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地理實驗教學的功能范文1
中圖分類號:G633.57 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2014)36-0044-01
新課改要求突出對學生綜合觀察能力和操作能力的培養,進一步促進學生素質的提高,所以越來越多的學者開始關注地理實驗,并在地理實驗教學方面有了新的研究進展。義務教育階段的地理實驗應該屬于廣義的地理實驗,包括室外實驗和室內實驗,主要讓學生參與教師指導或教師獨自進行,通過地理觀察、觀測、演示、繪制地圖、參觀、調查、記錄等一系列的室外和室內實驗,讓學生在較短的時間內獲得知識、鞏固知識和培養實際操作能力,并為進一步學習其它知識奠定基礎。
一、初中地理《天氣與氣候》實驗教學研究進展
1.國外研究進展。“重視地理實驗教學,發展學生的實踐能力”是國際地理教學改革的方向,1992 年國際地理聯合會地理教育委員會頒布的《地理教育國際》把“發展學生提出問題、收集和組織信息、處理資料、分析資料、評估資料、發展通則、做出判斷、做出決定、解決難題等能力”作為培養目標,筆者分析用于義務教育階段的地理實驗主要為地理觀測、地理觀察、繪制地圖、實地調查,以演示、參觀、記錄等形式開展。
英國的《國家地理課程》要求學生能使用簡單的儀器進行測量,如:直接觀測和記錄天氣或者畫出一張有注記的地圖并說明地形。而美國在1994 年實施的《生活化的地理學:國家地理標準 1994》就已經提出“使學生了解地理科學研究的一般過程,掌握地理科學研究的基本方法”等課程目標。美國不僅在地理課程標準里明確提出地理實驗的要求,還以不同的載體來呈現地理實驗,通過教材、期刊、叢書對地理實驗活動做出了充分地表達,使教師可以靈活選用素材并指導學生進行地理實驗。除此之外,美國還編寫了與教材配套的《地球科學實驗手冊》,如加州地球科學教材配套編寫的California prentice hall earth science。由此可見,國外對地理實驗的重視以及在中學地理實驗教學方面做出了規范。筆者認為,在規范我國的初學地理實驗教學有可借鑒之處,尤其是在《天氣與氣候》這一章的實驗教學有指導意義。比如,可以借鑒英國的《國家地理課程》讓學生自己使用儀器去觀測一天的氣溫、地溫、降雨量,然后在計算機上制作出一天24小時部分時段氣溫、地溫、降雨量變化情況表,并在全班做一場交流報告。這樣既可以鍛煉學生的思維能力、動手操作能力,還可以鍛煉對數據記錄、處理的能力,從而在與全班分享自己成果的同時,提高了對地理學習的興趣。
2.國內研究進展。早在1956年,國家在《中學地理教學大綱(草案)》中第一次提出對中學地理實驗教學的要求:“在初級中學一年級必須用地球儀做實驗”。不過,在實際教學的過程中,地理實驗教學并沒有得到應有的重視。2003年,“重視對地理問題的探究,開展地理實驗”的要求被明確寫入《普通高中地理課程標準(實驗)》中,才使得在中學地理實驗教學的研究方面有了一定的進展。但是,在實際的中學地理教學活動中,重理論、輕實踐的現象普遍存在,很多學校還沒有從行動上給予地理實驗教學以應有的重視,在“應試教育”的大環境里,初中地理實驗教學有效開展顯得更為困難。
根據論文的數量與質量,筆者在中國知網里以“地理實驗”為關鍵字進行檢索,關于地理教學中的論文有165條記錄,關于高中地理實驗的論文有100多條(不完全統計),但是寫初中地理實驗的論文不到15篇,寫“地理實驗教學問題”的論文不到20篇??梢院苊黠@地看出,初中地理實驗教學的論文偏少,研究初中地理實驗教學問題的論文就更少了,說明在初中地理教學過程中對地理實驗教學的重視程度不夠,地理實驗對教學開展以及學生能力培養方面沒能起到較大的促進作用。有關專家學者針對中學地理實驗教學進行研究的論文是從 2005 年開始出現的,其中,內蒙古師范大學的徐寶芳教授、張衛青教授撰寫了有關中學地理實驗教學的一系列研究成果,其中包括《中學地理實驗的內容設計研究》、《中學地理實驗與實習教育功能研究》等,并成立了“中學地理實驗教學研究”和“《中學地理實驗教學研究》課程教材及建設研究”兩個課題;2005 年之后,論文中漸漸出現了來自教學一線中學教師的教學研究成果,其中包括地理實驗在實際教學過程中的教學模式、教學方法研究以及大量的地理實驗教學實錄及分析。近幾年,不難看出中學地理教師在地理實驗教學方面的研究成果呈上升趨勢,但是在初中地理實驗教學問題的研究方面涉及甚少,對初中地理實驗教學的有效性問題上丞待解決。對此,教師可以在初中地理實驗教學設計方面進一步完善理論研究,以提高理論指導教育實踐的意義。這有待于部分師范院校專家、教授和廣大一線教師的不懈努力,以彌補理論部分的不足;同時,廣大一線教師還應通過自己多年的教學實踐經驗進一步改善初中地理實驗教學的現狀,尤其是對《天氣與氣候》的地理實驗教學設計有待改善,使其在真正意義上體現新課程標準的精神。而且《天氣與氣候》有關地理實驗的教學內容比較多,可以很好地通過地理實驗教學培養學生的思維能力,動手操作能力,觀察、觀測數據能力,記錄并處理數據的能力。讓學生學會用地理思維模式去思考、解決地理問題,提高學生對地理學習的興趣,不僅僅停留在分數的提高層面,更重要的是地理綜合素質的提高。
