熊建新， 彭保發(fā)， 陳端呂， 王文輝

（湖南文理學(xué)院資源環(huán)境與旅游學(xué)院，湖南常德 415000）

0 引言

2010年3月，中央財政決定在原“中央與地方共建高等學(xué)校專項資金”的基礎(chǔ)上，設(shè)立支持地方高校發(fā)展專項資金（2010～2012），支持地方高校的重點(diǎn)發(fā)展和特色辦學(xué)［1］。湖南文理學(xué)院緊抓這一千載難逢的契機(jī)，積極申報，成功獲得立項。“地學(xué)與3S技術(shù)實驗實訓(xùn)中心”（以下簡稱“中心”，“3S”是指RS、GIS和GPS）是由我校資源環(huán)境與旅游學(xué)院的氣象園、天文臺、地質(zhì)室、地圖室、土壤室、測量室、地理信息系統(tǒng)室、旅游管理信息系統(tǒng)室、野外實習(xí)裝備室合并組建而成。2001年被確認(rèn)為校級實驗中心，其中，氣象園、天文臺和地質(zhì)室于2009年被評為湖南省優(yōu)秀科普基地。“中心”共覆蓋6個專業(yè)約1 600名本科學(xué)生的實踐教學(xué)。主要承擔(dān)地理科學(xué)專業(yè)、地理科學(xué)（GIS方向）基礎(chǔ)實驗、專業(yè)實驗和創(chuàng)新實驗實訓(xùn)，并承擔(dān)旅游管理、旅游管理（酒店管理方向）、城市規(guī)劃、農(nóng)學(xué)等專業(yè)的部分實驗。同時，提供相關(guān)專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計）、課程設(shè)計的實驗條件，承擔(dān)校級選修課天文學(xué)概論、自然科學(xué)導(dǎo)論、可持續(xù)發(fā)展概論等課程和校內(nèi)外科普活動的開放性實驗教學(xué)任務(wù)。

1 創(chuàng)建的意義和必要性

1.1 創(chuàng)建的意義

隨著世界關(guān)注的數(shù)字地球、數(shù)字城市、資源利用、環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)、低碳經(jīng)濟(jì)、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌等科學(xué)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，對高校相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)也有了新的更高的要求。實驗實訓(xùn)是地學(xué)類學(xué)科的基石，也是科學(xué)創(chuàng)新的源泉。建設(shè)高水平的“中心”，對提升相關(guān)專業(yè)實踐教學(xué)水平，培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)應(yīng)用型，創(chuàng)新型人才具有重要意義。

資源環(huán)境與旅游學(xué)院是湘西北相鄰七市州（岳陽、益陽、婁底、常德、張家界、湘西州、懷化）唯一的全日制地理科學(xué)及地理科學(xué)（GIS方向）本科教學(xué)點(diǎn)。地理科學(xué)專業(yè)已列為教育部高等學(xué)校Ⅰ類特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，“地理學(xué)”是湖南文理學(xué)院5個重點(diǎn)建設(shè)的一級學(xué)科之一，“產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)”是學(xué)校6個省級重點(diǎn)建設(shè)二級學(xué)科之一，“中心”是支撐學(xué)科發(fā)展的基石。因此建設(shè)一個高水平的“中心”對加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、對發(fā)展優(yōu)勢學(xué)科、對環(huán)洞庭湖地區(qū)和湘西北地區(qū)乃至武陵山片區(qū)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有重要意義。

1.2 創(chuàng)建的必要性

（1）增加實驗實訓(xùn)設(shè)備。隨著“中心”覆蓋的相關(guān)專業(yè)招生規(guī)模的擴(kuò)大，承擔(dān)的相關(guān)校級選修課開放實驗面向?qū)W生人數(shù)增加，原有實驗實訓(xùn)設(shè)備的臺（套）數(shù)已嚴(yán)重不夠，急需合理增加“中心”實驗實訓(xùn)設(shè)備的臺（套）數(shù)。

