。“產學研結合”的根本實質在于建立一種校企間的緊密合作關系,做到優勢互補,相互交流其需求,相互推廣和促進,是有效保障專業教育質量,落實培養目標,發展專業性和特色,提高專業技術教師綜合素質的有效途徑。應當鼓勵更多的青年老師到企業中工作,增強其實際操作經驗。可以邀請著名的高校和大型民營企業的專家作為學校的訪問教授,不但對本科生進行教學,而且還負責引導青年老師申請科研課程項目和撰寫學術論文。也可以邀請專家學者對青年教師與大學生開展專題演講,指導教師參加該領域的學科建設。鼓勵廣大教師在課堂上堅持將教學、科研的有機結合,鼓勵科技創新。加強與全省各高校同類型教師的交流與合作,安排同類型教師交流、合作、參加國內外的會議或短期訪問,打造一支充分理解現代化社會發展需求、具備豐富的教學管理經驗、熱愛于教學事業的中小班級高層次、組合化的教學團隊,為人才成長創造良好的環境和條件。
(五)完善教師以及學生激勵機制
為激勵教師的教學工作,學校可以對優秀教師進行口頭表揚、光榮榜表彰以及設置教學成果獎等方式,作為教師職稱晉升的加分項。對學習成績好學生、獲取國家或者省級各類獎學金的學生、通過國家某些高難度考試的學生、被錄取為研究生的學生、實習階段即獲單位正式錄用且工資達到納稅水平的學生,都應該在學校張榜表彰,以激勵其他學生。
三、結語
2021年,南寧理工學院開始制定新的地理信息科學專業人才培養計劃,并將根據畢業生所在企業、事業單位的反饋情況不斷修訂。對通識教育、學科基礎課、專業課和集中實踐課的內容安排上進行了優化,鞏固了學生的基礎理論知識,促進了理論和實踐的有機融合,提升了學生在GIS領域的綜合競爭能力。
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[5]逯躍鋒.“地理信息+”與“新工科”背景下GIS專業實踐教學課程設置的研究與實踐[J].智庫時代,2018(47):191-192.
地理信息產業發展從20世紀90年代初期進入起步階段。隨著社會進步,地理信息產業不斷發展,我國地理信息產業面對國際金融危機的沖擊仍然保持了強勁的發展勢頭,“十一五”期間增幅超過300%,2011年產業總產值突破1500億元,從業人員約80萬人,從業機構超過2萬家。國家測繪地理信息局推進地理信息產業的目標是到2015年年總產值超過3000億元,到2020年年總產值達到10000億元。1998年教育部頒布了我國新的《普通高校本科專業目錄》,其中對高校本科專業行了調整,專業由原來的504個調整為294個,教育部特別增設了地理信息系統專業,這一點說明地理信息產業的特殊優勢和生命力。2012年普通高等學校本科專業目錄再次調整,將地理信息系統專業改名為地理信息科學專業。經各種資料的統計表明,2000年有37所院校設立了GIS專業,2003年有93個高校開設了GIS專業,2007年全國共有161所高校設置GIS專業,2012年全國共有168所高校設置地理信息科學專業[1-2]。從而促進地理信息產業不斷發展壯大。
2地理信息科學專業發展面臨的問題與分析
2.1教師專業素養迫切需要提高
目前狀況是一些院校現有的地理信息科學專業教師是從相關學科轉入地理信息科學專業的,大多數是從學校畢業又走入學校,并沒有機會從事實際地理信息系統研究、開發和應用的經驗[3]。而地理信息科學技術本身發展又很迅速,這使得一些教師很難勝任所承擔的核心課程與專業課程教學任務。
2.2教材建設與培養目標脫節
由于軟件的更新速度飛快,相應的實驗教材很難跟上。據此有些人提出了要大膽嘗試采用電子教材,某些部門或是軟件出品單位不要只是將精力放在軟件使用幫助上,也應當隨之出品入門級或更高檔次的電子實驗教材,彌補實驗教材陳舊落后更新慢的問題。理論教材內容更新滯后非常明顯,與各人才培養層次與方向脫節,沒有針對各個培養層次和方向的統一化、系統化的教材的建設[4]。
2.3課程體系及教學內容與社會需要脫節