二、存在的問題及解決對策
初中地理實驗教學的研究還是停留在理論上,很少有實驗是針對性地解決實際教學問題,沒有具體、細化的地理實驗操作步驟,使得地理教師在實際操作時很少有可借鑒、參考的標準。同時,學生參與地理實驗也是宏觀的理論指導較多,實際操作時也很少有可借鑒、參考的標準。對此,要進一步細化、改善《天氣與氣候》地理實驗的教學設計。當然,在初中地理實驗教學的有效性問題上還得進一步深入,對此,筆者提出了以下建議:①對初中地理實驗教學的理論知識進行梳理,發揮理論知識的宏觀指導作用。通過查閱文獻資料和實地問卷調查的形式相結合,發現初中地理實驗教學中的問題,并分析原因,以進一步探討初中地理實驗教學的有效性,從而給出相應的問題解決對策;②再通過典型的案例教學,給出教師在地理實驗教學時的建議及學生在參與地理實驗時的建議。③在新課標教學中,教師既要實現知識與技能目標,還需注重過程與方法目標,更需要重視情感態度與價值觀目標。同樣,在初中地理實驗教學中,教師可利用地理實驗來巧妙滲透情感態度與價值觀教育,如通過學生動手實驗,培養學生的探究精神與科學態度,鍛煉學生的堅韌意志,培養學生的合作精神等。初中地理實驗不僅可以培養學生的能力,同時也會帶動教師的專業發展,這才是《全日制義務教育地理課程標準》對廣大中學教師在實施地理課程的基本要求,才能發揮好課程標準的指導性意義。
參考文獻:
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[2]趙璇.中學地理實驗教學資源開發研究[D].南京師范大學,2012.
地理實驗教學的功能范文2
關鍵詞: 實驗教學 必要性 地理教學改革
實驗是人們認識世界和發現世界的一種重要手段,是一種直觀、形象的教學方法。它能高度濃縮地展示人們認識和發現某一知識、原理的過程,讓學生在較短的時間內獲取知識、鞏固知識或培養實際操作能力,并為掌握其他知識打下基礎。因而它在中學物理、化學、生物等屬于自然科學的理科科目中有著重要位置。由于中學地理在傳統上被劃入“文科”性質,因而很難讓人想到地理跟實驗有關系。其實,地理學是一門研究地理環境和人類活動與地理環境相互關系的科學,是一門兼有自然科學和社會科學性質的應用性很強的學科。特別是2003年教育部頒布的《普通高中課程方案(實驗)》中已經明確將地理學劃歸為“科學”和“人文與社會”兩個學習領域。這就明確了地理學科不僅需要實驗教學活動,而且實驗教學猶如在理化生等學科中一樣有著重要地位和積極作用。不僅如此,加強實驗教學活動,還能為地理學科注入新的活力,進一步推動中學地理教學改革。
一、中學地理實驗教學的必要性
1.時展需要我們重視實驗教學
在《國務院關于基礎教育改革與發展的決定》中已經明確提出要培養符合新時展需要的高中生。其中“具有終身學習的愿望和能力,掌握適應時展需要的基礎知識和基本技能,學會收集、判斷和處理信息,具有初步的科學與人文素養、環境意識、創新精神與實踐能力;正確認識自己,尊重他人,學會交流與合作,具有團隊精神,初步具有面向世界的開放意識。”等目標的實現,實驗教學起到十分重要的作用。同時,隨著時展,教育有了許多新的資源和工具。我們要充分及時利用這些新資源和新工具服務于教育,例如隨著多媒體信息技術的發展,計算機模擬演示實驗可以有更大發展空間。
2.新課程標準要求我們重視實驗教學
《普通高中地理課程標準》(以下簡稱地理新課標)在基本理念方面提出“倡導自主學習、合作學習和探究學習,開展地理觀測、地理考察、地理實驗、地理調查和地理專題研究等實踐活動”。在能力目標中,首次強調“能夠調動和運用自主學習過程中獲得的相關地理信息”,并明確提出“基本的地理觀測、地理實驗”等地理基本技能的新要求。在《新課標》的內容標準則多處提出地理實驗的建議,如“利用身邊可以找到的材料(如透明塑料袋、塑料膜、玻璃瓶等)和溫度計,做一次模擬大氣溫室效應的小實驗”。可以說《新課標》相比以往的《中學地理教學大綱》最大的變化之一就是對實驗教學首次提出了明確的要求,而且多處提到具體的地理實驗活動。地理進行實驗教學吻合了《新課標》的要求。
3.學科性質要求我們重視實驗教學
實驗是自然科學課程資源的重要組成部分,實驗教學在物理、化學等自然學科教學過程中應用較為廣泛,其中的功效尤為明顯。地理學作為自然科學的一個分支學科,具有很強的實踐性,在揭示地理事物的分布、發展、變化規律時,不能忽視實驗教學法在地理教學中的應用。特別是一些宏觀自然現象和過程,如天體運動、大氣運動、地殼變動、海水運動等。這些自然現象和過程,都是不便或不能直接觀察到的,通過實驗教學,學生才能更直觀地認識和深刻理解。
4.新教材特點要求我們重視實驗教學
不同版本的新教材較舊教材的最大特點是增加了地理實驗實施要求和活動內容,其中相當部分要求學生主動操作或親身實踐。例如:在《地理必修I》(湘教版)“第一章宇宙中的地球”中安排了活動,要求學生動手演示晝夜交替;用觀測日影的方法,測定學校所在地的經度。
