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摘要：“3S技术在水土保持中的应用”课程是一门探究3S技术在水土保持领域中应用的课程，课程内容广泛，技术性和实践性都较强。以“3S技术在水土保持中的应用”为例，探讨了行动导向式教学方法在课程教学与实践中的应用，摸索出一套通过行动导向式教学方法完成该课程教学与实践的全过程的教学模式，即查阅文献发现科学问题-小组讨论与分析设计研究总体方案-收集所需数据-上机实践完成所需因子的获取与叠加分析工作-应用数学方法进行结果分析-通过文献对比分析-解决最初提出的科学问题。该教学模式对于激发学生学习兴趣，提高课堂教学效果，改善教学质量具有一定的帮助作用。
关键词：3S技术；水土保持；行动导向式；教学改革
本文引用格式：林杰等.行动导向式教学法在课程教学应用探讨——以“3S技术在水土保持中的应用”课程为例[J].教育现代化，2019，6（22）：161-163.
一行动导向式教学法
1999年，德国文教部长联席会议制定的“框架教学计划”中，针对实践教学过程提出了“行动导向式教学模式”。行动导向式教学模式是指师生共同确定行动项目，教师引导学生自主学习，完成个（群）体行动产品的学习过程。这一教学模式遵循“做中学”的教学原则，通过不同的教学内容选择不同的行动导向教学法，使学生在行动中获取能力[1-3]。该模式的教学立足点是注重培养学生的动手实践能力，将理论学习与动手实践过程相结合，将教学以教师为主的“讲”向以学生为中心的“导”转变，通过教师设置的“项目导向”，以紧凑、合理的活动完成整个教学过程。该教学模式调动了学生学习的主观能动性和创造力，更重要的是能提高学生的自学能力，使学生在实践中提高解决问题的技能、在问题的发现探索中提高解决问题的能力，充分体现了“做中学，学中做，边做边学”的教学新理念。行动导向式教学模式是学习的过程，而非施教的教程；是动态的过程，而非静态的过程；是能力的构建，而非认知的建构；是主动学习，而非被动学习；是合作式学习，而非个体式学习；是技能的培养，而非纯理论学习。
遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）统称为“3S”。随着3S技术的迅猛发展，3S在资源环境调查，土壤侵蚀实时动态监测，水土保持区划与规划、荒漠化防治和水土保持信息管理等方面提供可靠的技术支撑。依据21世纪新的水土保持与荒漠化防治专业人才培养方案，教学内容和课程体系，将“3S技术在水土保持中的应用”课程列为水土保持与荒漠化防治专业的专业选修课。“3S技术在水土保持中的应用”是一门交叉课程，涉及学科内容广泛，包括地图学与地理信息系统、遥感学概论、水文学、土壤侵蚀原理、景观生态学、水土保持规划、环境科学等内容。同时，该课程也是一门技术性和实践性非常强的课程[4-6]，该课程的学习就是希望通过理论知识学习与上机实践，学生边做边学，熟练掌握人机交互方式，集成RS和GIS技术，获取小流域边界、侵蚀强度、水系、坡长、坡度、土地利用等基础数据，基于土壤侵蚀模型和3S技术展开水土流失动态监测、编制水土保持规划等。同时，还要基于GIS空间分析模块和模型评估水土保持效益的手段和方法，让学生意识到水土保持与荒漠化防治专业是需要信息化、自动化、智能化和高效化的，使学生通过理论与实践的有效结合，加深对理论知识的消化与理解。因此，将行动导向式教学法应用到“3S技术在水土保持中的应用”课程教学实践中，是一个改善教学效果、提高学生学习主观能动性的有效途径。
二 行动导向式教学法在“3S技术在水土保持中的应用”课程教学环节中的应用
（一）课程内容的设计与布置
