刘华波 章爱群

摘 要：分析国内高校“资源环境信息学”方向的课程建设现状与不足，结合教学实践，提出资源环境信息学教学创新的思路。认为要重视“资源环境信息学”的教学研究工作，制定符合社会需要的培养目标和教学计划，积极开展教学内容的组织与创新，加强教学资源建设，提高资源环境科学专业学生的综合能力，以适应社会发展的需要。

关键词：资源环境科学 资源环境信息学 课程建设

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）03（b）-0099-03

当代社会信息技术迅猛发展，利用信息技术为资源环境科学服务是大势所趋[1～2]。资源环境信息学（informatics of resources and environment）就是面向资源环境领域的数据、信息和知识，将计算智能应用于资源环境分析和评价，为资源开发和环境保护及管理提供方法和理论支持，使之走上可视化、数字化、智能化、精确化、高效化的道路[3～5]。近十年来，国内各高校资源环境和环境工程专业相继开设了“资源环境信息学”方向的课程，不断充实资源环境科学的教学体系，为培养符合社会需要的人才作出了积极努力和探索[6～8]。

资源环境信息方向人才是国家紧缺人才，探索资源环境信息学的课程创新，对资源创建环境科学专业高效的教学体系，培养学生的创新能力，向“知识—素质—能力”型教育模式转变，具有积极意义。学校要为学生掌握扎实专业知识、提高实践动手能力和创新能力搭建坚实的平台，使培养的人才能适应21世纪社会经济发展的需要。

1 国内“资源环境信息学”课程设置与教学体系存在的主要问题

1.1 “资源环境”与“信息”融合度不够

资源环境信息学的着眼点应该是“资源与环境”问题，信息技术是方法和工具。但在现阶段，不少高校院系在师资和教材都不到位的情况下仓促上马，开设资源信息学课程，造成信息技术和理论知识与资源环境问题脱节，与资源环境问题实例结合少，难以突出课程特色。如大部分高校的环境科学专业都开设了《环境信息系统》课程，但实际教学大多采用的仍然是地信专业的《地理信息系统》作为教材，教学内容上沿用地信专业的教学思路，缺乏与环境问题的结合，达不到应有的教学效果。且各校开设的资源信息学课程，多偏重传统资源学的教学思路，与信息学结合不够。

1.2 缺乏实践教学

资源环境信息学本身是一门实践性强，面向应用的学科。但在教学中，相关课程的教师，特别在国内非重点大学的资源环境专业，教师没有科研支撑，缺乏实践经验，加上教学素材不足，教学成了无源之水，只能照本宣科，极易脱离实际。如《环境遥感》课程，多由原非环境专业方向的教师承担，缺乏环境专业的知识背景和科研经验。这种情况下导致教学内容只能“遥感概论”为主，而没有结合环境学的案例进行讲解，不符合应用型课程的教学特点。如果由环境专业出身的老师授课，则会出现缺乏信息学知识，教学能力跟不上教学要求的情况。资源信息学的教学同样面临问题，基于测绘学、勘探学的传统专业如矿产资源信息学、海洋资源信息学等可由传统信息技术升级实现，过渡的难度较小，而如水资源信息学、生物资源信息学转型的难度很大，极易脱离实践而依赖理论。

1.3 综合运用能力培养不足

环境信息技术综合性强，涉及领域多。比如，要完整开发一个资源环境信息系统，制作出某地区的大气污染情况分布专题图，就必须使用到环境化学、环境监测、遥感及图像处理、地理信息系统等知识。一味孤立地学习以上各类知识，不通过课程将上述内容整合，使学生对所学知识融会贯通，且无法通过实践锻炼，走向社会以后，面对一些实际工作会感到无从下手。而在现阶段的教学体系中，资源环境科学专业的资源环境信息教学尚难以将上述知识进行整合，对学生进行综合能力培养。再如在资源调查与评价中，政府各部门已普遍使用了GIS系统进行信息处理、统计分析。广大的资源科学专业毕业生，必须了解到一个GIS前期计划设计、数据采集，中期数据处理分析、调查，后期制图、结论评价等各阶段的基本过程，形成完整的思路，在未来的工作中，才能胸怀全局，心中有数。

1.4 “资源信息”与“环境信息”未能有机融合

资源与环境二者相互依存相互转化，是人类社会发展的物质基础。当人类以己为中心，只顾利用资源而忽视环境保护，将出现严重的生态失衡和环境危机等问题，从而制约人类社会可持续发展。资源与环境是一对矛盾统一体，相辅相成，相生相克，开发利用自然资源会影响自然环境生态，而强调生态环境保护也可能限制经济的发展。如果孤立地研究“资源”或“环境”，尤如盲人摸象，视野狭窄。资源与环境专业通常同属一院，公共基础课内容相通，也是为了培养学生的宏观视角。资源信息学和环境信息学的基本研究方法是一致的，研究工具大体相同，只是研究角度不同，出发点不同，但在现阶段，“资源信息学”与“环境信息学”各自的教学体系尚不成熟和完备，如何实现资源观点与环境观点的融合，引导资源学专业和环境学专业的学生辩证思维，进行宏观思考，尚有待在教学实践中进行探索。

