遙感課程實踐教學(xué)模式探索與教改實踐

摘 要:遙感是一門技術(shù)性很強的專業(yè)，加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是非常必要的。本文在分析目前遙感課程實踐教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出遙感課程實踐能力培養(yǎng)目標(biāo)，并從加強實踐教學(xué)體系構(gòu)建、加強實踐教材建設(shè)、改進理論和實驗教學(xué)方法、構(gòu)建教學(xué)與科研互動模式以及構(gòu)建多元化考核體系等幾個方面對遙感課程實踐教學(xué)內(nèi)容和方法進行了探索與教改實踐，為提高遙感課程教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)實踐創(chuàng)新型人才的教學(xué)改革提供了一些借鑒。

關(guān)鍵詞:遙感課程 教學(xué)改革 實踐教學(xué) 教學(xué)模式

中圖分類號:G420文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(a)-0136-02

1 引言

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，已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。目前，遙感是高等教育中地理信息系統(tǒng)、測繪、地理、環(huán)境等專業(yè)開設(shè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。近年來，圍繞如何提高遙感實踐教學(xué)質(zhì)量做了一些有益的嘗試和探索，取得了一定的進展。

首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院的遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于工科專業(yè)，對學(xué)生實踐能力的要求比理科更高，其培養(yǎng)模式以及遙感課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與我校的地理信息系統(tǒng)理科專業(yè)有所不同;此外，遙感技術(shù)的快速發(fā)展對遙感教學(xué)提出了更高的要求。因此，如何根據(jù)本校的教學(xué)條件特點，加強遙感課程實踐教學(xué)，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的遙感技術(shù)專業(yè)人才，是遙感課程實踐教學(xué)需要認(rèn)真思考的問題。

2 遙感課程實踐教學(xué)現(xiàn)狀

經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐，筆者發(fā)現(xiàn)該課程的實踐教學(xué)目前主要存在以下幾方面的問題:

(1)理論教學(xué)與實踐教學(xué)比例失調(diào)。遙感課程是一門技術(shù)類課程，但我國高校中遙感課程實驗課時普遍偏低，實踐能力的培養(yǎng)長期得不到重視。由于實驗課時有限，難以保證學(xué)生對基本技能的掌握，對理論內(nèi)容的理解也大打折扣，結(jié)果導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容無形中局限于教材，使學(xué)生的創(chuàng)新精神和學(xué)習(xí)興趣逐漸喪失。

(2)遙感實踐教學(xué)教材欠缺。我校選用的是教育部面向21世紀(jì)課程教材《遙感導(dǎo)論》，與之配套的實踐教材為《遙感實習(xí)教程》，該實習(xí)教材的教學(xué)軟件使用的是美國克拉克大學(xué)地理學(xué)研究生院系統(tǒng)開發(fā)實驗室研制的Idrisi，而未采用國內(nèi)外主流的ERDAS、PCI或ENVI等遙感軟件。該軟件可操作性不強，無法滿足實踐教學(xué)的需要[1]。此外，由于遙感學(xué)科是一門快速發(fā)展的學(xué)科，新的技術(shù)和方法不斷產(chǎn)生，而該教材2001年出版后并未修訂再版，教材中的部分內(nèi)容滯后于遙感技術(shù)快速發(fā)展的現(xiàn)狀，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了一定的困難。因此，亟需結(jié)合我校自身的實驗條件(硬件、軟件、數(shù)據(jù)和師資等)編寫適合本校實際的實驗教材。

(3)綜合型和研究型實驗比重低。知識驗證型實驗強調(diào)基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性，以驗證知識、幫助理解遙感基本理論和實踐基本技能為主;綜合型實驗將多個相關(guān)的實驗內(nèi)容結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)運用所學(xué)知識和技能進行綜合分析、解決問題的能力;研究型實驗是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下分析和解決實際應(yīng)用問題，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。目前，實踐課程的教學(xué)大多以知識驗證型實驗為主，綜合型實驗為輔，缺乏研究型實驗，抑制了學(xué)生積極性的發(fā)揮，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)。

3 遙感課程實踐能力培養(yǎng)目標(biāo)

遙感是一門實踐性很強的課程，通過該課程教學(xué)應(yīng)使學(xué)生不僅具備深厚的理論基礎(chǔ)，而且掌握過硬的實踐技術(shù)，更重要的是具備針對不同應(yīng)用，解決應(yīng)用問題的能力。這種能力的培養(yǎng)僅靠理論教學(xué)是無法完成的，必須將實踐教學(xué)納為課程教學(xué)的重要組成部分。通過實踐教學(xué)可以將理論和實際應(yīng)用結(jié)合起來，使理論內(nèi)容易于被學(xué)生接受，增強學(xué)生分析和解決問題的能力，提高學(xué)生的動手實踐能力、專業(yè)應(yīng)用能力、人際交往能力和團隊合作精神，逐步建立獨立的科研和工作方法，為進一步發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

