高等院校遙感課程教學探析

劉秀英++熊建利

摘要 大學專業(yè)課程各教學環(huán)節(jié)的深入探索和分析對于本科教學質量的提高非常重要。本文針對資源環(huán)境科學專業(yè)開設的遙感課程，從教材的選取、教學內(nèi)容的取舍及講解的詳略程度、PPT教學與學生為主體參與教學相結合、實驗環(huán)節(jié)增設綜合實驗項目4個方面進行了深入的分析和探討，旨在增強學生的學習主動性和興趣，提高學生掌握遙感技術解決環(huán)境問題的能力，最終實現(xiàn)教學質量的提高。

關鍵詞 高等院校；遙感課程；教學；教材；教學方法；實驗

中圖分類號 G642 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）07-0288-02

遙感技術是20世紀60年代興起并迅速發(fā)展起來的一門綜合性探測技術，它是建立在現(xiàn)代物理學（光學、紅外線技術、微波技術、激光技術、全息技術等）、空間技術、計算機技術以及數(shù)學方法和地學規(guī)律基礎之上的一門新興科學技術[1]。遙感是現(xiàn)代空間信息獲取與更新最重要的技術手段之一，已被廣泛應用于測繪、地球科學、國土、城市建設、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)境、氣象、海洋等諸多政府部門和社會、經(jīng)濟領域[2-3]。隨著遙感技術越來越廣泛而深入的應用，自20世紀80年代以來，我國各高等院校紛紛開設相關專業(yè)和課程[4]，引導學生利用遙感技術解決自身專業(yè)領域的相關問題[5]。資源環(huán)境科學專業(yè)開設了遙感概論課程，作為一門專業(yè)基礎必修課，該課程的內(nèi)容在本專業(yè)其他課程上均有涉及或應用，比如土地利用規(guī)劃學、土壤地理學、地理信息系統(tǒng)、普通地質學等[6]，本課程的學習效果直接影響后續(xù)課程的學習乃至學生將來的就業(yè)，其重要性不言而喻。但是在課時有限、教學資源相對短缺的情況下，如何教好并讓學生學好這樣一門理論性和技術性都很強的課程，需要對教學中的各個環(huán)節(jié)進行探析。

1 遙感課程教學探析

1.1 教材選擇

隨著計算機技術、空間技術和信息技術的發(fā)展，遙感作為一門新興的科學得到快速發(fā)展。目前，有關遙感方面的教材很多，但是各類教材內(nèi)容和重點各具特色，又各有其局限性，并且由于出版周期等的限制，其內(nèi)容始終與最新的遙感衛(wèi)星發(fā)展有一定的差距[7]。本專業(yè)一直選擇《遙感導論》[8]作為教材進行講授，該教材是由高教出版社出版的面向21世紀課程教材。但是該教材自出版后并未再版，因而存在對實際應用和學術前沿關注不夠的弊端，故根據(jù)資源環(huán)境科學專業(yè)的培養(yǎng)目標和學生的就業(yè)領域精選了幾本輔助教材，并整合教材內(nèi)容進行講授。輔助教材選擇的是《高光譜遙感-原理、技術與應用》[9]《環(huán)境遙感監(jiān)測與應用》[10]《遙感基礎與應用》[11]等。最新出版的教材《遙感原理與應用》[12]讀者評價很高，也可以作為輔助教材。以上教材與專著的出版時間相對較晚，基本涵蓋了遙感技術的最新發(fā)展及應用的最新領域，并結合了資源環(huán)境科學專業(yè)的實際應用，對主講教材起到了有益的補充。當然備課時還需要到相關網(wǎng)站查閱最新的參考信息，了解遙感衛(wèi)星的最新發(fā)展動態(tài)[7]。

1.2 教學內(nèi)容

資源環(huán)境專業(yè)并沒有設置很多關于計算機知識、測繪知識以及空間科學、信息科學等方面內(nèi)容的課程，這就給遙感課程的教學帶來相當大的困難[13]。資源環(huán)境科學專業(yè)開設遙感課程的目的主要是要求學生通過學習該門課程能夠掌握遙感基礎知識，并學會將這一先進技術應用于資源環(huán)境領域，比如資源調(diào)查與環(huán)境監(jiān)測等。因此，根據(jù)遙感課程教學目標和學生的實際情況，對涉及較多物理、數(shù)學、計算機、測繪和空間科學的電磁輻射、遙感成像原理及圖像處理的各種算法等純理論的內(nèi)容進行簡化、精講。而對于學生感興趣，并與實際應用結合緊密的資源環(huán)境遙感專題應用方面的內(nèi)容適當增加課時，結合實際案例進行剖析，將理論與實際應用結合進行詳細講解，并進行實時演示，讓學生掌握遙感技術實際應用的流程，增強學習興趣，并為后續(xù)遙感實驗課程的順利開設做鋪墊。比如講解土地利用遙感監(jiān)測專題時可以結合科研課題，以洛陽市的土地利用遙感監(jiān)測為案例，從數(shù)據(jù)收集、資料整理、技術路線與方法、結果分析幾個方面進行講解和演示，讓學生對于遙感圖像處理方法及信息提取，比如幾何精校正、波段組合、增強處理、圖像融合、圖像分類等有進一步的了解，并對前期所學基礎知識進行復習，對于遙感技術的專題應用有切身體會，從而增強學生的學習興趣。

