應(yīng)用型高?！斑b感概論”教學(xué)模式的探索

李 巍，王蘭霞

（1.黑龍江科技學(xué)院 建筑工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150027；2.東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

“遙感概論”是地理類本科生專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程系統(tǒng)介紹了遙感基本理論、方法和應(yīng)用技術(shù)，是現(xiàn)代信息社會(huì)中地理學(xué)類專業(yè)本科生必須具備的專業(yè)基礎(chǔ)之一，是“3S”技術(shù)體系及高校建設(shè)“3S”課程群的核心和基礎(chǔ)。在低年級(jí)，如何引導(dǎo)學(xué)生盡快入門，在高年級(jí)，又如何使學(xué)生奠定職業(yè)的工程設(shè)計(jì)理論和方法技能，雖然在高校進(jìn)行過教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的反復(fù)改革實(shí)踐，但收效甚微，其實(shí)效性還有待進(jìn)一步提高。在遙感概論課程教學(xué)模式改革中，吸取西方國(guó)家提出的CDIO工程教育理念，積極發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，加強(qiáng)對(duì)應(yīng)用型高校學(xué)生的工程精神和工程意識(shí)的培養(yǎng)。

1 CDIO工程教育理念

CDIO工程教育模式是近年來國(guó)際工程教育改革的最新成果。美國(guó)麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等4所大學(xué)組成的跨國(guó)研究機(jī)構(gòu)經(jīng)過四年的研究，提出CDIO工程教育理念。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程［1］。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力4個(gè)層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這4個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。CDIO工程教育理念從誕生至今，獲得了世界范圍的認(rèn)可與采用。迄今，已有多所世界著名大學(xué)全面實(shí)施該教育理念，完善教學(xué)大綱，并取得了良好的教學(xué)效果和社會(huì)效益。本文擬在通過對(duì)CDIO工程教育理念進(jìn)行本土吸收，參考兄弟院校的教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，對(duì)遙感概論課程教學(xué)嘗試“項(xiàng)目教學(xué)、導(dǎo)向體驗(yàn)”，主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、整合教學(xué)內(nèi)容、改變教學(xué)方式、改革考核方式等方面。

在遙感原理與方法教學(xué)中引入CDIO理念，使學(xué)生能在課程學(xué)習(xí)過程中不僅掌握遙感基本的理論知識(shí)和基礎(chǔ)技能，同時(shí)對(duì)學(xué)生分析與解決問題、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)也是一種行之有效的途徑。

2 “遙感概論”課程概述

遙感技術(shù)對(duì)資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理學(xué)生而言，遙感技術(shù)是解決資源、環(huán)境及地學(xué)實(shí)際問題的數(shù)據(jù)源。解決遙感圖像處理、信息提取等實(shí)際問題，CDIO能力尤其重要?！斑b感概論”課程在黑龍江科技學(xué)院的教學(xué)中以本科生為主要對(duì)象，主要介紹遙感基本理論、方法和應(yīng)用技術(shù)，通過該課程教學(xué)與實(shí)習(xí)，達(dá)到以下的教學(xué)目標(biāo)：①了解遙感物理基礎(chǔ)、遙感成像機(jī)理和影像解譯原理；②了解遙感技術(shù)系統(tǒng)，掌握遙感圖像處理技術(shù)；③了解并掌握航空照片、多光譜遙感圖像、熱紅外遙感圖像、雷達(dá)圖像（SAR）和高光譜遙感圖像等不同類型遙感圖像解譯方法，以及運(yùn)用遙感圖像進(jìn)行地學(xué)分析和綜合研究方法與技能；④了解遙感技術(shù)進(jìn)展和“3S”系統(tǒng)的綜合應(yīng)用；⑤學(xué)會(huì)系統(tǒng)分析遙感實(shí)踐中的問題；⑥在遙感項(xiàng)目實(shí)踐中具備進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作的能力；⑦具備設(shè)計(jì)和實(shí)施遙感項(xiàng)目的能力。

