高校地學(xué)專業(yè)遙感類課程教學(xué)改革研究

李苗 萬魯河 張冬有

【摘要】遙感是一門多學(xué)科的交叉學(xué)科，也是當前發(fā)展較快、實踐性非常強的一門學(xué)科。目前，國內(nèi)外很多高校地學(xué)本科專業(yè)都開設(shè)了遙感類相關(guān)課程。本文根據(jù)本校地學(xué)各個專業(yè)的特點，結(jié)合作者近三年的教學(xué)經(jīng)驗及學(xué)生反饋意見，分析了遙感課程教學(xué)現(xiàn)狀。進而提出構(gòu)建合理的課程體系、緊跟學(xué)科發(fā)展前沿等遙感課程實踐教學(xué)改革對策。

【關(guān)鍵詞】遙感 教學(xué)改革 課程體系 教學(xué)方法

【中圖分類號】G640 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）07-0249-02

遙感具有可以進行大面積同步觀測以及獲得的數(shù)據(jù)具有時效性等特點，成為地球資源調(diào)查、土地利用、環(huán)境監(jiān)測以及全球性研究的探測手段，為地理學(xué)科相關(guān)研究提供了第一手資料[1]。近些年來隨著科技的發(fā)展和科研的進步，遙感作為采集地球數(shù)據(jù)及其變化信息的重要技術(shù)手段被越來越多的人知曉。從20世紀80年代開始，國內(nèi)外有很多高校也都相繼開設(shè)遙感課程。現(xiàn)階段我國為遙感專業(yè)人才培養(yǎng)設(shè)置的本科專業(yè)主要有攝影測量與遙感、地理信息科學(xué)、遙感科學(xué)與技術(shù)等，在這些專業(yè)的培養(yǎng)方案中《遙感導(dǎo)論》和《遙感圖像處理》在多數(shù)高等院校中都有開設(shè)，一般都將這兩門課程列為專業(yè)核心課程或者專業(yè)必修課程[2]。但各高校開設(shè)的遙感課程教學(xué)模式互不相同，培養(yǎng)出的學(xué)生的能力也各不相同。遙感技術(shù)作為相關(guān)研究領(lǐng)域不可替代的先進技術(shù)手段，其課程教學(xué)模式直接影響應(yīng)用型遙感人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)[1]。本文將以哈爾濱師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院的遙感類相關(guān)課程的設(shè)置為例，分析本校遙感課程教學(xué)的現(xiàn)狀，提出遙感課程實踐教學(xué)改革對策。

一、遙感課程教學(xué)現(xiàn)狀

遙感類課程中不少教師仍然沿襲了示范性教學(xué)方式，教學(xué)手段單一、師生互動少、實驗項目以教師操作學(xué)生模仿為主。學(xué)生按部就班地按照實驗指導(dǎo)書完成步驟，機械地操作，思維能力難以得到提高，導(dǎo)致技能和方法不能向?qū)嶋H應(yīng)用能力轉(zhuǎn)移[3]。以本校為例，該校地理科學(xué)學(xué)院下面有五個專業(yè)：地理科學(xué)、自然地理與資源環(huán)境、人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、資源勘查工程以及地理信息科學(xué)。其中前四個專業(yè)開設(shè)的都是《遙感概論》這門課，只有地理信息系統(tǒng)專業(yè)增加了《遙感圖像處理》。而《遙感概論》是大二上學(xué)期開設(shè)，《遙感圖像處理》是大三上學(xué)期開設(shè)，二者之間相隔時間較遠，不能很好的銜接。遙感概論的教材一直用的是梅安新等學(xué)者編著的《遙感導(dǎo)論》，這本書內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)合理，但是自2001年最后一次修訂后就再沒有更新。而在課程設(shè)置上面，前三個專業(yè)都是48學(xué)時理論和8學(xué)時上機，共56學(xué)時，相比較來說上機實踐內(nèi)容過少。掌握相關(guān)的遙感圖像處理及分類等實踐操作技能對于自然地理與資源環(huán)境和人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)非常必要，所以應(yīng)該考慮適當?shù)脑黾舆b感概論的學(xué)時數(shù)，調(diào)整實踐部分和理論部分的比例。

