遙感原理類課程雙語教學(xué)模式探索與實踐

譚　琨，杜培軍，趙銀娣

(1. 中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省資源環(huán)境信息工程重點實驗室，江蘇 徐州 221116；

2. 南京大學(xué)衛(wèi)星測繪技術(shù)與應(yīng)用國家測繪地理信息局重點實驗室，江蘇 南京 210023)

Exploration and Experiences on Bilingual Teaching of Courses Related to

Remote Sensing Principles

TAN Kun，DU Peijun，ZHAO Yindi

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遙感原理類課程雙語教學(xué)模式探索與實踐

譚琨1，杜培軍2，趙銀娣1

(1. 中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省資源環(huán)境信息工程重點實驗室，江蘇 徐州 221116；

2. 南京大學(xué)衛(wèi)星測繪技術(shù)與應(yīng)用國家測繪地理信息局重點實驗室，江蘇 南京 210023)

Exploration and Experiences on Bilingual Teaching of Courses Related to

Remote Sensing Principles

TAN Kun，DU Peijun，ZHAO Yindi

摘要：在綜合分析高校測繪工程、地理信息科學(xué)等專業(yè)本科教育遙感原理類課程如“遙感原理與應(yīng)用”“遙感技術(shù)基礎(chǔ)”“遙感概論”等的教學(xué)目標(biāo)任務(wù)、主要內(nèi)容、課程特點等的基礎(chǔ)上, 探討了開設(shè)遙感原理類雙語教學(xué)的需求和特點, 對該課程進行雙語教學(xué)的必要性和可行性進行了全面論述，討論了課程雙語的實施模式和關(guān)鍵問題；然后結(jié)合近年來的實踐，提出了優(yōu)化雙語教學(xué)效果的若干建議。只要實踐中加強學(xué)生的遙感專業(yè)能力素養(yǎng)，加強師生專業(yè)英語的學(xué)習(xí)，必將提升雙語教學(xué)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：雙語教學(xué); 高等測繪教育; 遙感原理與應(yīng)用

一、引言

隨著遙感技術(shù)系統(tǒng)、傳感器技術(shù)等的不斷發(fā)展，越來越多具有高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率的遙感平臺和傳感器為人類從不同的空間和角度觀測地球提供了保障，遙感技術(shù)成為當(dāng)今和未來探測地球的重要手段。遙感科學(xué)與技術(shù)在測繪類、地理類學(xué)科中的地位也與日俱增，如果一個測繪類、地理類的學(xué)生對遙感技術(shù)掌握不夠，極有可能成為其前進的阻力和障礙。遙感以其先進的手段，能制作大范圍的高比例尺地圖、快速高效生產(chǎn)4D產(chǎn)品、提供城市各種專題圖等，有效減輕測繪工作的人力物力，提供智力支撐，快速更新和修正地理信息所需的電子地圖，為各種自然地理和人文地理研究提供了基礎(chǔ)信息。同時，隨著地理國情普查和監(jiān)測的實施，遙感技術(shù)的重要性進一步提升，對人才培養(yǎng)也提出了更高的要求。進入21世紀以來，隨著遙感科學(xué)與技術(shù)及其應(yīng)用的快速發(fā)展，以及為了適應(yīng)高層次遙感教育、重點是測繪類和地理類大學(xué)生教育的需要，有必要對遙感原理類的課程(如“遙感原理與應(yīng)用”“遙感技術(shù)基礎(chǔ)”“遙感概論”等)進行雙語教學(xué)的改革。

