農(nóng)業(yè)院?！斑b感與信息技術(shù)”課程改革初探

熊勤學(xué)　蔣舜堯　尚正春　李燕麗

[摘 要] “遙感與信息技術(shù)”課程是農(nóng)業(yè)院校重要專業(yè)基礎(chǔ)課，主要為農(nóng)業(yè)科學(xué)提供新的研究方法與手段，本文通過(guò)分析目前農(nóng)業(yè)院?！斑b感與信息技術(shù)”授課過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出了農(nóng)業(yè)院?！斑b感與信息技術(shù)”課程改革的具體方法，為農(nóng)業(yè)院校“遙感與信息技術(shù)”課程教學(xué)順利進(jìn)行提供幫助。

[關(guān)鍵詞] 遙感與信息技術(shù)；課程改革；農(nóng)業(yè)院校

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1008-2549（2019） 05-0076-02

“遙感與信息技術(shù)”是把農(nóng)業(yè)遙感學(xué)和地理信息系統(tǒng)學(xué)整合在一起的一門課程，屬長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院所有專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是農(nóng)業(yè)院校農(nóng)業(yè)信息化唯一的相關(guān)課程，課程定位是學(xué)習(xí)“遙感與信息技術(shù)”基本理論和方法，熟悉遙感與地理信息學(xué)相關(guān)軟件的操作，并將它作為工具，為農(nóng)業(yè)科學(xué)提供定性的研究方法與研究手段，以此來(lái)服務(wù)于自己的專業(yè)。由于相關(guān)學(xué)科知識(shí)的欠缺，“遙感與信息技術(shù)”課程成為農(nóng)業(yè)院校學(xué)生迫切希望掌握但很難學(xué)好的課程之一，為此國(guó)內(nèi)外圍繞此課程的教學(xué)改革有很多，最典型的有：譚昌偉[1]對(duì)揚(yáng)州大學(xué)遙感導(dǎo)論課程進(jìn)行重新編排，弱化復(fù)雜的理論推理，強(qiáng)化農(nóng)業(yè)遙感案例講解，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；徐世永[2]采用直觀教學(xué)方式對(duì)林業(yè)遙感課程進(jìn)行改革；沙晉明[3]等在教學(xué)方式上采用了多媒體方式和啟發(fā)引導(dǎo)相結(jié)合，增加學(xué)生的實(shí)踐課時(shí)等教改活動(dòng)提高學(xué)生學(xué)習(xí)遙感導(dǎo)論的熱情；董芳[4]等則通過(guò)改進(jìn)遙感實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式進(jìn)行遙感課程改革；賈澤露[5]通過(guò)分析非GIS專業(yè)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生學(xué)科背景的基礎(chǔ)上， 對(duì)非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)教學(xué)中教師要求、教材選擇、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式等諸方面進(jìn)行了分析總結(jié)， 并提出了對(duì)非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)的一些建議。由上可知，目前對(duì)“遙感與信息技術(shù)”方面的改革停留在某方面、片面的改革，為適應(yīng)信息化時(shí)代和社會(huì)需求的變化，農(nóng)業(yè)院?！斑b感與信息技術(shù)”課程教學(xué)的改革勢(shì)在必行。

一 課程面臨的主要問(wèn)題

（一）前期必備的知識(shí)缺乏，學(xué)生學(xué)習(xí)困難

遙感與地理信技術(shù)是一門集計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、傳統(tǒng)地理與測(cè)繪科學(xué)、數(shù)學(xué)空間科學(xué)等為一體的學(xué)科，要求學(xué)生要有較廣博的知識(shí)基礎(chǔ)，如地理學(xué)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言和數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)等，但農(nóng)業(yè)院校的學(xué)生一般在大學(xué)二年級(jí)開(kāi)設(shè)遙感與地理信技術(shù)，除了有一點(diǎn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)外，其他知識(shí)匱乏，課程講授中只要涉及遙感與地理信息系統(tǒng)原理，如數(shù)字圖像的表達(dá)與處理、監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類、GIS空間分析方法，學(xué)生完全像聽(tīng)“天書(shū)”一樣，久而久之，就提供失去了學(xué)習(xí)的興趣。

（二）部分內(nèi)容陳舊，滯后于“遙感與信息技術(shù)”快速發(fā)展的現(xiàn)狀

“遙感與信息技術(shù)”課程中還在介紹遙感目視解釋方法等早已在數(shù)字化時(shí)代被淘汰的知識(shí)，同時(shí)基于像素的分類技術(shù)、二維的地理信息結(jié)構(gòu)與目前蓬勃發(fā)展的面向?qū)ο蟮姆诸惣夹g(shù)、基于大數(shù)據(jù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類技術(shù)、地物自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、3D-GIS實(shí)現(xiàn)技術(shù)等新知識(shí)來(lái)講顯得過(guò)于陳舊，而這項(xiàng)技術(shù)在宏觀農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也推動(dòng)了農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，如運(yùn)用面向?qū)ο蟮姆诸惣夹g(shù)實(shí)現(xiàn)作物種植空間信息的提取、基于大數(shù)據(jù)的農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)等，是學(xué)生今后服務(wù)于三農(nóng)的好方法與手段。

