遙感實習(xí)課程獨立設(shè)課的教學(xué)實踐與思考

徐永明

（南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院，江蘇南京210044）

遙感實習(xí)課程獨立設(shè)課的教學(xué)實踐與思考

徐永明

（南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院，江蘇南京210044）

在分析傳統(tǒng)遙感實習(xí)課程教學(xué)模式不足的基礎(chǔ)上，論證了單獨設(shè)立遙感實習(xí)課程的必要性。對《遙感軟件操作綜合實習(xí)》獨立實踐課程進行教學(xué)改革和探索，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教材以及考核方式等方面進行了闡述，重點突出該課程的“綜合”特色。實踐表明，《遙感軟件操作綜合實習(xí)》獨立設(shè)課能夠有效提高學(xué)生對遙感專業(yè)軟件的掌握程度和實際應(yīng)用能力，改進教學(xué)質(zhì)量，收到了良好的教學(xué)效果。

遙感；綜合實習(xí)；獨立設(shè)課；教學(xué)實踐

遙感作為一種高效的探測、獲取、分析和處理空間信息的先進手段，為人類更好地觀測和認(rèn)識地球系統(tǒng)提供了新的途徑[1]。作為一個新興的學(xué)科，遙感近些年來在國內(nèi)高校中得到了飛速發(fā)展。自從武漢大學(xué)在國內(nèi)首次設(shè)立遙感科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)以來，我校遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)也于2003年正式招生，此后已經(jīng)有哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、長安大學(xué)、山東科技大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、徐州師范大學(xué)、成都信息工程學(xué)院等十幾所高校設(shè)置了專門的遙感專業(yè)或者在一級學(xué)科（如地學(xué)）下設(shè)立了遙感相關(guān)的二級學(xué)科[1]。遙感科學(xué)與技術(shù)是一個新的專業(yè)，學(xué)科建設(shè)中存在很多機遇和挑戰(zhàn)，存在很多問題需要探討和嘗試。遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個理論和實踐能力并重的專業(yè)，既要求學(xué)生掌握遙感及相關(guān)學(xué)科的基本理論知識，也要求學(xué)生能夠靈活運用遙感軟件，完成基本的遙感圖像處理和信息提取任務(wù)。傳統(tǒng)的遙感實習(xí)課程在教學(xué)方式和內(nèi)容上存在一定的缺陷，尤其是在學(xué)生綜合運用遙感軟件獨立完成任務(wù)的能力培養(yǎng)上顯得尤其不足。為了更好地推動遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的建設(shè)，我校將《遙感軟件操作綜合實習(xí)》獨立設(shè)課，加強學(xué)生實踐動手能力，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)技術(shù)知識解決問題的綜合能力與創(chuàng)新精神。筆者結(jié)合在該實踐課程教學(xué)中的經(jīng)驗，探討此類課程教學(xué)改革的思路，以資參考。

1 遙感實習(xí)獨立設(shè)課的必要性

遙感實習(xí)課程在教學(xué)和課程體系中一直處于從屬地位，通常作為理論課程的一部分存在，其主要目的是為了幫助學(xué)生更好地理解理論課程知識，驗證性較強而缺乏綜合性。因此在時間安排以及內(nèi)容設(shè)置上，遙感實習(xí)課程主要依附于理論教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)模式大多為理論課在前實習(xí)課在后，強調(diào)實習(xí)與理論內(nèi)容同步。以遙感數(shù)字圖像處理課程為例，在講到遙感圖像預(yù)處理內(nèi)容時會通常會安排幾何校正以及大氣校正的實習(xí)內(nèi)容，在講到遙感圖像增強時會安排直方圖變換、傅里葉濾波以及影像融合等實習(xí)內(nèi)容。每次實習(xí)時間間隔很長，彼此之間缺乏聯(lián)系，從整體上而言實習(xí)課程內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性。實習(xí)過程以教師先演示學(xué)生后模仿為主，缺乏綜合性和創(chuàng)新性，學(xué)生按部就班的依照教師講授內(nèi)容操作，顯然不利于學(xué)生自主性和實踐能力的培養(yǎng)。此外，課程成績主要取決于理論內(nèi)容的期末考試，與實習(xí)內(nèi)容關(guān)系很小或者根本無關(guān)，學(xué)生因此對實習(xí)課程不夠重視。這種實習(xí)教學(xué)方式有助于學(xué)生對理論內(nèi)容有更深入地理解和把握，但是不利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。

