林学本科专业3S技术类课程设置的探讨

张雅梅

(河南农业大学林学院，郑州　450002)



林学本科专业3S技术类课程设置的探讨

张雅梅

(河南农业大学林学院，郑州450002)

摘要：依据我国林业信息化建设发展的新阶段和林业发展的方向，依托林学本科专业，立足3S技术类课程本身的性质和特征，为满足当今林学专业人才培养的社会需求，探讨3S技术类课程的设置原则、设置模式等问题，提出了具有林学特色的课程名称、课程设置模式和教学方式。课程设置模式为“森林经理学(含GPS)+林业遥感与地理信息系统”“测量学(含GPS)+林业遥感与地理信息系统”“林业GIS”“林业3S技术”4种模式。课程教学方式为“课程理论+课程实验”“课程理论+课程实验+综合实习”2种方式。

关键词：林学专业；本科；3S技术；课程设置

3S技术是遥感RS(Remote Sensing)、地理信息系统GIS(Geographic Information System)、全球定位系统GPS(Global Positioning System)的简称。随着3S技术为代表的空间信息技术的飞速发展，推动了国家林业信息化建设。同时，“数字林业”工程的全面建设，也进一步推动了3S技术在林业领域中更深层次更广范围的应用。特别是“精准林业”“智慧林业”概念的提出，使3S技术逐渐成为林业领域不可缺少的重要组成部分。全国农林类高校，承担着为林业部门培养高级人才的使命，为了满足日益发展的人才市场需要，普遍开设了3S技术类课程，但各农林类高校的3S技术类课程内容的设置大相径庭，且课程的设置模式、教学方式等存在不合理、不系统、专业特色不突出等问题。因此，本文依据林业信息化建设所处的阶段，依托林学本科专业，立足3S技术的性质和特征，把3S技术类课程引入到林学专业教学计划体系中，并对3S技术类课程的命名、课程的设置模式、教学方式等进行了探讨。

一、林学本科专业设置3S技术类课程的必要性

(一)林业信息化发展的必然要求

人类社会已经进入信息时代，信息化已成为时代发展的显著特征，成为人们日常生活不可缺少的重要组成部分。国务院高度重视信息化，2006年印发了《2006—2020年国家信息化发展战略》，指出信息化是当今世界发展的大趋势，是推动经济社会变革的重要力量。大力推进信息化建设，是国家的迫切需要和必然选择。2010年，国务院又颁布了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，指明加快培育和发展包括新一代信息技术产业在内的七大战略性新兴产业，明确将新一代信息技术产业培育成国民经济支柱产业之一的发展目标。作为信息技术产业的重要分支，地理信息产业也获得国家的高度重视。2014年，国务院办公厅颁布了《关于促进地理信息产业发展的意见》，同年国家测绘地理信息局制定了《国家地理信息产业发展规划(2014—2020年)》。

在信息时代的大背景下，林业信息化是林业发展的必然选择，也是现代林业建设的必经之路。2009年，国家林业局制定了《全国林业信息化建设纲要(2008—2020年)》和《全国林业信息化建设技术指南(2008—2020年)》，这标志着中国林业信息化建设进入到全面发展的阶段。

(二)林学专业发展的需要

以信息技术为重要手段的林业信息化建设的快速推进，实现了林业从“传统林业—数字林业—智慧林业”的发展过程。林业领域的发展变化，带动了林学专业的发展变化，目前林学专业发展比较突出的领域是生物技术和信息技术2个方向，3S技术及其相关技术，是信息技术新发展方向的集中体现。而林学专业的发展和改革，要求教学体系的重新构建和与时俱进，以满足当代林业信息化对人才的需求。全国各大农林类高校的林学本科专业教学计划中(依据各大高校官网的最新介绍)，绝大部分农林高校开设了3S技术类课程。一部分高校，如北京林业大学、南京林业大学、西北农林科技大学、西南林业大学、中南林业科技大学等，将3S技术类课程按必修课程设置，将其归为核心课、基础课；其他高校，如东北林业大学，按选修课程设置。

3S技术支撑着林业信息化的建设和发展，3S技术类课程承担着为林业培养参与现代林业建设并推动其向前进一步发展的人才重任，使得3S技术类课程在林学专业教学计划中的地位不断加强。

