西藏高校林学专业3S技术课程教学改革探索

尹惠妍　张志伟　郭健斌　杨小林

［摘 要］林学专业3S技术课程具有内容丰富、涉及范围广、信息技术含量高、实践性和综合性强等特点。文章以西藏农牧学院为例，基于林学专业3S技术课程开设的背景及课程体系特点，针对教学过程中存在的问题，进一步提出教学内容、教学方法、实践教学以及课程考核等方面的改革措施，旨在建设高质量的林学专业3S技术课程，不断提高教学质量，培养专业能力强的3S技术应用型人才。

［关键词］3S技术；林学专业；教学改革

［中图分类号］ G642 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）08-0042-03

人类社会已步入信息化时代，各种信息深刻影响着社会的发展和人们的生活。林业要实现可持续、健康发展，必须与现代信息技术以及先进的科学技术相结合。2009年2月，国家林业局颁发了两个重要文件——《全国林业信息化建设技术指南（2008—2020年）》《全国林业信息化建设纲要（2008—2020年）》，这两个文件为现代林业发展提供了有力保障，标志着中国林业信息化建设进入全新的发展时期[1]。林业信息化是现代化林业建设的重要组成部分，是实现林业建设的重要内容，也是林业发展的必然选择。

森林是人类生存与发展的重要物质基础，也是经济社会发展不可或缺的自然资源 [2]。我国西藏地区具有丰富的森林资源，西藏森林是我国西南边陲的绿色宝库，堪称“绿色基因库”和 “自然博物馆”[3]。要实现对这些森林资源的经营管理、保护、监测评价、结构调整、决策制定等，需要对森林资源信息进行收集、分析和处理，而精准的、现实的、客观的森林资源信息的获取需要借助3S技术来实现[4]。

目前，我国各大高校的众多专业均开设了3S技术的相关课程，特别是农林院校的林学专业。学习3S技术在林学专业相关领域中的应用，是林业信息化教育和发展的重要基础，是培养林学专业人才的需要。

一、3S技术课程体系及其特点

3S技术是遥感（Remote Sensing）、全球定位系统（Global Positioning System）、地理信息系统（Geographic Information System）及其集成技术的统称。遥感技术（RS）是当代宏观资源环境信息采集的主要技术手段，全球定位技术（GPS）是利用人造卫星进行点位测量导航技术的一种，地理信息系统（GIS）是资源环境空间信息与属性信息存储、处理及空间分析的主要技术工具，而计算机硬件及软件系统为3S技术的实施提供了保障。3S技术是收集、存贮、处理以及分析地理空间数据的高级地学技术系统，在林业生产、科研等工作中应用广泛[5]。从课程内容上看，林学专业3S技术课程除了包含地理信息系统、遥感、全球定位系统3门学科的基本理论知识，还包括这3门学科在林业中的应用。因此，林学专业3S技术课程具有涉及多门学科、内容丰富、理论性和实践性强、内容更新快等特点[6]。林学专业3S技术课程与林学专业骨干课程之间具有紧密的联系。3S技术课程是林学专业长远发展的新的出发点，在信息化高速发展的社会背景下，“数字地球”“数字林业”等概念的提出，就是林业顺应社会信息化发展的有力见证。

3S技术在常规的林业工作（如森林资源调查、森林资源经营管理、森林营造、森林管护、农业气象灾害、农业质量产量监控等）中应用广泛，同时在林业生态工程建设项目（如退耕还林/草、天然林保护、防护林工程等）中也运用较多。另外，3S技术在环境监测、抵御自然灾害、管理自然资源等方面具有重要作用。因此，该课程是林学、野生动物保护、水土保持、农学、生态学等相关专业的一门重要课程。

二、课程教学中存在的问题

本文以西藏农牧学院（以下简称本校）林学专业为例，探讨林学专业3S技术课程在实际授课过程中存在的问题。

（一）课程开设存在的限制

根据本校林学专业的课程设置安排，3S技术这门课程在第七学期开设。课程学时数为48学时，其中理论学时与上机学时各为24学时。目前，开展该门课程的软硬件设施相对不足，学校的计算机房在数量上相对较少，但要承担全校与计算机相关的课程的教学任务。学校并没有一个专门用于3S相关软件学习的计算机实验室，这在一定程度上影响了学生对3S技术课程的学习。

