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關(guān)鍵詞:生態(tài)公益林;管理信息系統(tǒng);ArcGIS Engine;Oracle;廣東省
中圖分類號(hào):S727.2;C931.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671 - 3168(2012)01 - 0033 - 04
Design and Development of Ecological Noncommercial Forest Management
Information Systems in Guangdong
DING Sheng
(Guangdong Forestry Inventory and Planning Institute, Guangzhou 51053, China)
Abstract: According to the actual needs of the ecological Noncommercial forest management in Guangdong Province, using ArcGIS Engine technology and Oracle database technology, we build the Guangdong Province ecological non commercial forest management information system, and achieved standardization and information management on the ecological noncommercial forest management。 This paper specifically described technical routing of system development environment, system architecture, database design and system functionality and realization etc。
Key words: ecological noncommercial forest; management information system; ArcGIS Engine; Oracle; Guangdong Province
收稿日期:2011 - 12 - 22.
作者簡介:丁 勝(1981 - ),男,安徽懷寧人,碩士,工程師。從事林業(yè)信息化工作。廣東省生態(tài)公益林區(qū)劃界定后,對(duì)公益林落實(shí)到地籍小班管理已成為緊迫的任務(wù),現(xiàn)行公益林的管理主要以傳統(tǒng)的圖件、卡片方式進(jìn)行,表現(xiàn)為資料老化、數(shù)據(jù)單一、圖面數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)脫節(jié)、數(shù)據(jù)管理混亂, 無法方便快速地查詢所需信息,統(tǒng)計(jì)和更新的過程也十分繁瑣,而且生態(tài)公益林管理涉及廣泛,包括面積界定、補(bǔ)償資金發(fā)放、管護(hù)隊(duì)伍建立、管護(hù)措施落實(shí)、變更調(diào)整等,以人工管護(hù)等傳統(tǒng)手段己經(jīng)滿足不了當(dāng)前的工作需要。為提高工作效率,提高管理的信息化程度,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托,將地理信息系統(tǒng)(GIS) 、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化結(jié)合起來,建立基于ArcGIS Engine和Oracle的廣東省生態(tài)公益林管理信息系統(tǒng),可以充分利用各類生態(tài)公益林監(jiān)測(cè)成果及其他有關(guān)數(shù)據(jù),為林業(yè)部門提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)共享的、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的、數(shù)據(jù)詳實(shí)的基礎(chǔ)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)生態(tài)公益林規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和信息化管理,為各層林政的宏觀決策、規(guī)劃設(shè)計(jì)等提供快速、準(zhǔn)確的信息,全面提高廣東省公益林管理效率和綜合管理水平[1-3]。
1系統(tǒng)分析
1.1需求分析
系統(tǒng)主要用戶是縣林業(yè)局管理及其工作人員,省、市用戶可以根據(jù)縣數(shù)據(jù)(空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù))匯總、統(tǒng)計(jì)分析。管理員用戶主要是權(quán)限分配、生態(tài)公益林調(diào)整和變更?;鶎訂挝还芾碚叩倪@類用戶重點(diǎn)解決能夠直觀查看生態(tài)公益空間分布情況,能夠方便查詢生態(tài)公益林小班數(shù)據(jù)以及所在區(qū)域護(hù)林員信息,打印生態(tài)公益林專題圖等,由于基層單位日常處理的事務(wù)繁雜,與之有關(guān)的上級(jí)部門及工程項(xiàng)目比較多,用戶可以通過系統(tǒng)方便地提供生態(tài)公益林統(tǒng)計(jì)表、生態(tài)公益林補(bǔ)償統(tǒng)計(jì)表等各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
1.2系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)
總體目標(biāo):系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用以O(shè)racle作為空間數(shù)據(jù)管理平臺(tái)、ArcSDE作為空間數(shù)據(jù)引擎、以Geodatabase數(shù)據(jù)模型來建立生態(tài)公益林管理數(shù)據(jù)庫,開發(fā)廣東省生態(tài)公益林管理信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)公益林所涉及的基礎(chǔ)地理資料、林業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)的有效的數(shù)據(jù)組織存儲(chǔ)、安全管理、靈活的查詢檢索、統(tǒng)計(jì)分析、直觀表現(xiàn)、制圖制表等功能,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、生態(tài)公益林?jǐn)?shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合與集成,精確掌握生態(tài)公益林的種類、數(shù)量、質(zhì)量與分布情況。具體包括以下2部分:
1)建成基于Oracle的廣東省生態(tài)公益林?jǐn)?shù)據(jù)庫,主要包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)庫以及生態(tài)公益林專題數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)公益林多級(jí)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。
2)基于ArcGIS Engine研發(fā)的廣東省生態(tài)公益林管理系統(tǒng),為用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的GIS用戶界面,具有查詢顯示、統(tǒng)計(jì)匯總及專業(yè)制圖功能,方便對(duì)生態(tài)公益林空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行更新,為技術(shù)人員提供公益林補(bǔ)償資金管理、護(hù)林員區(qū)域管理等的系統(tǒng)工具。
2系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
林 業(yè) 調(diào) 查 規(guī) 劃第37卷第1期
丁 勝:廣東省生態(tài)公益林管理信息系統(tǒng)的研制與開發(fā)