二、林学本科专业3S技术类课程设置的原则

(一)依托林学专业，突出林业特色

3S技术类课程设置在林学专业中，其课程的内容应紧紧围绕林业，突出林业特色。课程的命名应当简单、明了，能够突出课程的教学内容和教学特色。

(二)课程性质定位于必修课

3S技术类课程在林学专业中，有定位于基础课程的，如山东农业大学；有定位于专业基础课程的，如南京林业大学；有定位于专业选修课程的，如东北林业大学；有定位于专业核心课的，如西南林业大学等。不同的定位决定了课程的教学内容、学时数，同时不同的定位也确定了课程在林学专业课程体系中所处的地位及其对专业的贡献度。

3S技术类课程在专业中的定位，主要取决于林业的发展现状和发展方向。目前，我国林业已进入信息化建设全面加快发展的新阶段[2]，林业现代化是发展目标，所以3S技术类课程必须定位为必修课，而选修课仅仅适合于林业信息化发展的初始阶段。

(三)按1门课程设置，兼顾3个“S”的内容

目前，大多数高校林学专业的3S技术类课程设置为一门课程，但是也有一部分高校设置为2门课程的，如南京林业大学开设有专业基础课“地理信息系统”和专业基础选修课“林业遥感”。就课程设置而言，3S技术类课程可以设置为3门课程、2门课程、1门课程3种情况。若设置为3门、2门等多门课程，在实际教学过程中，每门课程均完成各自的理论和实践教学任务，致使各门课程之间缺乏相互配合、共同协作、有机集成。因此，笔者认为林学专业，应该按一门综合课程来设置。另外，3S技术类课程与林学专业骨干课程紧密联系，在林业生产中涉及的领域比较多[3]，可见3S技术中的每个“S”对林学专业的学生来说均需要学习。3S技术中的3个“S”，虽然各有自己的专属功能，但这些功能又紧密联系、相互渗透，以一定的方式方法集成在一起，形成新的有机体，所以应该按1门课程来设置，且3个“S”内容缺一不可。

对于林学专业，3S技术类课程设置为1门课程，那么3个“S”的协调则成为关键。3个“S”是怎么协调的，是平等对待，还是有所侧重。平等对待，3个“S”设置成1门课程，则表现为课堂教学上的平等对待。有所侧重，可归纳为2种情况：一是3个“S”都存在，从具体课堂教学方面侧重；二是舍弃其中的一个“S”，把舍弃的“S”放在其他课程中讲述，重点讲授其他2个“S”，河南农业大学林学院就属于这种情况。

三、林学本科专业3S技术类课程设置的模式

在林学专业课程体系中，有很多课程既有联系又有区别。课程联系在于均为林学专业的相关知识和技能，课程区别在于课程之间的知识和技能不重复。由于各农林院校教学体系的构建不尽相同，所以3S技术类课程的设置模式各异，致使课程名称和教学内容多样化。

(一)“森林经理学(含GPS)+林业遥感与地理信息系统”模式

“森林经理学”课程是林学专业的核心、骨干课程，课程内容主要是森林资源区划、调查、分析、评价、经营和管理等。而在森林资源区划、调查等教学内容中要使用GPS工具辅助林场界、林班界的区划，固定样地的定位、查找复位，进行小班调绘，求面积等。因此，它具备把GPS的知识融入到“森林经理学”课程中学习的条件。另外，虽然GPS的理论知识比较深奥，但基础知识比较简单；GPS的功能比较单一，只是定位和导航；GPS工具的操作和使用比较简单，容易上手，特别是手持类型的工具，因此完全可以把GPS的知识放入到“森林经理学”课程中进行学习。剩下RS和GIS的知识，在林学专业中则把课程命名为“林业遥感与地理信息系统”比较合理。“林业遥感与地理信息系统”课程讲述RS、GIS的基础知识、原理和技能，遥感图像解译，GIS空间分析，专题图制作等知识点在林业上的应用，以及RS和GIS集成模式在林业上的应用。

(二)“测量学(含GPS)+林业遥感与地理信息系统”模式

在林学专业中，对于“测量学”课程的开设情况分为3种。一是将“测量学”课程设为专业基础课，这种情况居多，如南京林业大学；二是将“测量学”课程设为选修课，如东北林业大学；三是不设“测量学”课程，如中南林业科技大学。

“测量学”课程的核心内容是研究如何测定空间点的位置，而GPS的功能主要是定位，定位即是确定地面点的位置和高程。因此，完全可以把GPS的知识放入到“测量学”课程中学习。目前可选择的“测量学”教材，绝大多数包含GPS的章节，为GPS知识放入“测量学”课程中学习提供了条件。同样，将3S技术类课程命名为“林业遥感与地理信息系统”也比较合理。这种模式只适用于开设有“测量学”课程的课程体系。

