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地理国情监测专业的开放式创新教学体系

测绘科学2018-03-22 06:24:07


摘 要

针对地理国情监测是国家测绘地理信息转型升级的重大战略,需要大批跨学科门类、跨学科专业、开放型创新人才的现状。该文面向地理国情监测专业特色和人才培养目标,从教学内容、教学组织、教学资源和教学手段等方面提出了开放式创新教学体系,以开源软件教学为例,对地理国情监测专业课程开放式教学资源和教学手段进行了案例设计,表明该文提出的地理国情监测专业开放教学体系具有操作性和适用性。


引用格式

胡庆武,王玥,艾明耀,等.地理国情监测专业的开放式创新教学体系[J].测绘科学,2016,41 (10):187-190.


正文

地理国情监测是国家测绘地理信息事业发展的战略方向,创新驱动是保障发展战略方向的重要举措。创新的一个显著特征就是开放,开放才能拓新,需要开放思维的人才队伍和开放的平台来支撑。地理国情监测重大战略的创新驱动,也需要大批具有开放思维的创新人才队伍来推动。面向国家国情监测战略发展需要,培养具备跨学科门类、跨学科专业、开放型的创新人才是地理国情监测特色专业建设目标, 也是测绘遥感学科拓宽口径、加强交叉发展的需要。当前,全国仅有武汉大学遥感信息工程学院在2012年开设地理国情监测专业,系统培养地理国情监测专业人才队伍, 培养规模远远适应不了地理国情监测事业的发展需求。开门办专业,以开放模式培养不同层次、不同类型和具有开放思维的地理国情监测系列人才十分紧迫。地理国情监测创新人才需要对专业基础理论“知其然,知其所以然”,在教学内容、教学资源和教学手段上,更需要以开放的思维, 建立一个开放的地理国情监测专业教学平台, 让地理国情监测项目任务承担单位、科研机构和相关专业教学单位参与到地理国情监测专业创新人才的培养过程中, 更好、更快、更精准地培养地理国情监测创新人才。

本文面向地理国情监测专业特色和人才培养目标,从教学内容、教学组织、教学资源和教学手段等方面提出了开放式创新教学体系, 以开源软件教学为例,对地理国情监测专业课程教学资源和教学手段进行了案例设计。

1 地理国情监测专业特点

地理国情监测是测绘遥感地理信息行业的一项新任务,作为人才培养基石的地理国情监测专业,需要探索全新的教学体系和人才培养模式。地理国情监测任务和多学科交叉,尤其是人文社会学科的交叉,给地理国情监测专业提出了更高的要求。厘清地理国情监测专业的特点, 对于地理国情监测专业课程体系建设至关重要。地理国情监测专业特点主要体现在以下3个方面:

1)学科交叉的新专业。地理国情监测需要跳出测绘地理信息行业, 面向国民经济社会发展提供及时准确的地理国情信息, 与地理、人文、社会和经济等学科交叉明显。负责专业技术人才培养的地理国情监测专业, 也需要适应使命要求,培养实实在在的跨学科人才, 其专业教学不能只在测绘遥感地理信息工程专业相关课程上修修补补和简单整合延伸, 必须有开放的课程体系以支撑学科融合。

2)宽口径的教学内容。地理国情监测专业主要面向测绘、国土、环境、农业、林业、地震、水利、交通、海洋、地质矿产、气象、公共卫生、国防等领域培养具备地理国情监测基础理论、方法和技术的行业地理监测人才, 就业领域较宽,专业领域知识对所从事的监测活动十分重要, 但又不可能全部纳入到教学体系, 需要设计宽口径的开放式教学内容,以满足人才培养要求。

3)日新月异的技术方法。地理国情监测涉及对地观测数据获取、时空数据处理与建库、时空分析、统计建模、可视化服务和决策支持等众多技术,各种技术方法和技术手段日新月异,直接带来地理监测效率的变革, 也对地理国情监测专业实践教学带来挑战, 包括教学软件、教学组织和教师知识结构等。

总之, 地理国情监测是一个不断发展变化、不断摸索前进的交叉学科, 但并不是大杂烩, 且学时有限,必须紧扣地理国情监测事业需求, 抓住专业特点开设专业课程, 有主有次, 充分发挥几十年来测绘遥感地理信息工程专业人才培养资源和模式的优势,培养学生达到既定的专业技术水平,同时要以开放的思维和举措立足测绘又高于测绘办专业, 打造开放式教学平台, 兼收并蓄开展学科与行业交叉, 把国家行业主管部门、任务承担企事业单位和科研机构、高等院校等各个方面资源用好用足, 为地理国情监测创新驱动培养高水平人才。