系統(tǒng)涉及到空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢、更新、制圖打印等功能,采用ESRI公司的ArcGIS Engine作為二次開發(fā)組件,ArcGIS Engine是一組跨平臺(tái)的嵌入式Arcobjects,包含有低層次的API和高層次的控件,使得開發(fā)人員可以快速地開發(fā)出功能強(qiáng)大、適應(yīng)各種需求的GIS程序和系統(tǒng)。它擁有強(qiáng)大和完善的GIS服務(wù)架構(gòu),支持高度的可伸縮性二次開發(fā)。ArcSDE是應(yīng)用程序與關(guān)系數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)引擎,用于高效地在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)各種空間數(shù)據(jù),支持多用戶,支持長事務(wù)處理和版本管理,對(duì)海量空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和多用戶并發(fā)訪問提供了很好的支持。尤其是ArcSDE提供版本控制的能力,該功能使得多個(gè)用戶可以同時(shí)編輯一個(gè)圖形數(shù)據(jù)庫,甚至同一個(gè)空間要素,從而實(shí)現(xiàn)多用戶高效的并發(fā)訪問機(jī)制。Oracle是世界上最流行的數(shù)據(jù)庫之一,是一個(gè)功能強(qiáng)大、使用靈活和復(fù)雜的系統(tǒng),滿足面向空間數(shù)據(jù)應(yīng)用的需要,實(shí)現(xiàn)了屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)在同一數(shù)據(jù)庫對(duì)象關(guān)系表中的統(tǒng)一存儲(chǔ)與管理,可以用于構(gòu)造從小型的單用戶系統(tǒng)到支持?jǐn)?shù)千個(gè)并發(fā)用戶的大中型應(yīng)用項(xiàng)目[4-5]。根據(jù)生態(tài)公益林空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)特點(diǎn),最后確定系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境。
3系統(tǒng)構(gòu)架
考慮到林業(yè)信息化所涉及的海量數(shù)據(jù)管理以及系統(tǒng)的覆蓋面、整體性,系統(tǒng)總體邏輯框架必須嚴(yán)格遵循“數(shù)據(jù)層(Oracle數(shù)據(jù)庫)/邏輯層(ArcGIS Engine,ArcSDE)/表現(xiàn)層(生態(tài)公益林管理系統(tǒng))”的3層體系結(jié)構(gòu),以C/S結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)公益林?jǐn)?shù)據(jù)的管理與維護(hù),在生態(tài)公益林?jǐn)?shù)據(jù)中心設(shè)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、安全認(rèn)證系統(tǒng),通過本地局域網(wǎng)、城域網(wǎng)或?qū)>€(政府專網(wǎng)等)連接省、市、縣各單位。
4數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
4.1數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)
廣東省生態(tài)公益林?jǐn)?shù)據(jù)所涉及的數(shù)據(jù)量龐大,數(shù)據(jù)種類多,多尺度與多時(shí)態(tài)并存。根據(jù)數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特性,數(shù)據(jù)庫主要由4個(gè)子庫組成,包括:柵格數(shù)據(jù)庫,基礎(chǔ)地理矢量數(shù)據(jù)庫,林業(yè)專題數(shù)據(jù)庫以及屬性數(shù)據(jù)庫。
1)柵格數(shù)據(jù)庫。目前,廣東林業(yè)上已擁有覆蓋全省的多時(shí)期、多分辨率的TM,SPOT 5等衛(wèi)星遙感影像以及1∶ 10 000柵格地形圖 和以及1 ∶ 10 000和1∶ 50 000 DEM。
2)基礎(chǔ)地理矢量數(shù)據(jù)庫。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫主要是 1∶ 10 000和1∶ 50 000數(shù)字化地形圖,包括行政區(qū)劃、道路、水系、建筑物、綠地、軌道交通和鐵路、等高線等地理要素。
3)林業(yè)專題數(shù)據(jù)庫。多年度落實(shí)到地籍小班資源檔案數(shù)據(jù),包括矢量化小班面、小班線。
4)屬性數(shù)據(jù)庫。包括地名表、用戶管理數(shù)據(jù)、系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)字典、邏輯規(guī)則表、系統(tǒng)元數(shù)據(jù)以及各類統(tǒng)計(jì)表、護(hù)理員工資統(tǒng)計(jì)表、生態(tài)公益林效益補(bǔ)償統(tǒng)計(jì)表等。
4.2數(shù)據(jù)組織
根據(jù)數(shù)據(jù)庫功能的實(shí)際需要以及ArcSDE,Oracle10i 在數(shù)據(jù)庫建設(shè)方面的優(yōu)勢(shì),確立了ArcSDE + Oracle10i進(jìn)行數(shù)據(jù)庫建設(shè)與管理的方案。系統(tǒng)采用以O(shè)racle作為空間數(shù)據(jù)管理平臺(tái),ArcSDE作為空間數(shù)據(jù)引擎,以Geodatabase模型來管理生態(tài)公益林?jǐn)?shù)據(jù)庫,分縣區(qū)建立柵格數(shù)據(jù)集,矢量數(shù)據(jù)集,通過ArcSDE空間數(shù)據(jù)引擎,將海量的空間數(shù)據(jù)導(dǎo)入并存儲(chǔ)在Oracle大型商用數(shù)據(jù)庫中;對(duì)于屬性數(shù)據(jù),則可直接在Oracle中創(chuàng)建屬性數(shù)據(jù)表,完成數(shù)據(jù)庫各數(shù)據(jù)基表記錄的加載。
4.3數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化入庫
數(shù)據(jù)入庫包括適量數(shù)據(jù)入庫和柵格數(shù)據(jù)入庫,根據(jù)國家林業(yè)局的《數(shù)字林業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范》和《森林資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》,結(jié)合自身特點(diǎn),制定生態(tài)公益林?jǐn)?shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,對(duì)原始適量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。由于數(shù)據(jù)采集過程中涉及到諸多人為和非人為因素,使得數(shù)據(jù)質(zhì)量有時(shí)不能得到保證,所以在建立GIS 空間數(shù)據(jù)庫之前還必須進(jìn)行數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢驗(yàn)和控制,包括定位精度、屬性精度、邏輯一致性等檢查和控制以及數(shù)據(jù)邏輯檢查過后元數(shù)據(jù)的填寫。在設(shè)計(jì)好地理數(shù)據(jù)庫模型基礎(chǔ)上,把數(shù)據(jù)導(dǎo)入Oracle數(shù)據(jù)庫。柵格數(shù)據(jù)入庫前需進(jìn)行數(shù)據(jù)配準(zhǔn)、數(shù)據(jù)壓縮以及建立影像金字塔。
5系統(tǒng)功能與實(shí)現(xiàn)
根據(jù)生態(tài)公益管理信息系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)和原則,將系統(tǒng)分為七大部分。
Fig.1 The Structure of System Function
5.1GIS基本功能
GIS基本功能包括地圖放大、縮小、地圖導(dǎo)航、圖層管理、小班查詢、面積測(cè)量等常用GIS功能。
5.2統(tǒng)計(jì)報(bào)表