對于遙感課程的改革和實踐，一些專家學(xué)者已經(jīng)作了大量的探索和研究，在CNKI以遙感和教學(xué)為關(guān)鍵字能搜索到300余篇論文，主要關(guān)于實踐性教學(xué)[1- 5]、雙語教學(xué)[6-7]、多媒體教學(xué)[8-9]等方面。文獻[10]通過多年的遙感教學(xué)實踐，依據(jù)PHI(pushbroom hyperspectral imager)航空高光譜影像像元光譜維矢量數(shù)據(jù)，總結(jié)了基于Excel軟件的高光譜影像地物光譜構(gòu)建、光譜特征及其相關(guān)性分析、光譜微分計算、光譜向量相似性度量等光譜分析與信息識別的教學(xué)方法，以使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識過程中增加實際工作經(jīng)驗與科研能力。文獻[11]分析了測繪專業(yè)學(xué)生在遙感教學(xué)方面的需求，提出了在教學(xué)中既要注重理論知識的教育，又要加強實踐能力的培養(yǎng)。在明確測繪專業(yè)遙感知識需求的前提下，將實踐能力培養(yǎng)寓于教學(xué)中，結(jié)合科研項目中的實際問題，加強學(xué)生的實驗環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的實踐動手能力。在“遙感技術(shù)與應(yīng)用”的課程教學(xué)中完成理論知識教育與實踐結(jié)合，提高測繪專業(yè)學(xué)生的遙感知識水平和動手能力。文獻[12]以“遙感概論”省級精品課程建設(shè)為例，探討了精品課程教學(xué)基本建設(shè)與教學(xué)改革，認為高素質(zhì)的教師隊伍是精品課建設(shè)的基礎(chǔ)，課程體系和教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計是精品課建設(shè)的關(guān)鍵，課程網(wǎng)站是精品課程建設(shè)的必備條件，學(xué)生綜合能力提高是精品課建設(shè)的目標(biāo)；并結(jié)合課程教學(xué)實踐，提出了相應(yīng)的建設(shè)措施。

相對而言，在國內(nèi)開設(shè)遙感課程的高校中，對遙感原理類課程雙語教學(xué)尚未引起足夠重視，或是處于探索階段。傳統(tǒng)的遙感學(xué)科強校，如武漢大學(xué)、北京師范大學(xué)、北京大學(xué)、中南大學(xué)等，均強調(diào)雙語教學(xué)，但就如何在雙語教學(xué)的基礎(chǔ)上加強學(xué)生的科研意識、培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，目前仍缺乏統(tǒng)一的認識。

本文主要探索在遙感學(xué)科的教學(xué)中引入雙語教學(xué)，促進學(xué)生對遙感科學(xué)問題的理解，提高其學(xué)習(xí)遙感學(xué)科的興趣，這樣對加快教學(xué)單位的遙感學(xué)科整體教學(xué)質(zhì)量提升,具有重要的意義。

二、雙語教學(xué)模式

遙感原理類課程的雙語教學(xué)首要問題是選擇適用的教材，國外教材品種雖多，但是各具特點，有的教材偏難，不適合入門者；其次是要解決教師和學(xué)生的英語水平和實踐能力，尤其是教師表達能力和學(xué)生接受能力；最后是開展雙語實踐教學(xué)，使學(xué)生應(yīng)用所學(xué)課程到遙感數(shù)據(jù)處理的實踐中，在專業(yè)軟件的學(xué)習(xí)中找到突破口。

1. 教材的選擇

目前較有代表性的外文遙感教材主要有《Remote Sensing Digital Image Analysis：an Introduction》(作者：John A. Richards, Xiuping Jia)、《Introduction to Remote Sensing, Fifth Edition》(作者：James B. Campbell)、《Remote Sensing and Image Interpretation》(作者：Thomas Lillesand)、《Remote Sensing: Principles and Interpretation》(作者： Floyd F. Sabins)。通過比較分析各種教材的優(yōu)點和局限性，綜合考慮多方面因素，并針對學(xué)生的接受水平，選擇了配套中文教材、編寫輔導(dǎo)講義的方式。編排章節(jié)主要有遙感物理基礎(chǔ)(Physics Basis of Remote Sensing)、遙感平臺及特點(Remote Sensing Platform and Features)、遙感傳感器與遙感圖像基礎(chǔ)(Sensor and Remote Sensing Image Fundament)、遙感圖像處理(Remote Sensing Image Processing)、遙感圖像計算機分類(Remote Sensing Image Classification)、遙感技術(shù)的應(yīng)用(Applications of Remote Sensing) 等，這些章節(jié)主要是為了方便與中文教材對應(yīng)。而針對中文教材的選擇，主要是選用了國內(nèi)知名專家孫家抦教授編寫的《遙感原理與應(yīng)用》、梅安新教授編寫的《遙感導(dǎo)論》、趙英時教授編寫的《遙感應(yīng)用分析原理與方法》等國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的教材。