3 “遙感概論”教學(xué)模式探索

在傳統(tǒng)的“遙感概論”課程教學(xué)中，重理論輕實(shí)踐，注重強(qiáng)調(diào)知識(shí)的理論性和系統(tǒng)性，而忽略了各學(xué)科知識(shí)之間的聯(lián)系。目前，學(xué)校經(jīng)常采用的“遙感概論”課程教學(xué)方式分為理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)主要部分。從理論學(xué)習(xí)到實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，傳統(tǒng)教學(xué)模式固然有一定的優(yōu)勢(shì)。但是，要讓應(yīng)用型高校培養(yǎng)的學(xué)生在畢業(yè)后進(jìn)入單位能夠直接介入項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)“零適應(yīng)期”的培養(yǎng)目標(biāo)，“遙感概論”課程的教學(xué)模式就要進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的改革。

3.1 轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，注重工程能力、工程精神、工程意識(shí)等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)

在學(xué)生入校以后就引進(jìn)工程教育的理論課程和實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生廣泛接觸實(shí)際工程問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)初期就形成工程概念和工程意識(shí)，這是CDIO工程教育理念中實(shí)現(xiàn)工程能力培養(yǎng)的重要條件。在應(yīng)用型高校資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的現(xiàn)有培養(yǎng)方案中，訓(xùn)練學(xué)生工程實(shí)踐能力的課程較少，培養(yǎng)學(xué)生的工程經(jīng)驗(yàn)、工程意識(shí)的教學(xué)環(huán)節(jié)較少，強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)之間的交叉性和綜合性的課程較少。盡管在高年級(jí)階段，也開設(shè)了一些相關(guān)工程實(shí)踐、工程意識(shí)、工程能力培養(yǎng)的課程，如到生產(chǎn)單位進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)等。但是，學(xué)生都是分散到各個(gè)實(shí)習(xí)單位的，并沒有形成嚴(yán)格的考核機(jī)制，這就如同一盤散沙，無法進(jìn)行正確的宏觀調(diào)控，在實(shí)習(xí)過程中，學(xué)生很難真正把所學(xué)的理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，取得有效的實(shí)習(xí)效果。在專業(yè)培養(yǎng)方案中，多設(shè)置關(guān)于工程能力訓(xùn)練的課程教學(xué)環(huán)節(jié)，有利于促進(jìn)學(xué)生在大學(xué)階段實(shí)現(xiàn)向工程意識(shí)的轉(zhuǎn)變，真正做到畢業(yè)后與企業(yè)之間的“零適應(yīng)期”?！斑b感概論”課程教學(xué)要想取得較好的教學(xué)效果，與現(xiàn)有工程實(shí)踐實(shí)現(xiàn)零接軌，就必須重視學(xué)生的課外實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，把培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和工程實(shí)踐能力貫穿課程教學(xué)當(dāng)中。例如，在遙感影像目視解譯理論教學(xué)以后，分組讓學(xué)生做外業(yè)調(diào)查，要求對(duì)遙感目視解譯的原理及方法做詳細(xì)深入了解，調(diào)研結(jié)束后，讓學(xué)生輪流走上講臺(tái)，對(duì)本組外業(yè)調(diào)查的結(jié)果進(jìn)行匯報(bào)，并提出目視解譯方案。

3.2 整合教學(xué)內(nèi)容，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，實(shí)施專題教學(xué)和項(xiàng)目教學(xué)

整合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建針對(duì)工程能力訓(xùn)練的課程，實(shí)施專題教學(xué)和項(xiàng)目教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力和工程意識(shí)，是CDIO工程教育理念培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力的重要環(huán)節(jié)。以往的“遙感概論”實(shí)驗(yàn)一般是全班甚至全年級(jí)同做一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目，這種教學(xué)方式?jīng)]有考慮到學(xué)生個(gè)體的差異性，這就導(dǎo)致學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)感到枯燥乏味，沒有主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的熱情，缺乏創(chuàng)新能力?！斑b感概論”課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以人為本，一改以往所有學(xué)生實(shí)驗(yàn)題目千篇一律的傳統(tǒng)做法，以學(xué)生為主體，實(shí)驗(yàn)題目提倡多樣化，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。教師應(yīng)從日常生活、工程實(shí)際中廣泛收集較為合適的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并建立實(shí)驗(yàn)課題庫，提倡真題真做或真題假做。

