遙感課程教學(xué)改革淺析

劉秀英 熊建利

1.河南科技大學(xué)，a.農(nóng)學(xué)院；b.動(dòng)物科技學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471003；2.中南林業(yè)科技大學(xué)林業(yè)遙感信息工程研究中心，長(zhǎng)沙 410004

遙感課程教學(xué)改革淺析

劉秀英1a,2熊建利1b

1.河南科技大學(xué)，a.農(nóng)學(xué)院；b.動(dòng)物科技學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471003；2.中南林業(yè)科技大學(xué)林業(yè)遙感信息工程研究中心，長(zhǎng)沙 410004

本文針對(duì)資源與環(huán)境科學(xué)專業(yè)的遙感課程實(shí)際情況，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)實(shí)踐三方面進(jìn)行了教學(xué)改革探索，提出在教學(xué)內(nèi)容組織方面采用新老教材結(jié)合，增加前沿知識(shí)講授；在教學(xué)方式方面采用多媒體授課，注重培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力；在教學(xué)實(shí)踐方面注重室內(nèi)和室外、實(shí)踐和科研相結(jié)合的改革方法，為相關(guān)院校遙感課程的教學(xué)提供借鑒和參考。

遙感技術(shù)；教研；實(shí)踐

technologoyf RemoteS ensing；teachainndg research；practice

遙感（Remote Sensing）是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一門新興邊緣學(xué)科，是當(dāng)代空間新興科學(xué)的核心技術(shù)之一。作為信息獲取與信息更新最重要的技術(shù)手段，遙感技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于政府的各個(gè)部門以及經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的眾多行業(yè)之中，并在新興起的全球性的“數(shù)字地球”計(jì)劃中占有重要的地位[1]。近年來，伴隨著航空、航天技術(shù)的發(fā)展，以及地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)（GPS）的應(yīng)用，遙感技術(shù)在眾多領(lǐng)域中的應(yīng)用顯示出明顯的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益及巨大的生命力。《遙感概論》是河南科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)專業(yè)的必修課程之一，其廣泛應(yīng)用到本專業(yè)的許多課程，比如：地理信息系統(tǒng)、測(cè)量與制圖學(xué)、土壤學(xué)等。因此，學(xué)好這門課對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)其它課程及將來就業(yè)至關(guān)重要。本文在分析我校遙感課程教學(xué)情況的基礎(chǔ)上，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)實(shí)踐三方面進(jìn)行了教學(xué)改革的探索。

1 教學(xué)內(nèi)容的改革

《遙感概論》課程是一門理論性、科學(xué)性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。目前我院資源與環(huán)境科學(xué)專業(yè)開設(shè)本課程的理論教學(xué)為32學(xué)時(shí)，實(shí)踐教學(xué)16學(xué)時(shí)，總學(xué)時(shí)僅48學(xué)時(shí)，理論與實(shí)驗(yàn)課時(shí)比為3：1，這與國(guó)內(nèi)其他院校遙感課程相比相差甚遠(yuǎn)。北京大學(xué)《遙感概論》課程總學(xué)時(shí)60學(xué)時(shí)，理論與實(shí)驗(yàn)課時(shí)比為3：1；云南師范大學(xué)遙感課程總課時(shí)100，實(shí)驗(yàn)與理論課時(shí)比為1：2.3；廣州大學(xué)遙感概論課程總課時(shí)54，實(shí)驗(yàn)與理論課時(shí)比為1：3[2]。因此，由于學(xué)時(shí)數(shù)有限，目前教師講授該課程時(shí)僅僅講授教材《遙感導(dǎo)論》的部分內(nèi)容，導(dǎo)致課堂講授的內(nèi)容非常有限，而且缺乏前沿知識(shí)的講授。那么如何在有限學(xué)時(shí)數(shù)的情況下，較好的完成教學(xué)大綱所規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容，并兼顧教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、啟發(fā)性、前瞻性和實(shí)用性？可以采取以下一些改革措施。

