《遙感原理與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

閔愛(ài)蓮，項(xiàng) 磊

（1.南京信息工程大學(xué) 地理與遙感學(xué)院，江蘇 南京210044；2.南京信息工程大學(xué) 大氣科學(xué)與環(huán)境氣象實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，江蘇 南京210044）

隨著科技的發(fā)展，遙感科學(xué)與技術(shù)逐漸成為一門(mén)新興的學(xué)科并展示出廣闊的應(yīng)用前景[1,2]。遙感專(zhuān)業(yè)涉及領(lǐng)域廣、知識(shí)涵蓋面寬、發(fā)展速度快。遙感科學(xué)與技術(shù)的跨學(xué)科特點(diǎn)和遙感技術(shù)的飛速發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，要求培養(yǎng)具有敏銳洞察力、發(fā)散性思維和高度創(chuàng)新意識(shí)的跨學(xué)科人才。同時(shí)要培養(yǎng)能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)踐相結(jié)合、具有解決應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嶋H問(wèn)題能力的人才，保證他們就業(yè)所需的基本技能。因此，遙感本科人才的培養(yǎng)，不僅要重視理論，還要注重實(shí)踐與創(chuàng)新，不斷地深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。南京信息工程大學(xué)的大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)在國(guó)內(nèi)外享有盛譽(yù)，遙感科學(xué)的發(fā)展與大氣科學(xué)的發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系。而《遙感原理與應(yīng)用》作為學(xué)生了解和掌握遙感技術(shù)的首選課程[3]，必須結(jié)合學(xué)校和專(zhuān)業(yè)特色[4]，進(jìn)行該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

1.1 實(shí)驗(yàn)教材的選擇

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的遙感方面的實(shí)驗(yàn)教程，以ENVI軟件為例，有《遙感實(shí)習(xí)教程》 、《遙感數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)教程》、《ENVI遙感影像處理專(zhuān)題與實(shí)踐》、《遙感原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教程》等，存在實(shí)習(xí)內(nèi)容差異和課程重點(diǎn)設(shè)置不一致等多方面問(wèn)題，不適合直接作為該課程的實(shí)驗(yàn)教程。另外，還有一些ENVI使用方面的非教材工具書(shū)，如《ENVI遙感影像處理方法》，主要是從軟件功能模塊角度出發(fā)，介紹軟件的操作，缺乏針對(duì)性，也不適合直接作為實(shí)驗(yàn)教材。因此，實(shí)際開(kāi)課時(shí)不指定具體實(shí)驗(yàn)教材，僅指定參考教材，實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)使用自編實(shí)習(xí)講義[5,6]，講義中實(shí)習(xí)內(nèi)容主要是根據(jù)教學(xué)大綱，結(jié)合學(xué)生專(zhuān)業(yè)背景組織開(kāi)設(shè)，特別是遙感應(yīng)用部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更是有的放矢，注重學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

1.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)

《遙感原理與應(yīng)用》課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要包括遙感原理部分對(duì)應(yīng)的遙感圖像處理技術(shù)和遙感應(yīng)用。兩部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)設(shè)要結(jié)合各自的特點(diǎn)進(jìn)行合理安排和設(shè)計(jì)，做到結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，章節(jié)劃分合理，從ENVI的功能模塊、數(shù)據(jù)格式介紹到具體應(yīng)用，再到后期的分析和出圖，從基礎(chǔ)到應(yīng)用，從理論到實(shí)踐。

第一部分，遙感原理部分涉及的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在常規(guī)遙感圖像處理技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，針對(duì)遙感應(yīng)用的需要，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行適當(dāng)取舍，保留常規(guī)遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)必須涉及的部分，舍去不常用的部分，保證實(shí)習(xí)工作量的適度。

