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摘 要：环境信息系统是一门实践性非常强的学科，其随着环境科学和地理信息科学的发展仍在不断完善。该文针对当前实践教学环节的现状，从理论入手，剖析期间出现的一些问题；并在此基础上，结合具体的实例，开展实践教学的方法体系分析；最后从教学内容、形式和考核等几个方面提出对应该课程实践教学的方法建议，籍以可以为逐步提升环境信息系统的教学水平和学生培养质量提供借鉴。
关键词：高校；研究生；教学改革；实践教学
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）02-0113-02
进入21世纪以来，随着地理信息科学的发展及其在环境领域中的应用，环境信息系统逐渐发展并日益成为一门新兴的交叉学科。它以环境数据为基础，在计算机软硬件的支持下，对环境信息进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用空间方法实现展示、应用和传播时空动态的环境信息而建立起来的计算机技术系统。环境信息系统既涵盖了地理信息科学和环境科学两个大的学科内容，又包含了计算机图形学、遥感技术、测绘科学和软件工程等[1]。同时，由于环境信息系统是在地理信息科学开展的环境学应用过程中产生的，其对地理信息的学科框架和核心方法存在一定的依附性，从这个角度看，环境信息系统是一门正在发展和需要不断完善的学科。
随着互联网及大数据计算技术的不断发展与应用，高校环境科学专业的学生接触了更多的关于环境信息方面的内容，理解和认识也在不断加深。同时，基于专业的环境学知识背景，他们对一些环境事件也迫切需要更多及时和可靠的数据来分析。这要求我们在教学实践环节中更多地考虑到现实的大环境，在抓住学生兴趣的同时，提升大学生，特别是研究生的自我学习和创新实践能力。本文根据环境信息系统的特点，针对当前实践教学中存在的问题，结合实例提出了相应的对策建议，以供参考借鉴。
1 实践实践教学现状及存在问题
1.1 重理论而轻实践 环境信息系统作为一门新学科，当前在高校所面向的开课对象主要是环境科学、环境工程及相关专业的本科生和研究生。由于新设学科在实践教学环节处于一种尝试性状态，没有成熟的经验可以借鉴，因此现在还处在理论知识教学为主、实践教学为辅的状态，开设实践课的教学时数往往要低于理论课的教学时数。这其实也违背了环境信息系统作为一门实践性非常强的学科的基本特色。
1.2 缺乏教学平台 环境信息系统承接着地理信息系统在环境领域应用的需求，严重依赖于地理信息科学实践教学软件，缺乏自己独立的教学实践平台。当前借助与地理信息系统的分析软件平台虽然可以解决大部分的核心空间问题，但从深度结合环境学来说，该平台尚且无法达到预期的实践教学效果。
1.3 内容分散，没有成行的大纲和体系 当前环境信息系统的教材缺乏，且有些版本老旧，与当前社会需求不符。刘耀林、孙水裕等编著的环境信息系统教材侧重于对空间信息的基础理论和算法的介绍；王桥等编著的环境地理信息系统教材侧重于结合着遥感手段对环境问题进行时空监测和分析。当前的教材可以为我们提供丰富的参考素材，但是如何真正结合环境学问题，从实践角度设置环境信息的采集、监测、分析等学科大纲和教学体系仍需要深入的思考和实践。尤其是当前环境问题日益严峻，大气、水体、土壤污染问题全方位显现出来，因此对应解决实际问题的实践教学大纲和方法体系显得更为迫切。
1.4 学科间结合度不高，缺乏融合 环境问题往往牵涉到多个学科，既有微观层面的化学、微生物等，也需要宏观上大尺度的地理学和生态学等。而我们在具体的教学实践过程中发现：应对环境问题，环境信息系统可以作为多学科的整合器或“大脑”的角色存在，但是现实中往往需要其他学科的知识背景深入参与，而这一点，当前仅可以做到用环境案例来演示环境信息系统，还未能实现多学科间的有效互动和融合。
2 环境信息系统实践教学的方法体系
2.1 实践教学的课题实例 针对学生们普遍较为感兴趣的时事热点问题，我们选取雄安新区和白洋淀的时空变化为例加以探讨。首先，组织学生讨论，明确要提取的环境信息：1980年以来的城市化、水体及降水动态；其次，分组搜集、下载和整理数据：Landsat卫星影像数据和气象站点数据（图1）；再次，由于数据量大，需要团队协作运用所学的信息提取和分析方法完成长时间数据的动态分析；最后，作为课堂实践进行考核。
由上例可知，环境信息系统实践教学的方法涉及面较广：有新颖的实践内容，也有灵活的实践形式，也体现了团队的协作精神。因此，针对学科的现状和问题，依据符合创新应用性人才培育目标、理论与实践相结合的原则[2，3]，本文尝试从教学内容、形式和考核等来初步构建一个新的方法体系。
