《遙感原理及應(yīng)用》課程“三段式教學(xué)法”探析

夏 清 王衛(wèi)紅 王志崗

（1.西南科技大學(xué)，四川 綿陽(yáng) 621010；2.四川科技職工大學(xué)礦業(yè)工程系，四川 成都 610101）

1 理論教學(xué)階段

古人云：“授人以魚，僅供一飯之需，教人以漁，終身受用無(wú)窮?！崩蠋焸魇诮o學(xué)生的是“魚”還是“漁”，是每位任課老師必須首先要考慮的問題。理論知識(shí)學(xué)習(xí)是一切學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在學(xué)習(xí)過程中，關(guān)鍵在于要讓學(xué)生能真正理解每個(gè)概念、每個(gè)理論的涵義，今后如何將理論知識(shí)加以運(yùn)用，而不是讓他們僅僅停留在基本認(rèn)知的階段。

《遙感原理及應(yīng)用》課程，既是一門理論性、實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)課程，具有應(yīng)用的廣泛性和技術(shù)性的特點(diǎn)，同時(shí)，又包含嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢頂?shù)學(xué)理論，具有其抽象性和科學(xué)性的特點(diǎn)[1-2]。因此，在理論教學(xué)過程中不能是簡(jiǎn)單的重復(fù)式教學(xué)，更不能以“說(shuō)教式”的方式進(jìn)行，而盡量以“問題驅(qū)動(dòng)式基礎(chǔ)理論教學(xué)”為主,即，在理論知識(shí)講授的過程中盡可能將經(jīng)典理論知識(shí)與案例相融合，將有針對(duì)性的案例展示給學(xué)生，并把案例中涉及的理論知識(shí)由淺入深、循序漸進(jìn)的以問題形式引出，再由學(xué)生自行思考、討論，利用所學(xué)基本理論對(duì)案例所呈現(xiàn)的現(xiàn)象和問題進(jìn)行分析和解釋。這樣不僅可達(dá)到鞏固和加深基礎(chǔ)理論知識(shí)的目的，而且，在學(xué)生討論的同時(shí)，也極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。例如：在講解遙感圖像處理時(shí)，針對(duì)不同的增強(qiáng)方法，其增強(qiáng)特點(diǎn)可結(jié)合具體的案例先由老師進(jìn)行詳細(xì)分析，在分析過程中提出一些問題讓學(xué)生自己思考、討論，之后再進(jìn)行總結(jié)每種方法的特點(diǎn)，讓學(xué)生加深理解，同時(shí)配套一些練習(xí)題，讓學(xué)生根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)增強(qiáng)方法。

除了上述例子之外，對(duì)于課程中所涉及到的其他理論知識(shí)的講解，同樣要緊密結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，有針對(duì)性的選取相關(guān)案例，不追求多但要精，通過詳盡的分析講解，使學(xué)生不僅知其然，而且知其所以然，這樣才能更充分激起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，營(yíng)造一個(gè)師生相互配合、積極探討的教學(xué)氛圍[3]。正如前斯坦福大學(xué)校長(zhǎng)唐納德·肯尼迪所說(shuō):“在大學(xué)里沒有任何比清晰而有效的交流更重要的技能需要傳授給學(xué)生,假如我們不把這當(dāng)成貫穿整個(gè)課程的事情,那我們就并非在盡一個(gè)教師的職責(zé)?！钡拇_，很多問題的提出都是通過交流而產(chǎn)生的，問題的深化同樣也是在交流中產(chǎn)生。

2 實(shí)驗(yàn)演練階段

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的深化和補(bǔ)充，是學(xué)生通過理論與實(shí)踐的相結(jié)合來(lái)感悟抽象的理論知識(shí)的學(xué)習(xí)過程，要求突出基礎(chǔ)性與綜合性[4-5]。而在以往的教學(xué)中，對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生只是按部就班完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的目的根本未能參透，更不用說(shuō)綜合所學(xué)解決實(shí)際問題了，這樣既嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

因此，結(jié)合上述特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，內(nèi)容設(shè)計(jì)上要力求體現(xiàn)出“層層遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)”——即驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)，綜合性實(shí)驗(yàn)是對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的綜合應(yīng)用，而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是在綜合性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的提高。這樣既保證學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的把握，同時(shí)在理解和掌握基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上能夠自行設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行綜合應(yīng)用，使該課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)形成一個(gè)多層次、系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)體系，那么學(xué)生在學(xué)生的過程中才會(huì)產(chǎn)生興趣，才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。例如：在綜合性實(shí)驗(yàn)中，給定學(xué)生一幅高分辨率遙感圖像，讓學(xué)生結(jié)合前面所學(xué)的理論知識(shí)，完成面向?qū)ο蟮某鞘芯G地信息提取。這樣，可讓學(xué)生在掌握基本理論知識(shí)、相應(yīng)軟件基本操作的基礎(chǔ)上，獨(dú)立完成對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理、數(shù)據(jù)的增強(qiáng)處理及數(shù)據(jù)的信息提取過程，將數(shù)據(jù)處理的整個(gè)流程全部都連貫起來(lái)進(jìn)行綜合應(yīng)用。通過這樣的處理流程，既加深了的學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)，又能將基礎(chǔ)理論連貫起來(lái)進(jìn)行綜合應(yīng)用。