2004年12月召開的第二次全國普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作會議上，國家教育部部長周濟明確指出“要大力加強實踐教學(xué)，切實提高大學(xué)生的實踐能力”[3]。如何切實提高遙感專業(yè)實習(xí)教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生對于遙感軟件的掌握水平以及運用軟件解決實際問題的能力是一個值得深入研究和探討的問題。近幾年來實驗課獨立設(shè)課是我國高等學(xué)校教學(xué)改革的一個重要趨向[4-5]，我校遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)將《遙感軟件操作綜合實習(xí)》單獨設(shè)置，成為一門獨立性的實踐課程。希望通過實習(xí)單獨設(shè)課建設(shè)促進專業(yè)課程體系和教學(xué)方法的改革，提升學(xué)生的實踐動手能力以及知識運用能力，提高遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量，更好地實現(xiàn)本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。

2 遙感軟件操作綜合實習(xí)教學(xué)實踐

2.1 課程概況

《遙感軟件操作綜合實習(xí)》是一門 20個學(xué)時的獨立實踐性課程，安排在遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的三年級下學(xué)期。該課程沒有理論講課內(nèi)容，所有學(xué)時均為上機實習(xí)學(xué)時。課程的教學(xué)目標(biāo)是使遙感專業(yè)學(xué)生通過上機實習(xí)和操作，理解遙感數(shù)字圖像處理的基本概念，掌握一個主流遙感圖像處理軟件系統(tǒng)（如ENVI）的主要功能和操作技能，并能夠結(jié)合具體實例掌握遙感軟件綜合應(yīng)用的思路、方法和步驟，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

2.2 課程內(nèi)容

《遙感軟件操作綜合實習(xí)》課程內(nèi)容主要分為兩個部分：專題操作實習(xí)和綜合操作實習(xí)。第一部分專題操作實習(xí)共有12個學(xué)時，包括“ENVI入門”、“遙感圖像增強、多光譜變換和波段運算”、“遙感圖像預(yù)處理”、“遙感圖像融合”、“遙感圖像分類”和“遙感制圖”6個專題，涵蓋了遙感軟件預(yù)處理、圖像增強、信息提取和成果輸入等主要操作內(nèi)容。這部分內(nèi)容是課程的基礎(chǔ)，在教學(xué)過程中由教師首先講解和演示，然后學(xué)生自行練習(xí)。第二部分綜合操作實習(xí)有8個學(xué)時，要求學(xué)生在前面專題實習(xí)的基礎(chǔ)上能夠?qū)⑦b感軟件的各種基本操作聯(lián)系起來，完成一個綜合性的實習(xí)任務(wù)。這部分內(nèi)容教師不作講解演示，由學(xué)生盡量獨立完成，完成任務(wù)后提交一份圖文并茂的實習(xí)報告以及遙感成果圖件，作為課程考核的一個重要依據(jù)。

《遙感軟件操作綜合實習(xí)》課程內(nèi)容突出“綜合”二字，這是與普通課程中配套實習(xí)之間的重要區(qū)別。在教學(xué)過程中以“基礎(chǔ)→綜合→創(chuàng)新”為主線，以項目導(dǎo)向的方式開展教學(xué)，促進學(xué)生對于基礎(chǔ)操作的掌握，并加強其大局觀，更好地培養(yǎng)和強化學(xué)生的實際應(yīng)用能力。

2.3 課程教材

目前國內(nèi)尚未有比較合適的遙感上機實習(xí)課教材，各大院校多使用自編實習(xí)講義[6,7]。筆者根據(jù)多年來教學(xué)經(jīng)驗，結(jié)合課程大綱和教學(xué)任務(wù)，編寫了《遙感軟件操作綜合實習(xí)指導(dǎo)書》作為實習(xí)講義。該講義涵蓋了前面 6次專題實習(xí)的數(shù)據(jù)說明、專題實習(xí)目標(biāo)以及詳細(xì)的操作步驟，最后1次綜合實習(xí)則有數(shù)據(jù)說明以及實習(xí)的具體要求。在歷次教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)實踐經(jīng)驗對其不斷補充完善，使其更好地符合課程需要，為實習(xí)教學(xué)提供服務(wù)。

2.4 考核方式

考核是檢驗教學(xué)成果的形式，健全的考核制度也是促進教學(xué)質(zhì)量提高的手段。由于《遙感軟件操作綜合實習(xí)》為獨立實踐性課程，不合適采用筆試的方式進行考核。該課程最終成績由兩部分構(gòu)成：6次專題實習(xí)占60%，根據(jù)課堂表現(xiàn)和實習(xí)報告打分；1次綜合實習(xí)占40%，根據(jù)綜合實習(xí)的成果圖件以及實習(xí)報告打分。

3 遙感軟件操作綜合實習(xí)的效果與問題

《遙感軟件操作綜合實習(xí)》課程單獨設(shè)立以后單獨計算學(xué)分和進行考核，提高了學(xué)生對實習(xí)課程的重視程度。該課程將多個遙感軟件操作任務(wù)有機組合在一起，完成一個綜合性的實踐任務(wù)。課程內(nèi)容突出“綜合”二字，通過一個綜合性的具體應(yīng)用實例將前面的基礎(chǔ)操作串聯(lián)起來，發(fā)揮學(xué)生的能動性和創(chuàng)造性，提高學(xué)生實踐水平和綜合解決問題能力。