公益林?jǐn)?shù)據(jù)龐大,各種業(yè)務(wù)表格繁雜,系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際需要,可以快速統(tǒng)計(jì)和輸出各類公益林報(bào)表,滿足管理部門上報(bào)各種報(bào)表的要求。包括市、縣生態(tài)公益林統(tǒng)計(jì)表(區(qū)劃林種統(tǒng)計(jì)表、生態(tài)公益林統(tǒng)計(jì)表、生態(tài)公益林森林、林木面積統(tǒng)計(jì)表、森林健康度統(tǒng)計(jì)表等),護(hù)林員工資統(tǒng)計(jì)表(國家級(jí)生態(tài)公益林護(hù)林員工資表、省級(jí)生態(tài)公益林護(hù)林員工資表),生態(tài)公益林效益補(bǔ)償統(tǒng)計(jì)表(生態(tài)公益林效益補(bǔ)償資金、損失性補(bǔ)償費(fèi))分配計(jì)劃明細(xì)表,省級(jí)生態(tài)公益林效益補(bǔ)償資金劃撥委托代付代管金額總表,省級(jí)生態(tài)公益林效益補(bǔ)償資金(管護(hù)經(jīng)費(fèi)及縣級(jí)林業(yè)部門管理經(jīng)費(fèi))計(jì)劃表等。
5.3專題制圖
林業(yè)專題圖包含大量信息,能直觀地顯示森林面積、樹種、林種等多項(xiàng)林分因子的分布狀況。除了固定形式的專題圖(地類分布圖、林種分布圖等)以外,通過專題圖模塊可以方便地定制不同的專題圖,包括唯一符號(hào)專題圖、唯一值專題圖、分級(jí)專題圖、密度圖、餅狀專題圖、柱狀專題圖等,如圖2所示(林種分布圖)。
5.4生態(tài)公益林調(diào)整
生態(tài)公益林因規(guī)劃調(diào)整、征占用林地等原因需要調(diào)整(包括內(nèi)部調(diào)整、核減、增加)小班界線,系統(tǒng)提供對(duì)小班空間數(shù)據(jù)添加、修改、合并等編輯操作,以及屬性數(shù)據(jù)(林種、權(quán)屬、地類、面積等)更新。
5.5護(hù)林員管理
管護(hù)人員管理主要用來查看、修改、刪除和錄入管護(hù)人員信息以及護(hù)林員所管轄片區(qū)修改等操作。
Fig.2 Distribution of forest types
5.6生態(tài)公益補(bǔ)償資金管理
生態(tài)公益補(bǔ)償資金管理主要是對(duì)人員賬號(hào)名稱、身份證號(hào)碼、權(quán)屬類型、界定面積、補(bǔ)償費(fèi)用、開戶行、開戶賬號(hào)等信息錄入、修改以及查詢。
5.7系統(tǒng)維護(hù)
系統(tǒng)維護(hù)是給系統(tǒng)管理員使用的,用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的初始化、維護(hù)、監(jiān)控和定制工作。包括數(shù)據(jù)維護(hù)、用戶管理、權(quán)限管理、林分模型管理、元數(shù)據(jù)管理、代碼表維護(hù),邏輯規(guī)則庫管理等。
6結(jié)論與討論
1)系統(tǒng)從生態(tài)公益林管理規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和信息化出發(fā),建立基于ArcGIS Engine和Oracle技術(shù)的廣東省生態(tài)公益林管理系統(tǒng)信息平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了對(duì)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、生態(tài)公益林?jǐn)?shù)據(jù)集成統(tǒng)一管理,方便用戶查詢、變更公益林小班數(shù)據(jù),制作各類生產(chǎn)需要的專題圖以及統(tǒng)計(jì)報(bào)表,規(guī)范了各級(jí)林業(yè)主管部門對(duì)生態(tài)公益林補(bǔ)償資金發(fā)放等管理流程,提高了生態(tài)公益林管理的工作效率和水平。
2)系統(tǒng)采用C/S系結(jié)構(gòu),隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GIS技術(shù)的發(fā)展,WebGIS是未來GIS發(fā)展方向,因此,生態(tài)公益林網(wǎng)上系統(tǒng)有待進(jìn)一步研究。
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【關(guān)鍵詞】“3S”技術(shù) 生態(tài)規(guī)劃 實(shí)踐教學(xué) 應(yīng)用
【基金項(xiàng)目】課題名稱:新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目(200810);自治區(qū)土壤學(xué)重點(diǎn)學(xué)科資助。
【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2012)10-0051-02
一、“3S”技術(shù)與生態(tài)規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)融合的必要性
1.生態(tài)規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)的重要性
目前,各種環(huán)境問題和環(huán)境與發(fā)展的關(guān)系問題正困擾著人類社會(huì)。其中最重要的問題是人口增長,這使得地球生命維持系統(tǒng)正承受著越來越大的壓力。與此緊密相關(guān)的另一個(gè)問題是人類對(duì)地球上資源的大量開發(fā)和不合理利用致使各種資源不斷減少,生態(tài)破壞和環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重。所幸的是人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了環(huán)境與發(fā)展問題的重要性。因而,通過生態(tài)規(guī)劃來協(xié)調(diào)人與自然環(huán)境和自然資源之間關(guān)系的方式正在日益受到人們的重視并獲得迅速發(fā)展[1]。由此可見,生態(tài)規(guī)劃是一門需要理論和實(shí)踐緊密相結(jié)合的課程。
2.“3S”系統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)與作用
3S系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)GIS、遙感RS、全球定位系統(tǒng)GPS 3大技術(shù)系統(tǒng)的總稱[2]。
遙感(RS)主要指從遠(yuǎn)距離高空以及外層空間的各種平臺(tái)上利用可見光、紅外、微波等電磁波探測(cè)儀器,通過攝影或掃描、信息感應(yīng)、傳輸和處理,研究地面物體形狀、大小、位置及其環(huán)境的相互關(guān)系和變化的現(xiàn)代技術(shù)科學(xué)。它具有宏觀、動(dòng)態(tài)性、信息豐富等特點(diǎn)。遙感技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,它能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、周期性地獲得地表的各種信息。為研究者提供價(jià)格低廉,更新較快的遙感數(shù)字圖像。經(jīng)過一系列處理后,可以獲取各種地學(xué)專題信息,并與GIS相結(jié)合,為各種專題圖的制作提供了數(shù)據(jù)條件。
地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種采集、存儲(chǔ)、管理、分析、顯示與應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。GIS的特點(diǎn)是能夠管理空間位置數(shù)據(jù),反映地理分布特征及其之間拓?fù)潢P(guān)系;它是為解決各種復(fù)雜的與空間信息密切相關(guān)的規(guī)劃與管理問題而設(shè)計(jì)的,可用于支持對(duì)空間相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、管理、操作、分析、模擬和顯示,是一種管理決策支持系統(tǒng)。它以強(qiáng)大的對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理和對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的模擬能力,以及在空間要素的疊置過程中產(chǎn)生與這些要素相關(guān)的、綜合的新信息的能力,在資源環(huán)境管理,環(huán)境評(píng)價(jià)與環(huán)境監(jiān)測(cè)等地學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。除此之外,GIS在許多其他領(lǐng)域的應(yīng)用也已起步,包括商務(wù)應(yīng)用、市政基礎(chǔ)設(shè)施管理、公共衛(wèi)生及安全、油氣及其他礦產(chǎn)資源的勘測(cè)、交通管理等,并逐步走向商業(yè)化應(yīng)用。GIS技術(shù)在最近30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展,并廣泛地應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)價(jià)、區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、交通安全等領(lǐng)域,成為一個(gè)跨學(xué)科、多方向的研究領(lǐng)域。
