遙感課程在GIS專業(yè)的地位及其教學(xué)方法探討

摘要：遙感技術(shù)是GIS專業(yè)的一門核心課程，當(dāng)代社會迫切需要高級的遙感專業(yè)人才，GIS專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生遙感技術(shù)的掌握。本文從當(dāng)前遙感授課過程受到的“大四空巢”沖擊、教學(xué)中長尾理論的應(yīng)用、考核方式的改革、實踐環(huán)節(jié)層次劃分幾個方面，論述遙感課程教學(xué)的方法；指出遙感課程授課計劃時間應(yīng)提前，教學(xué)過程要重視對遙感課程20%的長尾部分培養(yǎng)，考核方式應(yīng)強(qiáng)調(diào)技能和平時表現(xiàn)，實踐環(huán)節(jié)應(yīng)分驗證和實戰(zhàn)應(yīng)用多個層次。

關(guān)鍵詞：遙感教學(xué)GIS專業(yè)教學(xué)方法

中圖分類號：G64文獻(xiàn)識別碼：A 文章編號：

地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS）是近20年來新興的一門集地理學(xué)、計算機(jī)、遙感技術(shù)和地圖學(xué)于一體的邊緣學(xué)科。它的產(chǎn)生與發(fā)展給地學(xué)、測繪、資源、環(huán)境等傳統(tǒng)學(xué)科的理論與技術(shù)方法帶來革命性的變革，帶動了地理信息新興產(chǎn)業(yè)群的形成，在國家信息化和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)各方面正發(fā)揮著越來越重要的作用。我國GIS 高等教育從1998 年教育部設(shè)立GIS 本科專業(yè)開始到2009 年底，中國大陸已有150 所高校招收地理信息系統(tǒng)專業(yè)本科生。遙感作為采集地球數(shù)據(jù)及其變化信息的重要技術(shù)手段，廣泛應(yīng)用于土地管理、城市建設(shè)、林業(yè)、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等各個部門，各高校的地理信息系統(tǒng)本科專業(yè)都將其作為一門重要的必修課列入了教學(xué)計劃。以培養(yǎng)遙感技術(shù)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，筆者結(jié)合地理信息系統(tǒng)專業(yè)遙感教學(xué)實踐，對遙感課程的重要性、教學(xué)方法、實驗實踐等進(jìn)行初步探討。

1 遙感課程對GIS專業(yè)的重要性

1.1 社會對遙感專業(yè)人才的需求

遙感是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器，在遠(yuǎn)離目標(biāo)和非接觸目標(biāo)物體條件下探測目標(biāo)地物，獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息（如電場、磁場、電磁波、地震波等信息），并進(jìn)行提取、判定、加工處理、分析與應(yīng)用的一門科學(xué)和技術(shù)。作為一種先進(jìn)的獲取地球空間和屬性信息的重要技術(shù)，遙感技術(shù)拓寬了單靠人眼觀測地球的能力，成為空間科技發(fā)展的重要數(shù)據(jù)源，是空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)核心工程的一部分，是構(gòu)建數(shù)字地球的重要信息基礎(chǔ)。隨著1957 年蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射成功，遙感技術(shù)開始迅速發(fā)展并廣泛應(yīng)用于測繪、國土資源調(diào)查與動態(tài)監(jiān)測、城市規(guī)劃與管理等各個領(lǐng)域，為我們認(rèn)識國土、開發(fā)資源、研究環(huán)境、分析全球變化找到了新的途徑，這就迫切需要越來越多的遙感專業(yè)高級人才。