除課堂教學(xué)外，還應(yīng)聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的從事遙感技術(shù)理論及應(yīng)用研究的專家做專題講座，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣，同時(shí)使學(xué)生了解了專業(yè)的新知識(shí)，對(duì)專業(yè)的發(fā)展更加關(guān)注。教學(xué)應(yīng)將課堂延伸到企業(yè)及項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)等，讓學(xué)生親身感受工程實(shí)踐環(huán)節(jié)。這種情景式的項(xiàng)目教學(xué)方法能夠鍛煉學(xué)生的分析能力和表達(dá)溝通能力，更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，真正做到理論與實(shí)踐結(jié)合。經(jīng)過模擬項(xiàng)目的實(shí)踐，力求縮短畢業(yè)生從學(xué)校到企業(yè)的適應(yīng)期［2］。

3.3 改變教學(xué)方式，以互動(dòng)式教學(xué)為前提，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神

改變教學(xué)方式，以互動(dòng)式教學(xué)為前提，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，是CDIO工程教育理念培養(yǎng)學(xué)生人際團(tuán)隊(duì)能力，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)實(shí)踐的重要手段。在我國(guó)傳統(tǒng)的教育背景下，學(xué)生幾乎沒有受到過實(shí)地項(xiàng)目和團(tuán)隊(duì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，學(xué)生個(gè)體意識(shí)比較強(qiáng)烈，自我意識(shí)比較盲目，在個(gè)性上比較獨(dú)立和張揚(yáng)，喜歡展示個(gè)人能力。在教學(xué)中，教師應(yīng)從多個(gè)環(huán)節(jié)注重對(duì)學(xué)生溝通交流能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的培養(yǎng)。

在“遙感概論”課程教學(xué)中，根據(jù)本專業(yè)教師的項(xiàng)目情況制定若干與之相關(guān)的有關(guān)遙感技術(shù) 和組織、管理的題目，將學(xué)生分組并自選一組題目，利用課余時(shí)間參與到教師項(xiàng)目中，自己獲得題目的答案或解答方式。學(xué)生根據(jù)選題確立分組，每組3～5名同學(xué)并選出組長(zhǎng)。組長(zhǎng)是本組團(tuán)隊(duì)的核心，應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)本組成員構(gòu)思立意方案。組長(zhǎng)按照項(xiàng)目課題進(jìn)行輪換，讓學(xué)生理解項(xiàng)目課題中的不同角色，從不同角度增加協(xié)作和溝通能力。該環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)思路是讓學(xué)生從實(shí)際問題（項(xiàng)目實(shí)際問題，非虛擬實(shí)驗(yàn)問題）出發(fā)，帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí)以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。通過小組組合，能夠充分發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的特長(zhǎng)，集思廣益，互相合作，讓學(xué)生感到參與課堂教學(xué)、參與團(tuán)隊(duì)協(xié)作是一件快樂有意義的事情。使學(xué)生體會(huì)到團(tuán)隊(duì)的力量，形成團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，增強(qiáng)自信心和責(zé)任感，為將來在工作崗位上的合作奠定基礎(chǔ)。由于課題是學(xué)生自己選定的，學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)較強(qiáng)，設(shè)計(jì)的積極性提高。在“遙感概論”理論教學(xué)中，應(yīng)全面采用案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法。針對(duì)本科生缺乏實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的特點(diǎn)，教師在教學(xué)過程中應(yīng)加入大量實(shí)地案例。啟發(fā)式教學(xué)是引導(dǎo)學(xué)生就設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行不同方位、不同層次的思考。

3.4 改變教學(xué)方法，建立以提高師生整體外語水平為前提的“遙感概論”課程雙語教學(xué)體系

遙感課程不同于其它課程，它是實(shí)踐要求很高的課程，而我們所接觸的遙感軟件基本上都是英文版的?？梢娡庹Z在遙感課程中的重要性，所以雙語教學(xué)是學(xué)好遙感課程、培養(yǎng)現(xiàn)代化人才的必然要求。雙語教學(xué)應(yīng)該是外語講授、漢語解疑的教學(xué)過程，相互交叉、滲透，形成外語講授為主、漢語解疑為輔、學(xué)生理解為根本目的的教學(xué)模式。