1.1 教材與參考書相結(jié)合

目前我院資源與環(huán)境科學(xué)專業(yè)選用的遙感課程教材是《遙感導(dǎo)論》（梅安新主編，高等教育出版社，2001）?！哆b感導(dǎo)論》作為綜合性大學(xué)本科生使用的教材，其內(nèi)容豐富、章節(jié)安排很清晰、有條理、概念具體淺顯形象，因此對(duì)學(xué)生來說應(yīng)該是比較容易接受的。但是該教材自 2001年出版后，并未修訂再版；而近年蓬勃興起并得到廣泛應(yīng)用的一些遙感技術(shù)、方法和裝備，書中自然無(wú)法涉及，如高分辨率的SPOT5、快鳥等衛(wèi)星影像，EOS-MODIS 數(shù)據(jù)處理，高光譜遙感技術(shù)等。因此在以《遙感導(dǎo)論》為固定教材的基礎(chǔ)上，我們優(yōu)選了幾本參考書結(jié)合進(jìn)行教學(xué)。比如：《遙感在資源環(huán)境中的應(yīng)用》（游先祥主編，中國(guó)林業(yè)出版社，2004），《高光譜遙感—原理、技術(shù)與應(yīng)用》（童慶禧、張兵、鄭蘭芬主編，高等教育出版社，2006年第一版），《遙感基礎(chǔ)與應(yīng)用》（鄧良基主編，農(nóng)業(yè)出版社，2009）。

1.2 教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃

本課程教學(xué)內(nèi)容多，學(xué)時(shí)有限，在教學(xué)過程中應(yīng)注重理論與應(yīng)用的結(jié)合、基礎(chǔ)知識(shí)與前沿技術(shù)兼顧。因此，為了充分利用課堂時(shí)間進(jìn)行重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容的講授，在教學(xué)過程中將教學(xué)內(nèi)容大致分為三個(gè)部分：

1.2.1 自學(xué)部分

對(duì)于教材中屬于描述性的，并且內(nèi)容較淺的部分，鼓勵(lì)學(xué)生充分利用課外時(shí)間，盡量發(fā)揮自身的積極性和主動(dòng)性，自學(xué)這部分的內(nèi)容。授課時(shí)教師提供自學(xué)的要點(diǎn)，安排學(xué)生課后自學(xué)；下次上課前教師安排5分鐘左右時(shí)間對(duì)自學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)性的講解，這樣學(xué)生可以檢查自學(xué)的效果。通過這種方式既加強(qiáng)了學(xué)生的自學(xué)能力，也節(jié)約了大量的課堂教學(xué)時(shí)間，從而彌補(bǔ)總課時(shí)不足的現(xiàn)狀。比如：在緒論中，遙感發(fā)展簡(jiǎn)史以及中國(guó)遙感事業(yè)的發(fā)展這部分內(nèi)容可以安排學(xué)生進(jìn)行自學(xué)，并且鼓勵(lì)學(xué)生通過上網(wǎng)或查找最新出版的參考書了解國(guó)內(nèi)、國(guó)際遙感發(fā)展的歷史以及最新狀況，增加學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣。下次上課時(shí)僅進(jìn)行要點(diǎn)歸納，最新研究概況的講解。

1.2.2 精講部分

對(duì)于大綱要求的屬于重點(diǎn)及難點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容，先讓學(xué)生預(yù)習(xí)，然后課堂精講。對(duì)于比較抽象的但實(shí)用性較強(qiáng)的數(shù)字圖像處理部分還可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，課堂進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作、講解，這樣既生動(dòng)又形象，能夠幫助學(xué)生理解抽象的內(nèi)容，也可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。比如：數(shù)字圖像增強(qiáng)中的彩色變換，在進(jìn)行了理論知識(shí)的講解之后，教師即興在電腦上進(jìn)行實(shí)際遙感圖像多波段色彩變換，將3個(gè)單波段的灰度圖分別賦予紅、綠、藍(lán)三種原色之后合成彩色影像，這樣學(xué)生對(duì)彩色變換將會(huì)有更深的理解，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)會(huì)有更濃厚的興趣。

1.2.3 略講部分

對(duì)于大綱要求的必須掌握的但不屬于重點(diǎn)及難點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容，可以進(jìn)行略講，節(jié)約時(shí)間。比如：遙感、地理信息系統(tǒng)與全球定位系統(tǒng)綜合應(yīng)用部分的內(nèi)容，可以略講。因?yàn)榘凑战虒W(xué)計(jì)劃遙感課程是本專業(yè)這三門課程中最先開始的課程，而“3S”技術(shù)又是緊密結(jié)合的，所以必須先簡(jiǎn)單介紹“3S”技術(shù)，讓學(xué)生對(duì)此有個(gè)初步了解，當(dāng)?shù)谌T課程地理信息系統(tǒng)開設(shè)之后，再對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講授。