（三）缺乏實(shí)驗(yàn)課教材、農(nóng)業(yè)案例偏少，難以培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，動(dòng)手能力的提高更是無(wú)從談起

課程目的是將遙感與地理信技術(shù)相關(guān)方法與手段引入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，但目前還沒(méi)有一本專門適合于農(nóng)業(yè)院校的實(shí)驗(yàn)教材，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容很少與農(nóng)業(yè)相關(guān)，起不到引領(lǐng)學(xué)生在今后農(nóng)學(xué)中運(yùn)用的目的，學(xué)生覺(jué)得課程學(xué)習(xí)難以外，還覺(jué)得課程沒(méi)有用處。

（四）課程學(xué)習(xí)的學(xué)時(shí)較少，學(xué)生參與不夠

目前農(nóng)業(yè)院校遙感與地理信技術(shù)課程只有32學(xué)時(shí)左右的教學(xué)學(xué)時(shí)，將兩門課共64學(xué)時(shí)的內(nèi)容壓縮到32學(xué)時(shí)，對(duì)教師而言將每個(gè)知識(shí)點(diǎn)講清講透是一個(gè)挑戰(zhàn)，對(duì)學(xué)生而言需要掌握的知識(shí)點(diǎn)太多，沒(méi)時(shí)間消化，每年教學(xué)時(shí)會(huì)出現(xiàn)講緒論時(shí)學(xué)生一臉興奮，課程結(jié)束時(shí)學(xué)生一臉茫然。

二 課程改革的主要途徑

（一）穩(wěn)定教師隊(duì)伍，以科研促教學(xué)，提高教師教學(xué)水平，提升教學(xué)軟硬件水平

農(nóng)業(yè)院校“遙感與地理信技術(shù)”課程不是主干課程，課程會(huì)由非遙感與地理信技術(shù)專業(yè)的教師帶或者只有1～2名專業(yè)教師，不可能通過(guò)引進(jìn)來(lái)走出去雙向交流的方法提高教師教學(xué)水平，教師隊(duì)伍的穩(wěn)定發(fā)展是教學(xué)質(zhì)量重要保證，專業(yè)教師可以通過(guò)科研尋求自己發(fā)展的同時(shí)，也會(huì)自覺(jué)地緊跟專業(yè)發(fā)展最前沿，相應(yīng)累積最新案例，同時(shí)教師還應(yīng)積極參加各種學(xué)術(shù)交流活動(dòng)， 為提高教育、教學(xué)水平奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

遙感與地理信技術(shù)課程是一個(gè)應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，在提高教師教學(xué)水平的同時(shí)，也應(yīng)該提升教學(xué)硬件水平，如建設(shè)農(nóng)業(yè)信息化實(shí)驗(yàn)室，配備高圖像處理的電腦，購(gòu)買ESRI ARCGIS、ENVI等遙感與地理信技術(shù)軟件，累積國(guó)內(nèi)外不同時(shí)空精度的本地遙感影像和不同比例尺的數(shù)字地形圖，購(gòu)買野外光譜分析儀、熱成像儀、多旋翼無(wú)人機(jī)，架設(shè)GPS基站等，既能保證學(xué)生教學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利開(kāi)展，也可以讓大學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，保持學(xué)生學(xué)習(xí)和科研的興趣。

（二）構(gòu)建以農(nóng)業(yè)案例為主的遙感與地理信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，灌輸學(xué)生遙感與地理信技術(shù)為農(nóng)業(yè)服務(wù)的理念

為解決實(shí)驗(yàn)課教材缺乏、農(nóng)業(yè)案例偏少問(wèn)題，為培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和動(dòng)手能力，在分析教師在長(zhǎng)期科研中形成的大量案例后，結(jié)合長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院自身的特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容與進(jìn)展，確定了下面6個(gè)實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容。

①運(yùn)用野外光譜觀測(cè)儀觀測(cè)小麥光譜特征。主要目的是讓學(xué)生了解作物光譜特點(diǎn)。

②運(yùn)用GPS數(shù)據(jù)和GIS軟件計(jì)算柑橘種植面積。主要目的是讓學(xué)生了解GPS原理和ARCGIS基本操作。

③ TM衛(wèi)星三數(shù)據(jù)的預(yù)處理。主要目的是讓學(xué)生了解遙感處理的一般步驟。

④應(yīng)用監(jiān)督分類計(jì)算江陵縣農(nóng)作物種植面積。主要目的是讓學(xué)生了解監(jiān)督分類的原理。

⑤應(yīng)用GPS結(jié)合紙制地圖實(shí)現(xiàn)地圖電子化。主要目的是讓學(xué)生了解紙制地圖的電子化與地球投影等方面知識(shí)。