遙感課程的教學(xué)應(yīng)遵循比較系統(tǒng)的理論教學(xué)并加強能力培養(yǎng)，課程建設(shè)需緊密結(jié)合教學(xué)實踐，不僅需要注重對學(xué)生軟件操作技能和專業(yè)技術(shù)能力的培養(yǎng)，更要注重對學(xué)生應(yīng)用遙感解決實際問題能力的培養(yǎng)。學(xué)生能力的提高需要通過一系列的實驗項目和課程設(shè)計分階段的完成，以基礎(chǔ)理論、基本方法和基本操作為基礎(chǔ)，循序漸進地構(gòu)建分層次的能力，由淺入深地不斷提高。

4 遙感實踐課程教學(xué)內(nèi)容與方法的改進

4.1 加強實踐教學(xué)體系構(gòu)建

遙感課程內(nèi)容多、涉及到的知識面廣、學(xué)時有限，不可能做到面面俱到。因此，結(jié)合本校遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)模式，對課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容進行了整合與優(yōu)化，在教學(xué)模塊確定后，根據(jù)理論與應(yīng)用結(jié)合、基礎(chǔ)與前沿兼顧的原則，對講授內(nèi)容做了必要的取舍。通過適當(dāng)調(diào)整教學(xué)大綱，精選核心教學(xué)內(nèi)容，壓縮或摒棄陳舊內(nèi)容;通過增加課程實習(xí)環(huán)節(jié)，增強應(yīng)用性教學(xué)內(nèi)容的比例，以加深學(xué)生對理論的理解，提高實踐能力;強調(diào)各章節(jié)重點、難點的同時，設(shè)計有針對性的驗證型實驗，使教學(xué)大綱有較強的可操作性。例如，對于描述性的、重復(fù)性的且學(xué)生自己可以看懂的內(nèi)容，授課時將不講或略加指點由學(xué)生自學(xué);對較難理解和掌握的內(nèi)容，通過設(shè)計驗證型實驗，讓學(xué)生利用ERDAS軟件加深對理論的理解，同時可以掌握ERDAS的基本操作。

4.2 加強實踐教材建設(shè)

目前國內(nèi)尚未見到普適性較強的遙感上機實驗課程教材，并且各大院校使用的實驗教材多為自編。作者針對教學(xué)內(nèi)容中的重點和難點，結(jié)合本課程實踐性強的特點，編寫了《遙感原理與方法》課程實習(xí)指導(dǎo)書，精心設(shè)計了包括遙感圖像輻射校正、幾何校正、空間濾波、對比度增強以及計算機解譯等在內(nèi)的多個實驗項目，以加深學(xué)生對理論的理解和應(yīng)用，效果良好。

4.3 改進理論和實驗教學(xué)方法

(1)注重知識點的不斷更新，調(diào)整理論課講授內(nèi)容。

課堂中插入與遙感相關(guān)的趣聞軼事、時事熱點。如講地質(zhì)災(zāi)害時結(jié)合遙感在汶川、玉樹地震中的應(yīng)用，講電磁波譜時引入利用光譜信息識別真假草坪，講目視解譯時介紹“從太空中是否可以看到長城”的爭論等，通過這些例子，可使學(xué)生加深對基礎(chǔ)理論知識的理解與掌握，并形成對實踐項目的整體意識，提高學(xué)生的興趣和積極性。

(2)營造互動活躍的學(xué)習(xí)氣氛。

互動式教學(xué)是一種主動的學(xué)習(xí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。那么，如何營造互動活躍的學(xué)習(xí)氛圍、鼓勵學(xué)生積極參與到課程教學(xué)中去呢？作者認(rèn)為:首先應(yīng)建立對學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新成果積極的激勵機制，如:對敢于在課堂上提出問題、發(fā)表不同見解的學(xué)生給予平時成績的獎勵;其次，在課堂上要善于提問題，提問要根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的實際情況而定。尤其在每節(jié)課的前幾分鐘內(nèi)，通過提問問題，作為對上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容的回顧和對本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容的銜接，并可集中學(xué)生的注意力，使學(xué)生的思緒盡快回到課堂中來。