各高校開辦地理信息科學專業時,主要是依托已有相關專業構建課程體系,無論是學科基礎課程,還是專業核心課程的設置,皆與地理信息系統專業培養目標及社會需求脫節[5]。大多是根據本校的師資和學生的素質來設置相應的課程。還有因師資不足,涉及地理信息新理論、新技術、新方法的課程不能開設,學生空間分析、地理信息系統技術二次開發與應用的能力上得不到鍛煉,在工作中暴露出地理信息系統應用能力差的缺陷,直接影響到該學校地理信息科學專業人才培養的聲譽[6]。
2.4專業目錄名稱與本學科內涵不相適應
隨著形勢的發展,逐漸暴露出一些問題。從地理信息科學專業分層次的培養來看,名稱上存在不相稱,一些專家建議,對于理科院校或從地理科學為基礎發展起來的,完全可以稱為地理信息科學專業,但對于工科院校或從測繪等方向發展起來的,可以改稱為地理信息工程專業。筆者認為經過多年的磨合共融發展,也可能在將來二者會統一于新的名稱。
2.5資金投放不足
目前,高校地理信息科學專業建設與人才培養,同樣受到發展速度與投入增量不同步的影響,專業建設經費不足,儀器設備陳舊且不配套。特別是在一般本科類院校,在追求規模發展過程中,因資金不足與基礎設施建設需要,對教學儀器設備與運行保障經費采取緊縮政策[7]。
2.6全國地理信息科學專業的發展沒有一個統一的教育培養評價體系
對于這個專業培養的人才沒有相應評價體系。尤其針對一般本院校來說,不論是以測繪為基礎發展起來的,還是以地理科學為依托發展起來的地理信息科學專業,都沒有真正融入到全國地理信息科學專業的大圈子里。要真正服務社會,不應靠少數頂級院校的科學進展,更多是發揮好全國各地的地理信息科學專業的教育資源,讓地理信息科學的大眾化教育與培養復合型人才可以落到實處,從而彰顯地理視角。
3建議與發展策略
3.1地理信息科學教育應遵循應用科學的教育理念
這個專業無論是從測繪工科院校發展起來的還是從以地理學空間分析應用為主的理科發展起來的,大家都會認為本專業是理論實踐相結合的學科。從現在本科生、研究生的招生就業情況來分析,本科階段是扎實掌握基本理論的重要時期,研究生階段可注重與實踐相結合。大學本科階段要遵循教育的基本理念,而不是一味地追尋市場,更不能成為步入社會的培訓場所。大學本科教育是思想和認知善惡發育成型的階段,讓學生有能力去追求知識與真理,這是大學本科的教學核心。只有這樣才能在以后的工作中具有更強的創新能力。
3.2培養空間思維的教學模式不能變
空間思維能力不只是讓人知道東西南北,更多是分析和解決問題的空間維度。從另一個角度來看,地理信息科學的普及也是對全民空間思維能力的培養,比如ESRI在美國會對小孩子進行免費的地理知識講解,使他們從小就能接觸到地理空間的概念,啟發了他們的空間想象力。
3.3人才培養上要在權威機構中劃分出層次
從地理信息產業發展來看,地理信息科學學位教育應強化技能培訓,這部分人才培養就落在一些以測繪為基礎的工科院校發展起來的地理信息科學專業的培養上,突出地理信息科學技術的開發與應用。而另一類別是以地理學為基礎發展起來的院校專業上應突出地學方面的應用。總之地理信息科學人才的培養既需要有能夠創新思路的人才,也要培養具有扎實知識的技能型人才,這樣才能共同推動地理信息科學和地理信息產業可持續發展。
3.4通過任教資格考試、技術水平認證來規范地理信息從業人員的水平
國家應有相應的政策法規來管理地理信息產業。規定必須要有相當水平的從業人員才能承接各種項目。原因就是地理信息產業的相關行業關系人類社會正常發展,如果政策法規跟不上,那么將會一片混亂。3.5為一線地理信息科學教育工作者申請教學或科研項目建立一種運行模式與保障機制筆者認為可以從政府層面上建立一種運行模式,保障地理信息科學教育工作者真正地申請到地理信息科學項目,如教育部科技司、國家測繪地理信息局、國家發改委高技術產業司等等或是中國測繪地理信息學會、中國地理信息產業協會等各級協會都可以組織建立保障機制并實施這種運行模式。
3.6分層次規范地理信息科學專業的課程體系
1.1師資力量不足
因為電子信息科學與技術專業尚處于建設階段,各高校的師資力量顯得嚴重不足,部分高校甚至沒有具有電子信息科學與技術專業知識的老師,故而使用相關專業的老師來代課,這種現象對于電子信息科學與技術專業的建設與發展是極為不利的。另外,部分學校聘用的電子信息科學與技術專業的新教師多數都為剛畢業的研究生,教學經驗嚴重不足,而且學校在的師資隊伍結構上也存在著一些不合理的地方,使得高校電子信息科學與技術專業教學工作發展緩慢。