全球定位系統(tǒng)(GPS)系統(tǒng)是由美國國防部研制,以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng),具有全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)的功能。整個(gè)系統(tǒng)分為衛(wèi)星星座、地面控制和監(jiān)測(cè)站、用戶設(shè)備三大部分。GPS通過同時(shí)對(duì)多顆衛(wèi)星進(jìn)行偽距離測(cè)量來計(jì)算接收機(jī)的位置,實(shí)現(xiàn)全球、全天候、高清晰度的定位,作為一種現(xiàn)代化的技術(shù)手段,現(xiàn)已成為全球公用信息資源,得到了廣泛研究和應(yīng)用。
3S技術(shù)的發(fā)展,從不同方面改變了人類獲取信息,處理信息的手段。3S的集成,就是有效利用各種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)改變過去完全依靠人類野外探測(cè)、數(shù)據(jù)采集、圖件清繪、數(shù)據(jù)加工的歷史,提高信息采集、整理和再加工的自動(dòng)化程度,逐步實(shí)現(xiàn)空間信息獲取—矯正—建庫管理的一體化,節(jié)省大量的時(shí)間、人力、財(cái)力和物力。
3.“3S”技術(shù)融合于生態(tài)規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)過程的必要性
隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,人類對(duì)資源和環(huán)境的需求越來越高,用高新技術(shù)加強(qiáng)資源與環(huán)境管理已經(jīng)成為迫切的需要?!?S”技術(shù)是生態(tài)規(guī)劃領(lǐng)域近年來引入的新技術(shù),它在區(qū)域資源開發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)中進(jìn)行區(qū)劃、調(diào)查、規(guī)劃、調(diào)整和評(píng)價(jià)等方面起著重要的作用[3]。融合它于生態(tài)規(guī)劃實(shí)踐教學(xué),既能在一定程度提高了學(xué)生參與實(shí)踐教學(xué)的積極性,從而提高實(shí)踐效果,另一方面又能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)“3S”技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用能力,增強(qiáng)和鞏固基礎(chǔ)知識(shí)、提高分析解決問題能力,為生態(tài)環(huán)境保護(hù)事業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)新形勢(shì)需要的后備人才。
二、“3S”技術(shù)融合于生態(tài)規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)的過程
實(shí)踐教學(xué)過程以新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院生態(tài)062班為重點(diǎn),選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),確定專題規(guī)劃內(nèi)容,將“3S”技術(shù)充分應(yīng)用到實(shí)踐過程中。
1.工作思路
選擇實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)確定生態(tài)規(guī)劃專題項(xiàng)目與規(guī)劃區(qū)域收集RS數(shù)據(jù)/圖片信息提取分類處理專題制圖3S技術(shù)與生態(tài)規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)的融合方案提議專家咨詢方案確定。
2.實(shí)施方案
2.1資源調(diào)查與評(píng)價(jià)
資源的調(diào)查與評(píng)價(jià)是指全面、客觀地調(diào)查研究規(guī)劃區(qū)的地質(zhì)地貌、氣象氣候、植被土壤、山川河流等空間和屬性的信息, 各種資源的分布現(xiàn)狀、類型、特征、存在的問題、開發(fā)潛力、規(guī)劃區(qū)的環(huán)境條件和環(huán)境保護(hù)狀況, 以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況等信息。為規(guī)劃區(qū)方案的制定提供科學(xué)的依據(jù)。對(duì)此,必須要有大量的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析, 如果以傳統(tǒng)的手工作業(yè)方式來處理,不僅要費(fèi)大量的人力物力, 而且資源調(diào)查與評(píng)價(jià)的結(jié)果也會(huì)缺乏客觀性。將“3S”技術(shù)運(yùn)用于資源的調(diào)查評(píng)價(jià)中, 利用GPS 的導(dǎo)航定位功能, 為資源的分布提供了準(zhǔn)確的定位。具體方法為:先將樣地西南角點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)輸入GPS,將該點(diǎn)設(shè)為終點(diǎn),進(jìn)入導(dǎo)航狀態(tài),GPS將顯示距該點(diǎn)的距離和到該點(diǎn)的方向,按照所指示的方向前進(jìn),理論上當(dāng)GPS顯示的距離為“0”時(shí)所在的位置即為樣地西南角位置,實(shí)際上當(dāng)距離小于10 m接近0時(shí)即可[3]。這種方法可以大大減少勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率,確保定位的準(zhǔn)確性。利用遙感影像可以全面地反映規(guī)劃區(qū)的地理位置和地理環(huán)境, 采用高分辨率的遙感影像, 對(duì)生態(tài)規(guī)劃區(qū)內(nèi)的資源狀況分布可謂一覽無遺, 根據(jù)遙感影像上的每種色斑的色調(diào)、形狀、范圍、紋理等就能清楚地知道該規(guī)劃區(qū)的資源數(shù)量和質(zhì)量。以GIS 建立規(guī)劃區(qū)資源調(diào)查與評(píng)價(jià)的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫, 不僅可以方便查詢、管理和更新這些信息, 創(chuàng)建各類專題圖, 而且還可以借助GIS 的強(qiáng)大的空間分析能力, 方便快捷地完成規(guī)劃區(qū)資源調(diào)查與評(píng)價(jià)的工作。
2.2生態(tài)區(qū)劃
應(yīng)用GPS確定生態(tài)區(qū)劃小班邊界,利用GPS的精確定位功能,在要區(qū)劃的小班界線上測(cè)定幾個(gè)關(guān)鍵定位點(diǎn)的坐標(biāo),并將這些關(guān)鍵點(diǎn)標(biāo)示在地形圖上,然后再結(jié)合關(guān)鍵點(diǎn)勾繪小班界線,這樣可以大大減少小班形狀不準(zhǔn)、面積誤差和位置移動(dòng)超標(biāo)等情形;GPS與GIS相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)小班調(diào)查數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄,在實(shí)踐教學(xué)過程中通過GIS和GPS聯(lián)接,手持GPS沿著小班邊界走一圈,GPS所采集的小班邊界數(shù)據(jù)便傳送到計(jì)算機(jī)中,并在GIS輸入圖形界面上直接勾繪成相應(yīng)的小班邊界,使過去先記錄再繪制圖形的工作一步完成,節(jié)省了大量時(shí)間;以遙感影像作為調(diào)繪工作底圖,采用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)原始遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行有利于植被信息提取的糾正、增強(qiáng)、變換、圖像分類、異形圖斑去除及矢量線的跟蹤,實(shí)現(xiàn)小班界線的計(jì)算機(jī)自動(dòng)提取;利用GPS野外現(xiàn)地驗(yàn)證,對(duì)全部判讀因子和圖斑界線的準(zhǔn)確性、有否漏判、漏劃、綜合取舍的合理性等現(xiàn)地對(duì)照認(rèn)定,根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果,對(duì)未進(jìn)行驗(yàn)證的每個(gè)圖斑逐一清理,對(duì)取舍不盡合理的進(jìn)行更正。
