《遙感水文》課程教學改革初探
——以濟南大學水文與水資源工程專業(yè)為例

劉魯霞 李 琴 傅 新

（濟南大學水利與環(huán)境學院 山東·濟南 250022）

0 引言

遙感是20世紀60年代初發(fā)展起來的一項新興技術，其主要應用于空間對地觀測，目前已經廣泛應用于測繪、國土資源調查、林業(yè)、農業(yè)及水利等各個領域[1]。近年來，由于遙感技術的飛速發(fā)展及市場需求，社會對遙感方面的人才需求量逐漸增加，很多高校非遙感專業(yè)開設了與遙感相關課程，以期讓學生掌握基礎的遙感技術與方法，更好的投身于本專業(yè)領域建設[2]。在水文水資源行業(yè)領域中，利用遙感技術可以幫助該領域工作人員快速、準確的獲取大范圍、實時的水文與水資源數(shù)據(jù)，為水資源調查、降水及徑流預報、蒸散發(fā)監(jiān)測、地下水勘測、水質水位監(jiān)測等提供數(shù)據(jù)支持。

水文與水資源工程專業(yè)遙感課程教學不僅要求學生掌握理論知識，還需要其具備實踐應用能力，這對水文與水資源工程專業(yè)遙感課程教學質量提出了一定的要求。全國水文與水資源相關專業(yè)普遍開設了遙感類相關課程，但是在實際教學中，各高校遙感類課程內容設置大相徑庭，教學現(xiàn)狀多為著重強調遙感原理課程開設，而相應的專題應用研究則較為薄弱[3]。然而，遙感本身就是一個交叉學科，因此在非遙感專業(yè)本科生教學中對授課教師提出更高的要求，在講授傳統(tǒng)遙感基本原理的同時，還需培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新思維?？紤]到非遙感專業(yè)本科生零基礎的授課環(huán)境，在授課過程中需要充分調動學生主動學習的積極性。

教學模式和教學方法的改革是高校教學改革的重點方向之一，本文依托水文與水資源工程本科專業(yè)，立足遙感技術的性質和特征，考慮水文與水資源專業(yè)對遙感技術的需求及學生基礎，對《遙感水文》課程的教學內容、教學方法和手段、實踐教學環(huán)節(jié)進行了一系列改革探索。

1 《遙感水文》課程特點及存在的問題

在濟南大學水文與水資源工程專業(yè)培養(yǎng)方案中，《遙感水文》課程是水文與水資源工程專業(yè)的一門專業(yè)拓展課，考慮到當前該專業(yè)發(fā)展的趨勢和水資源管理的特點，在具體的教學安排過程中，《遙感水文》課程是作為必修課程來看待。學生在學習水文學基本原理課程的基礎上，通過本課程的學習，掌握遙感技術與科學的基本概念和理論，培養(yǎng)應用遙感技術獲取水文要素、建立遙感-水文耦合模型的能力，為將來從事水文水資源的調查、設計規(guī)劃、水文分析計算等工作打下理論基礎。

遙感類課程一個共性特點是：專業(yè)性、實踐性極強，需要學生結合一定的專業(yè)背景進行理論知識學習。針對水文與水資源工程專業(yè)，課程重點理論基礎圍繞水資源遙感開展?！哆b感水文》是一門多學科交叉性極強的課程，要求學生既有地理學、測繪學、計算機技術、數(shù)理統(tǒng)計與微積分等相關基礎知識，又對水文學基本原理充分地理解和掌握。因此，如果單純地向學生傳播理論知識，學生對這些理論知識只能形成初步印象，對這些知識的理解和掌握并不透徹，無法將其應用到實際中。對于本科學生，我們不僅要求對遙感基本原理及數(shù)據(jù)處理方法進行了解，還要求通過實踐進行水文水資源調查、規(guī)劃設計、水文分析等應用。

但是根據(jù)現(xiàn)有的教學效果，目前遙感水文課程還存在以下一些問題。

1.1 相關課程背景知識偏少，學生理論學習興趣低

作為一個非測繪、遙感類專業(yè)，濟南大學水文與水資源工程專業(yè)培養(yǎng)方案中對計算機圖形學、地圖學、測繪學、遙感、空間數(shù)據(jù)分析等課程涉及極少，加之遙感領域豐富的專業(yè)術語，使得學生學習理論知識缺乏熱情，教師在講授時很難與學生互動。

1.2 學生自主學習意識薄弱，課堂參與度不高

當前課程的上課形式還是以教師講授為主，本科生主要是被動接受教學內容，缺乏自主學習意識，課堂上主動性較低，缺少課前預習，對教師課堂上所講內容理解不夠深刻。雖然教師在講授課程中，盡可能通過提問、討論的方式增加學生課堂參與程度，但是由于學生課堂主動性較低，課堂互動效果較差。