2 教學(xué)方式的改革

教學(xué)內(nèi)容確定后，如何使教學(xué)內(nèi)容在授課過程中能被學(xué)生接受很大程度上取決于教學(xué)方式。目前，資源與環(huán)境科學(xué)專業(yè)教師講授遙感課程時(shí)仍采用傳統(tǒng)的板書授課、滿堂灌的教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)。但是遙感課程內(nèi)容豐富，并且大部分內(nèi)容都是結(jié)合圖、表進(jìn)行講解，這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式必然存在很大的弊端，比如：課堂教授內(nèi)容有限、無(wú)法結(jié)合圖、表進(jìn)行講解，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解較難，課堂講授缺乏生動(dòng)性等。因此教師應(yīng)該結(jié)合實(shí)際條件，根據(jù)教學(xué)任務(wù)的需要選擇適合自己、適合學(xué)生、適合教材內(nèi)容的教學(xué)方式。

2.1 多媒體教學(xué)

多媒體教學(xué)法具有信息容量大、表現(xiàn)形式多種多樣、圖文并茂、聲像并舉、動(dòng)靜結(jié)合、直觀明了，能激發(fā)學(xué)生興趣、提高效率等優(yōu)勢(shì)與功能，是一種不可多得的現(xiàn)代化教學(xué)方法[3]。遙感課程內(nèi)容豐富，圖像與表格較多，課堂演示必須使用電腦，因此遙感教學(xué)特別適合多媒體教學(xué)技術(shù)。采用多媒體教學(xué)要求教師必須備好課，課件的制作要美觀精良；避免教學(xué)內(nèi)容僅僅是教材的翻版，文字過多等，這樣容易使學(xué)生疲乏。授課過程中老師應(yīng)注意理論的精講，演示內(nèi)容要緊密配合教材順序，避免隨意性。加強(qiáng)操作性，克服課堂教學(xué)的單一化，加強(qiáng)師生的課堂交流，加強(qiáng)靈活性，克服課堂教學(xué)模式化。要求學(xué)生要認(rèn)真聽講，積極思維。這樣可以突破傳統(tǒng)教學(xué)手段在時(shí)間和空間上的限制，提高課堂講授效率，收到事半功倍的教學(xué)效果。

2.2 培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和發(fā)散思維能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)遙感的興趣，在教學(xué)過程中需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情景，充分培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合能力。比如：健康綠色植被有著與其他地物完全不同的波譜特征曲線，那么可以啟發(fā)學(xué)生比較綠色植被與其他地物如：水、土壤等的光譜曲線，然后讓學(xué)生提出問題，最后老師總結(jié)性的提出下列問題“為什么綠色植被的地物波譜曲線比較獨(dú)特？是哪些因素引起的？”然后可以引導(dǎo)學(xué)生從綠色植被的結(jié)構(gòu)特征，生理生化成分等方面來進(jìn)行分析，回答問題，從而理解綠色植被獨(dú)特的波譜特征。

3 教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革

遙感實(shí)踐課是學(xué)生通過理論與實(shí)踐相結(jié)合來感悟抽象的理論知識(shí)的重要環(huán)節(jié)，要求突出基礎(chǔ)性與綜合性[3-5]。目前本專業(yè)實(shí)驗(yàn)課都是在學(xué)院機(jī)房進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也是參照其他院校同類課程所開設(shè)的，沒有結(jié)合學(xué)生的實(shí)際以及社會(huì)的需要來進(jìn)行，因此實(shí)習(xí)的效果不佳。那么在有限的時(shí)間內(nèi)，只有通過適時(shí)安排實(shí)驗(yàn)課，精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，選擇合適的教學(xué)方式，循序漸進(jìn)地實(shí)踐，才能獲得最佳的教學(xué)效果。

3.1 學(xué)生的實(shí)踐課注重室內(nèi)與室外相結(jié)合

遙感圖像是地面實(shí)際地物的反映，但是由于地形起伏、遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化、大氣折射等因素綜合影響，遙感圖像存在部分失真的現(xiàn)象，所以在進(jìn)行遙感圖像解譯時(shí)最好室內(nèi)與室外結(jié)合進(jìn)行。實(shí)習(xí)時(shí)同學(xué)們自己帶上處理好的遙感圖像到室外進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解譯，記錄各種資料，然后回到室內(nèi)進(jìn)行資料整理，計(jì)算機(jī)解譯，提取所需要的信息，解譯好之后進(jìn)行野外驗(yàn)證，最后進(jìn)行制圖。通過對(duì)熟悉地區(qū)的遙感圖像解譯可以使課堂上學(xué)習(xí)的抽象的理論知識(shí)變得具體而形象，使學(xué)生切身感受到遙感在資源調(diào)查、土地利用信息提取等方面的優(yōu)勢(shì)，從而可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