2.3區(qū)域生態(tài)規(guī)劃
利用遙感影像圖片作為生態(tài)規(guī)劃的底圖,這種方式制作的影像地圖可讀性強(qiáng)、立體視覺好, 能直觀地顯示攝影區(qū)內(nèi)的地貌和地物及人文景觀, 比一般紙質(zhì)地圖的內(nèi)容豐富, 更新也快。其基本流程:影像圖片的校正處理(包括幾何校正和輻射校正)根據(jù)需要提取的地物狀況進(jìn)行相應(yīng)的處理(彩色增強(qiáng)提高分辨率,邊緣增強(qiáng)提取地物的邊界,反差增強(qiáng)增加地物的層次,頻率增強(qiáng)突出河流、山脈、裂隙等條狀帶狀地物,比值增強(qiáng)消除同譜異物現(xiàn)象)選用適當(dāng)?shù)姆诸惙椒ǖ玫轿锓N種類選取相應(yīng)的要素判讀制成規(guī)劃所用的基礎(chǔ)底圖;利用GIS強(qiáng)大的地理分析能力,將各種地理要素進(jìn)行有效地綜合與分析, 能迅速得到分析結(jié)果,易于更改規(guī)劃結(jié)果, 實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)規(guī)劃。
2.4制作專題圖
實(shí)踐教學(xué)中制作資源調(diào)查、生態(tài)功能區(qū)劃及各種規(guī)劃措施專題圖是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作,在過去讓學(xué)生手工繪制地圖,準(zhǔn)確與美觀很難把握,往往要進(jìn)行多次的返工,才能制出相對(duì)完整的專題地圖。由于GIS具有先進(jìn)的地圖制作功能,可以接收空間數(shù)據(jù)建立空間拓?fù)潢P(guān)系,對(duì)不同的信息進(jìn)行分類處理;將各類信息分別制成相應(yīng)的圖層,再將屬于同區(qū)域范圍的各種圖層按需要疊合在一起,可制成相應(yīng)的專題圖[4]。 另外GIS還提供了許多地圖制作的輔助功能,諸如邊框的修飾、圖例的制作、公里邊網(wǎng)的設(shè)定、標(biāo)尺的添加等等,將這些功能都運(yùn)用在制圖中,制好的專題圖會(huì)更加美觀完整。
最后組織學(xué)生總結(jié)寫出實(shí)習(xí)日記(要求記錄本人在實(shí)習(xí)過程中完成的主要任務(wù)、心得體會(huì)等內(nèi)容)、實(shí)習(xí)收獲及一份專題實(shí)習(xí)規(guī)劃報(bào)告并附圖。
三、融合結(jié)果
“3S”技術(shù)融合于生態(tài)規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)過程,一定程度提高了學(xué)生參與實(shí)踐教學(xué)的積極性,也提高實(shí)踐教學(xué)效果。另一方面又培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)“3S”技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用能力,增強(qiáng)和鞏固了專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。在達(dá)到以上教學(xué)目的的基礎(chǔ)上,還提出了融合“3S”技術(shù)的生態(tài)規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與大綱,指導(dǎo)學(xué)生參與并完成新疆維吾爾自治區(qū)近期水土保持重點(diǎn)工程總體實(shí)施方案部分專題內(nèi)容的編寫與制圖。
四、教學(xué)效果
1.為長期開設(shè)生態(tài)規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)課打好基礎(chǔ)
脫離生產(chǎn)實(shí)踐的學(xué)科是沒有生命活力的學(xué)科,它對(duì)人類生存及發(fā)展毫無意義,因此高等學(xué)校開設(shè)的專業(yè)課程必須與生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合起來。生態(tài)規(guī)劃課程教學(xué)也必須要結(jié)合于實(shí)踐?!?S”技術(shù)作為新的信息獲取手段的巨大優(yōu)越性,為生態(tài)規(guī)劃提供了快捷可靠的數(shù)據(jù)和分析手段,成為必不可少的工具。
2.提高學(xué)生學(xué)習(xí)生態(tài)規(guī)劃課程的興趣和教學(xué)效果
將“3S”技術(shù)與生態(tài)規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合,既加深和鞏固了學(xué)生對(duì)生態(tài)規(guī)劃課程理論概念的理解,又增強(qiáng)了學(xué)生應(yīng)用生態(tài)規(guī)劃理論指導(dǎo)實(shí)踐的能力。同時(shí)還提高了學(xué)生應(yīng)用“3S”技術(shù)的能力,促進(jìn)生態(tài)規(guī)劃與“3S”技術(shù)相關(guān)課程的互相滲透,擴(kuò)大不同課程知識(shí)的利用范圍。使生態(tài)規(guī)劃課程由一門乏味的理論課程逐漸變?yōu)橐婚T具有強(qiáng)大生命活力的實(shí)用性課程,引起學(xué)生極大的學(xué)習(xí)興趣。通過“3S”技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,學(xué)生調(diào)繪技能得到極大的提高,實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量較過去明顯改善。在實(shí)踐教學(xué)結(jié)束后,學(xué)生們不僅學(xué)會(huì)了使用新技術(shù),還體會(huì)到在生態(tài)規(guī)劃與資源調(diào)查領(lǐng)域,“3S”技術(shù)作為新的信息獲取手段的巨大優(yōu)越性;這對(duì)他們以后走上工作崗位,熟練使用新技術(shù)盡快適應(yīng)新形勢(shì)大有幫助。
五、結(jié)論
學(xué)生總結(jié)的生態(tài)規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)心得體會(huì)表明,學(xué)生在3S技術(shù)與生態(tài)規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)融合的過程中學(xué)到了不少新的專業(yè)知識(shí),受益匪淺。在聽課過程中,他們不僅對(duì)生態(tài)規(guī)劃課程產(chǎn)生了一定的興趣,而且加深了對(duì)3S技術(shù)相關(guān)課程的理解。不少心得體會(huì)中學(xué)生寫到,生態(tài)規(guī)劃和3S技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,讓他們更深刻地領(lǐng)會(huì)了生態(tài)規(guī)劃的目的與任務(wù),同時(shí)通過3S技術(shù)在生態(tài)規(guī)劃中的實(shí)際應(yīng)用讓他們深深感受到相關(guān)課程之間的互補(bǔ)性、互促性和互相服務(wù)的關(guān)系。總之,學(xué)生心得體會(huì)明顯表明學(xué)生對(duì)3S技術(shù)與生態(tài)規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)過程融合的贊成以及在此期間所得到的收獲。