传统的“3S技术在水土保持中的应用”课程侧重技术方法的学习，上机实习手册是以描述实际操作过程为主，即每个上机实习内容都针对具体的研究方法进行详细讲解，希望通过验证型的操作流程让学生掌握一些具体的技术方法。比如，降雨侵蚀力R因子的获取，就是教师在课堂反复强调，并让学生熟悉计算过程和插值方法，最后上机按部就班操作、记住操作流程的例子。但是，这种课堂“说教—上机”简单重复操作的教学模式无法锻炼学生独立思考问题、发现问题、分析问题和解决问题的能力。因此，通过座谈了解到大部分学生认为上机实践教学时，只要严格按照上机实验手册要求，按部就班的完成任务就是最终的学习目的，只有少部分学有余力的人认为可以轻松达到上机教学考核要求，但感觉对自身能力提升不大。因为传统的教学模式以教师为主导，学生被动接受，只要完成任务就可以，不会深入思考上机实习的内容能够与哪些科学研究和生产实践中的问题相对应，上机实习的结果如何分析，结果是否可信，如何分析不同条件下土壤侵蚀情况，为水保规划提供数据支撑等问题。这种现象导致了上机实习效果大打折扣。针对以上存在的问题，笔者提出了激发学生主动学习和解决问题为主要导向的方案设计思路：首先，教师在课堂上抛出若干个有关水土保持的问题；其次，教师让学生查阅相关文献资料，开展小组汇报和组间讨论、分析，凝练出2～3个与3S技术相关的科学问题；最后，组织学生围绕具体的科学问题构建技术路线并设计出完整的方案。另外，笔者还从目前水土保持的科学研究与生产实践出发，总结出“3S技术在水土保持中的应用”课程上机实习的具体科学问题：小流域尺度的土壤侵蚀空间特征；不同坡度的土壤侵蚀特征；不同土地利用类型的土壤侵蚀状况等，最终确定该课程的上机实习内容为：基于3S技术与通用土壤流失方程（Univesal Soil Loss Equation，USLE)研究小流域尺度的土壤侵蚀特征；基于数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM)和3S技术研究不同坡度的土壤侵蚀特征；基于3S技术和土地利用现状图分析不同土地利用类型的土壤侵蚀特征。
（二）教学与上机过程的监督与考核
传统的“3S技术在水土保持中的应用”课程上机实习主要集中在机房完成，学生需要学习ArcGIS、ENVI的基本操作流程，完成USLE模型的各因子的提取及流失量的计算，并撰写小论文。学生虽然熟悉了这一上机方式的基本流程，掌握了基本操作步骤，但并不能调动学生的主观能动性。针对目前这种学习状态，笔者将上机过程进行了调整。将上机实习过程与理论课程学习相结合，分解为以下四个阶段，分时间段将上机实践与理论教学过程穿插完成，明显的调动了学生的主观能动性，改进了该课程的教学效果。
1.理论与上机课时的调整
笔者在修订南京林业大学水土保持与荒漠化防治的专业教学大纲时，将“3S技术在水土保持中的应用”课程列为水土保持与荒漠化防治的专业选修课。同是提前设置了“遥感与地理信息系统”课程，让学生提前掌握了3S技术基础理论知识与GIS的基本操作技术，所以本课程设置时，将3S基础理论课时缩短为16学时，将与水土保持相关的上机实践课增加到24学时，从而避免了基础理论知识部分占用了大部分学时而上机实践学习少的冲突，这在某种程度上提高了学生利用3S技术解决水土保持与荒漠化防治问题的能力。
2.查阅文献阶段
学期开学后，让学生查阅当前应用3S技术开展的水土保持科研热点项目和生产实践案例的相关文献，每个同学围绕着文献解决的科学问题是什么？研究总体方案是什么？采用了什么特殊的技术方法？展开汇报与讨论，最终确定学生感兴趣的3个科学问题，围绕着这3个科学问题，同学们根据自己的兴趣爱好自愿组队。最终以小组为单位，以小组选择的科学问题为导向，查阅资料，设计研究总体方案，并根据研究方案准备所需数据，分组独立完成研究任务。本次教学上机实习过程中根据学生提出的不同土地利用类型对土壤侵蚀的影响和不同坡度与土壤侵蚀的关系，专门补充了土地利用类型、坡度图与土壤侵蚀量叠加分析的内容，为同学准备了土地利用现状图和数字高程模型。
3.上机实习与考核阶段
各小组确定了研究总体方案之后，针对各组都需要解决的共性问题，采用集中上机演示操作并完成；各小组的个性问题，采用自己解决和答疑指导共同完成。由于上机实习过程中各组内需要具体分工，为防止部分学生只熟悉自己负责的上机实习环节，对于整个项目过程的完成不了解的情况出现，上机实习过程中增加了过程监督环节，即现场上机指导过程中除了帮助学生解决遇到的实际问题之外，采取抓阄的方式随机要求每个同学完成1-2个非本人负责环节的技术问题，并作为最后成绩评定的重要依据。
4.论文撰写阶段
上机完成所有数据获取工作之后，分组整理数据，按照论文格式撰写课程论文，并针对上机实习过程中发现的不断完善研究方案。
（三）课程论文的撰写