2.2 实践教学的方法体系
2.2.1 完善的教学内容 围绕环境科学问题和环境信息系统，参考现有教材资源，编制大纲，并增设遥感的知识内容。遥感数据作为一种免费和实时的大数据资源，已被应用到环境问题的诸多方面，但同时，环境学专业的学生一直没有开设相关课程，而这正是他们理解和应用遥感数据分析环境问题时亟待拟补的[4]。
2.2.2 多元化的实践形式 重视课堂外的实践，在实践中体会环境信息系统的具体应用。建立环境信息系统课堂内外的实习点是提升实践教学质量的得力举措。让学生们走出课堂，到野外和工矿企业中去，有助于增强学生对现实环境问题的敏感性，也利于培养学生用专业的环境信息系统知识来有效搜集、分析、监测和评估环境事件，真正达到学以致用的培养目标。除此之外，可以考虑名师讲座、创新竞赛、学术论文撰写等多种实践教学形式，鼓励学生积极参与，提升自己的创新思维和实践能力。
2.2.3 构建合理公平的考核体系 构建一个合理公平的考核体系是评价实践教学质量的重中之重。首先，以任课老师为主，借鉴CDIO工程教育模式（Conceive構思，Design设计，Implement实现，Operate操作）开展实践教学和考核[5]；其次，健全实践教学的综合保障体系，学生分数不仅仅体现在毕业的上机考试上，在培养过程中对实践活动的参与度和认知度也加以量化评判；最后，团队合作也考虑纳入考核体系。
3 结语
环境信息系统是一门快速发展的新学科，实用性很强，实践教学活动非常重要。本文在总结和剖析了实践教学的现状和问题之后，尝试构建了一个具有一定普适性的实践教学方法框架。相信随着该框架的不断扩展和完善，可以逐步提升环境信息系统的实践教学层次，并助力培育符合社会需求的复合应用型人才。
参考文献
[1]崔耀平，秦耀辰，闫卫阳，等.嵌入CDIO和MOOC的“环境信息系统”教学模式[J].计算机时代，2015，5：69-71.
[2]郑瑞伦，廖晓川，唐靖云，等.民办高校创新创业教育课程体系的构建与实践[J].西南师范大学学报（自然科学版），2012，37（9）：142-147.
[3]祝诗平，黄华，张建军，等.构建分层次按需求的实验实践教学与人才培养模式的探索[J].西南师范大学学报：自然科学版， 2012，37（6）：249-253.
[4]姚申君，吴建平，易敏，等.GIS在环境影响评价中的应用[J].环境科学导报，2007，26（6）：77-80.
[5]邵兰洁，马睿，鲁小利，等.软件开发类课程群CDIO模式教学改革研究与实践[J].计算机时代，2014，12：64-66.
（责编：张宏民）
关键词：高校；研究生；教学改革；实践教学
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）02-0113-02
进入21世纪以来，随着地理信息科学的发展及其在环境领域中的应用，环境信息系统逐渐发展并日益成为一门新兴的交叉学科。它以环境数据为基础，在计算机软硬件的支持下，对环境信息进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用空间方法实现展示、应用和传播时空动态的环境信息而建立起来的计算机技术系统。环境信息系统既涵盖了地理信息科学和环境科学两个大的学科内容，又包含了计算机图形学、遥感技术、测绘科学和软件工程等[1]。同时，由于环境信息系统是在地理信息科学开展的环境学应用过程中产生的，其对地理信息的学科框架和核心方法存在一定的依附性，从这个角度看，环境信息系统是一门正在发展和需要不断完善的学科。
随着互联网及大数据计算技术的不断发展与应用，高校环境科学专业的学生接触了更多的关于环境信息方面的内容，理解和认识也在不断加深。同时，基于专业的环境学知识背景，他们对一些环境事件也迫切需要更多及时和可靠的数据来分析。这要求我们在教学实践环节中更多地考虑到现实的大环境，在抓住学生兴趣的同时，提升大学生，特别是研究生的自我学习和创新实践能力。本文根据环境信息系统的特点，针对当前实践教学中存在的问题，结合实例提出了相应的对策建议，以供参考借鉴。
1 实践实践教学现状及存在问题
1.1 重理论而轻实践 环境信息系统作为一门新学科，当前在高校所面向的开课对象主要是环境科学、环境工程及相关专业的本科生和研究生。由于新设学科在实践教学环节处于一种尝试性状态，没有成熟的经验可以借鉴，因此现在还处在理论知识教学为主、实践教学为辅的状态，开设实践课的教学时数往往要低于理论课的教学时数。这其实也违背了环境信息系统作为一门实践性非常强的学科的基本特色。