1.3 教學方法

作為現(xiàn)代教學方法之一的多媒體教學法，具有信息容量大、表現(xiàn)形式多樣、圖文并茂、聲像并舉、直觀明了等傳統(tǒng)板書無法比擬的優(yōu)勢[6]。但是，教學過程中存在教師過分依賴多媒體教學的情況，比如將教材內(nèi)容原版搬至PPT，沒有進行取舍，然后教師對著PPT進行“滿堂灌”式的講授；而學生在教師這種方式的教導下，被動地接收，缺乏思考，存在教學內(nèi)容難以被消化、吸收的現(xiàn)象。要改變教師“眉飛色舞滿堂灌”、學生“呆若木雞聽”的現(xiàn)狀，就必須在利用課件教學時，創(chuàng)造性地運用教師與學生“雙向互動式”和“討論式”的教學法，設法讓學生參與教學過程，發(fā)揮其主體性作用[14]。比如進行圖像增強處理內(nèi)容講解之前，教師可以鼓勵學生進行分組，課后以小組為單位通過教師提供的網(wǎng)站免費下載學?；蛘咂渌煜^(qū)域的遙感圖像，然后查閱資料以多種增強方法對同一遙感圖像進行處理，比較各種增強處理后遙感圖像的變化及特征，并進行總結，準備好PPT課堂匯報和討論。在教師課堂講解“圖像增強處理”內(nèi)容時，可以選擇一組制作美觀且內(nèi)容較全面的PPT由學生進行現(xiàn)場匯報，然后全班學生和教師一起參與討論，之后教師總結存在的問題，有針對性地進行詳細分析、講解，這樣不但調(diào)動了學生作為學習主體的能動性，也增強了學生的學習興趣及主動性，并且通過學生自己查閱資料解決問題的學習過程，最終的教學效果遠優(yōu)于被動式接收知識。

1.4 實驗環(huán)節(jié)

實驗教學不但是遙感課程教學的重要組成部分，而且是學生實踐技能培養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié)[15]。目前，國內(nèi)缺乏普適性較強的遙感上機實驗課程教材，這是各大院校遙感課程教師普遍的感覺，因而各大院校使用的實驗教材多為自編[16]。資源環(huán)境科學專業(yè)的實驗教材是教師根據(jù)現(xiàn)有的實驗條件、學生的實際情況自編的。對于驗證性的實驗，教師只需要將必要的步驟在實驗教材中體現(xiàn)出來，而沒必要將每一個步驟細化，這樣實驗教程既起到了提綱挈領的作用，也給學生提供了思考的余地。實驗課設置的時間最好在理論課講授完之后的1～2周進行，這樣學生既可以對上課講授的內(nèi)容進行復習，又可以通過上機操作對遙感圖像處理過程加深理解。最后必須增設一個綜合性專題實驗，將遙感預處理、增強處理、分類及野外調(diào)查、現(xiàn)場解譯、專題制圖等知識串聯(lián)起來。鼓勵學生課外查找資料，自己確定具體的專題實驗項目，然后在教師的輔導和各小組成員通力合作下完成資料的收集、技術路線和方法的確定、野外調(diào)查和解譯、專題圖的制作。通過綜合性實驗的完成，學生不但對所學的遙感知識有了更多的了解和理解，而且可以掌握遙感技術解決實際問題的流程。最后，教師對學生的實驗結果給予中肯的評價與鼓勵。

2 結語

遙感是一門涉及多學科知識的綜合性課程，其理論性、技術性和實踐性都很強。本文僅對資源環(huán)境科學專業(yè)遙感課程教學的4個核心環(huán)節(jié)進行了深入的探討，對于本課程的教學方法今后還將繼續(xù)在教學過程中進行學習和研究，以便進一步提高學生的積極主動性和學習興趣，改善教學效果，提高教學質量。

3 參考文獻

[1] 周廷剛，何勇，楊華，等.遙感原理與應用[M].北京：科學出版社，2016.

[2] 湯國安，張友順，劉詠梅，等.遙感數(shù)字圖像處理[M].北京：科學出版社，2004.

[3] 秦文俊.《遙感圖像處理》課程教學在地理學專業(yè)中的探索與實踐[J].現(xiàn)代測繪，2007，30（6）：45-48.

[4] 陳述彭，趙英時.遙感地學分析[M].北京：測繪科學出版社，1989.

[5] 劉繼琳，萬幼川，馬吉平，等.遙感系列課程輔助實驗教學系統(tǒng)的設計與應用[J].實驗室研究與探索，2007，26（3）：78-80.

[6] 劉秀英，熊建利.遙感課程教學改革淺析[J].中國科技信息，2012 （22）：218-219.

[7] 陳星彤，童潔，劉春紅.遙感原理在測繪專業(yè)教學改革探索[J].礦山測量，2008（2）：79-80.

[8] 梅安新.遙感導論[M].北京：高等教育出版社，2001.

[9] 童慶禧，張兵，鄭蘭芬.高光譜遙感-原理、技術與應用[M].1版.北京：高等教育出版社，2006.

[10] 王文杰，蔣衛(wèi)國，王維，等.環(huán)境遙感監(jiān)測與應用[M].1版.北京：中國環(huán)境科學出版社，2011.

[11] 鄧良基.遙感基礎與應用[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2009.

[12] 周廷剛.遙感原理與應用[M].北京：科學出版社，2016.

[13] 鄧榮鑫.資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)《遙感》課程教學探討[J].地理空間信息，2013，11（1）：156-157.

[14] 林卉，胡晉山.《遙感原理及應用》課程開展雙語教學的體會與思考[J].海洋測繪，2005，25（1）：76-78.

[15] 張飛，買買提·沙吾提，丁建麗.《遙感概論》精品課程的“教學與科研互動模式”探索[J].科技創(chuàng)新導報，2011（3）：174.

[16] 張運.遙感實踐課程教學內(nèi)容與方法改革探索[J].科技信息，2011（12）：512-513.