以筆者幾年來的教學(xué)經(jīng)驗來看，《遙感軟件操作綜合實習(xí)》課程教學(xué)取得了良好的效果。學(xué)生在綜合實習(xí)部分表現(xiàn)出了很大的積極性和熱情，對實習(xí)課的態(tài)度也由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不斷提高的同時，軟件實踐技能也得到了很大的提高。學(xué)生反映通過綜合實習(xí)能夠更好地掌握前面 6次專題實習(xí)的操作內(nèi)容，并且將這些內(nèi)容融匯貫通而不是一個個獨立的操作，尤其是最終通過自己努力從遙感數(shù)據(jù)中提取出專題信息并出圖后，有種難言的成就感和滿足感。

教學(xué)中存在的問題包括：①實習(xí)學(xué)時不夠用，由于綜合實習(xí)復(fù)雜度增加，涉及內(nèi)容增多，學(xué)生自主探索比重增大，現(xiàn)有的20個學(xué)時只能完成最基本的軟件實習(xí)內(nèi)容。②實習(xí)時間需要進一步優(yōu)化。目前沒有為該課程單獨安排出連續(xù)的整體實習(xí)時間，為了保證課程的緊湊性和完整性，課程只能在周末和晚上集中上課，上學(xué)時段不夠合理。③課程考核方式有待繼續(xù)改進，進一步加強過程考核和任務(wù)考核，使考核成績能夠更有效的評價學(xué)生對軟件的掌握水平以及實際應(yīng)用能力。

4 結(jié) 語

《遙感軟件操作綜合實習(xí)》作為一門單獨設(shè)課的遙感實習(xí)課程，將各個實習(xí)模塊有機聯(lián)系起來，突出了課程的系統(tǒng)性和綜合性。這樣的獨立實踐性課程有助于學(xué)生系統(tǒng)的理解和掌握遙感軟件，鍛煉實踐動手能力，培養(yǎng)其綜合性和創(chuàng)新性能力，使其與社會要求相接軌，進一步提高我專業(yè)學(xué)生的競爭能力。

通過幾年的教學(xué)實踐和探索，《遙感軟件操作綜合實習(xí)》在課程改革方面取得了一定的成績，課程內(nèi)容和教學(xué)方法逐步完善。但是課程的改革與探索是一項長期工作，今后還需要在實踐中不斷完善課程內(nèi)容以及教學(xué)方式，及時更新知識總結(jié)經(jīng)驗，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

[1] 湯國安，張友順，劉詠梅，等.遙感數(shù)字圖像處理[M].北京：科學(xué)出版社，2004

[2] 陳健，趙巧華.遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)中的幾個關(guān)鍵問題[J].地理空間信息，2010,8(5):154-156

[3] 教育部.教育部關(guān)于印發(fā)《關(guān)于進一步加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》和周濟部長在第二次全國普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作會議上的講話的通知 [EB/OL].http:// www.gdhed.edu.cn/m ain/www/132/2005-02/75777.htm l，2011-06-20

[4] 池加敏.實驗獨立設(shè)課的優(yōu)勢與原則 [J].高等農(nóng)業(yè)教育，1999，10:70-72

[5] 黃大明，秦鋼年，文冰.專業(yè)實驗獨立設(shè)課的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2007，26(11):85-87

[6] 潘竟虎，趙軍.高師遙感課程實踐教學(xué)的改革[J].理工高教研究,2008，27(1):118-120

[7] 奚秀梅，賀凌云.遙感課程實驗教學(xué)改革與設(shè)計[J].黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報,2010，23(3):110-111

Research and Practice for the Independent Experimental Course of Remote Sensing

by XU Yongming

This paper analyzed the defects of traditional teaching mode which used in remote sensing experimental courses and the necessity of establishing independent experimental courses.Teaching reform and practice were carried out in the independent experimental course of Comprehensive Practice of Using Remote Sensing Software.The teaching reform of the course content,teaching method,teaching material and assessment model were clearly discussed,and the comprehensiveness characteristic of the course was highlighted.Practices show that the teaching mode of this independent experimental course can effectively promote students'technology level and application capability,and improve the teaching quality.

Remote Sensing，Comprehensive Practice，independent course，teaching practice

2011-06-21

項目來源：南京信息工程大學(xué)教學(xué)建設(shè)與改革工程資助項目（09JY0060）；國家自然科學(xué)基金資助項目（40901239）；江蘇省高等教育教改項目。

P237.9

B

1672-4623(2011)06-0146-02

徐永明，博士，主要從事資源環(huán)境遙感及遙感圖像處理方面的研究工作。