2. 教師自身英語水平和學(xué)生適應(yīng)性

實施雙語教學(xué)的前提是任課教師自身素質(zhì)的提高。它是教學(xué)過程中的主導(dǎo)方面, 要求教師不僅專業(yè)知識精通，能夠把握國內(nèi)外最新的發(fā)展前沿，也能夠較好地用外語表達。根據(jù)經(jīng)驗，授課教師至少需要一年以上的國外知名大學(xué)留學(xué)經(jīng)歷，并具有發(fā)表外文SCI論文的水平；而且對于口音要求也比較嚴格，學(xué)生本身對專業(yè)單詞獲取較少，聽力水平處于比較低的層次。據(jù)目前的經(jīng)驗，能順利通過CET-4級的學(xué)生基本能夠跟上教師的教學(xué)進度。通過教師逐步講解，提高學(xué)生對專業(yè)外語聽力的水平是一條漫長的道路。

對于學(xué)生而言，由于就業(yè)市場壓力和學(xué)校的高度重視, 學(xué)生的外語學(xué)習(xí)自覺性增強,一般而言，通過對所教班級的調(diào)查，大學(xué)3年級的學(xué)生大多數(shù)都通過了大學(xué)英語四級考試，30%的學(xué)生通過了大學(xué)英語六級考試；另一方面，由于信息技術(shù)的發(fā)展，學(xué)生通過計算機網(wǎng)絡(luò)獲取外文資料的途徑越來越簡單。此外，通過在專業(yè)課程中使用外語教學(xué)，也是促進學(xué)生自身外語水平提高的途徑，大大提高了學(xué)習(xí)興趣和積極性, 這為專業(yè)課程雙語教學(xué)的實施提供了強有力的條件。

3. 教學(xué)實踐和學(xué)生的主觀能動性

陳述彭先生認為遙感科學(xué)是“一門綜合性的科學(xué)，它借助物理學(xué)的基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)的方法，計算機的手段，以及地學(xué)、生物學(xué)的分析，解決對地遙感的科學(xué)理論和實際問題”，因此在遙感學(xué)習(xí)過程中需要掌握的科學(xué)知識非常之多，提前讓學(xué)生進入科學(xué)課題的探索中，能進一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對遙感的理解。

在雙語講解遙感理論課的同時,通過布置當(dāng)前測繪感興趣的話題,循循善誘,引導(dǎo)學(xué)生加強對遙感測繪的理解。如針對當(dāng)前的陰霾天氣進行講解和分析，通過電磁波的原理解釋其影響光學(xué)遙感的原因，以及為何陰霾天氣會是遙感的克星；通過對遙感應(yīng)用的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生知道如何用MODIS數(shù)據(jù)來進行陰霾天氣的反演，如何獲得大氣中的參數(shù)，如何計算PM值，如何應(yīng)用遙感跟蹤大氣污染的發(fā)生過程、預(yù)測霧霾的嚴重程度。通過與實踐相關(guān)的問題來引導(dǎo)學(xué)生用英語完成布置的作業(yè)任務(wù)，讓學(xué)生感覺到雙語教學(xué)的樂趣，即學(xué)會了知識，又提高了英語水平。

三、雙語教學(xué)實施的實踐

1. 提高教師自身水平和學(xué)生的英語能力

雙語教學(xué)的關(guān)鍵是教師和學(xué)生的互動和協(xié)同。在高校的雙語教學(xué)實踐中,普遍感到師資水平不夠，特別是具有專業(yè)知識水平及較好的英語口語水平的教師非常少；其次就是對具有國外留學(xué)經(jīng)歷的老師培養(yǎng)也是一項束縛高校雙語教學(xué)的難題，對于211重點大學(xué)而言，具有國外留學(xué)經(jīng)歷或具有國外學(xué)位的教師基本上能達到30%～50%的水平，這種引進的海歸教師能流利自如地使用雙語教學(xué)，而且具有扎實的教育教學(xué)的功底。