5.課堂效率需要我們重視實驗教學
一節是否高效的地理課,首先取決于學生是否喜歡這節課,學生的課堂參與度如何。如今的學生知識面廣,好動性強。傳統的“以教師講授為主”的課堂形式已經提不起學生的興趣,且學生的參與度比較低。根據對我校5個教學班共193名學生,“有關你最喜歡的地理課堂形式”的問卷調查,數據表明56.9%的學生喜歡有較多動手操作或親身實踐的課堂,21.9%的學生喜歡課堂有較多討論交流或者學生自己講,12.4%的學生喜歡老師講授為主,7.2%的學生喜歡看書做作業,1.6%的學生選擇了無所謂??梢姼咝实牡乩碚n堂需要實驗教學,而且另據比較實驗證明采用實驗教學確實能提高地理課堂教學效率。
6.高考走向要求我們重視實驗教學
雖然在近幾年的浙江高考命題中還沒有出現地理實驗題,但作為高中新課程改革的試點省(廣東)高考中,地理實驗題等新題型不斷出現,如地理實驗(2005年高考題:設計一個簡便易行的小實驗,以證明地轉偏向力的存在,寫出實驗用材、實驗步驟和所得結論)、地理探究能力(2006年高考題)等。這些有關實驗題型的出現引起了諸多專家學者和一線地理教師的高度關注。我省地理高考命題在《新課標》的指引下出現實驗題型也是遲早的事情,這促使我們對地理實驗教學引起重視。
二、實施實驗教學極大地推動了地理教學改革
1.在教學指導思想方面
實驗教學強化了“以學生為中心,以學定教”的教學指導思想,改變了過去“教師主動教,學生被動學”的“填鴨式”教學。實驗教學活動要求以學生為主體,倡導學生主動參與、主動探究、動手實踐、合作交流,培養學生搜集信息、處理信息和獲取新知識的能力,培養學生解決實際問題的能力和溝通理解、合作交流的能力與科學素養。學會學習,學會合作,學會生存,學會做人,關注學生“全人”的發展,這正是新課程改革的核心方向。
2.在教學內容方面
實驗活動可以結合本地區實際情況和本校學生的特點選擇相應的教學內容和教學重點??梢詫崿F不同學生的不同要求和個性發展需要,豐富了教學內容。同時通過實驗,可以充分借鑒物理、化學等學科的實驗方法,增強與其他學科之間的聯系,培養學生應用多方面知識解決問題和駕馭知識的能力,促進學生的良性發展。
3.在教學方法方面
實驗教學的推行,極大地改變了中學地理教學方式機械乏味的現狀。通過教師演示實驗,師生互動實驗,學生自主操作實驗等多種實驗形式,豐富了教學方式,提高了學生學習興趣,并強化了課堂教學效果。地理調查、地理觀測等課外實踐活動,使學生充分接觸自然和社會,感受到生活和地理之間的“親和力”。利用多媒體技術開展地理演示實驗營造了有利于學生形成地理信息意識和能力的教學環境,積極推動了新課改。
4.在教學評價方面
實驗活動評價是注重過程的評價方式,是通過考查學生在完成一系列任務(如實驗、辯論、調查、設計等)的過程而實施的評價。既關注學生實驗結果,更關注活動過程中的變化和發展;既關注實驗活動中對知識的掌握程度和能力水平,更關注學生在實驗活動表現出來的情感和態度變化。不僅僅如此,在實驗教學活動中教師還要關注學生個別差異,發掘、開發學生多方面的潛能,促進每個學生都在已有水平上有所發展。新課程所倡導的“評價目標多元化,評價手段的多樣化,形成性評價與終結性評價并舉,定性評價與定量評價相結合,創設一種激勵性評價機制”在實驗教學上得到充分表現。
5.在教學資源建設方面
由于中學地理實驗活動實際開展較少,實驗資源匱乏。教師重視開展實驗活動會引起相關部門的重視,加大對實驗教學的投入,改善實驗條件。同時教師之間要相互協作,認真研究教材和學生,充分利用身邊資源,創造性地開發符合本校實情的地理實驗。教師和學生還可以自制一些實驗教具,因地制宜,因陋就簡,把身邊的生活用品或者廢棄器材等作為實驗材料,豐富實驗教學資源。
總之,中學地理開展實驗教學不但被實踐證明有其必要性,而且理論上也有據可依。教師要更新地理教學觀念,高度重視并積極開展中學地理實驗教學活動,充分發揮實驗教學具有的多種教學功能,大力培養學生的地理素養,積極推動地理教學改革。
參考文獻:
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地理實驗教學的功能范文3
一、高中地理實驗教學的功能
“實驗是科學知識的來源,智慧是實驗的女兒?!备咧械乩韺嶒炇且詫W生實踐為主,以培養學生地理技能與能力為優,內容豐富、形式多樣,具有多種教學功能。
1.在地理實驗操作中激發學生學習興趣。地理新課程倡導學生的實踐活動,通過實驗,學生的操作興趣得到滿足,探究興趣、創造興趣又被激發,學生的興趣水平不斷從低層次向高層次逐步轉化。
2.在地理實驗操作中培養學生的觀察能力和感知能力。地理實驗教學強調演示與參與,它能夠有力地改變被動接受式的學習方式,讓學生在實驗設計、實驗操作、實驗觀察記錄、實驗分析研究的過程中主動獲取知識、得出結論并從而培養了觀察能力和感知能力。
