摘要: 加强实践教学,突出学生实际动手能力培养,是应用型本科教育的显著特点之一。为了让地理学专业的学生适应北部湾人才需求,本文通过对《计量地理学》的纵向研究,将教材精炼为一个实验性的教学软件,由传统的理论与多媒体教学的教学模式改进为理论、多媒体教学、多知识模块软件和学生理论与实践同步的教学模式,将新教学方法应用实际教学中,学生对该门课程的兴趣度提高了90%,独立处理问题提高到87%,对西部欠发达地区,实验条件较落后的地区,培养区域性应用型人才提供了良好的教学指导。
关键字:计量地理学;教学改革;用型人才培养
中图分类号:G640文献标识码:A文章编号:1003-2851(2010)10-0105-02
一、引言
计量地理学又称又称数量地理学,应用数学方法研究地理学方法论的学科。是地理学中发展较快的新学科。它运用统计推理、数学分析、数学程序和数学模拟等数学工具,凭计算机技术,分析自然地理和人文地理的各种要素,以获得有关地理现象的科学结论,在地理学的自然与人文的传统领域,不断取得开拓性研究结果。60年代末至70年代中期,多元统计方法和随机过程引进地理学研究领域。70年代末期引进数据处理技术,开始研究大系统理论在地理环境分析中的应用,并与数据库和信息系统技术相结合,深入研究地区自然、社会、经济、人口等过程的各种数学模型,阐明地域现象的空间分布结构规律与模式,进行有关地理结构和地理组织的演绎。由于兼容并蓄了系统论、控制论、信息论、决策论等学科的内容和方法,从而丰富和加强了计量地理学的理论基础。计量地理学的诞生和发展,标志着传统地理学的革新[1]。
广西北部湾经济区的功能定位是:立足北部湾、服务“三南”(西南、华南和中南)、沟通东中西、面向东南亚,充分发挥连接多区域的重要通道、交流桥梁和合作平台作用,以开放合作促开发建设,努力建成中国-东盟开放合作的物流基地、商贸基地、加工制造基地和信息交流中心,成为带动、支撑西部大开发的战略高地和开放度高、辐射力强、经济繁荣、社会和谐、生态良好的重要国际区域经济合作区。按照《广西北部湾经济区发展规划》[2]所确定的产业发展目标,《人才发展规划》重点确定了石化、林浆纸、能源、钢铁和铝加工、粮油食品加工、海洋产业、高技术、物流和现代服务业等九大重点发展产业的人才需求。 现代服务业,包括旅游、会展、金融等服务业,2010年,旅游业人才总量约为9.85万人,会展业人才总量约为1.4万人,金融业人才总量约为2.7万人。到2015年,旅游人才总量发展到12.32万人,会展业人才总量约为2.3万-2.8万人,金融业人才总量约为2.98万-3.13万人。由此可见北部湾应用型人才培养破在眉睫。
二、计量地理学原有的教学理念与方法
(一)《计量地理学》课程简介。《计量地理学》被国家教学指导委员会列为我国综合性大学和高等师范院校地理学专业本科生的必修课。《计量地理学》课程类别专业必修课,先修课程是线性代数、概率与数理统计。是地理科学、地理信息系统、资源环境与城乡规划管理等专业学生的专业必修课程。通过本课程的学习,首先使学生掌握在地学研究中常用的几种定量分析方法,如相关分析、回归分析、时间序列分析、空间统计分析、聚类分析、主成分分析、线性规划、层次分析法、投入产出等方法的基本原理;其次,培养学生分析问题和解决实际问题的能力,使学生能够运用有关建模技术和多种定量分析方法对资源利用、环境保护、区域发展等地理问题进行空间统计和决策分析。本课程所采用的配套实验教材是由徐建华教授等编写的《〈计量地理学〉配套实习指导》[3]。此教材分类列出了19 个实习内容,每个实习内容均以教材中例题和练习题为线索,主要使用SPSS软件和Matlab软件方法,并附有部分自编的Matlab6.5应用程序,供学生上机实习参考。本教材教学目标明确,可操作性强,对于学生进行实际操作起到了积极的指导作用,更有助于学生理论与实际的结合,从而切实掌握计量地理学的基本方法。本课程以院系的计算机机房作为实习基地,实验室环境好,软硬件设备齐全、先进,专门供学生课内外使用,从而提高学生们参与研究的积极性和主动性。
