高校遙感課程教學(xué)改革的探索與思考

吳學(xué)睿

（赤峰學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

高校遙感課程教學(xué)改革的探索與思考

吳學(xué)睿

（赤峰學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

遙感是高校地學(xué)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程.本文闡述了遙感課程的特點(diǎn)，提出了一些教學(xué)改革的方法.重點(diǎn)涉及充分利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)資源，增加遙感實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容等.

遙感；教學(xué)改革；教學(xué)效果

1 引言

遙感技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起的一種對(duì)地探測(cè)技術(shù)：利用搭載在遙感平臺(tái)上（地基、機(jī)載或星載）的傳感器（紫外、可見光/近紅外、紅外、微波），遠(yuǎn)距離、非接觸的探測(cè)物體發(fā)射、反射或輻射電磁波特性，對(duì)目標(biāo)物的性質(zhì)、特征和狀態(tài)等進(jìn)行研究分析和應(yīng)用的技術(shù).作為地理空間信息科學(xué)的核心技術(shù)，其在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、國土資源、城鄉(xiāng)建設(shè)以及測(cè)繪等方面都得到了廣泛的應(yīng)用.因此遙感教學(xué)和實(shí)踐在?？啤⒈究平逃^程中，顯得尤為重要.其理論教學(xué)可以為今后從事科學(xué)研究的學(xué)生奠定良好的理論基礎(chǔ)，而實(shí)踐教學(xué)可以為日后從事相關(guān)專業(yè)的工作領(lǐng)域培養(yǎng)遙感人才.遙感課程專業(yè)性和技術(shù)性較強(qiáng)，遙感技術(shù)發(fā)展迅速，知識(shí)更新快，需打破傳統(tǒng)單一講授的教學(xué)模式，進(jìn)行一定程度的教學(xué)改革，使學(xué)生可以系統(tǒng)的掌握遙感技術(shù).在傳授遙感基本原理、技術(shù)方法和應(yīng)用中，需增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，而網(wǎng)絡(luò)資源的充分有效利用可以再豐富教學(xué)內(nèi)容；多媒體教學(xué)可以形象深刻的解釋遙感基本概念和原理，網(wǎng)絡(luò)免費(fèi)衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以豐富遙感實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加深對(duì)遙感概念和原理的理解并豐富學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐分析問題和解決問題的能力，同時(shí)通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以有益于學(xué)生從系統(tǒng)上掌握遙感技術(shù).

2 教學(xué)內(nèi)容

遙感技術(shù)與應(yīng)用課程的教材較多：《遙感概論》[1]內(nèi)容安排合理，條理清楚；教育部面向21世紀(jì)課程教材《遙感導(dǎo)論》[2]內(nèi)容豐富，涉及較多技術(shù)原理.兩部教材可以結(jié)合使用，以便確保學(xué)生對(duì)遙感有全面的掌握.對(duì)于理論的加深可以借鑒《遙感應(yīng)用分析原理與方法》[3]，此書理論性較強(qiáng)，對(duì)于拓展學(xué)生基礎(chǔ)科研學(xué)習(xí)能力較為有益.在遙感實(shí)驗(yàn)的講解中，可以參鑒《遙感獲取與分析》.在教學(xué)的過程中，可以指定單一教材，針對(duì)學(xué)生不同興趣和需要，推薦相關(guān)參考用書，由學(xué)生自主選購.

遙感課程的教學(xué)內(nèi)容包括：遙感概述、遙感基本原理、遙感數(shù)字圖像處理、遙感圖像目視解譯和遙感圖像計(jì)算機(jī)解譯、遙感技術(shù)以及3S技術(shù)綜合應(yīng)用.

在理論教學(xué)過程中，可以熱紅外遙感、光學(xué)遙感和微波遙感為三條主線，構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容：明確三者的概念、原理、方法.遙感的知識(shí)點(diǎn)較多，需增加每個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理，增加課程的系統(tǒng)性和結(jié)構(gòu)性，明確學(xué)習(xí)目的.

在教學(xué)過程中需引導(dǎo)性培養(yǎng)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力[4,5]，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，研究性學(xué)習(xí)需要在教師指導(dǎo)過程中，發(fā)揮學(xué)生的主體作用.通過“自主、探究、合作”的學(xué)習(xí)方式對(duì)遙感教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、深入探究.