3.2 實(shí)踐課和科研相結(jié)合

遙感是一門實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科，因此在實(shí)踐課中設(shè)置實(shí)踐內(nèi)容時(shí)應(yīng)結(jié)合科研，這樣既讓學(xué)生了解了遙感技術(shù)的重要作用，也鞏固了課堂講授的理論知識(shí)。如在進(jìn)行土地利用現(xiàn)狀調(diào)查時(shí)，可以帶領(lǐng)部分學(xué)生到野外進(jìn)行遙感技術(shù)的綜合應(yīng)用。學(xué)生在完成調(diào)查后自己撰寫科研論文，鼓勵(lì)和幫助學(xué)生及時(shí)將科研成果整理、交流。這樣一來既擴(kuò)大遙感實(shí)習(xí)的綜合性、實(shí)踐性和成效性，又增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)，而且鞏固了課堂講授的理論知識(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合本校實(shí)際的教學(xué)模式及教學(xué)條件，對(duì)資源與環(huán)境科學(xué)專業(yè)遙感課程的教學(xué)從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)實(shí)踐三方面進(jìn)行了一些有益的改革探索。由于遙感學(xué)科具有動(dòng)態(tài)發(fā)展的特點(diǎn)，如何不斷適應(yīng)遙感學(xué)科與資源與環(huán)境科學(xué)專業(yè)發(fā)展需求，加強(qiáng)理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，仍需要我們不斷地探索與實(shí)踐。

[1]梅安新,彭望琭,秦其明,等.遙感導(dǎo)論[M].北京:高等教育出版社,2001:1-2.

[2]黃秋艷.GIS專業(yè)遙感概論課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].科技信息,2008,27:352-353.

[3]王行風(fēng).《遙感原理及應(yīng)用》課程教學(xué)及改革初探[J].文教資料,2006,52-53.

[4]沙晉明,林志壘,陳芳.遙感課程的教學(xué)改革[J].福建地理,2002,17(2):27-28.

[5]范海燕,王玉吉.大學(xué)生實(shí)踐教學(xué)中存在的問題及解決對(duì)策[J].陜西教育學(xué)院學(xué)報(bào),2004,5(20):2-4.

The Preliminary Study of Teaching Reformation in the Course of Remote Sensing

Liu Xiuying1a,2，Xiong Jianli1b
1.a.AgronomCy ollege；b.AnimScail ence and TechnologCy ollege, H enan Universityo f Science and TechnologLy, uoyang 471003, Henan, China; 2.Research Center of Forestry Remote Sensinga nd InformatioEn ngineerinCg, entral South Universityo f Forestry and TechnologCy, hangsh4a 10004, China

The preliminasrty udy of teachingr eformatiown as put forwardf rom three aspects of teachingc ontent, teaching methodas nd teaching practice accordintg o the actual conditioonf the course of Remote Sensing in the major of resourceas nd environmenstcail enc e. The reformatioonf the combinatioofn old and new teaching materialst, he increase of frontiers knowledge in the aspect of teachingc ontentt; he adoptioon f multimedinia structiona, nd training of comprehe nsive analysics apabilitioefs studentis n the aspect of teaching methodt; he combinatoiofn indooar nd outdoopr ractice, and scientificr esearch methodas nd practicei n the teachinpg ractice were put forward. These can provide referencefs or the other collegeas nd universitides uring the teaching of Remote Sensing.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.22.155

國(guó)家自然科學(xué)基金（N o.3 0 8 7 1 9 6 2）；國(guó)家自然科學(xué)基金（No.30900138）；中南林業(yè)科技大學(xué)林業(yè)遙感信息工程研究中心開放性研究基金(RS2008k01)；河南科技大學(xué)博士科研啟動(dòng)基金資助項(xiàng)目（09001367）；

劉秀英(1977-).女，漢族，湖南株洲人，講師，碩士，主要從事高光譜遙感及地理信息系統(tǒng)應(yīng)用方面的教學(xué)和科研工作。