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1.生態(tài)文明概念及其重要性認(rèn)知度提升大學(xué)生對(duì)生態(tài)文明概念及其重要性認(rèn)知度將直接影響自身生態(tài)文明意識(shí)、生態(tài)文明行為等各方面。調(diào)查結(jié)果顯示,在對(duì)生態(tài)文明概念的認(rèn)知上,選擇“一般了解的”占59.56%,同第一次調(diào)查相比(以下簡稱“同比”)上升38.4%“;聽說過的”占31.16%,同比下降27.38%;“完全不清楚的”占10.1%,同比下降10.2%;可見,對(duì)生態(tài)文明概念的認(rèn)識(shí)理解有所提高。在回答生態(tài)文明與國家安全、環(huán)境保護(hù)、資源開發(fā)及自身利益的關(guān)系問題時(shí),多數(shù)學(xué)生都認(rèn)為生態(tài)文明與國家安全、資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)及自身利益的關(guān)系密切。只有2.03%認(rèn)為其與自身的利益無關(guān),同比下降5.10%。這說明大學(xué)生已經(jīng)意識(shí)到生態(tài)文明對(duì)于人類走出當(dāng)前所面臨的生態(tài)危機(jī),實(shí)現(xiàn)人與自然和諧、可持續(xù)發(fā)展的重要性。
2.生態(tài)環(huán)?;A(chǔ)知識(shí)愈來愈深入人心
大學(xué)生對(duì)環(huán)保基礎(chǔ)知識(shí)的了解程度,則是衡量大學(xué)生生態(tài)文明素養(yǎng)提高程度的重要指標(biāo),同時(shí)也是大學(xué)生生態(tài)文明教育程度提升的一個(gè)鮮明的標(biāo)志。調(diào)查結(jié)果顯示,大學(xué)生通過“校園里的宣傳欄”、“學(xué)校開設(shè)的有關(guān)課程”“途徑獲取環(huán)保知識(shí)”的占50%以上。由此可見,高職院校生態(tài)文明教育,在大學(xué)生生態(tài)文明意識(shí)的培養(yǎng)、生態(tài)文明行為形成方面愈來愈發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)被問及“世界環(huán)境日是哪一天”時(shí),能夠正確回答是“6月5日”的占63.46%,同比上升34.1%;選擇其它時(shí)間或選擇“不知道”的占37.44%,同比下降32.43%。當(dāng)被問及“您認(rèn)為下面哪一項(xiàng)是工業(yè)‘三廢’”。選擇“廢水、廢氣、廢渣”占88.71%;選擇“廢電池、廢家具、廢家電”占3.25%;選擇“廢電視機(jī)、廢電腦、廢冰箱”占4.70%;選擇“廢銅、廢鐵、廢鋼”的占2.25%。由此說明,大學(xué)生對(duì)工業(yè)污染現(xiàn)象比較關(guān)注,大部分學(xué)生對(duì)工業(yè)中的“三廢”現(xiàn)象比較了解。當(dāng)調(diào)查,“您是如何利用分類垃圾箱的”?其中有33.76%的學(xué)生選擇“知道分類標(biāo)準(zhǔn)并能嚴(yán)格遵守”;39.95%的學(xué)生選擇“大致了解但并不經(jīng)常遵守”;19.12%的學(xué)生選擇“稍微知道點(diǎn)分類標(biāo)準(zhǔn),但不區(qū)分對(duì)待”;還有617%的學(xué)生選擇“根本不知道分類的標(biāo)準(zhǔn)”。可見,大部分大學(xué)生對(duì)于垃圾分類回收已有比較正確的認(rèn)識(shí),只有少數(shù)學(xué)生還不知道垃圾分類回收的標(biāo)準(zhǔn)。以上調(diào)查結(jié)果表明,由于高職院校對(duì)大學(xué)生生態(tài)文明教育的高度重視,生態(tài)環(huán)保基礎(chǔ)知識(shí)也愈來愈深入學(xué)生的心靈。
3“.人與自然關(guān)系”的正確認(rèn)識(shí)逐漸形成
正確認(rèn)識(shí)人與自然的關(guān)系,是正確處理人與自然關(guān)系的前提。大學(xué)生對(duì)人類在生態(tài)系統(tǒng)中地位、作用和責(zé)任的認(rèn)知狀況,這直接決定著他們能否辯證地看待人與自然的關(guān)系。當(dāng)被問及“您認(rèn)為人與自然應(yīng)該是一種什么樣的關(guān)系”時(shí),選擇“人是自然的管理者,利用自然資源天經(jīng)地義”占5.63%,同比下降14.02%;選擇“大自然是人類的母親,人類應(yīng)順應(yīng)自然”占19.89%,同比上升1.03%;選擇“自然和人都是平等主體”占84.48%,同比上升22.95%??梢?,絕大部分學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)到面對(duì)生態(tài)危機(jī)的挑戰(zhàn),應(yīng)拋棄人類中心主義價(jià)值觀,樹立新的生態(tài)文明觀。視自然為朋友,人與自然共同繁榮,和諧相處,持續(xù)發(fā)展的生態(tài)文明觀念逐步在樹立。當(dāng)被問及“您認(rèn)為物種的多樣化與我們?nèi)祟惖纳嬗泻侮P(guān)系”?選擇“有利于保持生態(tài)平衡”占71.4%,同比上升18.46%;選擇“關(guān)系不大”占5.12%,同比下降6.83%。調(diào)查結(jié)果表明,大多數(shù)大學(xué)生已認(rèn)識(shí)到保護(hù)生物多樣性的重要性和必要性。人類的生存與發(fā)展離不開自然環(huán)境,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,受益的絕非僅僅是環(huán)境,更為重要的還是人類自身。當(dāng)被問及“您認(rèn)為環(huán)境保護(hù)最主要的意義是什么”?時(shí),選擇“保護(hù)環(huán)境的同時(shí)改善人類自身生存環(huán)境”占42.63%;選擇“人類給子孫多遺留一些自然資源”的占15.47%;選擇“人類能更持久地利用自然資源”占34.07%;只有7.83%的調(diào)查對(duì)象選擇“為人類以后徹底征服自然服務(wù)”??梢?,大部分大學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性,,環(huán)保觀念正在由“要我環(huán)?!毕颉拔乙h(huán)保”轉(zhuǎn)變。以上調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,大部分大學(xué)生已經(jīng)能夠正確的認(rèn)識(shí)人與自然的關(guān)系,這將有利于大學(xué)生樹立生態(tài)文明觀,培養(yǎng)自覺的生態(tài)文明意識(shí)。
4.生態(tài)文明行為習(xí)慣正在養(yǎng)成
生態(tài)文明行為是生態(tài)文明素養(yǎng)的外化和集中體現(xiàn)。大學(xué)生生態(tài)文明素養(yǎng)的狀況具體表現(xiàn)為他們的綠色消費(fèi)觀念、對(duì)生態(tài)環(huán)保類公益活動(dòng)的參與程度以及他們的日常環(huán)保行為。綠色消費(fèi)觀,是大學(xué)生生態(tài)文明行為重要的助推力。當(dāng)被問及“對(duì)于餐館提供一次性木筷,您的看法是……”?選擇“是我經(jīng)常性的選擇”占16.5%,同比下降21.53%;選擇“我偶爾選擇”占21.46%,同比下降9.21%;;選擇“方便,但破壞境,我不常用”占31.05%,同比上升19.12;認(rèn)為“生產(chǎn)一次性筷子必然破壞森林,我堅(jiān)決不用”占27.19%,同比上升11.62%。由此說明,大學(xué)生的綠色消費(fèi)觀念已經(jīng)有了較為明顯的提高。自覺參加校內(nèi)外環(huán)保公益活動(dòng),是高職大學(xué)生生態(tài)生態(tài)文明素養(yǎng)提升的主要標(biāo)志之一。當(dāng)被問及能夠“經(jīng)常參加?;蛏鐣?huì)上保護(hù)生態(tài)環(huán)境的公益性活動(dòng)”時(shí),選擇“經(jīng)常”占25.95%,同比上升15.98%;選擇“偶爾參加”的占35.4%,同比下降4.4%;選擇“從沒參加”的占38.62%,同比下降10.52%。表明大學(xué)生認(rèn)識(shí)到環(huán)保的重要性,能積極參與環(huán)保公益活動(dòng)。當(dāng)調(diào)查“假如您在公共場(chǎng)合,有垃圾要扔而又沒有垃圾桶會(huì)怎樣”?時(shí),調(diào)查對(duì)象中只有6.34%的學(xué)生選擇“看周圍沒人,就隨地扔了”,同比下降10.13%當(dāng)調(diào)查“看到有人將垃圾隨手扔掉,您會(huì)怎么辦”?調(diào)查對(duì)象中選擇“會(huì)上去勸阻他們”占18.36%,同比上升5.15%;選擇“不贊成那樣做,但不會(huì)上去勸阻”占68.46%,同比下降2.86%;選擇12.19%的被調(diào)查者則認(rèn)為“與自己無關(guān)”,占12.18%,同比下降316%。由此可見,與第一次調(diào)查結(jié)果相比,均有一定程度的好轉(zhuǎn),這是尤為可喜的。良好的環(huán)保行為習(xí)慣的養(yǎng)成,是生態(tài)文明素養(yǎng)提升的一個(gè)重要標(biāo)志。當(dāng)被問及“您去超市購物時(shí),會(huì)自備購物袋嗎?”,選擇“經(jīng)常自備”的占32.31%;同比上升3.09%;選擇“從不自備”的占13.52%,同比下降2.8%。當(dāng)被問及“宿舍水房里一同學(xué)大開著水沖衣服,這時(shí)您會(huì)怎樣做”?選擇“自己過去幫他關(guān)掉”占46.23%,同比上升4.41%。這些數(shù)據(jù)表明,大學(xué)生正在逐步將生態(tài)文明意識(shí)轉(zhuǎn)化為生態(tài)文明行動(dòng),觀念與行為之間的距離在逐步縮小,高職院校大學(xué)生良好的生態(tài)文明行為習(xí)慣正在養(yǎng)成。