二、遙感課程實踐教學(xué)改革對策

1.構(gòu)建適合地理專業(yè)的課程體系

對于地理學(xué)科來說下面有不同的專業(yè)，而對于不同的專業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身的專業(yè)特點開設(shè)不同的遙感類課程。針對非GIS 專業(yè)的學(xué)生，要突出遙感實驗教學(xué)的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性特點。從遙感影像的下載到簡單的處理，最后利用遙感影像進行地物信息提取等，層層深入，使學(xué)生掌握遙感影像處理的基本方法，并能直接針對實際問題處理和分析影像[4]。例如地理科學(xué)專業(yè)以培養(yǎng)未來的人民教師為主，對于遙感類課程可以只開設(shè)《遙感概論》等基礎(chǔ)課程，通過這門課的學(xué)習(xí)可以了解遙感的概念、遙感系統(tǒng)、遙感成像原理與遙感圖像特征、遙感圖像處理、遙感解譯與制圖以及遙感的原理與應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容。人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)在《遙感概論》的基礎(chǔ)上應(yīng)該學(xué)習(xí)城市遙感的內(nèi)容。武漢大學(xué)邵振峰教授出版的《城市遙感》，這本書里面介紹了城市遙感基礎(chǔ)、城市遙感傳感器和遙感平臺、城市遙感影像解譯與判讀、城市影像分類、城市現(xiàn)狀地物的提取、基于遙感影像的城市基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)更新、城市人工目標的三維重建、城市目標的變化檢測、城市影像檢索、城市遙感影像融合等基礎(chǔ)知識，而且還介紹了城市數(shù)字園林遙感應(yīng)用、城市地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測、城市市政精細管理遙感應(yīng)用、遙感在城市規(guī)劃中的應(yīng)用、城市環(huán)境遙感監(jiān)測等應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容，人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的學(xué)生可以從該教材中學(xué)到專業(yè)相關(guān)知識，對于理論和應(yīng)用都有一定的意義[5]。資源勘查工程專業(yè)應(yīng)該開設(shè)《遙感地質(zhì)學(xué)》，該教材在遙感基本概念、物理基礎(chǔ)、成像原理、圖像特征、數(shù)字圖像處理、地學(xué)分析方法等知識的基礎(chǔ)上，強調(diào)了地質(zhì)解澤、多光譜及高光譜在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用及實例、遙感地質(zhì)調(diào)查程序及方法等內(nèi)容，在教學(xué)方法上強調(diào)理論與實踐的結(jié)合，注重遙感實踐能力的培養(yǎng)，相對來說更加適合資源勘查工程專業(yè)使用[6]。自然地理與資源環(huán)境專業(yè)可以注重環(huán)境遙感方面的學(xué)習(xí)，例如王橋等編寫的《環(huán)境遙感》，該教材面向環(huán)境遙感教學(xué)和我國環(huán)境保護工作的實際需要，全面闡述了環(huán)境遙感的基本原理、方法和應(yīng)用特點，探討了環(huán)境遙感技術(shù)在環(huán)境保護領(lǐng)域中應(yīng)用的技術(shù)途徑，并結(jié)合具體例子，介紹了環(huán)境遙感的基本概念、環(huán)境遙感信息獲取的手段、環(huán)境遙感圖像處理與信息提取方法、水環(huán)境遙感、大氣環(huán)境遙感、生態(tài)環(huán)境遙感、災(zāi)害遙感、環(huán)境遙感與地理信息系統(tǒng)的集成以及環(huán)境遙感應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)[7]。對于地理信息系統(tǒng)專業(yè)來說，除了開設(shè)《遙感概論》等遙感基礎(chǔ)課程以外，還應(yīng)該開設(shè)《高光譜遙感》、《微波遙感》以及《遙感圖像處理與應(yīng)用》等相關(guān)課程。更加深入的學(xué)習(xí)遙感數(shù)字圖像增強處理、融合處理和分類處理、遙感數(shù)字圖像的分割處理和匹配等應(yīng)用技術(shù)。

2.緊跟學(xué)科發(fā)展前沿

隨著各類衛(wèi)星的發(fā)射，遙感數(shù)據(jù)不斷更新，隨之而來的新理論和新方法也應(yīng)該不斷被提出[8]。例如遙感概論教材中關(guān)于陸地衛(wèi)星Langsat系列衛(wèi)星的介紹是到Landsat 7，但是現(xiàn)在用的比較廣泛、影像質(zhì)量較好的是Landsat 8；對于Spot系列衛(wèi)星的介紹還是停留在1998年發(fā)射的SPOT4，現(xiàn)在SPOT7已經(jīng)被應(yīng)用；對于中巴地球資源衛(wèi)星的介紹是資源一號01，目前資源一號04星的影像已經(jīng)被成功應(yīng)用。中國第一個目標飛行器天宮一號于2011年9月29日21時16分03秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射。天宮二號空間實驗室已于2016年9月15日22時04分09秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，將與神舟十一號飛船對接。近些年來，無論是中國還是世界范圍內(nèi)越來越多的高分辨率衛(wèi)星被發(fā)射，教師在講授遙感類課程時不能僅僅局限于課本，要時刻把握學(xué)科發(fā)展前沿，及時更新教學(xué)內(nèi)容，把教材上沒有的一些學(xué)科前沿補充到教學(xué)中。讓學(xué)生廣泛了解ERDAS、PCI、ENVI等相關(guān)的遙感圖像處理軟件，定期更新相關(guān)的實踐操作的實習(xí)指導(dǎo)書。

三、結(jié)束語

近年來，高等院校為適應(yīng)社會人才需求，在地理學(xué)和測繪學(xué)中普遍增設(shè)了遙感類課程，然而遙感技術(shù)的快速發(fā)展對遙感課程的教學(xué)提出了更高的要求。遙感課程的教學(xué)是一項長期而復(fù)雜的工作，為了跟隨遙感技術(shù)飛速發(fā)展的需要，我們要在課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進行不斷的探索與研究，以進一步完善遙感類課程的需要，并鼓勵和支持學(xué)生參加各種競賽，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和團隊意識，為社會培養(yǎng)遙感類應(yīng)用型人才。

參考文獻：

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