3.在地理實驗操作中培養學生的科學素養。地理實驗雖然不能全部再現自然界的真實情況,但作為科學實驗,必須盡量接近實際,這就需要控制好實驗條件,如使用的材料、氣溫狀況、水分情況、實驗時間等,從而讓學生受到科學方法的訓練。有些實驗需要經歷很多困難才能得到結果,在這樣的過程中,學生會逐漸形成濃厚的科學興趣、實事求是的科學態度、嚴謹細致的工作作風、堅韌不拔的意志。
二、高中地理實驗課的類型
1.教師演示實驗。例如利用三球儀演示地月系繞著太陽公轉而產生的現象,輔助地球公轉以及地月日三者的運動關系等知識教學,而且可以延伸出日食、月食等內容,提高學生學習的熱情,能夠主動去探究。
2.學生動手自主操作實驗。如講“定向風是形成洋流的主要動力”后,學生取一快餐杯,放茶葉少許,充滿開水,等茶葉泡開后,向快餐杯的茶水吹氣,觀察發生的現象。
(表層水會在氣流的作用下運動,而周邊和底部的水也會相應地運動)結論:定向風是海水大規模運動的主要動力。
3.計算機模擬演示實驗。如季風的形成是地理教學中的重點難點,可以運用PowerPoint制作成東亞季風成因動畫圖,讓高低壓中心動起來,讓冬季風和夏季風吹起來,還在夏季風圖中設計下著雨,冬季風圖中下著雪,從而讓學生一目了然,掌握季風的形成。
4.課外實踐性實驗。指利用現實中存在的地理事物或地理過程, 在教師的指導下, 應用一定的儀器或工具設備, 利用課外時間, 通過學生獨立作業或實地操作, 引起要觀察認識的現象或使其變化, 獲得對地理事物親身感受來掌握地理知識的一種方法。由于該類實驗通過學生的獨立作業或實地操作來完成實驗, 因此具有培養學生運用知識進行實際操作能力的作用, 在一定程度上, 也可以幫助學生得到某些“發現”真理的訓練。
三、高效實施高中地理實驗教學的三大措施
1.圍繞新課標要求和學科特點實施實驗教學,突出地理實驗的科學性
《普通高中地理課程標準》明確提出“倡導自主學習、合作學習和探究學習,開展地理觀測、地理考察、地理實驗、地理調查和地理專題研究等實踐活動”的基本理念,以及引導學生“學會獨立或合作進行地理觀測、地理實驗、地理調查”的課程目標。地理教師應真正樹立重視實驗的教學觀念,積極探究與實施有價值的地理實驗教學。
2.基于學生的具體情況選編實驗,突顯地理實驗的針對性
只有符合學生實際情況的地理實驗才能起到預期的效果,不同學生的認知基礎、生活經歷和興趣愛好各異,他們需要的實驗不同,能完成的實驗也不同,教師要針對所教學生的特點,精心選擇、修改和編制實驗,使每個學生都能在實驗過程中有所收獲。例如:有一則模擬流水侵蝕作用的實驗(在模擬土坡上,堆放5—10厘米粗細不均的砂土,再在坡面上方澆注水流,寫出觀察到的現象),對平原地區、干旱地區和城市學生而言,可以做此實驗;但對西南山區、黃土高原等地區學生而言,則沒有做的必要。
地理實驗教學的功能范文4
關鍵詞:測繪;地理信息;實驗教學示范中心
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A
原標題:測繪與地理信息工程省級實驗教學示范中心建設成效
收錄日期:2014年1月3日
建設實驗教學示范中心是高校教育理念和實驗教學觀念的巨大轉變,對提高實驗教學水平和人才培養質量,增強學生實驗能力和創新精神,以及提高實驗中心建設和管理水平,起到了全方位的推動作用。河南城建學院對測繪工程學院的實驗室管理體制與運行機制進行改革,成立測繪與地理信息工程實驗教學中心,經過多年的建設和精心打造,被批準為省級實驗教學示范中心建設單位,為實驗室建設和創新型人才培養奠定了基礎。
一、樹立先進的教學理念
依照我校對實驗教學的定位,測繪與地理信息工程實驗教學中心(以下簡稱“中心”)的實驗教學理念定位為“以學生為本,以提高學生實踐技能、工程素質、創新能力為目標,理論教學和實驗教學統籌協調”。
中心將實驗教學定位為:從“加強基礎、重視應用、開拓思維、培養能力、提高素質”等幾方面入手,建立有利于培養學生實踐動手能力和創新思維能力的實驗教學體系。該體系注重知識、素質和能力培養一體化,充分利用高效而先進的網絡和多媒體技術,要求學生掌握寬闊而扎實的基本技能,熟悉新技術、新儀器及其應用,經過一定的實際訓練(實驗、實習),具備一定的創新素質、能力和腳踏實地的作風。
二、加強實驗室硬件建設
1、先進的儀器設備是搞好教學的前提。中心現在的實驗用房全部為新校區新建的高標準實驗室專用場所,室內布局合理,整潔明亮,并實現了低噪音,為學生營造了一個良好實驗環境和氛圍,實驗用房面積達1,000平方米,主要實驗教學儀器設備有雙頻RTKGPS接收機、測量機器人、徠卡TS06全站儀、徠卡TS02全站儀、徠卡1200RTK雙頻GPS、華測CORS參考站、激光掃平儀、激光鉛垂儀、激光投線儀、沉降觀測儀等,共計600余件套,總值970余萬元。
學校根據實驗教學需要,作了專門的教學儀器設備購置經費預算,用于新增和更新實驗教學中心的儀器設備,不斷改善中心教學條件。近5年來,我校在實驗室建設方面資金投入不斷增加,2008年投入38多萬元對中心設備進行了更新,對中心環境進行了改造;2009年和2010年投入近400萬元、2012年投入40余萬元經費添置了部分先進實驗設備,有效地保障了中心正常運行和健康發展;2013年學校計劃向中心投入儀器設備購置經費100萬元。
