气象类专业GIS实验教学改革,本文是教学改革有关论文范文例文与教学改革和气象和初探相关论文范本.
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摘 要：随着GIS技术的不断完善和发展,GIS技术已经被广泛应用于气象领域.为适应气象部门人才的需要,在气象类专业纷纷开设GIS实验课程,本文分析了气象类专业GIS实验教学存在的问题,并针对问题提出了改进措施,以期对未来气象类专业应用性人才的培养起到参考作用.
关键词：教学改革；GIS实验教学；气象类专业
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）04-0116-02
一、引言
南京信息工程大学前身是南京气象学院,被誉为“中国气象人才摇篮”,是以气象行业为依托的学校.随着我国经济、社会发展水平的快速提高,对于我国气象行业的发展提出了新的要求,需要气象行业提供更高水平的服务,而气象服务水平的高低,很大程度上取决于新技术在气象领域的应用,而地理信息系统（GIS,Geographic Information System）正是一门新兴学科,集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体,该系统用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题[1].目前,GIS技术已经被广泛应用于气象领域,其在气象预报、公共气象服务、短期气候预测、气象预报预测等方面都有着非常广阔的应用空间,能够管理、共享、分析、展现海量气象数据,为气象应用领域（精细化气象预测预报、公共气象服务、气象应急指挥等）提供基础科技支撑和决策支持.为适应气象部门人才的需要,在气象类专业纷纷开设地理信息系统的相关课程,伴随着这些课程实习的开展,许多气象类专业特有的地理信息系统课程实验教学问题也纷纷凸显出来,亟待解决.当前,虽然针对GIS专业的教学研究成果较多[2-5],但针对气象类专业GIS实验教学改革的研究却甚少.
本文通过分析气象类专业（包括大气科学、应用气象学、雷电防护科学与技术、大气探测专业）GIS实验课程的教学中存在的一系列问题,探讨教学方法与手段的改革,以期为未来气象类专业GIS实验教学取得良好的效果打下坚实基础.
二、气象类专业GIS实验教学的重要性
（一）GIS实验教学的重要性
GIS课程是一门应用性较强的技术学科,实验课在课程教学中占有很大的比重,许多内容如地图数字化、投影、编辑、空间分析、专题地图制作等都必须通过实习课才能够真正掌握和理解,故在教学中必须非常重视实验课,加强学生GIS动手操作能力和创新能力的培养.
（二）气象类专业GIS实验教学的重要性
当前,随着GIS的不断普及,GIS技术在气象部门得到了广泛的应用,其主要表现在：涉及地理信息的气象数据采集、管理、分析和输出；在计算机系统或GIS软件的支持下对气象地理空间数据的管理,并利用地理空间分析方法,呈现或解决气象问题,如农业气候区划、气象灾害评估；快速、精确、综合地对复杂的地理环境系统进行气候状况跟踪、气象建模、分析评价及提供辅助决策.这些应用知识的掌握都离不开实验教学.气象类专业GIS实验课程教学目的是让学生掌握一种解决主专业问题的新的技术手段,从而提高综合能力,提高工作效率.因此,在教学过程中要着重强调GIS在气象类专业中的应用,重点放在培养GIS软件操作应用上,加强实验教学,增强学生的竞争力和实验动手能力.
三、实验教学存在的问题
（一）气象类专业学生缺乏GIS理论基础
GIS学科是计算机、地图学、地理学、数据库、拓扑学等学科的交叉学科,是一门科学与技术相结合的课程.气象类专业学生主专业偏于气象学,对于GIS而言,知识结构不完整,难以深入学习GIS理论,学生面临很大的困难,也激不起学习的兴趣,学习效果也不好,故对气象类专业GIS实验课程教学进行改进,不能采用培养GIS专业人才的教学方法.
（二）实验教学缺乏深度
随着气象领域对GIS人才的需求,气象类专业GIS的实习教学越来越受到重视,但大多数实习以认知性实习为主,停留在对GIS技术的简单认知水平,很少能将主专业与实验相结合.这不能训练学生解决实际问题的能力,同时也让学生认为该课程对学习主专业的作用不大.多数的GIS实验案例,其实验项目是相互孤立的,缺乏联系,很难让学生通过完成实验去认识各实验之间的关系,各个独立的实验使学生难以认识GIS技术的用途,这不利于调动学生学习兴趣,不利于实验教学,同时这种碎片化的实习,让学生所学的知识没有系统化.
（三）实验课程缺乏配套教材
气象类专业开设的《地理信息系统原理》和气象相关专业开设的《GIS气象应用》课程都涉及交叉学科,一时很难找到合适的教材,用地理信息系统专业的教材给气象相关专业的学生上课,由于专业性太强,气象专业的学生难以掌握.故要寻找一本适合的教材,使学生都能准确掌握GIS专业的内容,而且要有丰富的案例,便于上机实习,真正做到理论和实践结合,让毕业生到气象业务单位后,不需要重新培训,直接能从事GIS相关的气象业务工作.同时,本教材融入本学科前沿性的知识和教师的科研成果,给课程注入新鲜血液,让学生了解学科近年来的发展现状和趋势,可以激发学生的学习热情,调动学生的想象力,有利于学生创新思维能力的培养和提高.
四、实验教学改革
（一）建立面向专业应用的实践教学模式
对于气象类专业学生来说,专业背景决定了要深入系统学习GIS难度会较大,故在气象类专业的教学中,应考虑GIS与学生主专业的关系,侧重GIS在主专业中的应用.气象类专业GIS课程实践教学要尽量避开高深的理论知识,选择与学生主专业紧密结合的应用问题作为实践的内容.通过实习,使学生能解决实际应用问题,从而理解和掌握GIS课程的理论知识和实际使用技巧,了解GIS课程的作用,从而激起学习的兴趣.
（二）设计综合性实验内容
结合学生已学的GIS功能与其本专业的其他课程的知识,来设计解决主专业领域中遇到的与空间信息有关的问题.综合性实验训练学生解决实际问题的能力,同时在实验内容的选择上,教师要精心设计实验内容,让气象类专业学生在有限的实践学时内较快地掌握GIS技术.要充分运用视频、录像、动画等多媒体手段,使学生更直观形象地理解相关内容,这更有利于GIS课程的学习,收到实践与理论相结合的效果.
（三）选择适合主专业的GIS教材
气象类专业与GIS专业在教学目标、背景知识、学生认知等方面存在很大的差距,应该在实践教学上有所不同.从目前出版的GIS教材来看,作为纯粹GIS基础理论的介绍较多,而与特定专业融为一体的GIS教材较少,尤其是与气象相结合的教材尚未见到.选择一到两本GIS专业的实习教材作为教学参考书,结合气象类专业特点,自编实验上机教材.只有因材施教,丰富教学内容,才能提高气象类专业应用性人才的培养质量.
五、结语
地理信息系统的发展为大气科学、应用气象学、雷电防护科学与技术、大气探测等气象类专业的发展提供了新的契机.但GIS课程在气象类专业中的实践教学体系还不够完善,对于气象类专业而言,GIS课程的实践教学是学生掌握GIS基本技能和空间分析应用能力的主渠道.故在实践教学中要建立面向专业应用的实践教学模式,精心设计综合性实验内容,选择适合主专业的GIS教材,提高学生的学习兴趣,更好地开展GIS实践教学,培养出具有较强的GIS操作能力的气象专业人才.
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