1.2實踐力度不夠
就電子信息科學與技術專業本身的特色而言,必須要重視實踐教學。很多高校在開設這門學科時,也意識到實踐教學的重要性,故而安排了足夠的實踐時間。但是所安排的實踐教學內容卻顯得過于單一,很多內容都是驗證性試驗,學生只需要按照既定的程序進行一些簡單的操作就可完成試驗項目,這種實踐教學內容無法提升學生的自主創新能力,對學生的知識增長是極為不利的。另外,未建設起校外實習基地,致使學生沒有參加校外實習的機會,這也會制約學生實踐能力的提升。
2如何促進電子信息科學與技術專業的建設及發展
2.1改革專業口徑,突出專業特色
專業口徑太寬,無法突出專業特色是當前電子信息科學與技術專業面臨的主要問題之一。針對這個問題,高校在該專業今后建設及發展中,必須要加強專業方向的課程建設,突出電子信息科學與技術專業的特色。首先,學校必須要對本專業學生的學習情況進行全面的分析和研究,著重對一些具有本專業特色的重點教學內容以及難點教學內容進行改進。國家教育部門已經明確指出電子信息科學與技術專業必須要重視計算機、電磁波以及信號、信息、電路與系統這四個方面專業知識的教育。其次,根據社會對電子信息科學與技術專業人才的具體需求,改革當前的教學內容和教學方式。
2.2提升師資力量,調整教師隊伍
對于任何教學工作而言,學校都必須要配備足夠的師資力量才能保證教學工作的順利進行。而針對當前電子信息科學與技術專業中師資力量不足以及教師隊伍結構不合理的問題,高校在今后本專業的建設及發展中,必須要提升師資力量,調整教師隊伍的結構。首先,作為電子信息科學與技術專業的教師,其自身必須要具備深厚的專業基礎,而且要有積極的上進心,必須要不斷的學習,不斷提升自身的專業教學能力;其次,學校要加強對該專業教師的招聘和培養工作,從社會上招聘優秀的專業老師,對內部現有的教師進行強化培訓,提高教師對本學科知識的了解和認識,以此提升其教學能力;最后,要針對當前教師隊伍結構中不合理的地方進行調整,充分發揮各個教師的潛能。
2.3加強校企合作,增設社團活動
學校應該加強與社會企業的聯系與合作,建立校外實習基地,將學生派往企業進行實地學習,進而豐富學生的實踐經驗,拓寬學生的視野,幫助其了解行業動態,強化其對電子信息科學與技術專業的認識。同時,學校要鼓勵電子信息科學與技術專業的學生積極參與與其專業相關的各種競賽活動、社團活動、科技創作活動等,一方面可以加強學生之間的交流;另一方面還可以提升學生的實踐能力,另外還可以培養學生的團隊合作意識,這對學生以后的發展有著極大的好處。
3結語
光信息之當代生活
21世紀是信息化的時代,也是光學的時代,光所傳遞的信息無處不在,那么什么是光信息呢?你在使用雙筒望遠鏡看演唱會的時候,你在用數碼相機拍攝照片的時候,你在用DVD機看電影的時候,你就已經在不知不覺中和光信息打交道了。讓我們看一下DVD機是如何播放視頻的吧。當你按下DVD機上的“播放”鍵時,激光器發出的激光被聚焦到光盤上。光盤上有許多微小的凹槽,存儲著各種信息。光盤一轉動,凹槽就會反射激光,凹槽的深淺改變了光探測器檢測到的信號大小,這些信號被轉換成電信號后,通過DVD機送到喇叭或耳機、顯示器或電視屏幕中,你就聽到了美妙音樂,看見了豐富多彩的畫面。不要小看這個過程啊,其實它已經包含了“光信息科學與技術”的各個方面:有光的產生——激光器,有光信息的存儲——光盤,有光信息的傳輸——透鏡系統,有光信息的檢測——光傳感器,有光信息的處理——光電轉換,還有光信息的顯示——液晶屏幕。
光信息之前沿科技
光信息科學與技術的研究與發展不僅影響目前老百姓的生活,也影響著未來社會的進步與創新。該學科在高科技領域中也發揮著重要的作用,例如機器人視覺系統。
最近幾十年,隨著人工智能等學科的發展,機器人的研制也不斷取得新的突破,如今的機器人,只要你編好程序,它幾乎無所不能。但是在機器人視覺的研制上,人們卻碰到了瓶頸——你要想讓機器人舉起成百上千斤的重物或許并不難,但是要想讓一個鋼鐵零件組合起來的“機器”像人一樣看到這個世界,并對眼前發生的事情做出反應,談何容易?