2 “资源环境信息学”课程建设不力的主要原因

2.1 对资源环境信息学的重要性认识不足

国内高校的资源环境科学或资源环境工程专业的教学体系，一般依托学校专业背景和院系师资，会设置“资源（环境）生态、资源（环境）经济、资源（环境）评价”、等几个主要方向，而对于“资源（环境）信息”这个近十年才逐渐形成并发展的学科方向，从上至下，尚未形成统一的认识，各界投入明显不足。

在欧美和日本等发达国家高校，“资源（环境）信息学”在不少高校已成为资源（环境）科学专业的专业必修课程，甚至是学位课程，资源（环境）信息方向已与其他传统领域一起构成资源环境科学的课程体系。另外，已有大学开设了独立的资源（环境）信息学本科专业，制定了较完善的培养方案，培养资源环境信息学专业人才。同时有些高校成立了资源（环境）信息学院，并开设了硕士点。可以看出，资源环境信息学的学科建设是与社会经济发展程度直接关联的。

在国内，由于信息技术起步较晚，在资源环境科学中的应用尚不成熟，同时受师资力量和软硬件条件的限制，相关课程的设置随意性强，课程建设投入少，这与信息技术在资源环境科学中的日益重要地位明显不相符，也不符合社会发展对资源环境应用型人才的要求。从目前的社会需求来看，重视资源环境信息学的教学，培养具备资源环境信息学素养的人才，在缓解资源环境科学毕业生就业压力上有较大的潜力。

2.2 教学目标不清晰，课程体系不完善

现阶段国内高校资源环境科学专业对资源环境信息方向的认识尚不成熟，仍处于探索实践阶段，对于此类课程的意义和培养目标缺乏清晰的认识，造成教学计划定位模糊，课程设置无特色，教学内容前后重复矛盾，缺乏连续性和逻辑性，综合应用更是纸上谈兵。资源环境信息学的教学研究几近空白，各级精品课程无人申报，长此以往，前景堪忧。资源环境信息学亟待教育主管部门的重视和扶持，亟待高校院系加大投入，组织攻关。

2.3 师资力量不足和教材建设不力

资源环境信息学教学效果差的重要原因是师资力量和教学资源缺乏，特别是对于大量省属普通本专科院校，教师们常常是心有余而力不足。国内大学尚没有资源（环境）信息学本科专业，自然没有专业完全对口的教师。此方向课程的老师主要由具有“资源环境”或“信息”某一方向的老师通过自学或进修来担任，不但要花费大量精力，教学质量也难以保证，甚至有些学校还存在相关课程无人愿意接手的尴尬状况。

另外，资源环境信息学课程教材建设不力，缺乏精品教材。《资源信息学》《资源信息系统》《环境信息系统》《环境遥感》等近年也有多种教材和专著出版，但有的内容庞杂，理论性过强，有的与资源环境专业结合不紧密，缺乏案例，又无配套素材和数据，师生使用不便，导致这些教材的实际采用率有限，师生反响平平。

3 资源环境信息学教学创新思路探讨

3.1 制定符合社会需要的培养目标和教学计划

社会需求是大学培养学生的基本出发点。资源环境科学专业方向培养的人才要具有鲜明的专业特色，突出专业优势，才是资源环境科学专业立足和发展的根本。进行21世纪，计算机和网络全面普及，各行各业都会直接或间接地使用到信息技术，利用信息技术来辅助处理复杂的资源环境问题具有传统方法不可替代的优势。

对于普通的资源环境科学和资源环境工程专业，需要让同学们了解地理信息系统、遥感技术的基本知识、基本技能，具有运用地理信息系统分析和解决资源环境问题的基本技能及初步的研究和管理能力， 为资源环境信息管理培养专业的信息服务人员。

根据国内实际情况，参考国外比较成熟的经验，国内普通高校的资源环境信息学相关专业可以先确定培养目标，从以下三个方面设立教学目标并制定教学计划：（1）资源环境专业专题电子地图制作。学生根据所学相关技术，可以使用各类素材和GIS软件，完成多种资源和环境相关的专题图，如区域污染企业分布图、土地资源适宜性评价图等；（2）面向实际应用，进行资源环境空间数据和属性数据的处理分析，完成资源环境的评价管理等工作；（3）掌握GIS平台二次开发技术，在基础软件上完成资源环境科学各个应用领域的数据平台建设，包括软件分析与工具开发。

3.2 教学内容的组织与创新

学习和借鉴国际国内一流大学课程的建设经验并结合各校资源环境专业实际情况以及课程建设现状，对资源环境信息学方向系列课程进行全面建设与改革。包括课程体系的逻辑完整性构建，分析各相关课程知识结构，明确先导和后续课程，建立完整的课程体系。

