GIS专业研究型教学的改革与实践

2013-03-26闫志刚孙亚琴

地理空间信息 2013年1期

闫志刚，孙亚琴

（1.中国矿业大学环测学院，江苏徐州 221116）

新世纪以来，与GIS相关的科学技术日新月异，专业知识更新加快，转变教育观念、培养科研创新型人才已成为GIS专业建设的重要任务[1]。GIS专业必须主动适应社会发展的需要，积极进行教学改革，更新教学思路和教学方法，加强学生的科研训练，开展科研型教学，以使学生最大限度地发挥学习潜力，锻炼科研创新能力[2]。多年来，我们积极进行教学改革与实践，在研究型教学方面进行了有益的探索[3]。

1 研究型教学的意义与作用

1）有利于提高课堂教学质量。传统教学是强化监管、说教、命令式的教育，学生的主体性、能动性被压抑，潜能得不到充分发挥；而研究型教学强调师生交互，共同完成教学活动，使学生的主体性在教学过程中得到充分体现。

在课程中实施研究型教学，教师不再作为知识的权威将预先组织的知识系统传递给学生，而是与学生共同展开探究知识的过程，学生成了主体，可根据课题需要。自主进行调研与实施，师生的角色发生了变化。教师为有效指导学生，需要紧跟学生的思路，适时地给以帮助。这样，课堂气氛活跃，增进了师生互动，切实提高了教学质量[4]。

2）有利于提高学生的综合素质。研究型教学倡导自主学习、探究学习和实践操作，这有助于学生应用知识、培养能力，为学生提供了更多的探索机会。从提出问题、设计方案到探索研究、解决问题都由学生自主钻研，在研究开发过程中，学生的聪明才智得以充分发挥，潜能得到释放。同时，以小组为单位开展的课题研究也有利于培养学生的合作意识和团队精神。相对于通常课程，研究型课程在促进知识的综合化、提高人的主体性、探究能力和创造能力，以及人际交往能力，增强责任感以及促进理论与实践的结合、促进学生非智力因素的和谐发展等方面具有不可比拟的优势。

3）有利于培养创新人才。传统的人才培养模式强调“灌输”、“识记”，对学生能力的培养并不重视。研究型课程可以避免“填鸭式”的传统教育模式，将课堂置于现实的科研环境中，让学生通过课题研究，应用所学理论解决实际问题，逐步养成主动探究的态度，以适应知识经济时代对人才素质的需求。可以说，研究型教学有利于建立一种从内容到实践都具有开放性的人才培养模式，有助于全面提升学生的创新能力。

4）促进了师资队伍建设。开设研究型课程对教师自身的科研能力提出了更高要求，任课教师只有积极申请并参与科研项目，才能具备指导学生科研活动的能力。最近，与GIS相关的技术更新很快，某些研究型课程涉及到的新知识、新技术，对教师来说也是全新领域，甚至于部分学生接触到的新资料比教师还多，这时，教师就必须尽快掌握新知识，更新自己的知识体系，广泛查阅最新的文献，掌握最新的资料，才能胜任课程教学。这对教师提出了更高的要求，从而促进了师资队伍建设。

2 研究型教学的实践

1）在教学活动中积极尝试研究型教学[5]。我校GIS专业教研室经过多年的教学实践，认为GIS本科教育应立足于尽早、尽快走近科研，在教学活动中更多、更适宜地增加一些科研因素，使学生在获得知识的过程中，充分发挥其独立性、探索性和创造性。

多年来，我们一直提倡和支持学生参加课外科研小组、科研训练、教师的科研项目等多种形式的科研活动，鼓励学生结合所学知识，通过查阅文献资料，了解专业技术在国内外的研究现状，在科研过程中进行创造性思维和创新能力的培养。同时，也注重个性发展，发现培育科研苗子。

在专业建设与课程设置上，我们鼓励研究型教学，在课堂教学、实践教学等环节上，提倡研究型教学实践。这种理念已固化在2008版教学大纲中，并在2012版教学大纲中继续完善。

2）构建研究型实验教学体系。在专业教学活动中，教学与科研相辅相成、相互促进，而实验教学则是科研与教学的最佳结合点。从2005年开始，为适应江苏省重点学科建设的需要，我们提出了“学科-专业”一体化建设的思路，通过江苏省重点学科、江苏省重点实验室、国家测绘地理信息局重点实验室和教育部工程研究中心的建设，形成了学科建设与专业建设互动的机制，促进了GIS教学与科研的相互结合。

