人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)《遙感概論》課程改革探索

趙冰雪

（池州學(xué)院地理與規(guī)劃學(xué)院，安徽池州247000）

遙感是現(xiàn)代空間信息學(xué)的核心技術(shù)之一，是20世紀(jì)中后期發(fā)展起來的一門新興學(xué)科[1]，它與地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)構(gòu)成的3S技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于國土、城市規(guī)劃、環(huán)境、農(nóng)林等各個領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來越重要的作用[2]。為滿足社會對遙感人才日益增多的需求，目前國內(nèi)約有170余所高校將遙感類課程列入了教學(xué)計(jì)劃。

結(jié)合近幾年《遙感概論》課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，立足于人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)，對該課程的教學(xué)改革進(jìn)行初步探索。

1 人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)具備地理知識背景的，掌握本專業(yè)基本理論與知識技能，能夠運(yùn)用地理信息、遙感、測量以及計(jì)算機(jī)地圖制圖等技術(shù)分析和解決現(xiàn)實(shí)問題，在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、城市景觀設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃管理行業(yè)從事規(guī)劃、設(shè)計(jì)與管理工作的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[3]。對照專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)不難發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)遙感技術(shù)對于該專業(yè)的學(xué)生是必不可少的，尤其是隨著現(xiàn)代遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，利用高分辨率遙感衛(wèi)星影像和無人機(jī)航空遙感圖像獲取城市空間信息，為城市總體規(guī)劃和區(qū)域詳細(xì)規(guī)劃提供輔助決策，為國土資源監(jiān)測提供科學(xué)的支持，遙感技術(shù)在人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)中的作用日益顯著。

2 課程教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 學(xué)科背景不統(tǒng)一

人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)在高考招生時是文理兼招，文科生約占班級人數(shù)的三分之一。而遙感概論理論性、抽象性強(qiáng)，涉及到較多的物理基礎(chǔ)、圖像處理算法等，在授課過程中，感覺這部分內(nèi)容對于文科背景的學(xué)生來說比較吃力，導(dǎo)致這部分學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒。

2.2 課程定位不明確

《遙感概論》是一門實(shí)踐性和綜合性很強(qiáng)的課程，具有地理學(xué)背景的專業(yè)如地理科學(xué)、地理信息科學(xué)和測繪工程都開設(shè)。目前在遙感課程教學(xué)過程中，所有專業(yè)的授課內(nèi)容都相同，實(shí)踐教學(xué)設(shè)置也基本一致，遙感技術(shù)在人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)能夠發(fā)揮哪些具體的作用不突出，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性普遍不高。

2.3 教學(xué)軟硬件受限

教學(xué)軟硬件設(shè)施是教學(xué)開展的前提條件，直接決定了教學(xué)效果的好壞。在講到典型地物的光譜特征時，由于缺少地物光譜儀，便無法開展地物光譜數(shù)據(jù)的采集與光譜曲線的繪制為主題的課內(nèi)實(shí)踐，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)地物光譜的難度。另外，由于高分辨率遙感數(shù)據(jù)價格昂貴，目前實(shí)驗(yàn)課所用數(shù)據(jù)主要以軟件自帶的數(shù)據(jù)和網(wǎng)上下載的中低分辨率衛(wèi)星影像為主，導(dǎo)致面向?qū)ο髨D像分類等實(shí)驗(yàn)開設(shè)效果不佳。

3 課程教學(xué)改革

3.1 教材的選擇與更新

通過對比市場上已有的遙感類教材，主要包括《遙感概論》《現(xiàn)代遙感導(dǎo)論》《遙感原理與應(yīng)用》《遙感應(yīng)用分析原理與方法》等教材。從內(nèi)容設(shè)置和出版時間進(jìn)行對比，周廷剛的《遙感原理與應(yīng)用》內(nèi)容較新，章節(jié)設(shè)置合理，且為“十二五”規(guī)劃教材。圍繞“遙感概念→遙感物理基礎(chǔ)→遙感數(shù)據(jù)的采集與處理→信息的提取與應(yīng)用”這一主線，深入淺出地介紹遙感的基本概念和原理，有助于學(xué)生從整體上把握課程內(nèi)容。因此，我校以這本教材作為主講教材，其他幾本作為輔助教材。除此之外，還要及時補(bǔ)充教材上沒有的遙感最新技術(shù)成果，豐富理論教學(xué)，筆者制作的《遙感概論》課件榮獲2015年校級優(yōu)秀多媒體課件。