（2）更新實驗技術(shù)。隨著地學(xué)及“3S”領(lǐng)域新方法、新技術(shù)、新設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)有實驗教學(xué)設(shè)備和手段遠(yuǎn)落后于本領(lǐng)域新技術(shù)的發(fā)展，部分實驗儀器設(shè)備已不能完全滿足本科生實踐教學(xué)和教學(xué)改革的需要，實驗實訓(xùn)儀器設(shè)備的更新和補(bǔ)充刻不容緩，“中心”的更新擴(kuò)建建設(shè)迫在眉睫。

（3）構(gòu)建新的實驗教學(xué)體系。為了改革高校人才培養(yǎng)模式，地理科學(xué)、地理信息系統(tǒng)等相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行了修訂，構(gòu)建了新的實踐教學(xué)體系，增加了培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力和創(chuàng)新能力的集中實踐環(huán)節(jié)，加大“三性”實驗實訓(xùn)項目比例，提高學(xué)生實踐環(huán)節(jié)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的學(xué)分比例，改造和增設(shè)順應(yīng)社會需要的應(yīng)用性課程和實驗實訓(xùn)項目等，“中心”需要配置相應(yīng)的實驗實訓(xùn)設(shè)備予以保障與支撐。

（4）建設(shè)省校重點(diǎn)實驗室。為了完善與提升與中心關(guān)聯(lián)的湖南省重點(diǎn)研究基地、湖南省優(yōu)秀科普基地、湖南省重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科、湖南文理學(xué)院重點(diǎn)學(xué)科、湖南文理學(xué)院示范教學(xué)團(tuán)隊的科研平臺條件，滿足學(xué)生在環(huán)洞庭湖區(qū)資源利用、環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)、城鄉(xiāng)規(guī)劃等領(lǐng)域的研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實驗項目研究的需要，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，有效開展師生聯(lián)動的“產(chǎn)學(xué)研”服務(wù)工作。

2 創(chuàng)建的思路與內(nèi)容

長期以來，“中心”堅持以培養(yǎng)地方應(yīng)用型人才為根本，以本科教學(xué)為中心。通過學(xué)習(xí)和借鑒兄弟院校的先進(jìn)經(jīng)驗［2-12］，結(jié)合學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)和實驗室的基礎(chǔ)條件，確定了“中心”創(chuàng)建的思路為“基礎(chǔ)性+先進(jìn)性+應(yīng)用性”。即夯實基礎(chǔ)。增大常規(guī)儀器套數(shù)，特別是傳統(tǒng)氣象氣候、地質(zhì)水文和地圖測量儀器，保證實訓(xùn)過程中人手一套，讓學(xué)生在實訓(xùn)中動手操作的機(jī)會多，確保學(xué)生動手操作的實效性。體現(xiàn)先進(jìn)。結(jié)合洞庭湖專題研究、災(zāi)害學(xué)、環(huán)境監(jiān)測與評估、計量地理學(xué)、地理調(diào)查研究方法、地理信息系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、城市規(guī)劃等課程，按照科學(xué)性、系統(tǒng)性與實用性有效結(jié)合的原則，保證實驗內(nèi)容具有可選擇性、探索性，實驗手段具有科學(xué)性、新穎性，合理配置現(xiàn)代教學(xué)實驗和科研創(chuàng)新設(shè)施，培養(yǎng)學(xué)生實驗探究和創(chuàng)新能力。加強(qiáng)應(yīng)用。在區(qū)域資源利用、土地利用規(guī)劃、環(huán)境建設(shè)、防災(zāi)減災(zāi)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、旅游開發(fā)等領(lǐng)域，發(fā)揮“中心”優(yōu)勢，帶領(lǐng)學(xué)生參加產(chǎn)學(xué)研及創(chuàng)新實踐項目，使學(xué)生獲得必要的基本訓(xùn)練，構(gòu)建應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，通過“滲透式”和“融合式”的教學(xué)與實踐過程，使學(xué)生掌握創(chuàng)業(yè)、就業(yè)所需要的相關(guān)知識和技能。