3.5 拓寬教學(xué)平臺(tái)，構(gòu)建以“遙感概論”課程為例的“3S”技術(shù)網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)平臺(tái)

根據(jù)遙感原理課程枯燥的教學(xué)特點(diǎn)，利用多媒體可以減少枯燥的學(xué)習(xí)氛圍。多媒體的多元素表達(dá)、視覺的沖擊，圖文并茂、生動(dòng)形象在一定程度上可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)散學(xué)生學(xué)習(xí)思維，撞擊學(xué)生創(chuàng)造性思維。不同的知識(shí)點(diǎn)難易程度也不盡相同，既要講授知識(shí)，更要把講授的過程滲透到學(xué)生的學(xué)習(xí)生活中。合適的多媒體課件給了學(xué)生在課下學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，也給了他們重溫課堂講授回味知識(shí)提供了不可多得的媒介。

“遙感概論”是一個(gè)理論技能要求相當(dāng)高的課程，因此建設(shè)資料庫為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)資料是相當(dāng)必要的。①案例分析、習(xí)題、多種教學(xué)課件，案例分析給學(xué)生們不只是學(xué)習(xí)資料，而且是鍛煉他們解決實(shí)際問題、熟悉解決問題的步驟、注意事項(xiàng)，它達(dá)到的效果不是做一堆習(xí)題和看課件所能達(dá)到的。但是習(xí)題是檢驗(yàn)知識(shí)掌握情況的試金石，也不能說不做。多種教學(xué)課件可以展示不同的教學(xué)理念，體現(xiàn)遙感課程價(jià)值，激發(fā)學(xué)生的求知欲（最好是能找到知名教授的課件更好）；②隨時(shí)提問、動(dòng)態(tài)交流、互相學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，這樣很大程度上消除時(shí)間和空間的限制，有問題可以隨時(shí)交流，便于提高遙感課程學(xué)習(xí)的效率；③根據(jù)學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)的情況給以適當(dāng)鼓勵(lì)，如考試加分、推薦實(shí)習(xí)，當(dāng)然只就需要老師們付出更多的時(shí)間及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，也才能適時(shí)加以引導(dǎo)。

3.6 改革考核方式，注重過程考核和能力考核，堅(jiān)持考核形式的多樣化

“遙感概論”作為專業(yè)核心課程，應(yīng)注重對(duì)其過程考核和能力考核，堅(jiān)持考核形式的多樣化，這是CDIO工程教育理念考核學(xué)生工程綜合能力的重要依據(jù)。“遙感概論”課程考核應(yīng)以課程性質(zhì)為依據(jù)，在考核管理上，由注重“結(jié)果考核”轉(zhuǎn)向注重“過程考核”。“遙感概論”課程考核方式應(yīng)以遙感圖像處理軟件操作為主，評(píng)圖為輔，交織進(jìn)行。在考核內(nèi)容上，由注重“知識(shí)考核”轉(zhuǎn)向注重“能力考核”，堅(jiān)持學(xué)以致用的原則，注重考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)提高認(rèn)識(shí)問題、分析問題、解決問題的綜合能力和素質(zhì)［3］。

4 結(jié)束語

基于CDIO工程教育理念下的“遙感概論”課程體系優(yōu)勢(shì)明顯，通過探索性的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，以多媒體教學(xué)模式和項(xiàng)目式教學(xué)模式為手段，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的能力，提高個(gè)人能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。以產(chǎn)品為導(dǎo)向的工程教育，使得以往理論實(shí)踐相脫節(jié)的問題得以改善，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。“遙感概論”課程教學(xué)模式改革在構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作方面，也應(yīng)針對(duì)學(xué)生個(gè)體差異及應(yīng)用型高校專業(yè)培養(yǎng)方案，進(jìn)行教學(xué)改革設(shè)想和嘗試，旨在尋找一種較好培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐意識(shí)和實(shí)踐能力的教學(xué)策略和方法。

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