2、優秀的師資隊伍是搞好教學的關鍵。中心實驗教學隊伍主要由實驗指導教師、實驗教學管理人員組成,由教授領銜,以基礎扎實、工作實踐經驗豐富的中青年教師為主體。中心現有專職人員30人,兼職人員11人,其中:高級職稱教師12人,占教師總人數的29.3%;碩士及碩士以上教師34人,占教師總人數的82.9%。30歲以下18人,30~45歲18人,45~55歲5人,平均年齡38.1歲,教師隊伍人員穩定、結構合理。
中心根據教學軟件以及儀器設備更新情況,不定期地組織實驗教師、實驗管理人員和實驗技術人員進行有關計算機、實驗室設備、實驗軟件等方面的培訓,同時鼓勵實驗教學人員就教學大綱、教學方式、實驗教學手段、實驗教學組織形式等專業內容開展深層次交流探討。
3、網絡化平臺是搞好教學的重要手段。中心建立了專門網站,由專人負責,為學生提供豐富的網上教學資源。網站主要為實驗教學服務,其功能主要包括:信息、實驗教學、實驗視頻及課件、開放性實驗預約、師生互動、業內動態、成果介紹等。
中心設有多個網絡終端,各個實驗室的預約情況、設備情況均實時體現在中心的管理平臺上,既為學生使用實驗室提供方便,同時也為中心管理和設備維護工作提供了實時信息,有效地提高了實驗室的管理和使用效率,充分保證了信息平臺和網絡資源的有效利用。
三、重視實驗室軟件建設
1、健全制度,明確職責。實驗室的管理制度直接影響到實驗教學示范中心的建設與發展。為了加強實驗室管理,河南城建學院建立了“統一領導、互相監督、層層負責”的管理體系,由一名副校長主管實驗室工作。中心根據學校的有關政策和制度,結合中心實際,陸續在實驗教學、儀器設備、安全衛生等方面,制定了16項制度及規程,如《機房管理規定》、《安全衛生制度》、《精密貴重儀器和大型設備管理辦法》、《實驗儀器、設備及工具借還使用制度》等。
2、加強管理,開放教學。中心下設測繪工程實驗室、工程測量實驗室、攝影測量與遙感實驗室、GIS實驗室、土地信息實驗室5個實驗室,實行校院兩級管理。中心實行主任負責制,由中心主任統籌安排、調配、使用實驗教學資源和相關教育資源,實現優質資源共享,統一組織開展實驗教學、實驗教學改革與建設、實驗室管理等各項工作。
中心高度重視并積極開展實驗室開放工作,中心各實驗室在完成正常教學、科研任務前提下,利用專兼職實驗教學指導教師和實驗教學設備設施和教學軟件資源,采取通過校園網直接登錄中心網站進行網上實驗申請登記方式面向全校學生開放。
3、凝練特色,構建體系
(1)構建“四層次、四模塊”的實驗教學體系。中心以培養具有城建特色的應用型高級專門人才為目標,優化實驗安排,建立實驗信息平臺,以測繪實踐活動及學生實踐能力培養為主線,按照基礎性實驗、專業實驗、綜合性及設計性實驗和創新開放性實驗“四個層次”,對所有實驗課程及實驗項目進行了整合,按照學生應該掌握的四大能力:數據采集能力、數據評價能力、數據分析能力、數據應用能力,組織相關實驗課程模塊,初步構建起一個以學生實踐能力培養為主線、城建測繪類特色鮮明的實驗教學體系。
(2)以科研為導向,以工程為引領的案例教學。中心利用國家“863”重點項目等一大批科研項目的引進,利用中心雙師型師資的優勢,積極組織學生參加由不同研究方向的教師指導的各種興趣小組,以參與地方經濟建設為案例教學內容,使學生“在干中學、在學中悟”,增強了自主學習的熱情,明確了實驗教學的能力培養導向,通過產學研結合的探索和實踐,培養了一大批“能力強、基礎好、會組織、懂管理、敢為人先、勇于創新”的優秀人才,使大學生實踐能力、創新能力及綜合素質得到全面提高。
(3)以導師制為途徑,以技能競賽為平臺的培養模式。中心秉承“工程”教育的目標,積極探索城建類“工程人才”培養的方向和內容,構建了以“工程導師制為途徑,以測繪技能競賽為平臺”的實踐技能培養模式。中心牢牢把握“工程是科學的應用”的主旨,利用實驗指導教師的工程實踐經驗,指導學生掌握測繪地理信息各類工程的設計、組織、實施、評價等各項實踐技能,并以技能競賽為平臺,來檢驗和提高學生實踐能力。通過幾年的實踐,取得了較為突出的實踐教學效果。
四、建設成效
1、教師取得豐碩成果。近五年來,中心人員共承擔省市級科研成果20余項,其中獲獎項目15項;在國內外刊物或學術會議公開120余篇,參加各類國際國內學術會議30余人次,SCI、EI、ISTP收錄20余篇,主編參編教材40部。中心先后建成省級特色專業建設點一個,省級精品課程1門以及校級精品課程3門。
2、學生素質得到提高。中心面向全校測繪類和土木類17個專業學生開設了31門實驗課程共221個實驗項目,有效地提高了學生運用知識分析問題和解決問題的能力。近5年來,測繪專業學生參加省級、國家級測繪技能大賽9人次,獲得3項省級和2項國家級測繪技能競賽獎勵。
中心積極組織大學生開展暑期社會實踐活動,近年來平均每年派出10支科技服務小分隊到各地開展數字測圖、地籍調查、新農村規劃、地理信息系統研發等實踐項目,兩年來累計參加學生人數達560人次,取得了社會的高度評價,極大地提高了學生的實踐能力。
