教学督导信息

【2025】（第10期）总第203期

沈阳农业大学第十二届教学督导室主办

二零二五年三月十二日

真实问题牵引、理论技术并重、科研教学互哺

---林学院吕海燕老师《GIS空间分析》研究生课教学法特点

督导员  周宝利

3月6日，本人听取了林学院吕海燕老师主讲的《GIS空间分析》研究生课，该门课程是一门地理信息系统的实践课，授课地点在林学院431计算机室。吕海燕老师采取边讲解、边实践、边指导、边应用的方式，将一门空间分析技术实操课讲得清晰透测、通俗易懂、学用结合、融会贯通。现场的学生，时而聚焦讲台聆听老师对理论的讲解与分析，时而面对电脑进入操作系统，进行数据处理、信息分析、动态模拟，整个课堂节奏自然、和谐轻松、循序渐进、学用结合、效果显著。课后与吕海燕老师进行了详细交流，了解到：该课程的课程定位与建设目标是：面向林业领域研究生科研需求，构建“理论-技术-应用”三位一体的GIS空间分析课程体系。通过典型林业案例为载体，培养研究生运用空间分析技术解决森林资源调查、生态格局分析、灾害监测预警等科研课题的能力，实现从空间数据采集到空间模型构建的完整科研链条训练。现将该课程的主要建设思路和教学法特点，分享给大家，供参考。

一、真实案例教学的实施路径

1.林业典型场景案例：生态数据处理、水文分析、林下经济分析、距离分析、廊道缓冲区分析、林业小班区划6个大专题，插值分析、表面分析、统计分析、地图可视化等几十个小专题。

2.技术梯度案例：在一个大专题案例里，创建具有梯度的案例组。例如，生态综合数据处理这个案例中，将大专题拆解为地面数据空间化→三维地形分析→叠加分析→时空序列分析→综合分析的梯度案例组，将地面调查数据的样点进行坐标转换后，通过空间插值模型计算并分析研究区的气象数据分布趋势，通过数字高程模型进行三维地形分析，再进行地面数据、气象数据、地形数据等的叠加分析，经过空间统计后，进而分析研究区生态数据时空序列，完成综合分析并进行可视化表达。

3.科研全流程案例：包含数据获取、数据处理、模型构建、结果输出及验证的完整案例。每个案例中，教师从数据获取开始讲起，要求学生能够了解地理信息数据的获取方法和注意事项，掌握地理空间数据、地面调查数据与其他数据的融合方法，在数据处理软件中进行数据准备，在地理信息系统中创建空间数据库，根据案例的任务要求构建或者选择合适的GIS模型，设置合适的参数，对数据进行处理，并对处理的数据结果进行验证，掌握地理数据可视化的技能，将空间数据、地理标识进行整合和美化，形成专题地图。在整个流程中，特别注意培养学生处置突发情况的能力，以及对科学问题的深度理解能力。

二、理论指导实践的教学策略

1.问题驱动教学法:针对研究生科研中在GIS方面产生的共性问题，设计"理论讲授-案例解析-实践修正"三阶段教学模块。例如案例一是对澳大利亚大陆的气候和生态分析，在这类大尺度的综合分析中，实践过程从样点数据的前期处理开始，到GIS软件样点落图，再到空间插值分析、叠加分析等分析操作，最后输出为专题图，穿插了空间数据坐标系、地理投影、地理信息系统空间分析、地理空间数据库、地图学等理论的教学，并在整个过程中贯穿了对林业科研实践工作中的可能遇到的实际问题及其注意事项的教学。

2.科研工具链培养:构建"数据处理基础操作+ArcGIS空间分析+Python空间建模"的技术矩阵，重点强化：

数据处理基础操作：遥感影像、地面调查数据、社交媒体数据的多源数据融合及空间配准，二维数据表处理等；

空间分析技术：插值分析、地形分析、叠加分析、缓冲区分析、空间统计分析、距离分析、网络分析等；

可视化表达：时空动态模拟、二维地图的输出及美化、三维可视化等。

三、科研实践应用的转化机制

本课程教学过程中坚持理论与实践结合，并让科研项目反哺教学。

一是将教师经历过的课题拆解为教学案例，例如案例一中澳大利亚的数据实例和案例五的林业小班区划就是授课教师曾经参与的科研项目，将项目中部分基础数据作为案例数据，并根据实际项目要求，对数据进行处理，形成部分项目结果。

二是结合学生的研究课题调整案例教学内容，学生课程作业解决实际科研问题。例如第一节课后布置的小练习是处理样点数据，其函数及公式可以直接服务于科研项目的数据预处理与初步分析；研究生的课题中需要研究树木生长与气候的关系，我们的课堂上则添加了的气象数据处理的案例；所有研究生都会用到的技术就是数据可视化，所以一个案例设置了林业小班区划图的绘制，要求研究生了解林业小班区划过程中关于林地权属、森林类别、各种小班因子、小班境界线等的绘制方法并生成完整的专题地图。

四、依学情个性化的课堂指导

针对研究生小班化、课题差异化、基础多样化的特点，实施分层指导与充分互动的策略，确保教学深度与个体适配度的统一。保证对基础好（本科阶段为相关专业或修习过相关课程）的学生的教学有一定的深度，对基础较差的学生则偏重理论和技术基础，并帮助学生建立动态互助小组协同攻关，课后对个别学生进行辅导，并为案例中的模块配备了教师示范视频，发布在网络平台中。通过教师对学生状态的深入了解和实操示范视频，有效破解研究生因基础差异导致的“跟不上”、因课题难度产生的"不敢做"等问题，实现科研需求与教学供给的精准对接。

综上所述，本课程通过构建"真实问题牵引、理论技术并重、科研教学互哺"的教学体系，着力破解研究生课程与科研实践脱节、空间分析技术应用表面化等突出问题，为林业高层次人才培养提供课程建设范式，值得大家学习和借鉴。

本期信息传至：王铁良副校长、王海龙副校长、孙光国副校长，教务处、研究生院领导，学院负责本科教育、研究生教育领导，全体督导员