3.2 理論教學(xué)手段創(chuàng)新

遙感課程的概念多、理論性強(qiáng)，在課堂教學(xué)過程中應(yīng)采用巧設(shè)疑問、分組討論等互動式的教學(xué)方法，尤其應(yīng)注重第一節(jié)課的教學(xué)，逐步引領(lǐng)初學(xué)者進(jìn)入遙感的大門。如在講到大氣散射時，可以首先設(shè)置問題“晴朗的天空為什么呈藍(lán)色，朝霞和夕陽為什么呈橘紅色，云為什么是白色”，接著引入大氣散射的原理，散射的分類和對遙感圖像質(zhì)量的影響等內(nèi)容，從而將學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)。教學(xué)手段主要采用多媒體講授的方式，為了加深學(xué)生對理論知識的理解，可以將遙感圖像處理軟件ENVI貫穿于理論教學(xué)中。在講解Landsat衛(wèi)星參數(shù)時，可現(xiàn)場演示如何選取并下載包含池州市的遙感影像。結(jié)合專業(yè)背景，介紹遙感在城市規(guī)劃中的應(yīng)用案例，使學(xué)生直觀地了解遙感的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.3 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的重要補(bǔ)充，是學(xué)生掌握實(shí)踐技能的重要環(huán)節(jié)。在我校的《遙感概論》課程教學(xué)改革中，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為兩部分：一是驗(yàn)證知識型實(shí)驗(yàn)，與課堂理論教學(xué)同步，主要鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識、訓(xùn)練學(xué)生的遙感信息處理的基本技能；二是遙感應(yīng)用綜合性實(shí)驗(yàn)，包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與預(yù)處理（輻射定標(biāo)、圖像配準(zhǔn)、大氣校正、圖像裁剪等）、信息提取與分析等內(nèi)容。針對人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，設(shè)置土地利用動態(tài)變化監(jiān)測、高分辨影像城市綠地信息提取等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（表1）。同時，為了增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，實(shí)驗(yàn)所用數(shù)據(jù)最好是學(xué)生熟悉的區(qū)域，如貴池區(qū)或?qū)W校周邊的影像，且由學(xué)生自己下載、處理和信息提取，而不是直接由指導(dǎo)教師提供；另外，在綜合性實(shí)踐教學(xué)中注重整體思路講解，僅僅提供一個框架流程，而不是提供完整的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上獨(dú)立思考完成實(shí)驗(yàn)。

表1 實(shí)驗(yàn)課時內(nèi)容設(shè)置

3.4 網(wǎng)絡(luò)平臺課程建設(shè)

課堂教學(xué)固然是最主要的學(xué)習(xí)形式，但在信息化不斷發(fā)展的今天，僅靠課堂上45分鐘遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。為此，我們可以借助多媒體手段（QQ、We-Chat、E-mail）與學(xué)生互動，注重學(xué)生教學(xué)效果的反饋。同時，還要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程平臺的搭建，一方面通過在Google Earth、USGS、地理空間數(shù)據(jù)云等網(wǎng)站下載遙感數(shù)據(jù)，盡可能建立完整的遙感圖像實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫；另一方面，要完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，在課件、課后作業(yè)、輔導(dǎo)和答疑、試題庫與習(xí)題庫等模塊中加入課程內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生自主、互動式地學(xué)習(xí)，為學(xué)生提供一種新型的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)平臺。

3.5 課程考核機(jī)制改革

考核方式改革的基本原則是注重平時的過程學(xué)習(xí)，增加平時成績比重。理論課程的考核包括課堂考勤、課程小論文、課后作業(yè)幾部分。其中，課程小論文的考核要求將全班分為10組，用一周的時間查找遙感的相關(guān)知識并小組匯報(bào)；課后作業(yè)的布置也由以往的固定答案改為開放式問題，要求學(xué)生思考并查找資料才能完成。即最終成績由“考勤+小論文成績+課后作業(yè)+閉卷考試”組成。實(shí)踐技能的考核采用上機(jī)考核的方式，90分鐘內(nèi)完成指定區(qū)域遙感影像的預(yù)處理和信息提取。