(二)日前该课程注重几个方面的改革
(1) 教学观念的改革。理论跟实践相结合,解决地理问题,提高他们对软件的应用能力、实际操作能力。培养大学生以数学方法为手段,注重思考,提高逻辑分析、多种方法综合应用的能力。
(2) 教学方法的改革。课堂多媒体教学与传统教学相结合,改善呆板的多媒体教学模式。
(3) 考核方式的改革。传统的闭卷试卷模式已经束缚学生学习这个课的学习思想,要向作业、实践课、课堂考多角度转换。
(三)各大高校对《计量地理学》的改革现状与西部教学对比。
(1) 华东师范大学的该门课程是已经申请了精品课程,实验条件教学条件好,西部地区无法比。
(2) 有的高校采用了双语教学有利于提高学生应用外语的能力[6],同时也引进了外国最先进的理论来支持。西部地区是教学条件相对落后的地区,可以有这样的尝试,但是还是实实在在的理论教学和动手操作操作教学对学生的就业能力有帮助。
(3) 我国计量地理学研究取得了丰硕成果.学者从不同区域、不同视角展开讨论.本文在国内关于计量地理学发展研究的基础上,对其发展、评价及存在问题等做了探索。西部地区地理环境数据的搜集整理都比较的困难,但是很多学者都是突破困难去收集数据,但是这些有用的数据往往没有好的方法即使处理都是学者带回自己的实验室完成,这样的完成回来验证的时候结果滞后很久了,不能及时发现地理现象的更变。
三、为了适应北部湾应用型人才培养,针对《计量
地理学教学》的教学改革的做如下尝试
高等教育大众化理论是应用型人才培养模式改革的理论基础,建立起与社会接轨的良性机制,建立课程类型多样化和学习自由的原则[4],建立能实际操作的人才原则,要求我们改革势在必行。多数教学的三大宝,课本、多媒体课件、实验仪器或者实验环境。课本是根基,重中重。多媒体课件是围绕课本的一个良好的辅助教学工具。实验仪器或者实验环境则是对课本的具体的应用。大部分的课本离不开实验环境。《计量地理学》这个门课就是理论和实践想结合的教学科目,地理学是综合性、应用性、多科学、多领域的复杂学科。一般是按照内容的设置,案例推理教学[5],多种教学方法相结合,必须合理巧妙地运用数学工具。
第一、.开发一个跟计量地理学理论匹配的软件,包括理论过程的变化演示。
为了满足学生对实验数据收集到得出结论的整个过程的演示,加深对计量地理学每一个算法和理论结论的理解和使用。应用型人才的培养就是要培养可操作性的人才,有了软件就能更好的解释地理变化规律的现象。大学英语这样的课程靠听、说、读、写来完成,计量学必须有软件支持,软件包括如下理论:
1.数据预处理算法包括:平均值(非分组和分组)、众数(非分组和分组),中位数(非分组和分组),极差,离差,标准差、变异系数,绝对值距离、欧式距离、些方差等。
2.数据分析算法包括回归算法,聚类算法、时间序列算法、马尔可夫预测算法、散点图、G统计,线性规划算法等。
3.算法的分析和改进算法聚类算法的改进、最短网络路径算法的改进等。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 4.最后制图的图、表、曲面分析图包括散点转成直线图、聚类谱系图、趋势面变化图、AHP决策分析图、最短路径演化图等。
第二、软件的开发与设计,注重参数设计环节,好的参数设置,更能有好的地理解释。
这门课有几个重要的地理参数设置,往往很多学生不懂什么叫参数的设定,到底设定有什么好处,我们在开发软件就是应该想到有这个设定,让他们完全体会自己操作的一种实在感。