1.2 遙感在GIS專業(yè)中的地位

地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS）是近20年來新興的一門集地理學(xué)、計算機(jī)、遙感技術(shù)和地圖學(xué)于一體的邊緣學(xué)科，該專業(yè)主要培養(yǎng)具備地理信息系統(tǒng)與地圖學(xué)、遙感技術(shù)方面的基本理論、基本知識、基本技能的高級專門人才。從地理信息系統(tǒng)學(xué)科定義可以看出，遙感技術(shù)是該學(xué)科的重要構(gòu)成部分。從就業(yè)方向看，GIS專業(yè)畢業(yè)生主要就業(yè)單位之一就是在與城市、區(qū)域、資源、環(huán)境、交通、人口、住房、土地、基礎(chǔ)設(shè)施和規(guī)劃管理等領(lǐng)域的相關(guān)部門，而遙感技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為了這些部門工作生產(chǎn)中不可或缺的重要技術(shù)。

2 遙感課程應(yīng)對“大四空巢”現(xiàn)象的辦法

2.1 “大四空巢”現(xiàn)象對遙感課程的沖擊

正常情況，大四是專業(yè)課最集中的階段，遙感技術(shù)作為一門GIS專業(yè)的重要專業(yè)課，在大部分高校里基本被安排在大四。但是，綜觀如今大學(xué)校園，高校大四群體中普遍存在“大四空巢”現(xiàn)象，這就給遙感課程正常教學(xué)造成了極大沖擊。在嚴(yán)峻的就業(yè)形勢下，眾多大四學(xué)生忙于考研、考公務(wù)員、找工作、寫簡歷、面試等，導(dǎo)致上課時學(xué)生缺勤人數(shù)眾多，遙感教學(xué)質(zhì)量難以保證。

2.2 “大四空巢”現(xiàn)象應(yīng)對辦法

將GIS專業(yè)培養(yǎng)方案中，根據(jù)學(xué)生的需求在課程安排上做的一些相應(yīng)的調(diào)整，調(diào)整選修課與專業(yè)課的上課時間，把必修課程全部放到前三年，同時減少前三年的選修課，也就是把專業(yè)課提前一二學(xué)期。通過以上專業(yè)培養(yǎng)方案的調(diào)整，將遙感課程的授課時間安排在大四之前，使得學(xué)生能夠在相對沒干擾的環(huán)境，學(xué)習(xí)這一重要專業(yè)課程，將能極大提高遙感技術(shù)的掌握程度。

3 遙感教學(xué)中長尾理論的應(yīng)用

“長尾”是網(wǎng)絡(luò)時代興起的一種新理論，是統(tǒng)計學(xué)中冪律（Power Laws）和帕累托分布（Pareto）特征的一個口語化表達(dá)，指的是常態(tài)分配兩端那些數(shù)值極小而綿延的部分。長尾理論的基本原理是，只要存儲和流通的渠道足夠大，需求不旺或銷量不佳的產(chǎn)品共同占據(jù)的市場份額就可以和那些數(shù)量不多的熱賣品所占據(jù)的市場份額相匹敵甚至更大。

根據(jù)長尾理論，在遙感教學(xué)中，學(xué)生除了學(xué)習(xí)占80%的遙感的基本理論內(nèi)容外，還應(yīng)該重視對遙感課程20%的長尾部分的學(xué)習(xí)：（1）當(dāng)前，遙感技術(shù)日新月異，遙感理論推陳出新，這就要求遙感課程在完成基本教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，必須緊盯前沿，及時讓學(xué)生了解遙感技術(shù)發(fā)展的最新動態(tài)。這就要求教師在上課前要認(rèn)真充分備課，要注意知識點(diǎn)的不斷更新，插入與遙感原理基礎(chǔ)理論知識相關(guān)的新聞趣事、知識點(diǎn)等。（2）同時，應(yīng)經(jīng)常舉辦遙感技術(shù)學(xué)術(shù)講座，擴(kuò)大學(xué)生的遙感專業(yè)知識視野，了解遙感技術(shù)最新發(fā)展動態(tài)。（3）引導(dǎo)和組織學(xué)生結(jié)合遙感應(yīng)用技術(shù)，參加“挑戰(zhàn)杯”學(xué)術(shù)科技作品競賽、GIS 應(yīng)用開發(fā)大賽、院系級的“3S技能大賽”等學(xué)科競賽活動。