1.3 缺乏課程實驗

面向水文與水資源工程專業(yè)開設的遙感水文課程中，使用遙感軟件對遙感數(shù)據(jù)進行操作占有十分重要的地位。遙感成像方式、數(shù)字圖像處理的一般流程及圖像解譯方法、獲取水文要素等知識點都必須在相關遙感軟件中實際操作，才能使學生真正掌握和了解。目前，因為課時限制，濟南大學水文與水資源工程專業(yè)并沒有安排實驗教學學時。雖然在理論教學學時中，授課教師安排與課程相關的遙感實驗類課后作業(yè)及課程報告，但是由于學生自主學習能力及意識參差不齊，學生的實踐效果并不理想。

2 教學內容設計與改革探討

遙感水文是一門綜合性課程，課程教學內容和課程體系改革的總體思路是以社會需求為目標，在注重理論和實踐教學的基礎上，加強學生的綜合實踐能力，使學生掌握應用遙感技術解決水資源調查、水文分析等實際生產問題。

課程體系的設置從兩個方面考慮：（1）加強基礎理論課程教學，優(yōu)化教學內容，應保持知識點深度及知識面廣度的兼顧，擴大學生視野；（2）加強實驗、實踐教學環(huán)節(jié)的教學活動，提高學生的動手及專業(yè)應用能力。為此，教學計劃分為課堂教學、課程實驗和綜合實習三個方面。在確定教學內容時，要注重理論和應用結合，基礎知識與前沿知識兼?zhèn)鋄4]。實驗實踐教學需立足專業(yè)需求，培養(yǎng)動手和主動思考能力，注重知識綜合應用，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和團隊合作能力。教學內容和課程體系見表1。

表1：遙感水文課程教學內容及學時安排

3 教學方法和手段改革探討

確定好教學內容后，為了讓學生更好的掌握教學內容、促進主動學習，筆者從以下幾個方面對教學方法和手段的提升進行探討。

3.1 使用多媒體教學，提升學生興趣

對于相對枯燥的遙感基本原理，實施多媒體教學，通過精心制作多媒體課件，使用圖片、音頻、視頻、動畫的方式把教材中枯燥的文字信息形象地展示出來，以激發(fā)學生興趣、提高課堂教學效果。

3.2 采用案例教學法，增加主題式討論教學環(huán)節(jié)，引導學生主動參與學習

在進行一段時間的理論知識講授后，通過水文水資源遙感相關的案例，設計相關疑問，讓學生進行分組討論，將教師授課與學生討論相結合，充分調動每位學生的積極性。除此之外，教師也可以設計一些主題，讓學生自己查閱相關文獻，然后進行分組討論，不僅能提高學生主動學習積極性，還能夠提升其思維能力，增強檢索能力。

3.3 采用線上線下混合教學

線上線下混合的教學模式有助于充分發(fā)揮學生學習的積極性，同時有助于教師掌握學生動態(tài)，及時得到學生的學習效果反饋。通過合適的線上教學平臺如超星學習通，存放與課程相關的數(shù)據(jù)、資料，同時配套討論、評價等板塊，學生可以通過線上平臺完成課程預習。為了檢查學生課堂學習效果，教師也可以在線上設置隨堂測驗，調動學生學習熱情，同時掌握學生的薄弱環(huán)節(jié)。

3.4 課后作業(yè)形式多樣，加深對課堂教學內容的深入理解與延伸

（1）通過查閱文獻的方式完成教師布置的課后思考題，提升學生檢索能力、解決問題的能力。

（2）利用IDL語言完成部分作業(yè)。通過設計簡單、易實現(xiàn)的編程任務，提升學生開發(fā)能力和對遙感數(shù)據(jù)的理解能力。

（3）以課程論文的形式提升學生綜合能力。針對遙感水文綜合應用，讓學生以課程報告的形式完成作業(yè)。課程報告涉及文獻查閱、數(shù)據(jù)處理與結果分析，提升學生查閱文獻、使用遙感軟件處理數(shù)據(jù)的能力，促進學生主動思考，積極解決問題。

3.5 積極引導學生參與科研項目、比賽

鼓勵和指導大學生積極參加國家級（省級、校級）創(chuàng)新訓練計劃是培養(yǎng)大學生主動創(chuàng)新意識的有效方法之一。積極引導大學生參加學業(yè)導師的科研項目，使其熟悉基本科研方法和過程，激發(fā)大學生自主探索的熱情。此外，還可以鼓勵學生積極參加與課程相關的比賽，在參加比賽的過程中，著重培養(yǎng)學生實踐能力、團隊協(xié)作能力，加深學生對所學理論知識理解的深度與廣度。鼓勵學生參加短期實習，了解行業(yè)發(fā)展動態(tài)，將課堂與社會實踐結合起來，培養(yǎng)學生專業(yè)素質與技能。

4 結束語

《遙感水文》是將遙感科學與技術應用于水文學基本原理研究中的一門綜合性課程，其定位于培養(yǎng)面向水文與水資源行業(yè)服務的專門應用人才。筆者在分析課程特點及存在的問題的基礎上，結合專業(yè)需求，對教學內容進行調整，對教學方法和手段進行了改進探討。教師在教學的時候要注重對學生興趣的激發(fā)，在課程的教學過程中也要結合專業(yè)需求進行教學。這樣才能夠提高學生的專業(yè)水平，讓學生更加全面的發(fā)展。