非遙感專業(yè)遙感課程教學(xué)面臨的問題與解決途徑

陳文波

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)　國土資源與環(huán)境學(xué)院，南昌　330045)

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非遙感專業(yè)遙感課程教學(xué)面臨的問題與解決途徑

陳文波

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國土資源與環(huán)境學(xué)院，南昌330045)

遙感技術(shù)的普遍應(yīng)用使許多相關(guān)專業(yè)開設(shè)了遙感課程。非遙感專業(yè)的遙感課程如何提高教學(xué)質(zhì)量，提高實(shí)踐能力，更好地為專業(yè)服務(wù)是一個(gè)值得思考的問題。該文以土地資源管理專業(yè)的遙感課程為例，分析了當(dāng)前教學(xué)存在的問題，提出了課程教學(xué)改革的目標(biāo)與措施，為非遙感專業(yè)遙感課程教學(xué)改革提供了參考。

遙感課程；土地資源管理；教學(xué)；改革

自20世紀(jì)80年代遙感(remotesensing，RS)技術(shù)引入我國以來，遙感以大面積同步觀測、時(shí)效性、經(jīng)濟(jì)性和數(shù)據(jù)的綜合可比性為特征，已經(jīng)越來越受到各行各業(yè)的青睞，成為許多部門，特別是農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國土、城市等部門進(jìn)行合理規(guī)劃、科學(xué)決策必不可少的工具[1-2]。面對(duì)這一趨勢，全國各大高校在原有測繪專業(yè)的基礎(chǔ)上，紛紛開設(shè)了遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。按照教育部發(fā)布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄(2012)》，遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于工學(xué)測繪類。因?yàn)闇y繪技術(shù)也廣泛應(yīng)用到各大宏觀管理領(lǐng)域，因此各大高校紛紛在原有的宏觀類專業(yè)(地理學(xué)、城市規(guī)劃、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、礦產(chǎn)、土地資源管理等)基礎(chǔ)上設(shè)置了遙感課程[3-4]。這些非遙感專業(yè)的遙感課程與遙感專業(yè)相比有應(yīng)用性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)、針對(duì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐已經(jīng)取得一定成效，但是同樣存在課程體系設(shè)置中定位不正確、理論與實(shí)踐結(jié)合程度不高等一系列缺點(diǎn)，在某種程度上削弱了遙感這一先進(jìn)技術(shù)對(duì)專業(yè)的支撐作用。本文以土地資源管理專業(yè)的土地航測與遙感為例，論述了非遙感專業(yè)遙感課程改革的基本思路。

1　非遙感專業(yè)遙感課程教學(xué)面臨的主要問題

由于專業(yè)背景和培養(yǎng)對(duì)象及師資條件的不同，教學(xué)內(nèi)容、要求和側(cè)重點(diǎn)也不盡相同，各高校非遙感專業(yè)遙感課程教學(xué)過程中存在的問題也不盡相同，但綜合而言，包括以下2個(gè)方面。

1.1相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)缺乏，課程教學(xué)內(nèi)容過于抽象，學(xué)生不易理解