2.1 夯實自然地理綜合實驗室

自然地理綜合實驗室現(xiàn)有10門課程開設(shè)實驗項目36個，即地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)實驗（礦物鑒定、巖石鑒定、礦床認(rèn)識、化石鑒定、地質(zhì)圖編制、野外地質(zhì)考察），水文學(xué)實驗（河流水情要素、湖泊水文、地下水觀測、水指標(biāo)、工業(yè)污水指標(biāo)、空氣總懸浮顆粒測定、室內(nèi)空氣中污染成分分析、固體廢棄物處理），氣象學(xué)與氣候?qū)W、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實驗（溫度變化、氣壓變化、濕度、降水變化觀測與分析、聯(lián)合觀測），植物學(xué)實驗（植物的器官、植物的自然分類、植物的生態(tài)類群分析、植物群落調(diào)查與分析、植物標(biāo)本的采集與制作），地貌學(xué)實驗（地形圖地貌判讀、航空照片判譯、衛(wèi)星照片判譯、微地貌測量、地貌圖繪制），土壤地理學(xué)實驗（土壤剖面觀察、土壤標(biāo)本采集、土壤PH值與水分測定、土壤全氮、有效磷與有機(jī)質(zhì)分析），地球概論（星空觀察、觀察太陽、觀察月球、觀察月相、天文綜合觀測）。圍繞自然地地理、區(qū)域資源利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)新增校內(nèi)實訓(xùn)實踐基地項目7個，即野外綜合實習(xí)、土壤綜合實驗、氣象要素綜合觀測、水質(zhì)綜合測定、水質(zhì)綜合分析流、速流量測量、水位測量，新增科研平臺項目1個，即植物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查與評價。

2.2 強(qiáng)化“3S”技術(shù)實驗實訓(xùn)與應(yīng)用室

該室主要承擔(dān)地理信息系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用、管理信息系統(tǒng)、遙感、測量學(xué)、地圖學(xué)、計算機(jī)輔助制圖、計量地理學(xué)等的實踐教學(xué)工作，使學(xué)生能靈活運(yùn)用GIS為資源管理、設(shè)施管理、城市和區(qū)域的規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害預(yù)測、城市規(guī)劃建設(shè)服務(wù)。

GIS技術(shù)應(yīng)用實驗主要針對實際問題，特別是資源環(huán)境問題，利用GIS工具對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以輔助決策，是運(yùn)用空間信息的工程人員應(yīng)具備的一項GIS綜合應(yīng)用能力。對于GIS軟件的基本操作實驗都已開出，包括地理空間數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)建庫、空間數(shù)據(jù)分析和專題地圖制圖，現(xiàn)有軟件主要是Mapinfo、ViewGIS、Geostar 3個基礎(chǔ)軟件，在綜合應(yīng)用上存在局限性。擬增加一個校內(nèi)實訓(xùn)的綜合性實驗，即地理信息系統(tǒng)綜合應(yīng)用試驗。同時對軟件進(jìn)行升級，購置ESRI的Arcinfo主要模塊和相應(yīng)的硬件設(shè)備。

GIS系統(tǒng)分析設(shè)計與二次開發(fā)是地理信息系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、旅游管理信息系統(tǒng)的一項重要實驗內(nèi)容，主要進(jìn)行系統(tǒng)的需求分析、總體設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計，運(yùn)用VB.NET語言進(jìn)行軟件開發(fā)，利用MapObjects進(jìn)行地理信息系統(tǒng)（GIS）的二次開發(fā)，達(dá)到主界面實現(xiàn)與主要功能的編碼實現(xiàn)。