2.1 啟發(fā)性思考

在明確了可見光、紅外和微波遙感概念和基本原理的基礎(chǔ)上，可以向?qū)W生提出若干具有啟發(fā)性、值得深入思考的問題，引導(dǎo)學(xué)生研究、探索.

2.2 自主討論交流

在啟發(fā)性思考的基礎(chǔ)上，實(shí)施小組合作學(xué)習(xí)交流.充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性，教師在此期間則起到引導(dǎo)、支持的作用.

2.3 總結(jié)綜合

教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行分析、總結(jié).

在研究性教學(xué)中，學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主體、自主學(xué)習(xí)，主動(dòng)探究.教師則提供思路、啟發(fā)教學(xué)、補(bǔ)充和總結(jié)研究結(jié)果.對(duì)于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究能力有較大提高.

在實(shí)踐教學(xué)過程中，需培養(yǎng)學(xué)生對(duì)遙感圖像處理的能力[6,7].以PCI、ENVI和ERDAS遙感圖像處理軟件為學(xué)習(xí)軟件，結(jié)合遙感數(shù)據(jù)、講解遙感圖像處理的基本方法、基本處理技術(shù).常用的遙感圖像處理方法有光學(xué)、數(shù)字兩種.遙感圖像數(shù)字處理的內(nèi)容則包括圖像恢復(fù)、數(shù)據(jù)壓縮、影像增強(qiáng)、信息提取[8].

（1）圖像恢復(fù)：包括輻射校正、幾何校正等；

（2）數(shù)據(jù)壓縮：改進(jìn)圖像的傳輸、存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)效率；

（3）影像增強(qiáng)：色彩變幻、密度分割等；

（4）信息提?。禾崛「信d趣的目標(biāo)信息.

在學(xué)生掌握整個(gè)遙感圖像處理的基本原理、方法以后，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)免費(fèi)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，學(xué)生可以分組完成圖像處理的步驟，綜合結(jié)果，實(shí)現(xiàn)遙感圖像處理的整個(gè)流程.在該過程中，增加學(xué)生協(xié)作和動(dòng)手能力.

3 教學(xué)改革

3.1 多媒體教學(xué)

多媒體教學(xué)就是在教學(xué)過程中，在與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合的同時(shí)，根據(jù)遙感課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)，選擇運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)媒體，形成合理的教學(xué)模式[9],以便達(dá)到最優(yōu)教學(xué)效果.多媒體教學(xué)有著許多傳統(tǒng)教學(xué)不可比擬的優(yōu)點(diǎn).遙感技術(shù)本身為對(duì)地觀測(cè)新技術(shù)，其衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和空間地理數(shù)據(jù)，如果以圖、文、聲并茂以及動(dòng)態(tài)形式展現(xiàn)給學(xué)生的話，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)無法實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景、動(dòng)畫等，能夠激發(fā)學(xué)生積極性，增加學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量.但是在使用多媒體教學(xué)過程中，應(yīng)該掌握好度，避免過多花哨形式，而本末倒置，影響教學(xué)效果，所以重點(diǎn)的基礎(chǔ)理論、基本原理以及課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容需要突出，而多媒體則可以主要用來展現(xiàn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)等.

3.2 互聯(lián)網(wǎng)資源

互聯(lián)網(wǎng)是20世紀(jì)最偉大的基礎(chǔ)性發(fā)明之一.作為信息傳播的新載體，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)滲透到了人類生產(chǎn)生活的方方面面.互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的教學(xué)模式也應(yīng)該打破傳統(tǒng)教學(xué)模式、教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)觀念.

遙感課程中采用互聯(lián)網(wǎng)，可以打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的時(shí)間和空間的限制，學(xué)生可以利用在40分鐘課堂教學(xué)外的時(shí)間，隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)遙感科學(xué)的新技術(shù)、新方法.而將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效應(yīng)用到理論教學(xué)和遙感實(shí)驗(yàn)課程中，都會(huì)有效提高教學(xué)效果.

3.2.1 理論教學(xué)

教師在40分鐘的課堂教學(xué)中，重點(diǎn)講解課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，宏觀掌握課程的主次內(nèi)容，對(duì)于課堂上較難理解的概念、原理和方法，可以利用啟發(fā)性的給出探索思路和方法，“授之以漁”.讓學(xué)生充分發(fā)揮主動(dòng)性和積極性，在課下時(shí)間通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行理解、研究和拓寬.學(xué)生的研究結(jié)果可以在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行分析，共享.豐富了教學(xué)形式和教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和探索研究的興趣.