1.2 缺乏教学平台 环境信息系统承接着地理信息系统在环境领域应用的需求，严重依赖于地理信息科学实践教学软件，缺乏自己独立的教学实践平台。当前借助与地理信息系统的分析软件平台虽然可以解决大部分的核心空间问题，但从深度结合环境学来说，该平台尚且无法达到预期的实践教学效果。
1.3 内容分散，没有成行的大纲和体系 当前环境信息系统的教材缺乏，且有些版本老旧，与当前社会需求不符。刘耀林、孙水裕等编著的环境信息系统教材侧重于对空间信息的基础理论和算法的介绍；王桥等编著的环境地理信息系统教材侧重于结合着遥感手段对环境问题进行时空监测和分析。当前的教材可以为我们提供丰富的参考素材，但是如何真正结合环境学问题，从实践角度设置环境信息的采集、监测、分析等学科大纲和教学体系仍需要深入的思考和实践。尤其是当前环境问题日益严峻，大气、水体、土壤污染问题全方位显现出来，因此对应解决实际问题的实践教学大纲和方法体系显得更为迫切。
1.4 学科间结合度不高，缺乏融合 环境问题往往牵涉到多个学科，既有微观层面的化学、微生物等，也需要宏观上大尺度的地理学和生态学等。而我们在具体的教学实践过程中发现：应对环境问题，环境信息系统可以作为多学科的整合器或“大脑”的角色存在，但是现实中往往需要其他学科的知识背景深入参与，而这一点，当前仅可以做到用环境案例来演示环境信息系统，还未能实现多学科间的有效互动和融合。
2 环境信息系统实践教学的方法体系
2.1 实践教学的课题实例 针对学生们普遍较为感兴趣的时事热点问题，我们选取雄安新区和白洋淀的时空变化为例加以探讨。首先，组织学生讨论，明确要提取的环境信息：1980年以来的城市化、水体及降水动态；其次，分组搜集、下载和整理数据：Landsat卫星影像数据和气象站点数据（图1）；再次，由于数据量大，需要团队协作运用所学的信息提取和分析方法完成长时间数据的动态分析；最后，作为课堂实践进行考核。
由上例可知，环境信息系统实践教学的方法涉及面较广：有新颖的实践内容，也有灵活的实践形式，也体现了团队的协作精神。因此，针对学科的现状和问题，依据符合创新应用性人才培育目标、理论与实践相结合的原则[2，3]，本文尝试从教学内容、形式和考核等来初步构建一个新的方法体系。
2.2 实践教学的方法体系
2.2.1 完善的教学内容 围绕环境科学问题和环境信息系统，参考现有教材资源，编制大纲，并增设遥感的知识内容。遥感数据作为一种免费和实时的大数据资源，已被应用到环境问题的诸多方面，但同时，环境学专业的学生一直没有开设相关课程，而这正是他们理解和应用遥感数据分析环境问题时亟待拟补的[4]。
2.2.2 多元化的实践形式 重视课堂外的实践，在实践中体会环境信息系统的具体应用。建立环境信息系统课堂内外的实习点是提升实践教学质量的得力举措。让学生们走出课堂，到野外和工矿企业中去，有助于增强学生对现实环境问题的敏感性，也利于培养学生用专业的环境信息系统知识来有效搜集、分析、监测和评估环境事件，真正达到学以致用的培养目标。除此之外，可以考虑名师讲座、创新竞赛、学术论文撰写等多种实践教学形式，鼓励学生积极参与，提升自己的创新思维和实践能力。
2.2.3 构建合理公平的考核体系 构建一个合理公平的考核体系是评价实践教学质量的重中之重。首先，以任课老师为主，借鉴CDIO工程教育模式（Conceive構思，Design设计，Implement实现，Operate操作）开展实践教学和考核[5]；其次，健全实践教学的综合保障体系，学生分数不仅仅体现在毕业的上机考试上，在培养过程中对实践活动的参与度和认知度也加以量化评判；最后，团队合作也考虑纳入考核体系。
3 结语
环境信息系统是一门快速发展的新学科，实用性很强，实践教学活动非常重要。本文在总结和剖析了实践教学的现状和问题之后，尝试构建了一个具有一定普适性的实践教学方法框架。相信随着该框架的不断扩展和完善，可以逐步提升环境信息系统的实践教学层次，并助力培育符合社会需求的复合应用型人才。
参考文献
[1]崔耀平，秦耀辰，闫卫阳，等.嵌入CDIO和MOOC的“环境信息系统”教学模式[J].计算机时代，2015，5：69-71.
[2]郑瑞伦，廖晓川，唐靖云，等.民办高校创新创业教育课程体系的构建与实践[J].西南师范大学学报（自然科学版），2012，37（9）：142-147.
[3]祝诗平，黄华，张建军，等.构建分层次按需求的实验实践教学与人才培养模式的探索[J].西南师范大学学报：自然科学版， 2012，37（6）：249-253.
[4]姚申君，吴建平，易敏，等.GIS在环境影响评价中的应用[J].环境科学导报，2007，26（6）：77-80.
[5]邵兰洁，马睿，鲁小利，等.软件开发类课程群CDIO模式教学改革研究与实践[J].计算机时代，2014，12：64-66.
（责编：张宏民）