遙感實驗主要是了解立體成像機(jī)理，學(xué)習(xí)航片判讀的基本原理和判讀標(biāo)志的建立方法及內(nèi)容，掌握使用遙感軟件進(jìn)行遙感圖像及其數(shù)據(jù)處理的方法，為地理信息數(shù)據(jù)分析提供準(zhǔn)確有數(shù)據(jù)源。已開設(shè)實驗有遙感像片標(biāo)志判別、像片立體觀察和遙感圖像處理，但購置的圖像處理軟件為Imageinfo，需要增加儀器套數(shù)和對軟件功能進(jìn)行升級。擬增設(shè)遙感綜合應(yīng)用試驗并進(jìn)行配套儀器的購置。

測量學(xué)實驗要求掌握測量儀器操作的基本技能和信息采集的基本方法，提高實地測圖及繪圖的能力?，F(xiàn)開設(shè)的普通水準(zhǔn)測量、經(jīng)緯儀的使用、水平角測量、綜合測量等實驗項目需擴(kuò)充儀器套數(shù)，擬增設(shè)校內(nèi)實訓(xùn)的綜合性實驗項目“全站儀測繪地形圖”、“GPS綜合應(yīng)用試驗”，購置全站儀和GPS。

地圖學(xué)實驗讓學(xué)生能獨(dú)立判讀地形圖，認(rèn)識地形圖各種符號系統(tǒng)，在野外能靈活運(yùn)用地圖判識地形、地貌與地物，能獨(dú)立設(shè)計并完成專題地圖制作?，F(xiàn)開設(shè)的實驗項目基本上覆蓋了課程內(nèi)容。擬針對“地形圖閱讀量算”和“專題地圖編繪”2個項目添置相應(yīng)套數(shù)的地圖量距儀和寬幅掃描儀。

計算機(jī)輔助制圖實驗主要是掌握AutoCAD軟件各功能模塊與使用方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用輔助制圖進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計的能力。開設(shè)的實驗項目擬對相應(yīng)的硬件進(jìn)行升級，配置PC圖形工作站。

計量地理學(xué)實驗主要通過運(yùn)用計算機(jī)軟件進(jìn)行地理數(shù)據(jù)的處理、分析和建立模型，使學(xué)生在理解地理數(shù)據(jù)處理的數(shù)學(xué)原理和方法外，不停留在簡單的數(shù)學(xué)計算上，更多地是利用現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法運(yùn)用于地理系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。已開設(shè)的主要實驗項目有分析軟件操作、地理數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計分析、地理系統(tǒng)的假設(shè)檢驗與方差分析、地理要素的相關(guān)回歸分析、地理系統(tǒng)優(yōu)化、地理系統(tǒng)預(yù)測。擬對分析軟件進(jìn)行升級。

2.3 提升區(qū)域資源環(huán)境創(chuàng)新實驗室

區(qū)域資源環(huán)境創(chuàng)新實驗室主要是圍繞專業(yè)教學(xué)大綱，在完成和掌握了專業(yè)課程的驗證性實驗、設(shè)計性實驗、綜合性實驗的基礎(chǔ)上，依托建成的實踐性教學(xué)平臺，針對專業(yè)教師的科研方向，利用“3S”技術(shù)的方法和手段，從資源利用、區(qū)域規(guī)劃、土地生態(tài)利用、減災(zāi)防災(zāi)、環(huán)境質(zhì)量評價、低碳經(jīng)濟(jì)等方面開設(shè)“氣候變化數(shù)值模擬”、“區(qū)域規(guī)劃設(shè)計”、“災(zāi)害評估與監(jiān)測”、“洞庭湖濕地調(diào)查與生態(tài)監(jiān)測”、“減排增匯計量監(jiān)測”等創(chuàng)新平臺和科研平臺實驗，開展研究型實驗教學(xué)，研究區(qū)域資源利用、生態(tài)過程及其環(huán)境效應(yīng)。作為開放式實驗室，實驗操作以分組分時段的方式進(jìn)行，添置儀器以先進(jìn)性為原則，宜精不宜多。