針對測繪學(xué)科教師專業(yè)知識豐富，但英語水平普遍不高，尤其是口語和聽力欠缺，必須對教師進行雙語教學(xué)培訓(xùn)，通過把教學(xué)水平高的優(yōu)秀教師送到國外對口高校進行培訓(xùn)，或請一些國外的教師到校進行講學(xué)，培養(yǎng)一批英語水平高、測繪學(xué)科知識強的復(fù)合型教師；同時，也可以直接聘請國外的教授來國內(nèi)高校授課，通過本校老師的旁聽，引進國外先進的教學(xué)理念和原版教學(xué)課件和教材，這樣通過雙向交流,提高雙語教學(xué)的師資水平；另外在編寫教案中，采取教研組集體備課方式，取長補短和相互促進，快速有效提高教師自身能力，更好地為雙語教學(xué)提供支撐。

大多數(shù)非英語專業(yè)在校大學(xué)生的英語水平，在低年級時均達到中等程度以上，掌握英語詞匯約在4000左右，而部分通過CET 6級的同學(xué)能到5500個左右的詞匯量。當(dāng)他們的水平處于這一階段時，往往會對自己今后的英語學(xué)習(xí)產(chǎn)生一些困惑，因為大量專業(yè)單詞的出現(xiàn)嚴重打擊了學(xué)生的進取心，也容易造成學(xué)生對專業(yè)單詞的理解不能正確跟上教師的節(jié)奏。在此推薦的方法是閱讀外文原版教材和相關(guān)SCI英語論文，從原版教材中能汲取大量的遙感專業(yè)詞匯，而相關(guān)的SCI論文能提高大學(xué)生國際視野，開拓學(xué)生的思維，使其熱愛遙感，可以為學(xué)有余力的學(xué)生找好以后深造的方向。

2. 強調(diào)遙感專業(yè)軟件實踐

目前國際上通用的遙感處理軟件有ENVI、ERDAS、PCI等，每個軟件都有其各自的特點，而且都支持二次開發(fā)。一般而言，對于遙感教材上面的基本原理，這3大軟件的功能基本都包含，但是最新的算法卻都沒有，需要從SCI論文中去發(fā)現(xiàn)新方法，以此來解決新的課題。因此能否在遙感上機中，引導(dǎo)學(xué)生開發(fā)新算法是一個新的培養(yǎng)模式。

以ENVI為例，這套軟件是美國專家采用其自帶的交互式數(shù)據(jù)語言(interactive data language, IDL)開發(fā)的一套功能強大的、完整的遙感圖像處理軟件。IDL是一門專門針對圖形圖像處理與可視化的高級語言，是進行二維或多維數(shù)據(jù)可視化、分析和應(yīng)用開發(fā)的理想軟件工具。以IDL開發(fā)的ENVI架構(gòu)非常靈活，它提供了一個功能全面的函數(shù)庫(API)，可以滿足用戶的二次開發(fā)需求；而且IDL開發(fā)的程序可以運行在Windows、Macintosh和UNIX等多種操作系統(tǒng)上，從而可以很方便地進行跨平臺開發(fā)應(yīng)用程序，這樣單平臺開發(fā)的代碼幾乎無須作任何更改就能多平臺部署，大大減少了跨平臺開發(fā)的工作量。選用IDL進行教學(xué)能快速提高學(xué)生的編程能力和對遙感算法的理解力，其軟件幫助文檔都是美國專家用英語寫成，能提高學(xué)生的專業(yè)詞匯和閱讀能力，而且以IDL開發(fā)遙感程序能節(jié)省大量的開發(fā)資源，較好地集成現(xiàn)有的遙感算法，搭建適合的遙感應(yīng)用平臺，特別是該語言開發(fā)的平臺能無縫和ArcGIS軟件結(jié)合，對測繪專業(yè)學(xué)生的遙感和地理信息的能力都能有很大的提升。