(3)注重實踐教學(xué)，把遙感軟件的使用穿插入理論教學(xué)中。遙感課程的整個過程都離不開實踐教學(xué)，要始終把遙感軟件的使用貫穿于整個課堂教學(xué)活動中。在基礎(chǔ)理論知識灌輸?shù)倪^程中，學(xué)生只能形成初步的感性認(rèn)識，對理論的理解和掌握并不透徹。在講解理論的同時，及時進行軟件的演示，這樣不但能使學(xué)生加深對理論知識的理解與掌握，而且還使他們學(xué)習(xí)了遙感軟件的操作方法，還可提高學(xué)生動手操作軟件的能力和提出問題、思考問題和解決問題的能力。

(4)保證實驗課的時效性，注重綜合型和研究型實驗內(nèi)容

實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是決定遙感課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、科研能力等方面作用重大。實驗課程與理論課程應(yīng)緊密結(jié)合，不論是在內(nèi)容上還是時間上。講授完理論方法后，應(yīng)緊接著進行相關(guān)的實驗。這樣既能夠使學(xué)生很好地把理論與實踐結(jié)合起來，給學(xué)生留下深刻的印象，又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，便于扎實掌握此知識點。另外，實驗課程中如果一味地由教師講授和示范，學(xué)生很容易感覺疲勞，失去學(xué)習(xí)興趣，最終影響教學(xué)效果。

4.4 構(gòu)建教學(xué)與科研互動模式

為了加強理論與實踐的聯(lián)系，以科技成果帶動教學(xué)內(nèi)容的改革，將科研項目中的案例和取得的最新成果引入實踐教學(xué)，不但提高了教師的理論業(yè)務(wù)水平，還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動了學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)習(xí)效率和教學(xué)水平。

以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實驗?zāi)芰楹诵?，在教師的帶領(lǐng)下培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇實驗項目，制定個性化培養(yǎng)計劃，查閱文獻資料，自主擬定實驗方案，選擇實驗數(shù)據(jù)，制定技術(shù)路線，對實驗結(jié)果進行分析討論，撰寫實驗研究報告。這樣有別于課堂上分門別類的理論教學(xué)，也有別于實驗室驗證性實驗教學(xué)，有助于學(xué)生科技創(chuàng)新實驗活動和課內(nèi)教學(xué)的有機結(jié)合。

4.5 構(gòu)建多元化的考核體系

考核是衡量學(xué)生對一門課程知識掌握情況的一種方法。然而，在學(xué)生中存在平時不努力、考前突擊以及考試作弊等現(xiàn)象。我們的考核方式如何才能真正起到衡量學(xué)生對一門課程知識的掌握情況是非常值得思考的問題。為了減少學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的平時不努力，考前突擊的情況，作者增大了平時成績的比重。平時成績由聽講、回答問題、作業(yè)、上機實習(xí)4個環(huán)節(jié)構(gòu)成;設(shè)置平時成績中上機操作的考核內(nèi)容，可有效提高學(xué)生實踐動手能力。

由于平時成績比重的提高，課堂紀(jì)律及學(xué)生上課聽講的專注度有了很大提升;而上機實踐環(huán)節(jié)的設(shè)置，增加了學(xué)生的成就感，培養(yǎng)了專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情和興趣，同時為后續(xù)的科研立項的工作奠定了基礎(chǔ);實踐環(huán)節(jié)的設(shè)置增進了學(xué)生對理論的理解，從近年的考試成績來看，理論知識考試的成績有所提升，對問題的理解更加深入。

5 結(jié)語

遙感技術(shù)的快速發(fā)展對遙感實踐教學(xué)提出了更高的要求，通過實踐教學(xué)可以有效提高學(xué)生實踐能力、研究能力和創(chuàng)新能力，因此加強遙感實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生扎實的遙感技能的立足點。本文提出了遙感課程實踐能力培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合本校實際進行了遙感課程實踐教學(xué)改革方法與實驗教學(xué)體系改革，這既是課程建設(shè)的需要也是專業(yè)發(fā)展的需要。以上筆者僅對遙感實踐課程教學(xué)提出了一些經(jīng)驗和想法，如何順應(yīng)遙感技術(shù)飛速發(fā)展的需要，仍需我們不斷地探索與研究適合遙感學(xué)科發(fā)展特點的教學(xué)新方法、新思路和新手段，以進一步完善教學(xué)體系，滿足社會對遙感類人才的需求。

參考文獻

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①作者簡介:鄧?yán)?1976-)，男，山東煙臺人，副教授，主要從事《遙感概論》、《ERDAS圖像處理》等課程的教學(xué)工作，研究方向:遙感圖像處理;遙感和地理信息系統(tǒng)在資源環(huán)境、自然災(zāi)害等領(lǐng)域的應(yīng)用。

②本文由首都師范大學(xué)教改課題“遙感課程的實踐式教學(xué)模式研究”和課程建設(shè)課題“遙感原理與方法”共同資助。