遙感是一個(gè)專業(yè)性和綜合性都比較強(qiáng)的課程，需要學(xué)生具有一定的基礎(chǔ)知識(shí)，才能深入學(xué)習(xí)。

如天文學(xué)基本知識(shí)、地圖學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)與算法知識(shí)、數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)知識(shí)等。只有掌握基本的天文學(xué)知識(shí)，才能對(duì)遙感平臺(tái)的運(yùn)行軌道特征充分掌握；地圖學(xué)的投影、地物識(shí)別等常識(shí)常常決定著遙感數(shù)據(jù)處理中幾何校正的位置精度；只有充分掌握了電磁波的輻射、反射、散色規(guī)律，才能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的輻射校正；同時(shí)，只有充分掌握了數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)知識(shí)、計(jì)算機(jī)與算法知識(shí)，才能對(duì)遙感數(shù)字圖像的處理原理與過程充分了解。由于非遙感專業(yè)的遙感課程的開設(shè)往往依托各高校原有專業(yè)，側(cè)重于在各自相關(guān)專業(yè)的應(yīng)用，這些背景知識(shí)的缺乏往往使得學(xué)生對(duì)遙感“知其然而不知其所以然”，不能使學(xué)生對(duì)遙感技術(shù)進(jìn)行全面而透徹的理解，影響學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1.2實(shí)驗(yàn)條件缺乏，實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視不夠，教學(xué)方法有待改進(jìn)

遙感課程教師往往依托本單位的相近專業(yè)，大多數(shù)非遙感專業(yè)是通過對(duì)原有師資進(jìn)行培訓(xùn)、提高后擔(dān)任遙感課程教學(xué)的，沒有配備遙感類專業(yè)教師，此外軟件建設(shè)也落后。攝影測量與遙感屬于測繪新技術(shù)，專業(yè)性很強(qiáng)，軟件費(fèi)用較高，非遙感專業(yè)院校普遍存在著經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱、教學(xué)資源不足等問題。這就造成了很多實(shí)驗(yàn)由于軟件及設(shè)備的缺失不能開設(shè)，使學(xué)生的動(dòng)手能力得不到充分鍛煉。由于師資、設(shè)備、軟件的缺乏使得非遙感專業(yè)的遙感課程教學(xué)的主要方法還停留在傳統(tǒng)的課堂講授。作為新興的信息技術(shù)，遙感課程的講解需要形象化的教學(xué)方法，如何深入淺出地講解專業(yè)知識(shí)考驗(yàn)教學(xué)人員的講課藝術(shù)。

2　非遙感專業(yè)遙感課程教學(xué)質(zhì)量提高途徑

江西農(nóng)業(yè)大學(xué)土地資源管理專業(yè)是在原有土壤農(nóng)化分析、土壤學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上成立的，創(chuàng)建于1987年，屬江西省第一個(gè)創(chuàng)建的土地資源管理專業(yè)，土地航測與遙感課程一直被列為該專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。近年來特別是十八大以后，我國國土資源管理呈現(xiàn)了新常態(tài)，集中表現(xiàn)為更嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度、更集約的土地利用制度和更和諧的城鄉(xiāng)土地統(tǒng)籌制度。這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)對(duì)空間信息提出了更高的要求，作為空間信息獲取的重要手段，國土資源管理新形勢對(duì)土地資源管理專業(yè)遙感課程在廣度與深度上提出了更高的要求[5-6]。

針對(duì)土地資源管理專業(yè)遙感課程基礎(chǔ)與現(xiàn)狀，確定課程改革的主要思路是：以生為本，分類指導(dǎo)，注重對(duì)學(xué)生探索精神、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。重視實(shí)驗(yàn)與案例教學(xué)，從根本上改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論教學(xué)的傳統(tǒng)觀念，充分認(rèn)識(shí)遙感課程在土地資源管理中專業(yè)中的地位與作用，形成遙感理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的理念和氛圍。

2.1強(qiáng)化基礎(chǔ)、分類指導(dǎo)

土地資源管理專業(yè)是文理兼收的，對(duì)于文科背景的學(xué)生而言，遙感的物理學(xué)基礎(chǔ)嚴(yán)重缺乏。因此，在培養(yǎng)方案中增加了遙感基礎(chǔ)32個(gè)課時(shí)的選修課，安排在土地航測與遙感課程開設(shè)之前的第二學(xué)期。遙感基礎(chǔ)重點(diǎn)對(duì)相關(guān)的物理學(xué)(電磁波等)與數(shù)學(xué)知識(shí)(矩陣、幾何校正、輻射增強(qiáng)等)進(jìn)行介紹，文科背景的同學(xué)可以選修。這樣，土地航測與遙感課程的學(xué)生具有基本相等的遙感基礎(chǔ)，提高了學(xué)生的興趣和上課的效率，取得了良好的效果。