⑥ GIS空間分析-潰堤后災(zāi)害評(píng)估。主要目的是讓學(xué)生了解GIS空間分析方法。

每個(gè)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容配備完整的軟件操作步驟，而且與教學(xué)內(nèi)容同步，學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課后會(huì)復(fù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，然后再回來(lái)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，鞏固教學(xué)知識(shí)。

（三）加入課程所必需的前期知識(shí)，弱化遙感與地理信技術(shù)相關(guān)理論知識(shí)，強(qiáng)化理論的農(nóng)業(yè)應(yīng)用，提升學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

針對(duì)學(xué)生前期必備的知識(shí)缺乏，學(xué)生學(xué)習(xí)困難等問(wèn)題，在課程正式教學(xué)之前加入一些課程所必需的前期知識(shí)，針對(duì)分析長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在充分進(jìn)行學(xué)生層面的調(diào)研后，決定加入地球模型、空間投影、衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)規(guī)律（太陽(yáng)同步軌道與地球同步軌道）、數(shù)字圖像的性質(zhì)和特點(diǎn)等其他學(xué)科知識(shí)點(diǎn)作為學(xué)習(xí)課程前的預(yù)備知識(shí)進(jìn)行講解，這些知識(shí)集地理、測(cè)繪、計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)于一體，是遙感與地理信技術(shù)必須了解的基礎(chǔ)知識(shí)，也是學(xué)好課程的基礎(chǔ)。同時(shí)農(nóng)業(yè)院校學(xué)習(xí)遙感與地理信技術(shù)的目的與其他院校不一樣，是將課程中的原理和方法引入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，是所謂“開(kāi)車與造車”的區(qū)別，因此在授課過(guò)程中側(cè)重點(diǎn)也有區(qū)別，弱化遙感與地理信技術(shù)相關(guān)理論知識(shí)，強(qiáng)化理論的適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)和在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，如學(xué)生可以不知道監(jiān)督分類的算法，但學(xué)生知道如何在計(jì)算機(jī)上操縱遙感軟件，運(yùn)用遙感影像實(shí)現(xiàn)監(jiān)督分類，這樣既避免枯燥的理論推導(dǎo)，又加入了相關(guān)的農(nóng)業(yè)案例，提高學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣。

（四）實(shí)現(xiàn)探究式、自主式教學(xué)改革，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)思考

在每次授課前，給學(xué)生一個(gè)與講課內(nèi)容相關(guān)的農(nóng)業(yè)題目供學(xué)生探究，經(jīng)過(guò)學(xué)生充分討論之后，講遙感與地理信技術(shù)上是可以實(shí)現(xiàn)的以及相比其它傳統(tǒng)方法的優(yōu)點(diǎn)，再講實(shí)現(xiàn)的原理，最后引入課程內(nèi)容，如講地統(tǒng)計(jì)分析方法時(shí)，給學(xué)生“如何獲取農(nóng)田氮磷鉀的分布”，可以采用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行人工調(diào)查取樣，但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，在遙感與地理信技術(shù)上有一種方法，只要通過(guò)有限的取樣就可以實(shí)現(xiàn)高精度的提取，就是地統(tǒng)計(jì)分析方法，把相關(guān)原理和應(yīng)用講完后，鼓勵(lì)學(xué)生去學(xué)院開(kāi)放的農(nóng)業(yè)信息實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行這方面的軟件操作。下次課讓學(xué)生講操作過(guò)程中存在的問(wèn)題及注意事項(xiàng)，以后學(xué)生就會(huì)靈活運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)分析方法。

三 結(jié)論

“遙感與信息技術(shù)”為農(nóng)業(yè)科學(xué)提供重要的方法與手段，是農(nóng)業(yè)院校重要專業(yè)基礎(chǔ)課，也是信息化時(shí)代農(nóng)業(yè)院校學(xué)生必須掌握的一門學(xué)科，本文通過(guò)分析目前農(nóng)業(yè)院?！斑b感與信息技術(shù)”教課過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出了穩(wěn)定教師隊(duì)伍，以科研促教學(xué)，提高教師教學(xué)水平，提升教學(xué)軟硬件水平；構(gòu)建以農(nóng)業(yè)案例為主的遙感與地理信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，強(qiáng)化學(xué)生遙感與地理信技術(shù)為農(nóng)業(yè)服務(wù)的理念；加入課程所必需的前期知識(shí)，弱化遙感與地理信技術(shù)相關(guān)理論知識(shí)，強(qiáng)化理論的農(nóng)業(yè)應(yīng)用，提升學(xué)生學(xué)習(xí)熱情；實(shí)現(xiàn)探究式、自主式教學(xué)改革，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)思考的改革舉措，為農(nóng)業(yè)院校“遙感與信息技術(shù)”課程教學(xué)順利進(jìn)行提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚昌偉. 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)專業(yè)遙感課程的教學(xué)淺析[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008，14（11）：220-221.

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[5]賈澤露.非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)思考[J]. 測(cè)繪科學(xué)， 2008，33（5）：230-232.

（責(zé)任編輯：張宏玉）