建议整合《资源环境遥感》《地理信息系统》《资源（环境）调查与评价》《数据库系统》《资源（环境）监测》《资源环境信息管理》等课程，建立完整而科学的课程体系与模式。完善“資源环境综合信息”课程，面向应用和综合集成，将前期课程知识点串成知识链，并通过全程项目跟踪实习，引导学生动手动脑，全面提升综合能力。例如，在前期《环境监测》《环境化学》等课程的实验实习中，可以依据空间数据的样点分布要求进行采样点的设置，在采样的同时，利用手持GPS等工具记录坐标信息，可以为后期的环境信息系统实验创造条件。前期课程得到的资源环境属性数据，可作为《资源环境信息系统》课程上机实验时的基础数据使用。通过以上连贯的实践学习，同学们可以较深刻地理解资源环境信息系统属性数据的获取和导入方式、空间数据的获取及与属性数据的联接方式，最终得到该区域直观的资源环境指标专题图。这样的教学效果比完全使用二手数据资料更加符合实践教学规律，也没有重复增加教学成本，但要求教学计划和课程设置更加科学和细致。

3.3 加强教学资源建设

高校资源与环境科学院系可以适当政策倾斜，激励优秀教师进行教材的创编工作，并不拘一格，吸引跨专业老师合作，协调组织各级环保机构、资源环境信息研究院所、遥感研究所等力量，针对当前资源环境学科发展现状，结合教学实践，提供素材，引入最新科研成果，编写符合不同层次、不同程度需求的资源环境信息学系列教材。

资源环境信息学相关各门课程，均需要大量数据进行实验实习工作。对于大部分资源环境遥感图像、空间数据和属性数据，各普通高校难以直接采集或保证足够经费采购，只能依靠教材提供和网络搜索，远远满足不了教学需要。鉴于资源环境信息学的学科特点，教委或高校组织协调，建立适应教学要求、统一管理的网络共享资源环境资源数据库，有利于解决资源环境信息教学资源缺乏和无序使用引发的知识产权纠纷问题。

4 资源环境信息学的教学实践与展望

湖北工程学院农学院自2002年开设《环境信息系统》至今，一贯重视资源环境信息学方向的教学研究和课程建设工作，从十年前的一个专业一个班一门课，发展到2013年本院及二级学院、本专科，4个专业10多个班5～6门课的教学规模，逐渐形成了以社会需求为导向，以提高学生应用能力为目标的教学思路和课程体系。

学院将“资源环境信息学”方向确定为“环境科学”专业和“农业资源利用”专业的各自主要培养方向之一，不断完善培养方案，改进课程体系。目前，经过多年教学实践，该教学方向已经形成了由三名青年骨干教师为核心的教学团队，1人为资源环境信息工程博士，1人为在读博士，均具有交叉学科知识背景和出国进修访学经历，有多年的教学和工作经验。团队教师多次参加省级、校级讲课竞赛并获奖。

该教学团队朝气蓬勃，具有创新精神，勇于实践，构建了较完备的资源环境信息学课程群，按照高中低三层次开展教学，教学目标明确，思路清晰。第一层次，在大一下或大二上学期开设《资源环境信息学概论》课程，使学生全面了解本领域基本知识、应用范围和研究方法。开设上机实验，使学生初步使用地信软件的基本操作，如地图数字化、空间数据和属性数据输入和关联，简单的空间分析及遥感图像识别入门；第二层次，中高年级开设专业选修课，如《地理信息系统》《遥感导论》《资源环境调查与评价》，拓展专业理论知识，强调动手能力，进行较多的户外作业和机房实验。以上课程均打通资源和环境专业，整体教学方案一致，由任课老师根据专业特点，灵活调整教学案例，既能保持资源环境专业内在统一，又能兼顾专业差别；第三层次，开设《资源环境综合信息》课程，面向实践应用，进行科研式教学，要求同学们组成小组，撰写项目计划，展开调查研究，将信息学方法全面运用到具体资源环境调查评价工作去，并输出结果得到结论。该课程实现了与其他若干课程如《环境化学》《土壤学》《水（大气）污染控制工程》的教学对接。感兴趣和有能力的同学，还可根据老师指导，将教学内容不断深入并作为毕业论文选题，对就业和考研大有裨益。

院系重视和支持资源环境信息学的课程建设，提供专项经费进行机房改造，仪器及软件资料采购。团队积极申报省市各级科研题目，就近开展科研工作，带领学生在实践中学习。团队注重搜集教学资源，关注最新教材和素材，使用最新的教学辅助软件，取得了较好的教学效果。经过统计，以资源环境信息为就业和考研方向的学生比率逐年上升。

近年来，各高校和研究机构在资源环境信息方向的科研投入不断加大，此方向的研究生陆续毕业，他们具有良好的科研实践和综合能力，随着他们充实到高校教师队伍，会给学科发展带来强大动力。可以预见，随着社会经济的需求日益加大，資源环境信息方向的课程将更加受到重视，教学体系将不断完善，课程设置将更为合理，实践性综合课程将更加突出，人才培养质量也将迈上新的台阶。

参考文献

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