2 地理国情监测专业开放教学体系

地理国情监测专业特点和人才培养要求决定了其教学体系必须是开放的。以开放来弥补新专业在教学内容、教学组织、教学资源和教学方法等方面的不足。同时, 开放式教学体系也具备自我完善机制,以开放式的教学体系构建开放式地理国情监测教学平台, 支撑地理国情监测新专业持续建设。本文提出以教学内容、教学组织、教学资源和教学方法等方面的多形式、多层次开放为建设目标的教学体系。

1)开放的教学内容设置要以测绘遥感信息工程专业课程内容为基础, 充分利用高校相关行业专业资源优势,引入学校内部院系行业领域课程和人文社会精品课程, 以院系互开课的方式整合资源,对外则可以利用测绘地理信息行业企事业单位和科研机构的工程技术资源, 开设地理国情监测技术规程规范课程和新技术讲座。

2)课程组织形式上不拘泥于课堂教学, 以地理国情监测专业基础课程为核心, 广泛开展名家讲座、技术规范集中培训、外聘专家专项培训、行业单位实践等活动, 积极探索面向专题或重点目标地理国情监测的野外科学考察, 走出课堂,在实践中学真知。

3)打造开放的教学资源平台。教学资源的优势聚集是地理国情监测专业人才培养的关键, 一方面是教师资源,建立动态的地理国情监测专业教师队伍,发挥地理国情监测第一线科研人才的优势,如在遥感智能解译和变化监测方面, 要把博士(后)教学助手资源用好,弥补当前相关教材与技术发展前沿不相适应的不足; 另一方面要把测绘遥感地理信息工程专业的教学资源用足, 在行业领域课程上, 以引进精品教材和课程为主,并与相关行业专业共享软件资源, 以克服当前专业建设投入经费制肘。

4)开放的教学方法手段。鼓励地理国情监测。专业教学方法的创新, 广泛建立单位综合实践基地,推动单位综合实践教学和卓越工程师培养工程;将开源软件引入到地理国情监测专业基础理论、算法原理和设计实践的教学中, 以开源软件提供的基础理论算法的开放源代码和平台帮助学生深入了解理论算法细节和技术方法实现, 建立地理国情监测开放式创新教学体系和平台, 让学生不仅会使用软件开展地理国情监测工作, 而且知道如何深入细节改进算法, 创新开发新软件,实现从卓越工程师到宽口径创新型人才的提升。

3 基于开源软件的地理国情监测课程设计

开源技术作为测绘遥感方法、地理信息技术和地理国情监测研究的新热点, 其趋势必将是集开放、集成、标准和互操作为一体。开源软件免费、开放和大众创新优势使其成为独特的创新性发源地,是构建地理国情监测专业开放教学体系中重要的一环, 对于改变重操作、轻理论创新的填鸭式人才培养模式, 打造开放式地理国情监测创新人才培养平台十分关键。本文以开源测绘遥感处理、地理信息服务应用和空间统计分析软件为基础,围绕地理国情监测专业开放教学体系的建设,选取地理国情数据的获取处理与建库、统计分析建模和可视化服务3 个重要课程知识点,设计基于开源软件的地理国情监测课程开放教学体系。地理国情监测的全过程涉及的专业课程,都有相应的开源软件提供课程中主要原理、方法和技术的源代码库, 为学生开展地理国情监测基础理论算法和技术方法创新提供支撑。

利用开源软件开放源代码和免费的优势, 构建起课程教学和学生学习的开放创新平台。以作者讲授的《地理调查方法与编码》课程为例, 以开源软件OSSIM 和GeoDa为支撑,实现了以武汉大学校园地理环境调查、编码与分析实践教学创新。采用开源软件进行《地理调查方法与编码》课程实践教学, 学生能够很好地掌握地理监测网格划分、地表覆盖解译、外业调绘核查、调查成果地理统计分析、可视化专题制图等知识点,在开源软件提供的程序和源代码支持下,学生可以继续深入学习相关的理论和方法, 并可以对不合适的工具模块、算法进行修改完善。可见,用开源软件可以很好地开展开放式的地理国情监测教学活动,培养创新型地理国情监测专业人才。

4 结束语

地理国情监测专业涵盖工程科学、地理科学、数理统计和人文社科等多学科交叉领域, 以及新专业面临教学内容过多、教学资源不够的挑战。同时,核心专业技术涉及测绘遥感、空间地理信息、统计分析、计算机图形可视化、互联网等多个工程技术专业, 教学的实践性和操作性很强。专业建设需要多方整合资源, 建立开放的地理国情监测教学体系,使快速的专业发展和当下的专业人才培养良性循环。本文提出了地理国情监测专业开放教学的思路, 对开放课程教学体系进行了设计,以开源软件为手段, 对地理国情专业课程开放式实践教学方法进行探讨, 结果表明, 开放式教学能够很好地发挥学生的创新能力, 对于培养大批具有全球开放视野的地理国情监测人才具有重要意义。作为一个全新的专业, 其教学内容、方法和人才培养模式尚在不断探索中, 需要进一步研究并设计合理科学的教学模式评估和风险防范措施。


          2016年第10期

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