（二）部分学生存在的学习困难

本课程的授课对象主要为藏汉混合班，授课过程以汉语为主。然而，部分少数民族学生从小生活、学习在藏语环境下，虽然随着基础教育的不断改善，其汉语能力有了一定提高，但在纯汉语环境下，其汉语基础的薄弱问题就显露出来了。所以，这些少数民族学生在进行专业课学习的过程中会遇到一定的障碍，特别是在学习专业性较强的课程时，这一现象就更加突出了。另外，部分少數民族学生的知识基础相对薄弱，特别是对中学阶段的数学、物理、化学等学科知识的掌握不够牢固，这一问题直接影响到这些少数民族学生进入大学以后对专业课程的接受能力。特别是3S技术课程涉及地理、物理、计算机、数学等多个学科的知识，这导致部分教师感觉授课难，而同时部分学生也感觉知识难以理解。

（三）理论教学中的问题

3S技术课程的理论知识比较抽象，这对承担3S技术课程的授课教师提出了更高的要求。对于学生而言，部分少数民族学生的汉语水平有限，理论知识相对薄弱，在学习3S技术这门课程的时候感觉理论知识抽象难懂、枯燥乏味，加之课堂活跃度不高、趣味性不够，导致部分学生缺乏学习的积极性，课前缺乏预习，课堂上难以跟上教师的思路，课后不能及时复习。长此以往，这些学生很难掌握3S技术这门课程的主要知识。部分学生在考试前突击学习，采用死记硬背的方式应付考试，导致课程考核成绩不理想，且考试过后课程知识就被抛之脑后。另外，林学专业3S技术课程与森林经理学、森林资源调查与规划、林火生态与管理以及测量学等有密切关系，但是在实际教学过程中，由于技术手段和设备限制、课时有限等，3S技术课程与其他林学专业课程之间的融合不足。

（四）实践教学中的问题

林学专业3S技术课程在实践教学中开展得还不够深入。主要是因为这门课程的学时数相对较少，且涉及3个方面的技术，多以理论教学为主，上机实验和实践环节受到多方面的限制而无法达到预期效果。本校林学专业的3S 技术课程均设置了上机实验操作和实习实践环节，但是，由于课程总课时数较少、理论课部分任务较重，3S技术课程的上机实验操作及实践环节的教学效果不佳。同时，3S技术课程的理论内容抽象性较强，但是在实习实践与理论学习之间缺少较系统完整的、形象生动的观摩学习，以致学生对 3S 技术的实际操作与应用并无系统的、直观的认识[7]。林学专业的很多工作本身就相对缺乏直观性，使用3S技术开展的林业工作又具有宏观性和周期性，学生通过短短几十节课程的学习难以将 3S 技术的理论与应用实践有效地结合起来。

三、3S技术在林业中的应用教学改革策略

（一）教材选择及教学内容的改革

本校林学专业的3S技术课程之前使用的是林辉等主编的《林业遥感》，该教材重点介绍遥感的原理、图像处理、實际应用等，未涉及地理信息系统及全球定位系统这两个方面的知识。因此，近年来本校林学专业开始使用李云平主编的《林业“3S”技术》作为主要教材。该教材全面详细地介绍了全球定位系统、地理信息系统和遥感的概念、特点和相关软件操作，主要分为4个模块、9个项目，详细叙述了3S技术在林业上的应用方法和技巧。主要内容包括：手持GPS的使用、林业遥感影像预处理、图像增强处理、林地利用分类图的制作、ArcGIS 10.0基础操作、林业空间数据采集与编辑、林业专题地图制图、林业空间数据的空间分析和3S技术在林业生产中的综合应用等。

在该门课程中，如何协调3S的课时比例是一个重要问题，是均衡对待，还是有所侧重，值得探讨。全国农林院校相关专业3S技术课程的设置情况大体分为两种：一种是涵盖3个S，但是在具体的授课过程中有所侧重；另一种是舍弃其中一个S，将舍弃的这一个S放到本专业其他课程中讲授。本校就是第一种情况，3个S都要兼顾，具体3种技术所占课时的比例大约为GIS占50%、RS占30%、GPS占20%。