在國外,曾有公司花費十年時間秘密研制出一個機器人,這個機器人身上背著電腦等儀器,靠著它們,機器人能在公司大堂里隨意行走,而不會碰到桌椅和盆栽,甚至可以自由地上下樓梯。在國內,上海某大學研制的機器人,則可以通過拍攝前方照片,返回到機器人本身的方式,讓機器人對路線做出判斷。如果這樣的技術成熟,便可以使機器人在一條彎曲無規則的道路上行進自如,這也是未來發展無人駕駛汽車的一個前奏。
光信息之課堂內外
1(略)
2基于ArcGIS的實現本文基于上述制圖思路,以ArcGIS9.3為技術平臺,以繪制西準噶爾地區地質圖(1∶1000000)為例來具體說明如何實現。
2.1空間數據獲取西準噶爾地區位于西伯利亞板塊與準噶爾板塊的碰撞帶,屬于古生代殘余洋盆的后碰撞花崗巖類[6]。確定該區的范圍,掃描其紙質地質底圖和地理底圖,在ArcCatalog中建立空間數據庫,將底圖配準后通過ArcScan自動矢量化或者手工矢量化,得到該區的地質、地理底圖的矢量數據。經過拓撲檢查后以點、線、面的形式存儲(圖略)。
2.2屬性數據關聯空間數據庫中的每個要素類都有各自的描述,主要通過要素類名稱、空間數據類型(點、線、面)、數據類型、數據存儲長度、約束條件、數據項描述等進行描述與定義(表略),為數據加載做準備[7]。屬性數據以傳統數據庫方式存貯和管理,并通過公共字段與各要素進行關聯,使點、線、面不再僅僅是傳統意義上的圖元單位,而具有地質特征描述內容[8]
2.3圖例制作圖例是地圖的語言體系[9],集中體現了制圖者對客觀事物本質的認識,以及對這種本質的分類思想和分類體系。在以往的圖例繪制中,人們只關注規范化表達。傳統紙質圖時代的圖例采用人工手繪來實現,由于人的主觀判斷和繪圖工具的誤差,會導致線條粗細不勻、符號大小不一,無法完全實現圖例的規范化表達[10]。同時,作為傳統地質圖整飾內容的一部分,圖例是一種機械的“排列”,與圖件主體部分并沒有有機的聯系,僅是單純的視覺表達,實現了認知表達中的符號層,而概念層仍然隱式地停留在人的大腦中。Fishnet是ArcGIS平臺下的一種空間分析工具,相當于圖形化的Excel。它可以自由定義的基本單元格的大小,并對其賦予屬性。利用Fishnet制作圖例,不僅可以實現符號的標準化表達,更重要的是,它是在數據庫中管理符號和數據,可以隨時修改或查詢[11]。
2.4STYLE匹配將Fishnet中的圖例存儲為Style,或者將整個要素調用Savetolayers命令存成Layer。調用Proper-ties中的MatchtoSymbolsinastyle,用Layer與圖件主體中要素的相同字段進行匹配,或者用Style直接進行匹配,實現圖件的自動符號化。在匹配時,如果按照一對一的方式進行,會產生很大的工作量。比如,不同時代的侵入巖很多,若采用一對一匹配,那每個時代(設有M個)的每一種侵入巖(設有N個)都要有相應的符號(CMN)。但是如果采用多字段來描述同一個地質體,采用多對一的方式,只需要制作時代的符號和侵入巖的符號(M+N)。在制作圖面內容較多的地質圖時,這一方法將會大大提高效率,而且對于數據的分類尤為便捷(圖略)
2.5整飾成圖在layout視圖下,調整圖面大小、位置,添加圖名、比例尺、指北針、經緯網、責任欄等整飾要素。圖例可以以圖片形式添加,或者以數據窗口的形式添加。
3基于地理信息科學制圖的優勢