2.2改革教學(xué)手段和方法

2)鼓勵(lì)從課堂教學(xué)走向野外教學(xué)，如在遙感地物識(shí)別中，教師先指定幾個(gè)地物目標(biāo)，并標(biāo)注在遙感圖像上，同時(shí)，在各地物目標(biāo)上放置一些食品、飲料等，寫上鼓勵(lì)的標(biāo)語；然后讓學(xué)生不帶任何輔助設(shè)備，拿遙感圖像去找地物目標(biāo)。學(xué)生首先要設(shè)計(jì)出路線，邊走邊判斷路線是否正確，綜合判斷周邊環(huán)境后才能順利找出地物目標(biāo)。通過這種方式，學(xué)生對(duì)課程的興趣提高了，對(duì)遙感信息綜合判斷能力也提高了，起到一舉多得的效果。

3)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。土地資源管理專業(yè)的土地航測與遙感只有48個(gè)學(xué)時(shí)，課堂學(xué)習(xí)時(shí)間有限，不能完全滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)知識(shí)要求，因此需要拓寬學(xué)習(xí)的渠道與時(shí)間。采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行遙感課程教學(xué)活動(dòng)，可以打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的時(shí)間和空間的限制。為此，建設(shè)了土地航測與遙感網(wǎng)絡(luò)課程項(xiàng)目，目前已建設(shè)了包括網(wǎng)上學(xué)習(xí)、討論、作業(yè)、輔導(dǎo)和答疑、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和測試等多個(gè)欄目和內(nèi)容，以及遙感圖像、遙感課件PPT、遙感教學(xué)視頻、遙感野外實(shí)習(xí)視頻、試題庫與習(xí)題庫、遙感專家報(bào)告等各種資源的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫，積極開展網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自動(dòng)性、互動(dòng)性、研究性地學(xué)習(xí)，師生可以很好地互動(dòng)交流，創(chuàng)新了教學(xué)理念與教學(xué)方式，提高了教學(xué)質(zhì)量。

2.3將遙感實(shí)驗(yàn)分層次進(jìn)行重組，強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)

以往遙感課程的實(shí)驗(yàn)基本上是依附于理論教學(xué)的，實(shí)驗(yàn)往往是驗(yàn)證性為主。這不利于學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力，特別是綜合與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。我們根據(jù)土地航測與遙感課程的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合本校學(xué)生的實(shí)際情況，按照由基礎(chǔ)到應(yīng)用、由單一到綜合的原則，將土地航測與遙感課程的實(shí)踐教學(xué)分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)3個(gè)層次。

1)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以驗(yàn)證課堂學(xué)習(xí)的理論，幫助學(xué)生理解課程的基本知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本技能為目的，是基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)。如學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)掌握地物光譜的測試分析、遙感影像預(yù)處理(不同格式數(shù)據(jù)的讀入與格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)系的定義、投影轉(zhuǎn)換，幾何校正，輻射校正等，圖像融合，圖像鑲嵌及裁剪等)、圖像的增強(qiáng)處理(空間域與頻率域增強(qiáng)處理，輻射增強(qiáng)處理，光譜增強(qiáng)處理等)、遙感影像分類(監(jiān)督分類，非監(jiān)督分類，面向?qū)ο蟮姆诸惣胺诸惡筇幚淼?等。