五、結語
實驗教學示范中心的建設是一項長期的系統工程。中心在未來的建設和發展中,繼續深化實驗教學改革和實驗室建設,借鑒其他實驗教學示范中心的成功經驗,以新的理念積極探索示范中心的建設與管理,提高實驗教學水平,加快培養學生實踐能力和創新能力,以實現高等教育歷史性的跨越,使實驗室工作真正成為高校建設的亮點,為培養高素質創新型人才做出更大的貢獻。
主要參考文獻:
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地理實驗教學的功能范文5
論文關鍵詞:高等教育;地理信息系統;課程教學
森林是陸地生態系統的主體,它不僅是生物圈中重要的生產者,在維持全球生態平衡方面起著不可替代的作用:而且是重要的物種、基因庫。但是,人類無序的利用和破壞,不合理的經營等,導致世界范圍內大面積的森林被破壞,森林生產力衰退,景觀多樣性、物種多樣性減少,生態環境不斷惡化等一系列問題,嚴重威脅著人類的可持續發展。因此,森林問題已成為社會普遍關注的問題。為了迅速恢復我國森林植被,改善生態環境,國家出臺了一系列林業方針政策和工程措施。森林資源是林業生態建設的物質基礎,新的目標、新的觀念,要求林業部門必須改變傳統的服務于木材生產的單一的森林資源管理手段和方法,開展新技術、新方法的應用,提高森林經營管理水平。地理信息系統(GIS)技術被認為是資源管理和環境監測的有效手段,正在廣泛應用于農業、林業、地質、環保、交通等領域,如森林資源管理、造林規劃、森林病蟲害預測及災害損失估計等“。安徽省正在建立全省生態公益林地理信息系統,可以預計林業對地理信息系統人才的需要會越來越多。林業生產技術及人才需求的變化,要求林業高等教育必須順應這一實際需要,及時調整本科教育的課程體系。在這一大的社會背景下,我們在林學及其相關專業、研究生課程中開設了“地理信息系統”選修課。在地理信息系統課程教學過程中,我們通過幾年的摸索和實踐,積累了一定的經驗,以期與各位同行共探討。
一、GIS教學中遇到的問題
地理信息系統是一門發展中的新型學科,技術更新與前沿拓展很快,在以該技術為核心的地理信息系統課程教學中我們遇到的突出問題包括:一缺乏教學經驗。在教學內容、實驗安排、教學要求等諸多方面無規范可循,這影響了教學質量的提高:二缺乏與專業結合比較緊密的合適教材。如果有一本既有完整的理論體系又附有與專業相關的事例的好教材,對比較抽象的地理信息系統教學來說,教學效果無疑會更明顯;三缺乏好的師資條件。目前承擔地理信息系統教學的教師多是非地理信息系統專業畢業的,他們對地理信息系統在各自專業上的應用比較熟悉,但缺乏對地理信息系統深層次的了解,因此,迫切需要既有其他學科專業知識又有地理信息系統專業背景的復合型人才來承擔地理信息系統的教學。
二、GIS教學改革措施
(一)選擇合適的教材,編寫教學大綱
我院于1999年開始在林學本科專業開設地理信息系統選修課,總課時36學時,其中理論部分24學時,實驗部分12學時;在課程體系設置上,要求在先期開設計算機、測量、遙感等相關課程的基礎上開設此課。2003年結合我校教學評估,系統編制了地理信息系統課程理論和實驗教學大綱。為了使大綱能充分反映當前地理信息系統的發展趨勢,使教學內容全面、系統,重點突出,同時又針對性強,能充分反映時代特征,在編制大綱的過程中,首先,從面向21世紀系列課程教材中選定優秀教材;其次,根據課程性質、學時及專業的具體要求,安排教學內容和進行學時分配。在地理信息系統理論教學中,重點介紹基本概念和基本理論、空間數據特征和數據結構、數據模型和空間數據處理及空間分析功能等,而對其他內容只作一般講解。
(二)重視實驗課教學
地理信息系統是一門集地理學、計算機科學、信息科學、測繪學等學科為一體的新型邊緣學科,具有一定的抽象性,對于沒有多少專業背景知識的非地理信息系統專業學生而言,學好它具有一定的難度。長期的教學實踐表明,地理信息系統實驗課的開設,不僅有助于學生對書本知識的理解,提高課堂理論教學效果:而且有助于學生了解一些具體的地理信息系統軟件,并能操作這些軟件,提高動手能力。為此,我們在地理信息系統實驗教學中,以giewgis和Mapinfo為地理信息系統軟件平臺,安排6次實驗課,包括地理信息系統主要功能模塊,點、線、面圖層建立,屬性庫建立,空間與屬性數據編輯、查詢、修改等,空間與屬性數據分析,專題圖制作和輸出等。同時,改革考試和成績評定方法,不再以筆試定成績,而是實行實驗課考核直接上機操作,授課教師根據學生掌握的熟練情況現場打分,并將實驗課成績納入課程總成績(占綜合成績的30%)。這樣調動了學生上好實驗課的積極性。
(三)改進教學方法和手段