3. 雙語教學(xué)多媒體課件設(shè)置

遙感技術(shù)是一門空間信息科學(xué),對初學(xué)者而言，內(nèi)容抽象難懂，特別是從直觀上難以辨識遙感影像的特點，對電磁波的光譜特征難以理解，從模式識別算法的理解上也存在一定的偏差。因此，要傳授這些抽象的和口述難以描述的信息,就必須采用現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段。在遙感原理與應(yīng)用雙語教學(xué)課件設(shè)計時采用結(jié)構(gòu)化、模塊化設(shè)計方法，將教材的重點難點和許多難以言喻的抽象知識表達得直觀明了，對于一些重要的專業(yè)單詞著重標(biāo)示，讓學(xué)生能夠在課堂直接記憶。多媒體課件的媒介優(yōu)化是一門特有的形象藝術(shù),多媒體課件更需要設(shè)置遙感科學(xué)的情景與電磁波的多樣性，而且各類媒體形式和時間都要集中于一個統(tǒng)一的界面之中。在遙感原理與應(yīng)用的課件設(shè)計當(dāng)中,可以精選大量的各地影像圖片素材,使學(xué)生在審美的同時，無形地學(xué)習(xí)了各個大城市的特點，掌握了各種影像的特征，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；特別是對于遙感影像的空間分辨率方面的學(xué)習(xí)，更加具有不可比擬的優(yōu)越性，使得學(xué)生能夠快速掌握遙感科學(xué)的神奇奧秘。

大力提倡計算機多媒體雙語教學(xué),對優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)、分解教學(xué)內(nèi)容、提高課堂教學(xué)效率是顯而易見的。雙語教學(xué)的課件設(shè)計與研制是一項創(chuàng)造性的勞動，只要勇于探索、積極備課、加強研究，特別是雙語課件制作的研究探討, 計算機多媒體教學(xué)一定能為進一步推進雙語教育作出應(yīng)有的貢獻。

4. 課堂反饋和效果跟蹤

教與學(xué)是相互促進的，而檢驗學(xué)生的學(xué)就是通過課堂提問和考試，很多老師在上課中只是一味地講解，不考慮學(xué)生對問題的理解和掌握。在遙感原理類雙語教學(xué)中開展有效的雙語互動提問和課堂小測試是較好的檢驗和提高手段。在期末考題中的雙語設(shè)置也是一種嘗試，可以檢查學(xué)生對專業(yè)英語的把握，也能反映教師的教學(xué)水平。通過3年的雙語教學(xué)，從課堂教學(xué)來看，學(xué)生對專業(yè)英語的學(xué)習(xí)積極性更高了，學(xué)生的期末考試成績也反映了雙語學(xué)習(xí)的效果。

四、結(jié)束語

雙語教學(xué)是一個龐大的系統(tǒng)工程。師資和教材的匱乏是制約雙語教學(xué)的兩大瓶頸，同時，最重要的因素是學(xué)生對雙語教學(xué)的接受程度。目前高校學(xué)生水平參差不齊，許多學(xué)生對專業(yè)術(shù)語和英文語句都不太懂，閱讀尚且為難，聽起來就更困難了；另外學(xué)校對雙語教學(xué)也沒引起足夠重視，認為現(xiàn)階段不需要開展，也不對雙語教學(xué)進行投入，特別引進外文教材這方面，基本上沒有投入。雙語教學(xué)本身是提高教師和學(xué)生英語水平的一個重要途徑，也是提高辦學(xué)水平的系統(tǒng)工程，因此需要迎難而上，并以此作為促進雙語教學(xué)的重要手段和難得契機。

雙語教學(xué)既是理論與實踐相結(jié)合的過程，也是教師進一步學(xué)習(xí)的過程。教學(xué)過程中要求學(xué)生相互討論和不斷實踐,更需要教師指點迷津，設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生努力學(xué)好專業(yè)詞匯，提高在遙感學(xué)習(xí)中分析問題、解決問題的能力，潛移默化地提高學(xué)生的英語交流水平和科學(xué)興趣，從而逐步培養(yǎng)學(xué)生的獨立科研能力，為日后繼續(xù)深造或參加工作打下良好的基礎(chǔ)。

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引文格式： 譚琨，杜培軍，趙銀娣. 遙感原理類課程雙語教學(xué)模式探索與實踐[J].測繪通報，2015(3)：129-132.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0096

作者簡介：譚琨(1981—)，男，副教授，主要研究方向為高光譜遙感。E-mail：tankuncu@gmail.com

基金項目：國家自然科學(xué)基金(41101423)；中國礦業(yè)大學(xué)教改項目(2014QN21)；江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程項目

收稿日期：2014-01-02

中圖分類號：G64

文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：0494-0911(2015)03-0129-04