二、生態(tài)文明教育經(jīng)驗(yàn)
1.豐富教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建“眾星捧月”的生態(tài)文明教育模式
“眾星捧月”是指各專業(yè)、各類課程都應(yīng)利用自身的特色和優(yōu)勢(shì),充分挖掘和發(fā)揮自己潛在的生態(tài)文明教育資源,共同為提升大學(xué)生的生態(tài)文明素養(yǎng)而努力。一是設(shè)置獨(dú)立的生態(tài)文明教育課程。如《生態(tài)倫理》課,通過生態(tài)倫理課的教學(xué),系統(tǒng)的向?qū)W生傳授有關(guān)生態(tài)文明的知識(shí)。二是向其他課程適當(dāng)滲透,如“兩課”教學(xué)中,在思想教育部分可以通過加強(qiáng)生態(tài)文明理論教育引導(dǎo),注重價(jià)值引導(dǎo)與價(jià)值認(rèn)同,為大學(xué)生生態(tài)文明教育奠定正確的思想意識(shí)基礎(chǔ);在旅游管理專業(yè)課程中,可向?qū)W生滲透生態(tài)旅游、文明旅游等內(nèi)容,進(jìn)行生態(tài)文明意識(shí)和生態(tài)文明價(jià)值觀的滲透,從而提升學(xué)生的生態(tài)文明素養(yǎng);在《大學(xué)語文》課中,發(fā)掘具有生態(tài)文明思想的文學(xué)作品,從中更好地了解生態(tài)文明賦予人類的意義,更深層次地理解與思考人與自然的關(guān)系。通過構(gòu)建“眾星捧月”的生態(tài)文明教育模式,豐富了高職院校生態(tài)文明教育內(nèi)容,打破一些高職院校生態(tài)文明教育只是局限于環(huán)境生態(tài)學(xué)課程的單一局面。
2.以學(xué)生校內(nèi)外活動(dòng)為依托,營造濃郁的生態(tài)文明教育氛圍
大學(xué)生能否積極參與到校內(nèi)外各項(xiàng)生態(tài)環(huán)?;顒?dòng)中去,是大學(xué)生生態(tài)文明素養(yǎng)的提升,生態(tài)文明觀的確立一個(gè)重要標(biāo)志。開展豐富多彩的生態(tài)文明社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)以及各種環(huán)境保護(hù)公益活動(dòng),是學(xué)校濃郁的生態(tài)文明教育氛圍形成的重要保障。學(xué)校學(xué)生工作處以及校團(tuán)委應(yīng)高度重視校園生態(tài)文明教育氛圍的營造,發(fā)揮各自的潛力和優(yōu)勢(shì),組織開展一系列相關(guān)的生態(tài)文明教育、環(huán)保宣傳和社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。比如,開展系列生態(tài)文明教育主題活動(dòng)———“回顧勤儉歷史實(shí)現(xiàn)中國夢(mèng)”、“公寓熄燈一小時(shí)我為節(jié)能盡份力”、“舊物改造手工藝品展示”、“生活社區(qū)跳蚤市場(chǎng)”、“杜絕舌尖上的浪費(fèi)”、“‘我的身邊事’校園DV比賽”等。多姿多彩的校內(nèi)外環(huán)保公益活動(dòng)有效地調(diào)動(dòng)了大學(xué)生投身環(huán)保的積極性和主動(dòng)性。充分利用好學(xué)校各方面的資源,如教學(xué)環(huán)節(jié)中的實(shí)習(xí)、寒暑假的社會(huì)實(shí)踐、參觀學(xué)習(xí)等,讓學(xué)生深入社會(huì),體驗(yàn)嘗試各種各樣的生態(tài)現(xiàn)狀,達(dá)到對(duì)外部環(huán)境更為全面、客觀的認(rèn)知為大學(xué)生生態(tài)文明教育營造了濃郁的氛圍。
3.充分發(fā)揮校報(bào)、校園網(wǎng)的“喉舌”作用
利用校報(bào)、校園宣傳和網(wǎng)絡(luò)在學(xué)生的思想政治教育中的引導(dǎo)和監(jiān)督作用,通過對(duì)校報(bào)和校園網(wǎng)及校園廣播,精心設(shè)計(jì)、編排,為師生打造一個(gè)優(yōu)秀的生態(tài)文明教育資源平臺(tái)。比如,在校園廣播、校報(bào)中開辟“生態(tài)文明窗口”、“生態(tài)校園”專欄,發(fā)表與生態(tài)文明教育、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境相關(guān)的文章,對(duì)所開展的生態(tài)文明教育活動(dòng)進(jìn)行報(bào)導(dǎo)等。充分利用校園網(wǎng),鏈接各類生態(tài)文明教育網(wǎng)站,聚集生態(tài)文明資源,滿足學(xué)生的個(gè)性化的需求和接受多樣化的指導(dǎo),為學(xué)校開展生態(tài)文明教育搭建起一條健康、全面、快捷的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái),方便學(xué)生訪問、學(xué)習(xí),是學(xué)生宣傳和表達(dá)生態(tài)文明思想、學(xué)習(xí)和掌握生態(tài)文明知識(shí)的一個(gè)重要平臺(tái),使網(wǎng)絡(luò)成為生態(tài)文明教育的新載體和生力軍。
4.與“學(xué)術(shù)”聯(lián)手,提升生態(tài)文明教育的影響力
高職院??梢猿浞职l(fā)揮學(xué)術(shù)報(bào)告、專題講座在生態(tài)文明教育中的獨(dú)特作用,專題講座具有較強(qiáng)的層次性和針對(duì)性,可以根據(jù)受教育者的知識(shí)結(jié)構(gòu),年齡結(jié)構(gòu)等方面量身定做相對(duì)應(yīng)的生態(tài)文明教育主題專題講座內(nèi)容。如筆者所在的黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院組織了“建設(shè)資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會(huì),提高生態(tài)文明水平”專題講座;結(jié)合黨的“十”報(bào)告精神對(duì)生態(tài)文明知識(shí)進(jìn)行專題輔導(dǎo)“邁向生態(tài)文明新時(shí)代”等多場(chǎng)專題講座。高職院校生態(tài)文明教育與學(xué)術(shù)活動(dòng)的聯(lián)手,為高校生態(tài)文明教育更好地開展融創(chuàng)造了非常有利的條件,同時(shí)也大大提升了生態(tài)文明教育的影響力。
三、結(jié)語
關(guān)鍵詞: 現(xiàn)代生物科技專題 基因工程 細(xì)胞工程 胚胎工程 生態(tài)工程
新課程標(biāo)本中的必修模塊是生物科學(xué)的核心,對(duì)于提高學(xué)生的生物知識(shí)必不可少,選修模塊能夠滿足學(xué)生的多樣化學(xué)習(xí),為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)生物科學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)。因此這就要求高中生物教師具備一定的專業(yè)知識(shí)技能和素養(yǎng)才能在教學(xué)中起到引領(lǐng)的作用。尤其是選修教材,可能對(duì)于部分教師來說自己都是摸著石頭過河,仍處于摸索之中。
選修課注重的是理解和應(yīng)用,理論結(jié)合實(shí)際,所以教師在講解的時(shí)候不需要過于深和專,只要學(xué)生能理解即可。每個(gè)工程的重點(diǎn)在于基本概念和原理的講解,比如生態(tài)工程的原理就是一個(gè)重點(diǎn)知識(shí),要求學(xué)生在記住這幾個(gè)原理的同時(shí)學(xué)會(huì)應(yīng)用。在教學(xué)中還要注意知識(shí)點(diǎn)之間的銜接,比如基因工程和蛋白質(zhì)工程就是緊密聯(lián)系在一起的,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物組織培養(yǎng)的區(qū)別,等等。有些知識(shí)點(diǎn)是比較難理解的,比如胚胎工程——《受精階段》,所以教師要想辦法把這部分內(nèi)容以通俗易懂的形式呈現(xiàn)給學(xué)生。最重要的是要結(jié)合高考的要求,要求學(xué)生多做題,進(jìn)行不定時(shí)的檢測(cè)等有針對(duì)性的強(qiáng)化訓(xùn)練,以不變應(yīng)萬變。以下是我總結(jié)的每個(gè)專題的學(xué)習(xí)和教學(xué)建議,不足之處還請(qǐng)各位同仁批評(píng)指正。