地理信息系統具有綜合性和抽象性的特點,其教學僅憑一本書、一支粉筆是不夠的,必須運用現代的教學方法和手段。因此,在教學方法上,我們強調啟發式、互動式教學,對一些抽象的問題,盡量列舉一些與本專業相關的事例進行說明。如以某一區域森林資源為例來解釋什么是空間數據和屬性數據;在講授遙感、地理信息系統和全球定位系統三者之間的關系時,讓學生自己動手進行數據采集、定位、分析。在教學手段上,開展多媒體課件建設,使用多媒體進行教學。地理信息系統教學中有些內容的講解,通過多媒體用表格或圖件進行講解顯得直觀明了,易于讓學生理解接受:同時,通過多媒體課件的運用,減少了不必要的黑板板書時間,解決了課時量壓縮與教學內容多之間的矛盾,加大了每節課的信息量。
(四)堅持教學與科研、生產緊密結合
高等林業院校學生學習地理信息系統,重要的是掌握應用技能,要能利用地理信息系統技術解決科研和生產中的現實問題。因此,在教學中,要結合科研項目和林業生產實際,讓學生利用地理信息系統技術開展諸如森林資源、土地資源以及森林景觀評價等方面的研究;教師在明確學生研究內容的基礎上,讓學生自己查閱文獻資料,編寫研究方案和具體實施計劃,了解開展地理信息系統應用研究的全過程,如建立森林資源地理信息系統,包括小班圖形(空間)數據和屬性數據(樹種、年齡、直徑、樹高等)的采集,圖形數據和屬性數據的編輯和處理分析、專題圖的制作等。
三、對高等林業院校GIS教學的幾點建議
(一)編寫適合專業特點的教材
高等林業院校開設地理信息系統課程的目的是將其應用于林業,因此學生應掌握的內容及其深度等要有別于地理信息系統專業學生的學習內容。而要做到這一點,就要編寫適合林業院校專業實際的地理信息系統教材,使教材內容盡可能系統化,事例盡可能專業化,這樣便于教和學。 (二)重視GIS教師的培養
教學質量的保障有賴于高質量的教師隊伍。地理信息系統要求與專業(生產)結合,只有這樣才能發揮其在生產決策、管理中的作用。這就要求從事地理信息系統教學的教師應具有雙重的專業背景知識。但現實中,這方面的教師通常只具有單一的專業背景,這在一定程度上影響了教學質量的提高。因此,高等林業院校要重視地理信息系統教師人才的培養,對沒有地理信息系統專業背景知識的教師,可以采取委托培養的方式,派其到地理信息系統專業進修、學習:相反,對有地理信息系統專業背景而沒有林業專業背景的教師,要鼓勵其在職進修,掌握林業專業的基本知識,了解林業的發展對地理信息系統技術的需要。
(三)改善實驗教學的基本條件
院校擴招以后,受影響最大的還是實驗教學。實驗教學資源的增加趕不上學生人數的增加,限制了實驗課開設的次數和內容,影響了教學質量的提高。因此,學校要在實驗教學上“做文章”,通過開放中心實驗室、網絡實驗室等,為學生學習創造更多的機會。
另外,要改進理論和實驗教學的方法和手段,以學為中心,開展啟發式教學,組織興趣小組開展學生知識創新活動;利用多媒體、網絡資源促進理論和實驗教學效果的提高。
(三)改進教學方法和手段
地理信息系統具有綜合性和抽象性的特點,其教學僅憑一本書、一支粉筆是不夠的,必須運用現代的教學方法和手段。因此,在教學方法上,我們強調啟發式、互動式教學,對一些抽象的問題,盡量列舉一些與本專業相關的事例進行說明。如以某一區域森林資源為例來解釋什么是空間數據和屬性數據;在講授遙感、地理信息系統和全球定位系統三者之間的關系時,讓學生自己動手進行數據采集、定位、分析。在教學手段上,開展多媒體課件建設,使用多媒體進行教學。地理信息系統教學中有些內容的講解,通過多媒體用表格或圖件進行講解顯得直觀明了,易于讓學生理解接受:同時,通過多媒體課件的運用,減少了不必要的黑板板書時間,解決了課時量壓縮與教學內容多之間的矛盾,加大了每節課的信息量。
(四)堅持教學與科研、生產緊密結合
高等林業院校學生學習地理信息系統,重要的是掌握應用技能,要能利用地理信息系統技術解決科研和生產中的現實問題。因此,在教學中,要結合科研項目和林業生產實際,讓學生利用地理信息系統技術開展諸如森林資源、土地資源以及森林景觀評價等方面的研究;教師在明確學生研究內容的基礎上,讓學生自己查閱文獻資料,編寫研究方案和具體實施計劃,了解開展地理信息系統應用研究的全過程,如建立森林資源地理信息系統,包括小班圖形(空間)數據和屬性數據(樹種、年齡、直徑、樹高等)的采集,圖形數據和屬性數據的編輯和處理分析、專題圖的制作等。
三、對高等林業院校GIS教學的幾點建議
(一)編寫適合專業特點的教材
高等林業院校開設地理信息系統課程的目的是將其應用于林業,因此學生應掌握的內容及其深度等要有別于地理信息系統專業學生的學習內容。而要做到這一點,就要編寫適合林業院校專業實際的地理信息系統教材,使教材內容盡可能系統化,事例盡可能專業化,這樣便于教和學。
(二)重視GIS教師的培養
教學質量的保障有賴于高質量的教師隊伍。地理信息系統要求與專業(生產)結合,只有這樣才能發揮其在生產決策、管理中的作用。這就要求從事地理信息系統教學的教師應具有雙重的專業背景知識。但現實中,這方面的教師通常只具有單一的專業背景,這在一定程度上影響了教學質量的提高。因此,高等林業院校要重視地理信息系統教師人才的培養,對沒有地理信息系統專業背景知識的教師,可以采取委托培養的方式,派其到地理信息系統專業進修、學習:相反,對有地理信息系統專業背景而沒有林業專業背景的教師,要鼓勵其在職進修,掌握林業專業的基本知識,了解林業的發展對地理信息系統技術的需要。