第三、数学建模的知识有所缺乏,应加强数学建模的思想与理念。
地理知识的积累与消化的过程是一个数据收集、数据整理、预处理、数学建模、计算机编程演算,程序验证、数据检验程序,得到结论一个数据体系的反复验证的过程,这个过程里数学建模是相当关键,不懂建模知识,得不到想要的结果与理论,所以多引入初级数学建模的知识,达到脑、手、眼三合一,并提高学生的反应能力。
第四、多元性、交叉性这些概念太抽象,应简化理论。采用动态演算具体步骤的方法。
本科学生的特点是学习基础,得到基础知识,学会动手操作,不要太多抽象到教师的理解、表达也困难的理论,我们将实在的理论传授给他们,通过步步演示,步步推算,深入了解计算的过程,才能激发大家对这门课的兴趣,激发对数学演变过程的兴趣。
第五、案例教学好,好的案例,好学生实践做榜样,才是完美的教学过程。
教学的案例分析是十分重要的,没有案例的理论是空洞的理论,尤其是地理学这样的综合性、应用性很强的学科。对象越具体,空间数据收集越广,教师在课堂中演示一种方法,学生在试验的过程中演示另一种方法的尝试,这样有自己的体验结果,比较算法的优缺点,同时体验到数学建模的优缺点,算法直观、易懂,更大的促进了学生的发散性思维,综合思维得到跳跃。
第六、事物的演练过程需要记忆,有了软件记忆效果更加明确。
不同时间的数据,通过软件演示几组数据的对比,减少同学们的抽象记忆,加深实际记忆,这样教学效果更加立体凸显。
总之,对于西部地区教学实验条件缺乏的高校,拟采取这样的教学措施,便于教师与学生之间交流、提高学生对知识的理解、运用、传播。以上的教学结构模式见图1。
图1 教学模式结构图图2 软件设计的树状图
四、软件设计方法
开发工具:vc++,数据库采用电子表格导入形式;开发界面分为几大模块:预处理、各个章节的方法,后期数据几个检验。学生可以在机房实验也可以将软件存放自己的计算机自学用,在以后的工作中使用。软件设计的树状图见图2。
五、结束语
多媒体教学课件目前存在的弊端是教师花长时间做课件,学生看不过来,记笔记也记不过了,对知识的思考与理解都不能同步进行,教师辛苦,学生学不了知识。本文用理论、多媒体教学、多知识模块软件和学生理论与实践同步的教学模式极大的解决了学生对知识掌握和使用的能力。对已经学习过该门课程毕业班的三个班级和非毕业班两个班级的学生用新的教学模式:理论、多媒体教学、多知识模块软件和学生理论与实践同步的教学模式,让学生体检软件的实际演算操作,重新学习课程2个章节,课后展开问卷调查,210人问卷中有效票188,中性票13,无效票9, 167票非常感兴趣占90%,164票能独立解决一些问题87%,其中141人既感兴趣有能独立解决问题占76%。该教学方法将继续应用于下一批次的教学中,为日后的应用型人才培养打好基础。
参考文献
[1] 徐建华,计量地理学,高等教学出版社,普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
[2]《广西北部湾经济区2008-2015年人才发展规划》。
[3] http://jpkc.ecnu.省略/0802/kechengjs.htm(华东师范大学精品课程网站)。
[4] 杨新军、王宝平,大学生地理学思维方式的培养与计量地理学课程教学的思考,高等理科教育,2007,第三期:119-122。
[5] 陈彦光,刘继生,地理学的主要任务与研究方法---从整个科学体系的视角看地理科学的发展[j],地理科学,2004,24(3):257-263。
[6]张岩,尹忠东, 计量地理学双语教学实践与探索,中国科教创新导刊 2008. 26。
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