農(nóng)業(yè)院?！斑b感與信息技術(shù)”課程改革初探

熊勤學 蔣舜堯 尚正春 李燕麗（長江大學農(nóng)學院）

“遙感與信息技術(shù)”是把農(nóng)業(yè)遙感學和地理信息系統(tǒng)學整合在一起的一門課程，屬長江大學農(nóng)學院所有專業(yè)學生學習的一門專業(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，課程定位是學習“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相關(guān)軟件的操作，并將它作為工具，為農(nóng)業(yè)科學提供定性的研究方法與研究手段，以此來服務于自己的專業(yè)。由于相關(guān)學科知識的欠缺，“遙感與信息技術(shù)”課程成為農(nóng)業(yè)院校學生迫切希望掌握但很難學好的課程之一，為此國內(nèi)外圍繞此課程的教學改革有很多，最典型的有：譚昌偉[1]對揚州大學遙感導論課程進行重新編排，弱化復雜的理論推理，強化農(nóng)業(yè)遙感案例講解，以提高學生學習興趣；徐世永[2]采用直觀教學方式對林業(yè)遙感課程進行改革；沙晉明[3]等在教學方式上采用了多媒體方式和啟發(fā)引導相結(jié)合,增加學生的實踐課時等教改活動提高學生學習遙感導論的熱情;董芳[4]等則通過改進遙感實驗教學方式進行遙感課程改革；賈澤露[5]通過分析非GIS 專業(yè)教學目標、學生學科背景的基礎(chǔ)上,對非GIS 專業(yè)地理信息系統(tǒng)教學中教師要求、教材選擇、教學內(nèi)容、教學模式和考核方式等諸方面進行了分析總結(jié), 并提出了對非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學的一些建議。由上可知，目前對“遙感與信息技術(shù)”方面的改革停留在某方面、片面的改革，為適應信息化時代和社會需求的變化，農(nóng)業(yè)院?！斑b感與信息技術(shù)”課程教學的改革勢在必行。

一 課程面臨的主要問題

（一）前期必備的知識缺乏，學生學習困難

遙感與地理信技術(shù)是一門集計算機軟件技術(shù)、傳統(tǒng)地理與測繪科學、數(shù)學空間科學等為一體的學科，要求學生要有較廣博的知識基礎(chǔ),如地理學基礎(chǔ)、計算機語言和數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ)等，但農(nóng)業(yè)院校的學生一般在大學二年級開設(shè)遙感與地理信技術(shù)，除了有一點計算機基礎(chǔ)知識外，其他知識匱乏，課程講授中只要涉及遙感與地理信息系統(tǒng)原理，如數(shù)字圖像的表達與處理、監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類、GIS 空間分析方法，學生完全像聽“天書”一樣，久而久之，就提供失去了學習的興趣。

（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)字化時代被淘汰的知識，同時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)、地物自動識別技術(shù)、3D－GIS 實現(xiàn)技術(shù)等新知識來講顯得過于陳舊，而這項技術(shù)在宏觀農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用也推動了農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，如運用面向?qū)ο蟮姆诸惣夹g(shù)實現(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)量預報等，是學生今后服務于三農(nóng)的好方法與手段。

（三）缺乏實驗課教材、農(nóng)業(yè)案例偏少，難以培養(yǎng)學生的感性認識,動手能力的提高更是無從談起

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，但目前還沒有一本專門適合于農(nóng)業(yè)院校的實驗教材，實驗的內(nèi)容很少與農(nóng)業(yè)相關(guān)，起不到引領(lǐng)學生在今后農(nóng)學中運用的目的，學生覺得課程學習難以外，還覺得課程沒有用處。

（四）課程學習的學時較少，學生參與不夠

目前農(nóng)業(yè)院校遙感與地理信技術(shù)課程只有32學時左右的教學學時，將兩門課共64學時的內(nèi)容壓縮到32學時，對教師而言將每個知識點講清講透是一個挑戰(zhàn)，對學生而言需要掌握的知識點太多，沒時間消化，每年教學時會出現(xiàn)講緒論時學生一臉興奮，課程結(jié)束時學生一臉茫然。

二 課程改革的主要途徑

（一）穩(wěn)定教師隊伍，以科研促教學，提高教師教學水平，提升教學軟硬件水平

農(nóng)業(yè)院?！斑b感與地理信技術(shù)”課程不是主干課程，課程會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，不可能通過引進來走出去雙向交流的方法提高教師教學水平，教師隊伍的穩(wěn)定發(fā)展是教學質(zhì)量重要保證，專業(yè)教師可以通過科研尋求自己發(fā)展的同時，也會自覺地緊跟專業(yè)發(fā)展最前沿，相應累積最新案例，同時教師還應積極參加各種學術(shù)交流活動,為提高教育、教學水平奠定堅實的基礎(chǔ)。