2)綜合性實(shí)驗(yàn)側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)整體概念和方法的掌握以及綜合利用這些方法解決實(shí)際問題的能力，主要是由學(xué)生根據(jù)前面已經(jīng)掌握的實(shí)驗(yàn)技能由學(xué)生獨(dú)立完成， 以專題作業(yè)的形式出現(xiàn)。如“請(qǐng)根據(jù)提供數(shù)據(jù)制作一幅標(biāo)準(zhǔn)的江西農(nóng)業(yè)大學(xué)遙感影像圖”專題作業(yè)，就涉及如何對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正，如何設(shè)置投影，如何選擇波段組合與圖像增強(qiáng)處理，如何利用矢量數(shù)據(jù)(管轄范圍，道路等)進(jìn)行遙感數(shù)據(jù)的裁剪、配準(zhǔn)，如何對(duì)根據(jù)圖像的色彩、大小、紋理等信息進(jìn)行遙感圖像目視解譯、制作圖例等。

3)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是問題導(dǎo)向的，往往以小組作業(yè)的形式出現(xiàn)，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自主擬定實(shí)驗(yàn)方案，制定實(shí)驗(yàn)路線。一般由3～5人合作完成。如結(jié)合土地集約利用管理的要求，我們設(shè)計(jì)出的“測算江西農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)區(qū)的容積率與建筑密度，判斷我們教學(xué)區(qū)用地是否集約”實(shí)驗(yàn)，就需要學(xué)生對(duì)航片或衛(wèi)片的立體像對(duì)進(jìn)行立體觀測，借助于軟件或立體觀測鏡，準(zhǔn)確測量出建筑物的高度，基地面積等計(jì)算參數(shù)；同時(shí)也可將遙感影像與地籍圖進(jìn)行配準(zhǔn)，對(duì)地籍圖進(jìn)行必要更新后采用地籍圖的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。所有的過程都可以在ERDAS的model中進(jìn)行，提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，同時(shí)也提高了學(xué)生的軟件操作水平，效果較好。

2.4以社會(huì)服務(wù)性項(xiàng)目為載體，提高遙感技術(shù)的專業(yè)服務(wù)能力

土地資源管理專業(yè)不但有系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，而且具有很強(qiáng)的社會(huì)服務(wù)屬性，這是一個(gè)不容否認(rèn)的事實(shí)。近年來的土地新政和不斷發(fā)展的國土資源管理要求，客觀上形成了一個(gè)很大的土地技術(shù)市場。社會(huì)服務(wù)是高校的4大功能之一，在高校內(nèi)開展一定的社會(huì)服務(wù)，不但能夠提高辦學(xué)的信譽(yù)度，而且可以為學(xué)生提供實(shí)習(xí)空間，接觸相關(guān)知識(shí)，間接提高了學(xué)生的就業(yè)率和就業(yè)水平。

大部分的土地資源管理社會(huì)服務(wù)型項(xiàng)目都要用到遙感技術(shù)，如土地利用總體規(guī)劃編制、城市建設(shè)用地集約利用評(píng)價(jià)，低陵緩坡及劣質(zhì)荒灘用地開發(fā)，農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)等。這些社會(huì)服務(wù)型項(xiàng)目為學(xué)生遙感實(shí)踐應(yīng)用能力的鍛煉提供了豐富的素材，遙感技術(shù)與專業(yè)的結(jié)合非常緊密。學(xué)院首先以社會(huì)服務(wù)項(xiàng)目為紐帶，建立了本科生雙導(dǎo)師制度。從新生入學(xué)開始，每一名土地資源管理專業(yè)的學(xué)生根據(jù)雙向選擇的要求，分別從土地資源管理教研室和地理信息科學(xué)教研室選擇在社會(huì)服務(wù)項(xiàng)目上有一定知名度的導(dǎo)師，組成雙導(dǎo)師，建立雙導(dǎo)師制度，明確導(dǎo)師的責(zé)任，強(qiáng)化以社會(huì)服務(wù)項(xiàng)目為載體，培養(yǎng)，提高學(xué)生遙感數(shù)據(jù)處理與信息應(yīng)用與創(chuàng)新能力。實(shí)踐證明，這種模式可以大大提高學(xué)生遙感技術(shù)的應(yīng)用能力，直接服務(wù)于專業(yè)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和實(shí)踐能力。