通过理论知识学习和上机实习，学生对“3S技术在水土保持中的应用”课程已经有了基本的认识，各分组获取第一手基础数据（如降雨侵蚀力因子图、土壤可蚀性因子图、植被覆盖管理与措施因子图、地形因子图）之后，要求每个同学各自根据本组所获取的数据选择合适的数学方法分析、讨论，通过所获数据是否可以合理解释之前所假定的科学问题，并尝试探讨分析的结果与结论对于水土保持监测、治理和规划，实现生态环境可持续发展有何指导意义。例如，第一小组选择上机内容是分析句容市不同坡度对土壤侵蚀的影响，首先需要学生根据USLE和GIS提取句容市不同土壤侵蚀强度空间分布特征，同时根据DEM提取句容市坡度图，在GIS中叠加分析坡度图和土壤侵蚀强度图，提取句容市不同坡度土壤侵蚀分布特征，得出结论，侵蚀严重的主要分布在坡度25以上坡林地。如第二小组选择分析句容市不同土地利用类型的土壤侵蚀特征，第二小组与第一小组不同的是将土地利用图与土壤侵蚀强度图空间叠加分析，绘制不同土地利用的侵蚀特征分布图，重点讨论句容市开矿的面积、位置及坡林地对土壤侵蚀的影响；与同类研究比较结论是否相同，最终能否解释采矿等人为干扰会加剧土壤侵蚀；最后，通过总结在研究方法和研究方案上是否还存在需要完善的方面，最终成果在应用时是否存在限制因素。每人提交一份课程论文，论文包括前言，研究方法，结果与分析。
三 行动导向式教学法在“3S技术在水土保持中的应用”课程教学环节应用的效果
（一）培养了学生的科研能力与动手实践能力
本课程涉及范围广、技术性强，对实践教学要求高。通过行动导向式教学完成教学与实践的全过程，让学生在基本理论学习的引导下通过查阅文献发现科学问题——小组讨论与分析设计研究总体方案——收集所需数据——上机实践完成所需因子的获取与叠加分析工作——应用数学方法进行结果分析——通过文献对比分析——解决最初提出的科学问题。这种学习过程实现了将理论学习与实践相结合，提高了学生对理论知识的理解和应用能力，锻炼了学生的动手实践能力，培养了以市场人才需求为导向的创新、动手能力强，技术过硬的水土保持专业技术人才。
（二）充分发挥了学生的主观能动性，变被动学习向主动学习转变
传统的教学与实践模式是学生按着上机实习手册按部就班的完成，以教为主，学生被动接受。但行动导向式教学，只需任课老师根据当前热点和学生兴趣确定几个上机实习内容，所有的研究方案，资料的查阅，问题解决的方法等内容都是由学生共同参与完成的，这种教学模式新颖，更能激发学生主动学习的积极性和兴趣，变被动学习为主动去查阅文献，设计项目研究方案，寻求解决问题的方法，撰写论文。该教学模式新颖，内容丰富实用，大大地提高了学生的学习兴趣，充分发挥了学生的潜能，同时上课内容结合项目案例，使得课堂教学不再枯燥、乏味，受到了学生的欢迎，也收到了较为理想的教学效果。
总之，行动导向式教学法培养了学生的认知能力、辩证能力和动手实践能力，实践教学不再是走过场，而是真正增强了实践课的教学效果；在“3S技术在水土保持中的应用”实践教学环节中，通过以解决科学问题为导向设计项目，设置问题，查阅文献，自愿组队讨论、设计方案、解决问题等多种教学模式授课。但为了提高水土保持与荒漠化防治专业学生的动手实践能力和创新能力，满足社会对相关专业人才的需求，我们仍需要不断地从教学内容、教学模式与教学方法等方面进行尝试与改革，以达到良好的教学效果。
参考文献
[1]肖天非,杨德校.浅谈行动导向式教学法[J].职业,2013，20(3)：103-104.
[2]行动导向式教学法在“森林生态学”教学实习中的应用[J].甘肃科技，2016，32(21):63-65.
[3]行动导向式学习法初探[J].职业教育研究，2008（3）：112.
[4]吴发启，王健.水土保持与荒漠化防治专业课程体系的建设[J],水土保持通报，2006，26（4）：56-63.
[5]赵龙山，侯瑞.“地理信息系统”课程教学改革探索—以贵州大学水土保持与荒漠化防治专业为例[J].中国林业教育，2017，35(5):66-69.
[6]“3S技术在水土保持中的应用”课程教学改革的思考[J].中国林业教育,2015,33(3):53-55.
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