在学科建设推动下，GIS专业从2004版教学大纲开始，致力于构建以培养能力为主的多模块分层次实验教学体系，并在实验教学过程中贯彻“4个结合”，即学科建设与实验中心建设相结合、理论教学与实践教学相结合、实验教学与科研相结合、课内教学与课外教学相结合。在实验教学方法上，则实现了“3个转化”，即由学生被动接受向学生主动思考转化、由单纯验证问题向综合设计问题转化、由模仿操作向自主设计转化。上述内容在学科、专业建设上取得了良好效果。

3）改变教学方法，探索研究型教学模式。根据某些课程的特点，鼓励学生开发一些小项目，参加教师的科研课题，让学生在实践中增长见识。学生参加科研实践取得的成果反过来也支持了教师的科研教学活动，协助教师完成科研任务，对课程建设有很大帮助。学生作品不仅可以作为教学案例，而且能起到榜样的作用，这对学生的科研兴趣引导与创新意识培养意义重大。

4）促进科研资源向教学资源转化。为将科研优势转化为教学优势，我们在教学活动中积极引入学科的科研课题，鼓励学生参与科研，以教学内容更新、教学方法和手段的改革为重点，构建新的教学模式[6]。

为了培养学生的科研意识，我们鼓励教师将科研工作中所取得的新成果及科研论文中的新观点充实到课程中，作为实例进行讲解，并通过教学活动使其转化和升级；同时积极将科研中的难题引入教学，激发学生的科研兴趣。让学生接触到学科的前沿、热点研究领域以及急需解决的工程技术难题，可以增强学生学习的目的性和主动性，对于打算继续深造的同学来说，更是起到了引导作用。

5）将科研活动引入课程教学。在2008版教学大纲中，优选部分课程进行研究型教学，在大纲编写中增加了讨论课、研究探讨性的课时量，并在教学计划中提高研究型课时的比例。如在《数字城市与3S技术集成》《空间分析与建模》中设置了2/3的课时作为科研讨论课，鼓励学生以科研小组的形式进行科研训练。各小组选择某一热点方向，广泛搜集资料，经消化掌握后形成对该问题的看法，再经教师指导，深入挖掘，最终在课堂上以科研报告的形式展示给其他同学，大家再对报告进行讨论。

在《学科前沿讲座》《GIS进展》课程中，我们尝试将科研活动引入课堂，鼓励承担国家科研项目的教师在课堂上介绍自己的科研工作，围绕专业的某一研究方向展开教学，并引导学生讨论。在课程期间，依托重点实验室的便利条件，邀请来实验室访问的学者、专家做学术报告，将学生参加学术报告情况作为成绩考核依据，不仅让学生了解到学科的前沿，拓展了知识面，还有助于培养学生的科研意识。

6）积极实施大学生科研训练计划。大学生科研训练（SRTP）是高层次的科研创新活动，是建设研究型大学的重要环节[7]。根据近几年的SRTP实施情况，我们构建了以培养科研创新型人才为目标的SRTP体系，积极引导学生进行科研活动，采取的主要措施有：

①有组织、有计划地实施SRTP。SRTP是研究型大学通常采用的科研实践手段，全国绝大多数重点大学均实施了SRTP，但目前的SRTP仍以教师自主命题为主，缺乏统一指导。为引导SRTP持续健康发展，我校GIS专业教研室统筹规划、合理安排SRTP选题与指导，使课题难易适度，尽量让SRTP覆盖不同的专业课程，惠及层次不同、兴趣各异的同学，课题间既彼此独立又相互耦合，共同服务于专业建设。

②SRTP与课程结合，与科研课题结合。鼓励承担科研课题的教师从项目中优选SRTP课题，统筹规划，合理安排，做到SRTP课题以专业课程为基础，以教师项目为依托。在SRTP考核中，要求有为教学服务的物化成果，如改进教学方法、建设CAI课件、为编写专业讲义、教材积累素材等。通过这些措施，实现了SRTP为教学服务的目的，一举多得。

③以SRTP促进教学，引导科研创新。SRTP是大学生接触科研实践的有效途径，为立志于科研的优秀学生提供了发挥才能的平台。GIS专业SRTP的实施情况表明，参与SRTP的同学在考试成绩、综合能力考核中均有明显提升。在SRTP实施过程中，结合教师的科研课题，积极鼓励学生探索有重大研究意义和推广价值的课题，进行创新性研究。通过SRTP的培育，组织学生积极申报省级、国家级的大学生实践创新训练计划，业已取得显著成效。

④孵化SRTP成果，参加专业技能竞赛。指导学生参加全国性的专业技能竞赛是促进专业建设的有效策略。通过实施SRTP，为参加专业技能竞赛奠定了基础，参赛学生、竞赛题材均来源于SRTP，由于准备充分，再加上行业特色，我校GIS专业学生获得了丰硕的比赛成果。