（二）教学方法及手段的探索

在具体实施教学的过程中，我们试图通过多样的教学方法，提高学生的学习兴趣及学习效率，使学生能够更好地掌握该门课程的理论知识及基本技能。当某一门课程让学生觉得今后在深造或工作中能用得上时，那么他们就会投入精力努力学好这门课程。然而，某些课程理论性很强、不易理解吸收、学习难度较大，仅靠学生自身的努力实在难以掌握。这就要求教师的授课要具有启发性和趣味性，能使学生主动投入精力去学习。在本校，林学专业3S技术课程安排在第七学期，学生在该阶段的学业负担很重，并且大部分学生要面临考研、公考、就业等问题。如果这个时间开设的课程内容难度较大且比较枯燥，就很难保证学习效果。因此，林学专业3S技术课程需要采取高效、适用的教学方法。例如，在学习遥感技术的图像解译部分时，可以选取不同地区的遥感影像图，让学生来辨别不同的地物、不同的地点。如针对学校所在区域的林芝市巴宜区的遥感影像，让学生通过目视解译的方法区分不同的街道、不同的建筑、不同的村庄，也可以观察附近的林区，还可以与森林经理学的相关内容相结合。对于3个S的理论学习部分，可以要求学生在课下进行预习或复习，再将自己的理解向全班进行讲解，这样不仅可以锻炼学生面对众人说话的勇气，还可以增强他们自主学习的能力。在课堂教学中，还可以通过分组讨论、知识竞答等方式让学生开展学习。多样化的教学方式既能提高学生学习的兴趣，又能提高学生学习的效率，更是保障教学效果的有效措施。

通过对教学方式、方法的改革与创新，教师的“教”与学生的“学”得以充分配合。引入启发式教学和研讨式教学，使用理论讲授与案例学习相结合的方法，能加强对学生自主学习能力与创新能力的培养，加深学生对3S技术原理的理解。

（三）实践教学改革

林学专业的学生需掌握森林资源经营管理、森林资源保护、森林遗传育种、森林病虫害防治、3S技术应用等方面的基本理论和知识，这些学生未来主要从事林业管理、林业规划、生态环境建设与森林资源综合开发利用等相关的技术或科研工作。因此，林学专业的教育教学及人才培养应注重理论学习与实践教学的结合。

3S技术课程的实践环节包括遥感影像的处理、遥感图像信息的提取、地理空间数据的处理、林业专题图的制作等。通过实践环节的学习，学生可加深对3S技术的理解和实际应用。我国森林资源丰富、森林类型多样，在森林资源的经营管理及保护方面也存在很多问题，这就决定了林学专业人才培养的方向呈多样化。因此，农林院校林学专业3S技术课程的教学计划及课程体系与信息技术专业该课程的设置方案不同。我们需要在现有的课程体系及培养方案的要求下，通过实践教学改革培养出林学专业的信息技术人才，而 3S 技术是林业信息化人才培养的关键。通过对实践环节的改革研究，可提高学生对3S技术的实践应用能力。

（四）考核机制改革

本校以培养建设西藏、发展西藏的高科技人才为目的，而课程考核是检验教学成果的最佳标准。传统的课程考核由期末试卷成绩和平时成绩构成，而平时成绩仅包括考勤、作业、课堂提问等，无法体现学生的创新能力和自主思考能力。结合以上问题，本课程的考核机制增加了实践能力考核内容。本课程对软件使用技能要求较高，可进一步完善课程考核机制，适当调整理论考试与实践能力考核的比例。调整后该课程的总成绩构成如表1所示。结合专业知识完成相关专题图制作是考核的重要内容，能激发学生的学习兴趣，提高教学效果和教学质量，还能充分发挥学生的能动性与创造力。

四、结语

林学专业3S技术课程具有内容丰富、涉及范围广、信息技术含量高、实践性和综合性强等特点。本文以西藏农牧学院为例，阐述了林学专业3S技术课程开设的背景及课程体系特点，并针对教学过程中存在的问题，进一步提出了在教学内容、教学方法、实践教学以及课程考核等方面的改革措施，旨在建设高质量的林学专业3S技术课程，不断提高教学质量，培养专业能力强的3S技术应用型人才。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 张雅梅.林学本科专业3S技术类课程设置的探讨[J].中国林业教育，2016，34（6）：59-62.

[2] 张晓丽，冯仲科.林学专业3S技术课程体系研究与实践[J].中国林业教育，2007（2）：55-58.

[3] 贺东北，柯善新，陈振雄，等.西藏森林资源特点与林业发展思考[J].中南林业调查规划，2014，33（3）：1-4.

[4] 卫凡.林业调查规划设计中3S技术应用探讨[J].绿色科技，2020（21）：146-148.

[5]赵鹏祥，李卫忠，毛晓利.“3S”技术类课程与林学专业骨干课程内容相容性研究[J].中国农业教育，2007（2）：32-35.

[6] 吴英，邓荣艳，杨梅.基于人才培养目标的3S技术课程教学内容体系重构探讨[J].中国现代教育装备，2016（9）：60-61.

[7] 任德智，潘刚.西藏高校“3S”技术课程教学现状与对策[J].中国农业教育，2011（1）：71-74.

［责任编辑：刘凤华］