遙感與地理信技術(shù)課程是一個應用性很強的課程，在提高教師教學水平的同時，也應該提升教學硬件水平，如建設(shè)農(nóng)業(yè)信息化實驗室，配備高圖像處理的電腦，購買ESRI ARCGIS、ENVI 等遙感與地理信技術(shù)軟件，累積國內(nèi)外不同時空精度的本地遙感影像和不同比例尺的數(shù)字地形圖，購買野外光譜分析儀、熱成像儀、多旋翼無人機，架設(shè)GPS 基站等，既能保證學生教學實驗的順利開展，也可以讓大學生進入實驗室，保持學生學習和科研的興趣。

（二）構(gòu)建以農(nóng)業(yè)案例為主的遙感與地理信技術(shù)實驗教學體系，灌輸學生遙感與地理信技術(shù)為農(nóng)業(yè)服務的理念

為解決實驗課教材缺乏、農(nóng)業(yè)案例偏少問題，為培養(yǎng)學生的感性認識和動手能力，在分析教師在長期科研中形成的大量案例后，結(jié)合長江大學農(nóng)學院自身的特點和教學內(nèi)容與進展，確定了下面6個實驗課的內(nèi)容。

①運用野外光譜觀測儀觀測小麥光譜特征。主要目的是讓學生了解作物光譜特點。

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

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

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

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

⑥GIS 空間分析-潰堤后災害評估。主要目的是讓學生了解GIS 空間分析方法。

每個實驗課內(nèi)容配備完整的軟件操作步驟，而且與教學內(nèi)容同步，學生在上實驗課后會復習教學內(nèi)容，然后再回來重復實驗，鞏固教學知識。

（三）加入課程所必需的前期知識，弱化遙感與地理信技術(shù)相關(guān)理論知識，強化理論的農(nóng)業(yè)應用，提升學生學習熱情

針對學生前期必備的知識缺乏，學生學習困難等問題，在課程正式教學之前加入一些課程所必需的前期知識，針對分析長江大學農(nóng)學院學生知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在充分進行學生層面的調(diào)研后，決定加入地球模型、空間投影、衛(wèi)星運動規(guī)律（太陽同步軌道與地球同步軌道）、數(shù)字圖像的性質(zhì)和特點等其他學科知識點作為學習課程前的預備知識進行講解，這些知識集地理、測繪、計算機相關(guān)知識于一體，是遙感與地理信技術(shù)必須了解的基礎(chǔ)知識，也是學好課程的基礎(chǔ)。同時農(nóng)業(yè)院校學習遙感與地理信技術(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“開車與造車”的區(qū)別，因此在授課過程中側(cè)重點也有區(qū)別，弱化遙感與地理信技術(shù)相關(guān)理論知識，強化理論的適用范圍、優(yōu)缺點和在農(nóng)業(yè)上的應用，如學生可以不知道監(jiān)督分類的算法，但學生知道如何在計算機上操縱遙感軟件，運用遙感影像實現(xiàn)監(jiān)督分類，這樣既避免枯燥的理論推導，又加入了相關(guān)的農(nóng)業(yè)案例，提高學生學習課程的興趣。

（四）實現(xiàn)探究式、自主式教學改革，引導學生積極主動思考

在每次授課前，給學生一個與講課內(nèi)容相關(guān)的農(nóng)業(yè)題目供學生探究，經(jīng)過學生充分討論之后，講遙感與地理信技術(shù)上是可以實現(xiàn)的以及相比其它傳統(tǒng)方法的優(yōu)點，再講實現(xiàn)的原理，最后引入課程內(nèi)容，如講地統(tǒng)計分析方法時，給學生“如何獲取農(nóng)田氮磷鉀的分布”，可以采用傳統(tǒng)的方法進行人工調(diào)查取樣，但費時費力，在遙感與地理信技術(shù)上有一種方法，只要通過有限的取樣就可以實現(xiàn)高精度的提取，就是地統(tǒng)計分析方法，把相關(guān)原理和應用講完后，鼓勵學生去學院開放的農(nóng)業(yè)信息實驗室，進行這方面的軟件操作。下次課讓學生講操作過程中存在的問題及注意事項，以后學生就會靈活運用地統(tǒng)計分析方法。

三 結(jié)論

“遙感與信息技術(shù)”為農(nóng)業(yè)科學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，也是信息化時代農(nóng)業(yè)院校學生必須掌握的一門學科，本文通過分析目前農(nóng)業(yè)院?！斑b感與信息技術(shù)”教課過程中存在的問題，提出了穩(wěn)定教師隊伍，以科研促教學，提高教師教學水平，提升教學軟硬件水平；構(gòu)建以農(nóng)業(yè)案例為主的遙感與地理信技術(shù)實驗教學體系，強化學生遙感與地理信技術(shù)為農(nóng)業(yè)服務的理念；加入課程所必需的前期知識，弱化遙感與地理信技術(shù)相關(guān)理論知識，強化理論的農(nóng)業(yè)應用，提升學生學習熱情；實現(xiàn)探究式、自主式教學改革，引導學生積極主動思考的改革舉措，為農(nóng)業(yè)院校“遙感與信息技術(shù)”課程教學順利進行提供幫助。