3　結(jié)束語

近年來，高等院校為適應(yīng)社會(huì)人才需求，在很多非遙感專業(yè)增設(shè)了遙感課程，然而遙感技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)遙感課程的教學(xué)提出了更高的要求。本文在積累了一定教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以土地資源管理專業(yè)的土地航測與遙感課程為例，分析了遙感課程普遍存在的問題，并從強(qiáng)化基礎(chǔ)、改革教學(xué)手段與方法、重新構(gòu)建實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、重視社會(huì)服務(wù)項(xiàng)目的載體作用等方面提出了課程改革措施，對(duì)非遙感專業(yè)的遙感課程改革提出了一定思路[7-8]。當(dāng)然，遙感課程的教學(xué)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，如何順應(yīng)遙感技術(shù)飛速發(fā)展的需要，仍需我們根據(jù)遙感學(xué)科發(fā)展的特點(diǎn)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等諸方面進(jìn)行不斷地探索與研究[9-10]，以進(jìn)一步完善遙感課程的教學(xué)體系，滿足不同專業(yè)對(duì)遙感人才的需求。

[1]趙凌君，蔣詠梅，匡綱要.《遙感圖像解譯》課程改革的實(shí)踐與思考[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2012，25(3)：112-114.

[2]吳學(xué)睿.高校遙感課程教學(xué)改革的探索與思考[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2013，29(10)：247-248

[3]李松，鄧寶昆.貴州特色重點(diǎn)學(xué)科中的遙感課程教學(xué)改革研究[J].中國教育技術(shù)裝備，2014，24：23-25

[4] 王彥東，陳國平.高職高?！稊z影測量與遙感》課程改革探析[J].地理空間信息，2011，9(5)：145-146，152

[5]楊 偉，謝德體，李曉華，等.基于素能本位的高職院校土地資源管理專業(yè)課程教學(xué)改革探析[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2014，39(3)：1-5.

[6]蔡太義，黃會(huì)娟.土地資源管理專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革研究[J].人才培養(yǎng)改革，2013(10)33-34，68.

[7] 文楓.基于工程實(shí)踐能力的土地資源管理專業(yè)人才培養(yǎng)方案改革研究[J].科教園地，2014，25(2)：171-173.

[8]張勇，韓志才.應(yīng)用型地方本科院校土地資源管理專業(yè)建設(shè)的思考——以池州學(xué)院為例[J].中國農(nóng)業(yè)教育，2013(5)：33-37.

[9]王承武，王志強(qiáng)，趙俊.土地資源管理專業(yè)本科人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐[J].高教論壇，2013(6)：49-50，63.

[10]趙中秋.土地資源管理專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建與思考[J].科教文匯旬刊， 2013(29)：37-38.

Problems and Countermeasures of the Education of Remote Sensing Courses for Non-remote Sensing Major

CHEN Wenbo

(CollegeofLandResourcesManagementandEnvironment，JiangxiAgriculturalUniversity，Nanchang330045，China)

Thewidespreadapplicationofremotesensingmakestheestablishmentofcoursesinmanyrelatedmajors.Howtoimprovetheteachingqualityisaproblemworththinkingoftheremotesensingcoursesfornon-remotesensingmajor.Basedonremotesensingcourseoflandresourcemanagementmajor，thispaperanalyzestheproblemsofteaching，andputsforwardthetargetandmeasuresoftheeducationreformofthecourse.Itcouldprovideastringofthoughtofhowtoreformtheremotesensingcoursesoutsidethemajortoabetterway.

remotesensingcourses；landresourcesmanagement；teaching；reform

2014-06-29；修改日期: 2014-08-19

江西省土地資源管理專業(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目(贛高教字[2014]42)。

陳文波(1974-)，男，博士，教授，主要從事土地資源管理方面的研究。

G642.0

Adoi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.04.032