3.2.2 遙感實(shí)驗(yàn)

目前互聯(lián)網(wǎng)上，提供很多衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，類型多，覆蓋范圍廣，極大的豐富了遙感數(shù)據(jù)資源.常見的有美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）提供的Landsat系列數(shù)據(jù)，美國馬里蘭大學(xué)提供的Aster、MODIS數(shù)據(jù)，NASA的MODIS數(shù)據(jù).通過ENVI、EARDAS、PCI等遙感圖像處理軟件，利用網(wǎng)絡(luò)開放衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源，對(duì)遙感圖像處理中的基本概念進(jìn)行理解、加深[5].

3.3 增加遙感實(shí)驗(yàn)課

通過遙感實(shí)驗(yàn)課程的增加，可以培養(yǎng)學(xué)生利用已學(xué)遙感知識(shí)對(duì)地理要素的認(rèn)識(shí)、觀察和分析的能力，對(duì)于課程講解中的圖像處理的基本概念和原理在遙感實(shí)驗(yàn)課程中深入了解和學(xué)習(xí).同時(shí)增加學(xué)生利用遙感知識(shí)在植被、土壤、地貌、和土地利用、資源環(huán)境等方面的分析問題、解決問題的能力.

3.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)

遙感是現(xiàn)代地理學(xué)中的重要研究手段之一，有利于揭示地表參數(shù)的變化規(guī)律和發(fā)展動(dòng)態(tài).其在地理學(xué)、生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛.而遙感技術(shù)是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的課程.可以在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中增加遙感類研究內(nèi)容，讓學(xué)生利用課程中學(xué)習(xí)過的基礎(chǔ)知識(shí)、原理等，結(jié)合遙感圖像處理軟件、充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，完成以遙感為基礎(chǔ)手段的地理學(xué)、生態(tài)學(xué)和環(huán)境類等相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì).在此過程中，增加學(xué)生運(yùn)用遙感知識(shí)分析問題和解決問題的能力，使理論最終與實(shí)踐結(jié)合.

4 結(jié)束語

遙感技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起的一種對(duì)地探測(cè)技術(shù).遙感課程是地理學(xué)、環(huán)境和測(cè)繪類學(xué)科的重要基礎(chǔ)課程和核心課程.在高校的?？?、本科教學(xué)中，需要打破傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式，不斷創(chuàng)新，進(jìn)行必要的教學(xué)改革.本文在明確了教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對(duì)于遙感課程的教學(xué)改革提出了探索性的研究策略，主要包括強(qiáng)調(diào)多媒體教學(xué)內(nèi)容，利用互聯(lián)網(wǎng)資源，加強(qiáng)遙感實(shí)驗(yàn)以及增加遙感類畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)改革內(nèi)容.希望在取得良好教學(xué)效果的同時(shí)，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和探索性研究能力，為社會(huì)培養(yǎng)出更多更好的遙感類人才.

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

〔2〕彭望琭,白振平，劉湘南，等.遙感概論[M].北京：高等教育出版社，2012.

〔3〕趙英時(shí).遙感應(yīng)用分析原理與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2012.

〔4〕孔祥生，錢永剛，張定安，等.《遙感概論實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].測(cè)繪科學(xué)，2013,1（1）：183-186.

〔5〕廖文峰，張敬泉，劉大利，等.《遙感技術(shù)與應(yīng)用》課程教學(xué)改革探索[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2012,8（30）：7260-7262.

〔6〕于冬梅.研究性學(xué)習(xí)在遙感教學(xué)中的應(yīng)用[J].青島大學(xué)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2003,20（3）:68-71.

〔7〕張喜旺，劉劍鋒.高校GIS專業(yè)遙感類課程教學(xué)改革探索[J].測(cè)繪與空間地理信息，2012,35（10）:10-12.

〔8〕遙感圖像處理，http://baike.baidu.com/view/2497178. htm.

〔9〕多媒體教學(xué).http://baike.baidu.com/view/439948.htm.

G642

A

1673-260 X（2013）10-0247-02