(三)改善實驗教學的基本條件
地理實驗教學的功能范文6
對于生態學專業的學生來說,許多內容如數據采集、編輯、空間分析、專題地圖制作等都必須通過具體應用在本學科相關一些問題,才能夠真正掌握和理解。本課程實驗以呼和浩特為例,設計了教學內容體系。具體實驗項目如下。第一,空間數據的輸入與編輯,主要目的是讓學生掌握掃描數據的矢量化技術和拓撲編輯。使用提供的掃描數據(呼和浩特旗縣界.bmp)進行矢量化,把呼和浩特市各旗縣的行政界線勾畫出來,并輸入屬性,建立空間拓撲。第二,空間分析,讓學生掌握利用ArcMap進行空間查詢、緩沖區分析和疊加分析等分析方法為目的,使用矢量化的呼和浩特旗縣界和提供的數據完成空間分析。主要內容有:空間查詢包括了從圖查表和從表查圖,如使用Identity和Find工具進行查詢,SQL查詢等;緩沖區分析包括了點、線、面的緩沖區生成,如對于呼和浩特地區的駐地、鐵路和旗縣界制作緩沖區;疊加分析使用矢量化的旗縣界和提供的呼和浩特市土地利用專題圖進行疊加,統計出各旗縣不同土地利用類型的面積等。第三,制圖,讓學生掌握ArcMap制圖技術,并完成土地利用專題圖。使用提供的市界、旗縣界、駐地、主要公路、鐵路和土地利用數據,學習各專題圖層的符號化和設色方法,完成設置紙張大小后,加圖名、指北針、比例尺、坐標網格和圖例等一系列整飾過程,最后輸出圖片文件(jpg格式)。學生通過上機操作實驗,了解地理信息系統的數據處理的流程,大大激發了學習的積極性,提高了學習興趣。
二、實驗教學的改革與探索
(一)積極改革GIS實驗教學內容和教學方法
實驗教學內容是基礎,是實現教育目標的重要保障。而教師只有講究教學方法,了解教育對象,有針對性地講解實驗內容,才能有好的效果。因此積極改革實驗內容和方法,是加強課程建設的核心工作。因此為了盡量縮小實驗教學內容與現代科技成果的差距,主要采取了兩項措施。
1.更新實驗課程結構。通過三次教學計劃的修訂,逐步調整課程實驗內容,加強了幾個內容。一是基于計算機的地理信息系統知識,從增設地理信息系統的基礎知識到開設應用專題課等;二是具體案例分析的調整,找出最適合學生理解,與專業密切相關例子;三是遙感知識,遙感是地理信息系統的數據源,加強數字圖像處理基本過程的認識,有利于地理信息系統知識的掌握。
2.優化實驗教學內容,與實際應用緊密相連。對于生態學專業的學生來說,學習GIS的目的是掌握地理信息系統這門學科的基本理論和方法,了解地理信息系統在各個學科和社會中的應用,并利用地理信息系統解決本學科相關的一些問題。因此內容安排也結合生態學專業,讓學生了解應用。對于疊加分析,實驗內容是以呼和浩特為例,把呼和浩特的土地利用專題圖和行政區劃圖進行疊加,統計分析各旗縣的土地利用狀況,通過這個實驗學生掌握基本知識,同時了解不同專題圖層的疊加分析方法,在專業方面鞏固了土地利用方面的相關知識。在教學方法的改革上,主要要求教師結合改革教學內容,研究教學方法論,針對學生的思維特點和認識規律,進行啟發式教學。為此,一方面增加討論課,采用小論文、小專題和各種因材施教的方式,開展分層次教學。另一方面采用現代化教學手段,使教學直觀化、形象化。
(二)積極加強在GIS實驗教學中自學輔導
自學輔導教學實驗的本質,是讓學生通過以自學為主的學習方式,經由閱讀、上機練習、小結等自學環節,養成自學習慣,發展自學能力。它與傳統講授法比較有如下特點。
1.教學主導思想有了根本性改變。自學輔導體現了教學以培養能力、發展智力為主的思想,突出學生的“學”和教師的“導”。GIS軟件功能非常強大,利用有限的學時學完是不可能的,只有學生努力自學,才能系統掌握。因此教學的主攻方向和衡量學生學習的標準,不僅在于學生是否學會了,還在于學生是否會學了。這種教學思想和教學形式,完全保證了學生的學習主體地位。
2.教學原則與教學方式在實踐上得到統一。啟、讀、練、知、導相結合等教學原則的側重點在“學”,它是建立在確保各類學生都學會,都能發展的基礎上,教學原則是與教材、教法、學生、教師的情況密切結合而綜合考慮提出的,因此能夠在教學過程中較好地加以體現。
3.使用高效的立體式課堂教學。在課堂上學生自行操作ArcGIS軟件,教師輔導,教師和學生充分進行教學信息反饋流通。學生在課堂上用眼看、用腦想等多種感官交替使用,降低了疲勞度,提高了學習效率。各類學生各得其所,每個人都積極主動,因而學習成績普遍上升,尖子生隊伍擴大,兩極分化縮小。4.加強自學輔導教學。自學輔導教學對學生的思想以及影響學生成長的非智力因素有極大的促進作用。在培養學生良好自學習慣、濃厚的學習興趣、堅強的意志和毅力方面也超過了傳統教學。實踐證明,自學輔導適合GIS實驗教學課程,符合當代大學生的認識和發展規律,是極有發展前途的。
(三)改善GIS上機實驗的教學環境,盡量配備專業指導教師
高校盡量建立GIS的開放實驗室,具備專業軟件及案例數據,對學生全面放開,給學生獨立操作、獨立學習的平臺,還要配備指導教師,對出現的問題進行解決。
三、結語