從地理信息科學的視角出發,地理信息系統就成為地理信息科學應用的一個環節[2],這就使制圖不僅具有所有數字制圖的優勢,如方便攜帶、易修改、易復制、易整飾,存在嚴格的拓撲關系,不受比例尺的限制,具有良好的現勢性及動態性[12],更能體現以信息科學為基礎的優勢,使圖元單位與地質實體之間建立起有機聯系,使隱式存在于人腦中的語義顯式地表達出來,實現信息的查詢、新圖件的生成、空間數據分析等優勢。
3.1信息查詢傳統紙質圖和數字制圖只是對紙質地質圖的數字復制,不具有信息查詢的功能。比如,若想了解西準噶爾地區泥盆紀地層分布情況,在傳統圖件中,你只能通過讀圖例在圖上圈出泥盆紀的地層。不僅費時,而且導致圖面內容更加復雜,極易出錯。基于信息科學制圖是運用數據庫儲存數據,圖面與數據關聯,因此信息查詢很容易實現:打開屬性數據表,在查找中輸入“D*”(其中*代表D的任一組),在屬性數據表中屬于D的所有地層就會被選擇出來。相應地,在圖上所有泥盆系的地層也會特別標識,這樣西準噶爾地區泥盆系的地層分布就一目了然。如果需要查詢泥盆紀侵入巖分布,則將相關字段相加再進行查詢。
3.2圖件派生在傳統紙質圖和數字制圖中,圖面一旦固定,再做任何修改或派生圖件都是一件費時費力的事情,相當于重新制作。但基于信息科學思想成圖不是一幅圖件的終結,而是生成新的圖件的渠道[13]。比如要制作西準噶爾地區侵入巖分布圖。在西準噶爾地區地質圖的基礎上,通過查詢“巖性大類”挑選出該區侵入巖數據,導出選擇的侵入巖圖層,或者在原圖上刪掉其他不相關數據或讓其他數據不顯示,調整圖面大小、圖名、圖例、比例尺等整飾要素,一幅新的派生圖件就完成了。
3.3空間數據分析所有的空間分析都是基于數據而不是基于圖形。在這方面,基于信息科學成圖具有別的制圖方式不可比擬的優勢。在這種成圖方式中,每一個點、線、面都是具有實際地質意義的單元。在進行點的密度(如礦床的密度分析[14])、線的緩沖(斷層對特定礦種的影響范圍[15])、面的選擇(礦床模型對成礦有利地層的選擇)時,依托ArcGIS平臺都能夠迅速實現。這些依托數據的空間分析目前正在探索應用之中。
本文以這3種核心實踐課程為例來探討實習報告的撰寫規范。首先,實習報告的封面應指明如下信息:實踐課程名稱、學校、學院、專業、班級、學號、姓名、指導教師和提交日期等。其次,實習報告的提綱應涵蓋以下內容:實習名稱、實習目的、實習時間、實習內容和實結等。1)實習名稱,用于概要描述實習內容,字數不宜過多,以20字以內為宜,可作為標題放在實習報告的最上方,也可以作為實習報告的正文放在最前面。2)實習目的,一般言簡意賅,直入主題。例如,GIS軟件操作的實習目的在于熟悉某GIS軟件的某些功能操作,實現指定應用目標,掌握課堂教學的相關知識點;GIS軟件研發的實習目的在于熟悉某編程語言、某GIS軟件基礎開發平臺,掌握GIS軟件工程設計與實現思路;地圖設計與編繪的實習目的在于精通制圖軟件的相關操作,掌握不同類型的普通地圖和專題地圖的設計與編繪技巧。3)實習時間,包括完成實習內容的起始時間。另外,還可以在這一部分增加時間進度安排,用于進一步規劃實踐過程每一個關鍵步驟的完成時間節點。4)實習內容,是整個實習報告中最重要的部分,是對實踐過程的完整反映,需詳細闡述實驗環境、實驗任務、實驗步驟、實驗結果等方面的內容。實驗環境是指實踐過程中涉及的各種軟、硬件環境。除了實踐課程所用的計算機硬件設施、操作系統,GIS軟件操作的實驗環境還包括各種GIS軟件、數據庫軟件等。GIS軟件研發的實驗環境還包括編程語言、編譯環境、二次開發平臺、數據庫軟件等,地圖設計與編繪的實驗環境還包括各種圖形圖像處理軟件、GIS制圖軟件等。實驗任務是實習目的的具體化,通常通過完成某一個或多個實驗任務來達到實習目的。