對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，既要考察學(xué)生綜合應(yīng)用的能力，同時(shí)，也要體現(xiàn)出學(xué)生的主觀能動(dòng)性。因此，在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，可考慮給定相關(guān)條件，讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)完成此項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路。例如，給定學(xué)生不同時(shí)相的兩幅圖像，由學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)不同時(shí)相遙感信息的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)并對(duì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)等等，學(xué)生可根據(jù)自己對(duì)課程掌握的情況靈活選擇適合自己的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，既培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考能力，又進(jìn)一步調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3 校外實(shí)踐階段

加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的建設(shè)和改革，既是提高綜合性人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是當(dāng)前教學(xué)改革與發(fā)展的重中之重[5-6]。理論是基礎(chǔ)，實(shí)踐是目的，但不能僅僅局限在十幾個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程，要培養(yǎng)出真正的綜合性人才，在這個(gè)階段可分兩步走，第一步，采用項(xiàng)目促進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)。當(dāng)然，面對(duì)數(shù)量眾多的學(xué)生，僅靠任課老師的項(xiàng)目畢竟有限，而且有時(shí)也可能與用人單位的實(shí)際需求還有些脫節(jié)。因此，結(jié)合上述特點(diǎn)，在校外實(shí)踐階段，主要以“項(xiàng)目式促進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)”為主。而聯(lián)合辦學(xué)是本專業(yè)加強(qiáng)校外實(shí)踐階段所采用的主要手段，也是學(xué)生將理論與實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)提升運(yùn)用的最好學(xué)習(xí)場(chǎng)地。目前，與本校遙感相關(guān)的實(shí)習(xí)基地已有3 個(gè)并切實(shí)發(fā)揮了其作用。近兩年來(lái)，先后有幾十名學(xué)生在實(shí)習(xí)基地進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，其中有十幾名學(xué)生在實(shí)習(xí)基地就業(yè)。

第二步，整合校內(nèi)已有資源。借助校內(nèi)已有的數(shù)據(jù)采集及處理設(shè)備，著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，包括對(duì)數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)處理、圖像信息提取以及成圖等，內(nèi)容涵蓋了該門課程中所涉及到的重要知識(shí)點(diǎn)和操作。

目前，本校GIS 專業(yè)實(shí)驗(yàn)室已購(gòu)買有光譜儀，這讓學(xué)生可切身體會(huì)到實(shí)際地物光譜與影像上相應(yīng)地物光譜之間的聯(lián)系，對(duì)比它們的特點(diǎn)，構(gòu)建地物光譜庫(kù)。另外，本實(shí)驗(yàn)室也購(gòu)買有遙感圖像處理軟件ENVI，學(xué)校也購(gòu)買有德國(guó)Z+F 公司IMAGER 5010 三維激光掃描儀和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理軟件Geomagic Studio，這為今后的研究所涉及的數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)處理提供了支持。這些都為學(xué)生實(shí)踐的順利展開提供了保障。

4 結(jié)論

三段式教學(xué)法的合理設(shè)計(jì)，擺脫了傳統(tǒng)的“說(shuō)教式”教學(xué)模式，優(yōu)化了教學(xué)過程，讓教師的“教學(xué)”向“導(dǎo)學(xué)”的方向轉(zhuǎn)變，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中充分體現(xiàn)出了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，激活了學(xué)生的思維，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生在鞏固所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上懂得將理論付諸于實(shí)踐，在實(shí)踐中深化理論，能夠舉一反三，真正理解將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)的真諦。實(shí)踐證明：該方法不僅有助于學(xué)生掌握遙感原理的基本知識(shí)，更加強(qiáng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

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［4］閔愛蓮,張翠.遙感應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開放式建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2011,14(6):156-158.

［5］張安定,衣華鵬,崔青春.遙感原理研究性教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].測(cè)繪通報(bào),2005,12:59-61.

［6］孫志群,張飛.遙感地學(xué)分析課程教學(xué)方法研究[J].教育教學(xué)論壇,2013(30):130-131.