作為飛速發(fā)展、實踐性強(qiáng)的遙感技術(shù)，其教學(xué)過程，只有加強(qiáng)20%的長尾部分學(xué)習(xí)，積極參與各種遙感方面的講座、競賽活動、科研工程項目、實驗，了解遙感最新發(fā)展前沿和技術(shù)，這樣達(dá)到較好的教學(xué)效果和質(zhì)量，培養(yǎng)出社會需要遙感的高級人才。

4 遙感課程考核方式的改變

多年來對教師教的效果和學(xué)生學(xué)的效果的評價形式主要是“一張考卷定終身”，這種方式不能真正的反映出考試檢驗的目標(biāo)。針對遙感這門實踐性非常強(qiáng)的課程，制定合理考核內(nèi)容和考核形式，是避免“高分低能”現(xiàn)象的重要途徑。

解決這一問題，應(yīng)打破“一張考卷定終身”的教學(xué)評價模式，最終以書面考試成績占70%和學(xué)生平時課堂出勤、作業(yè)、測試等成績占30%，來綜合評定學(xué)生的遙感課程最終成績，加強(qiáng)對學(xué)生動手能力的評測。平時上課，應(yīng)經(jīng)常點(diǎn)名，糾正學(xué)生遲到、早退、缺席等不良行為，在思想上加強(qiáng)學(xué)生的“態(tài)度決定成敗”意識。教學(xué)過程中也可以通過課堂測試、單元測試或期中考試，隨時檢測教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)效果，如以學(xué)生發(fā)言的次數(shù)計算學(xué)生的平時成績，對于積極發(fā)言和發(fā)言質(zhì)量高的學(xué)生實行加分等。

5 遙感實踐環(huán)節(jié)的層次劃分

在教學(xué)過程中，應(yīng)將整個遙感課程的實驗分為兩部分，一是驗證性的實驗；二是實戰(zhàn)靈活應(yīng)用型實習(xí)。從而，形成多層次實踐教學(xué)要求，既保證學(xué)生基本知識的掌握，又進(jìn)一步加強(qiáng)了遙感技術(shù)學(xué)以致用能力的培養(yǎng)，避免“高分低能”現(xiàn)象的發(fā)生。

5.1 驗證性的實驗

初步熟悉ERDAS、PCI、ENVI等常用遙感軟件的操作和使用，了解遙感軟件的基本功能，增加學(xué)生的感性認(rèn)識；在此基礎(chǔ)上，以遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理、遙感圖像處理、遙感圖像分類等常規(guī)技能的驗證為主，通過學(xué)生的實驗，使其對遙感技術(shù)從理論到實踐、從過程到效果，由感性認(rèn)識上升為理性認(rèn)識。

5.2 實戰(zhàn)靈活應(yīng)用型實習(xí)

在掌握遙感技術(shù)理論和驗證性實驗的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行1-2周的遙感課程集中實習(xí)；實習(xí)內(nèi)容為每個學(xué)生按不同研究區(qū)，進(jìn)行土地利用/覆蓋變化監(jiān)測、水質(zhì)遙感、植被遙感等專題信息提取，旨在讓學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)遙感技術(shù)，解決現(xiàn)實問題。該實習(xí)，會綜合應(yīng)用到以下主要的遙感技能：自行尋找對應(yīng)研究區(qū)免費(fèi)遙感數(shù)據(jù)源，結(jié)合目視判讀的方法與野外調(diào)查的資料，對遙感影像進(jìn)行融合、計算機(jī)增強(qiáng)處理、圖像解譯、判讀和分類，提取專題分類信息、制作遙感專題圖輸出。這種實習(xí)方式，既防止了學(xué)生實驗報告的抄襲現(xiàn)象，又培養(yǎng)了學(xué)生利用所學(xué)遙感技術(shù)，獨(dú)立分析問題、解決問題的能力和學(xué)生的科研能力以及創(chuàng)新能力，為日后考研究生或參加工作打下良好的基礎(chǔ)。

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