第二部分，遙感應(yīng)用部分的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，主要是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和遙感科研活動(dòng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行充分調(diào)研，系統(tǒng)總結(jié)。結(jié)合最新的遙感研究成果和本校專(zhuān)業(yè)發(fā)展的特色，將遙感理論與大氣和環(huán)境監(jiān)測(cè)有機(jī)地結(jié)合在一起，開(kāi)設(shè)一批有特色的遙感應(yīng)用實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如霧的遙感監(jiān)測(cè)、大氣水汽的遙感監(jiān)測(cè)、沙塵的遙感監(jiān)測(cè)、氣溶膠光學(xué)厚度的遙感監(jiān)測(cè)等，同時(shí)也開(kāi)設(shè)一些遙感在土壤、植被、水體等方面的基本的遙感應(yīng)用項(xiàng)目，如干旱的遙感監(jiān)測(cè)、植被覆蓋動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)、滸苔面積的遙感監(jiān)測(cè)等。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)在滿足專(zhuān)業(yè)基本要求的基礎(chǔ)上，保證學(xué)生能基本掌握遙感專(zhuān)業(yè)軟件的使用，同時(shí)又有接近遙感科研活動(dòng)實(shí)戰(zhàn)的技術(shù)方法，能將所學(xué)理論知識(shí)與遙感實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，同時(shí)突出專(zhuān)業(yè)特色和學(xué)校特色，使得大氣物理、農(nóng)業(yè)氣象和環(huán)境科學(xué)等不同專(zhuān)業(yè)背景的學(xué)生，也能綜合運(yùn)用ENVI軟件和遙感專(zhuān)業(yè)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題，而遙感科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在實(shí)習(xí)中深刻體會(huì)到學(xué)有所用，體會(huì)如何將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際，能更好地激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐技能，鍛煉學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

《遙感原理與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)課程有其特殊性，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要分為遙感基礎(chǔ)和遙感應(yīng)用2部分。實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇合適的教學(xué)方法。

第一部分，遙感圖像處理技術(shù)部分——基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，這部分實(shí)習(xí)主要以多媒體演示為主，通過(guò)教師的多媒體演示教學(xué)，讓學(xué)生通過(guò)先看再做的方法掌握遙感圖像處理的基本技能，在教學(xué)中教師發(fā)揮主導(dǎo)作用。

第二部分，遙感應(yīng)用部分——綜合性實(shí)驗(yàn)，這部分實(shí)習(xí)要求學(xué)生充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，利用已學(xué)的理論知識(shí)和圖像處理的技術(shù)，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行遙感圖像的處理，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的。因此，這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇討論教學(xué)法[7]更為合適，更能有效地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。如霧的遙感監(jiān)測(cè)，該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要是要求學(xué)生對(duì)霧、云和地物光譜特性的差異以及造成這些差異的原因進(jìn)行討論，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)霧的識(shí)別。實(shí)習(xí)中學(xué)生發(fā)揮主導(dǎo)作用，通過(guò)討論加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的掌握和理解，更好地發(fā)揮其積極性和能動(dòng)性，有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的特性，《遙感原理與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)課程選擇演示法和討論法相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，能夠更充分地調(diào)動(dòng)教師和學(xué)生的主觀能動(dòng)性，形成師生配合、積極探討的良好教學(xué)和學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生達(dá)到“學(xué)中做、做中學(xué)”。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法有利于學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的鞏固和理解的加深，更好地促進(jìn)學(xué)生遙感專(zhuān)業(yè)技能的培養(yǎng)和遙感綜合應(yīng)用能力的提高，有效提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。實(shí)際教學(xué)中要根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的不同，選擇合適的教學(xué)方法。

3 結(jié) 語(yǔ)

近年來(lái)，遙感技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)遙感課程的教學(xué)，尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的要求。本文主要針對(duì)《遙感原理與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革進(jìn)行了探索，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容除了常規(guī)的遙感圖像處理技術(shù)部分外，還結(jié)合學(xué)校和專(zhuān)業(yè)特色，開(kāi)設(shè)遙感在大氣與環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，確?；A(chǔ)、突出應(yīng)用、聯(lián)系實(shí)際、反映前沿；在教學(xué)方法上除了傳統(tǒng)的演示教學(xué)法，還融入討論教學(xué)法，有利于開(kāi)放性思維的跨學(xué)科人才的培養(yǎng)，同時(shí)滿足大氣科學(xué)行業(yè)發(fā)展的需要，保證學(xué)生掌握就業(yè)所需的技能。

遙感相關(guān)課程的教學(xué)是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的工作，如何與時(shí)俱進(jìn)，順應(yīng)遙感技術(shù)發(fā)展的需求，仍需在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中根據(jù)學(xué)科的發(fā)展特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)校和專(zhuān)業(yè)特色，不斷探索和研究。

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