例如,某地區地塊拓撲關系的建立可以作為GIS軟件操作的一個實驗任務;某校園地理信息系統的實現可以作為GIS軟件研發的一個實驗任務;某地區人口結構分布圖的制作可作為地圖設計與編繪的一個實驗任務。實驗任務篇幅不宜過長,可略多于實習目的,通常用一小段文字進行描述。實驗步驟是指完成實驗任務的每一步操作、流程、思路等,應結合技術路線進行說明。從以往學生提交的實習報告中可以看出,在實驗步驟的闡述中,一部分學生容易產生誤區,如在GIS軟件操作的實驗步驟中大量插圖,缺乏文字描述;在GIS軟件研發的實驗步驟中大量粘貼代碼;在地圖設計與編繪的實驗步驟中僅指出圖例設計與圖面配置的結果。實驗步驟的撰寫應把握好度,既不能顧此失彼,也不能面面俱到。GIS軟件操作的實驗步驟應圖文并茂,不必每一個參數的設置都配圖,但需用文字進行說明,插圖以關鍵步驟的實現效果圖為宜,并輔以相應的文字表述。GIS軟件研發的實驗步驟應結合流程圖展開,并輔以關鍵算法的代碼。地圖設計與編繪的實驗步驟中,對于普通地圖而言,應先指明地圖符號設計和地圖注記配置遵循的國家標準、地圖綜合選取和概況的方法與依據,再插入各種地圖符號的設計效果圖、地圖注記的配置效果圖、地圖綜合前后的對比圖等;對專題地圖而言,應先分析和比較現有專題資料,再統計分析各種專題數據,接著選擇各種專題內容的表示方法,最后以各專題內容的表達效果作為插圖。實驗結果是指通過以上實驗步驟,完成實驗任務之后所得結論或取得的總體實驗效果,一般以插圖或插圖加簡要文字說明為主。GIS軟件操作的實驗結果可以是數據編輯處理之后的效果圖、執行空間查詢分析之后的效果圖、二三維數據可視化表達效果圖等;GIS軟件研發的實驗結果可以是系統運行界面、系統各功能操作效果圖、算法執行后的效果圖等;地圖設計與編繪的實驗結果可以是一幅完成數字化或地圖綜合后的普通地圖,也可以是一幅完整的專題地圖。5)實結,是對實踐課程的整體回顧,是實習內容的進一步凝練與升華,能夠體現學生在實踐過程中是否進行了獨立的思考。實結的內容包括實踐過程的總述、遇到的問題及其解決方法、實踐課程的收獲與心得、實踐過程中存在的不足、將來有待進一步學習和改進的地方以及對未來從事相關實踐活動的展望等。由于實習內容難免和現實生活之間存在一定差距,照本宣科的機械式實踐課程學習固然有助于鞏固課堂教學所學知識點,但不利于培養學生的創新性思維能力,也不利于提高學生利用所學GIS知識解決復雜實際問題的能力。因此,應鼓勵學生在完成實習任務的同時,充分進行外延拓展性思考,并將思考的內容記錄在實結中,與指導教師進行交流,在課外進行實驗驗證,如GIS軟件操作中的緩沖分析拓展綜合應用;GIS軟件研發中最短路徑算法的改進與優化;地圖設計與編繪中的自動綜合、注記自動配置等。這既符合國家對高校提出的培養創新性人才的要求,又能真正讓學生發揮專業特長,將所學的GIS知識靈活應用到日常生活中,還能為今后的各種創新性活動提供思路。最后,實習報告的圖文格式方面應嚴格遵循科研要求,以養成良好的科技行文習慣。
2實習報告評分標準
實踐課程的考核應包含2個方面:一是隨堂考核,主要檢查學生實習結果的質量;二是實習報告的考核。通過上述分析,本文認為實習報告的考核在實踐課程考核中應占60%~70%的權重。對于實習報告而言,主要從4個方面進行考核:實習報告的組成部分是否齊全,如是否包含實習名稱、實習目的、實習時間、實習內容、實結等;實習內容闡述是否清晰,如是否詳細闡述了實驗環境、實驗任務、實驗步驟、實驗結果等;外延拓展性思考的深度與廣度;圖文是否規范等,考核因子及權重如表1所示。
3結語