1.基因工程
由于基因工程在必修教材的學(xué)習(xí)中已經(jīng)打下了一定的基礎(chǔ),因此學(xué)生比較熟悉這部分內(nèi)容,學(xué)習(xí)起來也容易得多。本章教學(xué)既要使學(xué)生應(yīng)用已有的遺傳學(xué)知識(shí)解決新問題,又要啟發(fā)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐,懂得無論是獲得目的基因,還是進(jìn)行蛋白質(zhì)改造,基因工程的最終目的都是造福人類。
本章的重點(diǎn)是基因工程的概念,工具和操作過程。在導(dǎo)入新課的時(shí)候可以從現(xiàn)實(shí)生活入手,例如:抗蟲棉在當(dāng)今社會(huì)生活中的應(yīng)用,我們?nèi)粘I钪谐缘拇竺?、植物油等好多都是轉(zhuǎn)基因食品,引發(fā)學(xué)生的思考,從而得出基因工程的概念?;蚬こ躺婕氨匦藿滩闹蠨NA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制、表達(dá)酶等基礎(chǔ)知識(shí)。所以在教學(xué)中教師有可以向?qū)W生提問:DNA是靠什么把一個(gè)個(gè)脫氧核苷酸連接起來的?要使DNA分子斷裂需要用什么處理?等有關(guān)的問題,既復(fù)習(xí)原來的知識(shí),又可以引出基因工程的工具酶等。由于基因工程的操作過程比較抽象,學(xué)生難以理解,教師可以借助多媒體輔助教學(xué),使學(xué)生加深對(duì)基因工程的理解。
2.細(xì)胞工程
細(xì)胞工程包含了植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程兩大塊。突出了細(xì)胞工程的發(fā)展和基本技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用等方面的知識(shí)。重點(diǎn)在于微生物的細(xì)胞融合技術(shù),植物體細(xì)胞培養(yǎng),單克隆抗體的制備技術(shù)。本專題看似抽象神奇,但是也有很多我們熟悉的內(nèi)容。
在教學(xué)中教師要注意不同知識(shí)之間的銜接,例如:植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的區(qū)別和聯(lián)系,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物體細(xì)胞克隆的區(qū)別于聯(lián)系,動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體的制備的區(qū)別和聯(lián)系,等等。高考中不可避免會(huì)考查到相關(guān)知識(shí)。單克隆抗體的應(yīng)用是個(gè)熱點(diǎn)問題,與當(dāng)今社會(huì)的生物科學(xué)發(fā)展聯(lián)系緊密。學(xué)生要熟練掌握該項(xiàng)技術(shù)的原理和制備過程,因?yàn)檫@也是高考選修題的一個(gè)考點(diǎn)。
細(xì)胞工程是在學(xué)生學(xué)習(xí)必修一細(xì)胞與分子的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生先回憶細(xì)胞有關(guān)的知識(shí),從而引出細(xì)胞工程的內(nèi)容,對(duì)于比較抽象的部分盡量做到借助多媒體輔助教學(xué),以動(dòng)態(tài)直觀的形式呈現(xiàn)給學(xué)生,使其便于理解。不要采用“滿堂灌”的形式,給學(xué)生留出一部分的時(shí)間讓他們理解。同時(shí)對(duì)學(xué)生提出一些問題如:(1)植物組織培養(yǎng)的過程中影響脫分化和再分化的條件有什么異同點(diǎn)?(2)動(dòng)物細(xì)胞融合和植物細(xì)胞融合常用的促融合因子是什么?(3)雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是什么?單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)是什么?(4)常用什么方法去除細(xì)胞壁?原生質(zhì)體和原生質(zhì)層有什么區(qū)別,等等。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題和交流與表達(dá)的能力,也加深了他們對(duì)知識(shí)的記憶能力。
3.胚胎工程
本專題是在動(dòng)物生殖與發(fā)育的基礎(chǔ)上,了解動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的規(guī)律,即哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過程和胚胎工程的主要原理,技術(shù),以及在生產(chǎn)上的應(yīng)用。同時(shí)結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)中的最新熱點(diǎn),闡述了胚胎干細(xì)胞及其研究進(jìn)展。本節(jié)的重點(diǎn)是胚胎發(fā)育的基本過程,胚胎工程的原理和技術(shù)。該專題對(duì)于學(xué)生和老師來說都比較陌生,所以教學(xué)中要從日常生活中學(xué)生已有的理論知識(shí)出發(fā),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
受精過程的兩個(gè)階段是個(gè)難點(diǎn),學(xué)生不容易理解,可以提出:必修教材中的受精過程,胚胎移植的基本程序,以及生理學(xué)基礎(chǔ),要求學(xué)生掌握,教學(xué)中應(yīng)注意多舉例子來說明問題。關(guān)于胚胎分割應(yīng)強(qiáng)調(diào)分割的時(shí)期(桑葚胚或者囊胚)和注意的問題(胚胎分割時(shí)應(yīng)注意對(duì)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割且分割的分?jǐn)?shù)不宜過多)。對(duì)于體外受精這部分知識(shí),教師可以通過試管嬰兒的介紹很自然地引入,教授過程最好圖文結(jié)合,讓學(xué)生明確這是有性生殖過程。
胚胎干細(xì)胞的技術(shù)及應(yīng)用可以借助多媒體教學(xué),同時(shí)讓學(xué)生通過閱讀教材總結(jié)交流三類干細(xì)胞的特點(diǎn)和功能。
4.生態(tài)工程
長期以來,煤炭開采必伴有礦井水,而礦井水都被視為“水患”。據(jù)統(tǒng)計(jì),各類礦災(zāi)中,水害占比達(dá)80%,為保井下安全,不得不把礦井水抽采到地面。
然而,我國人均水資源量僅占世界平均水平的1/4左右,且水資源分布嚴(yán)重不均。晉、陜、蒙、寧、甘5省份,煤炭儲(chǔ)量占我國探明量的2/3左右,產(chǎn)量占全國的70%左右,但水資源量僅占3.9%。水資源短缺、生態(tài)脆弱和煤炭資源開發(fā)利用之間存在巨大矛盾。
“每生產(chǎn)1噸煤平均產(chǎn)生2噸礦井水。”顧大釗表示,我國煤炭年產(chǎn)量約38億噸,每年產(chǎn)生礦井水約80億噸,而利用率僅為25%左右。絕大部分水雖經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放,但造成巨量浪費(fèi)。尤其西部礦區(qū),蒸發(fā)量是年降雨量的6倍左右,大量礦井水外排后很快蒸發(fā)損失。目前,全國煤炭開采每年損失礦井水60億噸,相當(dāng)于每年工業(yè)和民用缺水量的60%。
目前,神華集團(tuán)80%以上的煤炭產(chǎn)量集中在西部缺水地區(qū),煤炭開發(fā)與水資源及地表生態(tài)之間的矛盾尤為突出。不僅如此,我國西部煤炭主產(chǎn)區(qū),多屬生態(tài)脆弱區(qū)和缺水區(qū)疊加。解決好這一矛盾,是煤炭仍占一次能源大頭的國家經(jīng)濟(jì)的重大需求。
“煤炭開采水資源保護(hù)利用與地表生態(tài)修復(fù)”團(tuán)隊(duì),就是定位于煤炭―水資源協(xié)調(diào)開發(fā)和礦區(qū)地表生態(tài)修復(fù)。
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