(三)“林业GIS”模式

GPS的主要功能是获取位置信息，属于数据采集的一种方式。遥感影像是林业上常用的一种数据源，遥感数据的分析、处理和解译需要遥感技术RS，所以遥感技术也属于一种数据采集的方式。GIS由数据的采集、处理、输出3大组成部分，而GPS和RS都可作为数据采集的一种方式，所以广义的GIS就把GPS和RS认为是自己数据采集的组成部分，因此3S技术类课程就被设置为“林业GIS”课程。虽然这种设置很少见，但笔者认为也是一种合理的命名和设置模式。“林业GIS”课程主要讲授广义GIS的数据采集、处理、输出内容，而GPS和RS只作为GIS数据采集的方式存在，因此教学内容侧重于GIS。

(四)“林业3S技术”模式

“3S技术”(福建农林大学设置)、“3S技术概论”(东北林业大学)、“3S技术及其应用”(山东农业大学)、“林业3S技术”(西北农林科技大学)等都是3S技术类课程常用的名字。这些名字的共性体现在2个关键词上，一是3S；二是在林学专业开设，其突出特色是林业，所以命名为“林业3S技术”比较科学合理。“林业3S技术”课程的重点在于3个“S”怎么合理安排的问题，是平等安排，还是有所侧重。平等安排，表示3个“S”是平等关系，包括课时数上的平等和知识内容上的平等2种情况。课时数上的平等，是指3个“S”在课时上的分配一样，授课教师要按课时数合理安排知识内容；知识内容上的平等，是指3个“S”的知识深度一致，据此来合理安排教学内容和学时。3个“S”都存在，但要有所侧重，可以从增加课时数量、提升授课内容的知识深度等方面侧重，也可以根据3个“S”在林业中的应用、林业对3S技术的具体需求等方面进行侧重。

“林业3S技术”课程主要学习GIS、RS、GPS方面的理论知识和实践技能以及3个“S”集成的理论知识和模式在林业上的应用。

四、林学本科专业3S技术类课程的教学模式

由于农林高校3S技术类课程的命名不同、课程定位不同、课程设置模式不同、教学的深度和侧重点不同，所以3S技术类课程的教学方式也不同，主要有下面3种教学方式。①课程理论知识授课模式，代表高校为山东农业大学；②“课程理论+课程实验”模式，代表高校为东北林业大学；③“课程理论+课程实验+综合实习”模式，代表高校为西南林业大学。3S技术类课程属于技术类课程，授课方式应该遵循技术类课程的经典讲授方式，即“概念—原理—方法—应用”的逻辑顺序进行授课。对于任何一门课程，首先讲授的都应该是基本概念、理论，在清楚基本概念、理论的基础上，讲授技术方法，然后是技术方法的应用。因此依据课程的特性，笔者认为3S技术类课程合理的教学方式为2种：“课程理论+课程实验”“课程理论+课程实验+综合实习”模式。

(一)“课程理论+课程实验”教学模式

该教学方式适用于基础课程、专业基础课程等。它要求学生掌握基本知识、理论、技能，学习3S技术在林业中的各种应用。为了保证教学质量，教师在讲授理论知识的同时，必须进行课程实验，用实验验证理论知识。这种教学方式不仅提高了学生理论知识水平，而且使学生感受到课程的技术性，使学生学会用专业工具和软件解决林业领域中的各种工程技术问题。

(二)“课程理论+课程实验+综合实习”教学模式

该教学方式适用于核心课程、主干课程等。一般教师将课程分为理论知识、课程实验、综合实习3个部分进行授课，在授课过程中首先要处理好课堂讲授的理论知识和课程实验环节的教学安排，其次要协调好课程实验和课程综合实习的关系。学生在学习过程中不仅要掌握基本理论知识，熟练使用专业工具和软件，还要跟踪3S技术和林业相结合的热点问题、发展趋势等，并运用3S技术去分析解决林业领域的专业问题。

总之，在林业信息化大力推进的新阶段，以3S技术为代表的信息技术在林业中的地位日益凸显，给林学专业人才的培养提出了新的要求，因此林学专业3S技术类课程的重新定位，已成为林学专业改革的重要组成部分。笔者提出的4种课程设置模式和2种教学方式的合理组合，已形成了3S技术类课程在林学本科专业教学计划中的存在形式，不同高等院校的林学本科专业，可根据自己教学计划体系的实际情况选择相应的课程设置模式和教学方式。

参考文献

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(责任编辑孙艳玲)