3 預(yù)期效益分析

3.1 教學(xué)效益

“中心”建成后，擴(kuò)大了實驗規(guī)模，整合了資源優(yōu)勢，構(gòu)建了完整的實驗體系，可提供先進(jìn)的實驗條件，滿足全校相關(guān)專業(yè)的實驗教學(xué)的需要。實驗類型和內(nèi)容發(fā)生了結(jié)構(gòu)性變化，擴(kuò)充校內(nèi)實訓(xùn)實踐基地項目3個，將驗證性實驗改進(jìn)為設(shè)計性實驗的校內(nèi)實訓(xùn)實踐基地項目7個，新增校內(nèi)實訓(xùn)實踐基地項目7項，新增創(chuàng)新基地項目5個，設(shè)計性、綜合性、創(chuàng)新性實驗類型總數(shù)達(dá)70個，占所有實驗項目的72.16%。每年參加實驗學(xué)生人數(shù)500～600人/a，課程實驗約15萬時/a，畢業(yè)設(shè)計約4.5萬·時/a，校內(nèi)實訓(xùn)實踐基地項目可實現(xiàn)1或2人一組，實驗開出率為100%。

3.2 科研提升

“中心”建成后，改進(jìn)科研平臺1個，新增科研平臺4個。保證了學(xué)生創(chuàng)新性實驗的按質(zhì)完成，使學(xué)生參與更多的科研項目，實現(xiàn)資源共享，可以預(yù)計，“中心”建成后科研平臺中大型儀器設(shè)備使用率更高，將超過7 h/d?？杀Ｙ|(zhì)保量完成湖南省洞庭湖區(qū)域發(fā)展研究基地師生聯(lián)合承擔(dān)的所有課題任務(wù)，完成現(xiàn)有師生正在主持的國家級、省級項目。在此基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮建成的實驗室條件，爭取師生更多地承擔(dān)國家級、省部級和校級教研科研項目，提高科研實力，加速學(xué)科專業(yè)發(fā)展。

3.3 特色凸顯

“中心”作為教育部高等學(xué)校特色專業(yè)的支撐平臺，主要是突出兩方面的特色：① 落實重能力重應(yīng)用的復(fù)合型人才培養(yǎng)，適應(yīng)現(xiàn)代社會市場對人才的需求;②對環(huán)洞庭湖區(qū)域的研究，既改革傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容，又直接為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。通過保證特色課程實驗的開設(shè)，更加凸顯專業(yè)特色，既能發(fā)揮師生教研科研的優(yōu)勢，多出教學(xué)科研成果，又將面向地方經(jīng)濟(jì)、科技和社會發(fā)展的需要，對地方經(jīng)濟(jì)有強(qiáng)大的帶動作用。

4 結(jié)語

“地學(xué)與3S技術(shù)實驗實訓(xùn)中心”的創(chuàng)建是一項系統(tǒng)工程，也是一項長期的、艱巨的和復(fù)雜的任務(wù)。今后，要始終堅持以實驗教學(xué)改革為先導(dǎo)，以培養(yǎng)知識結(jié)構(gòu)合理、實踐能力突出、創(chuàng)新意識強(qiáng)烈的復(fù)合型應(yīng)用人才為目標(biāo)，以先進(jìn)儀器設(shè)備、優(yōu)化實驗資源、開放服務(wù)為條件，以完善政策制度、高效運(yùn)行機(jī)制為保障，建設(shè)成為一個有先進(jìn)實驗教學(xué)觀念和教學(xué)體系、高素質(zhì)師資隊伍、先進(jìn)實驗室管理體制、良好實驗教學(xué)環(huán)境的實驗教學(xué)平臺和實踐創(chuàng)新基地［13-15］。

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