地方高校“遙感概論”課程教學(xué)改革研究

1、地方高?！斑b感概論”課程教學(xué)改革研究遙感作為重要的對地觀測技術(shù)， 為國家空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中 地理空間數(shù)據(jù)的獲取， 提供了重要的技術(shù)方法和手段 1 。目前， 遙感與全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)構(gòu)成的“ 3S技術(shù)，為 地理學(xué)的研究提供了現(xiàn)代化的研究方法和技術(shù)手段， 在國民經(jīng)濟 和社會發(fā)展中得到廣泛的應(yīng)用 2 。遙感具有專業(yè)性、技術(shù)性較 強的特點， 在高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)中， 提高學(xué)生遙感實踐及應(yīng)用 能力，培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合專業(yè)知識解決生產(chǎn)實踐過程中遇到的各種實 際問題 3 。同時，經(jīng)濟社會的發(fā)展對遙感高技能人才的需求越 來越大，對“遙感概論”課程實用性的教學(xué)目標(biāo)的要求也越來越 強4 。貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)

2、院地理科學(xué)專業(yè) 2013 版培養(yǎng)方案指 出，地理科學(xué)專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)具備掌握遙感、 地理信息系統(tǒng)、 地圖、 野外觀測、 實驗室分析模擬等現(xiàn)代地理研究方法和技能， 同時將 “遙感概論”課程作為地理科學(xué)專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。 地 理科學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)遙感的目的在于掌握遙感基本原理、 掌握遙 感圖像處理及應(yīng)用的基本理論和方法， 能夠運用專業(yè)遙感圖像處 理軟件（如ENVI、ERDAS）進行遙感圖像處理和專題遙感應(yīng)用 研究， 通過遙感理論學(xué)習(xí)和實踐能力的培養(yǎng)， 使學(xué)生能夠借助遙 感技術(shù)和方法，解決實際問題 5 。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐，筆者 以貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院為例， 對西部欠發(fā)達地區(qū)地方高校地理 科學(xué)專業(yè)

3、中遙感課程的教學(xué)現(xiàn)狀進行分析， 通過對遙感課程的教 學(xué)內(nèi)容、 教學(xué)方法和教學(xué)評價手段進行改革， 為地方高校地理科 學(xué)專業(yè)學(xué)生實踐能力的提高及應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供參考與思 路。一、“遙感概論”課程教學(xué)現(xiàn)狀 經(jīng)過幾年的“遙感概論”課程教學(xué)實踐， 筆者發(fā)現(xiàn)貴州工程 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院地理科學(xué)專業(yè)“遙感概論”課程教學(xué)過程中存在 一些問題，主要體現(xiàn)在。（一）理論課教材陳舊目前國內(nèi)遙感類教材大多較為陳舊、 更新較慢， 滯后于遙感 技術(shù)的快速發(fā)展， 無法與日益更新的遙感技術(shù)發(fā)展相一致， 與社 會對于畢業(yè)生的要求相距甚遠(yuǎn) 6 。貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院地理 科學(xué)專業(yè)學(xué)生使用的教材是高等教育出版社“遙感導(dǎo)論” （梅安 新

4、等），該教材于 2001 年出版，之后再無進行修訂再版。然而， 近年來無論是從多光譜到高光譜， 還是從高空間分辨率到高時間 分辨率， 國內(nèi)外遙感技術(shù)都有了較大的發(fā)展。 我國遙感技術(shù)及應(yīng) 用近年來蓬勃發(fā)展，其中以 “十二五”期間實現(xiàn)“百箭百星” 計劃，年均發(fā)射衛(wèi)星 20次左右， 以及到 2020 年左右建成由 5顆 靜止軌道衛(wèi)星和 30 顆非靜止軌道衛(wèi)星組成的覆蓋全球的北斗衛(wèi) 星導(dǎo)航系統(tǒng)。 遙感技術(shù)發(fā)展的日新月異， 而該教材的內(nèi)容很大部 分已不能適用于當(dāng)前遙感技術(shù)的發(fā)展，如國外的SPOT 5、QuickBird 、Worldview 等高空間分辨率衛(wèi)星，國產(chǎn)資源系列、 環(huán)境系列、高分系列遙感衛(wèi)星

5、等均未涉及。20132014學(xué)年第 一學(xué)期由于教務(wù)處無法訂到該教材， 通過征求各方意見， 選用武 漢大學(xué)出版社孫家？m主編的國家精品課程教材遙感原理與應(yīng) 用，該教材于 2013 年 6月出版第 3 版，相比其他教材，其內(nèi) 容上有所更新， 加入了遙感新技術(shù)等方面的內(nèi)容， 但是教材過于 注重遙感理論知識， 對于西部欠發(fā)達地區(qū)高校的地理科學(xué)專業(yè)學(xué) 生來說，理論內(nèi)容過深，部分內(nèi)容甚至晦澀難懂，這使學(xué)生學(xué)習(xí) 積極性受挫，無法適用于我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。（二）實驗教學(xué)課時少，缺乏合適的實驗素材 現(xiàn)代遙感技術(shù)的研究及應(yīng)用對學(xué)生的動手能力及應(yīng)用實踐 能力的要求較高， 實驗教學(xué)是理論教學(xué)的延伸和重要補充，

6、是培 養(yǎng)學(xué)生動手能力， 提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要途徑， 是學(xué)生實踐能 力和應(yīng)用能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)， 同時也是決定遙感課程教學(xué)質(zhì)量 和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵步驟 7 。貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院遙感 實驗教材選用的是高等教育出版社于 2001 年 7 月出版的劉慧平 等編著的遙感實習(xí)教程，該實驗教材同樣存在著知識滯后于 遙感技術(shù)及遙感數(shù)據(jù)處理的方法問題。 為彌補實驗課教材的不合 理，筆者在實驗教學(xué)過程中，結(jié)合科學(xué)出版社鄧書斌的 ENVI 遙感圖像處理方法輔以教學(xué)，而由于高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)， 如 SPOT、 QuickBird 等無法免費獲取， 無法實現(xiàn)教學(xué)過程的數(shù)據(jù) 本地化， 學(xué)生實驗過程中往往出現(xiàn)對所

7、實驗地區(qū)不熟悉， 缺乏研 究興趣，對于學(xué)生情感目標(biāo)的培養(yǎng)有所欠缺。貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院地理科學(xué)專業(yè) 2009、2011 版培養(yǎng)方 案中并未單獨開設(shè)遙感實驗課程， 2013 版培養(yǎng)方案對課程做了 一定的調(diào)整，加設(shè)了遙感概論實驗課，將原來 54 課時的理論課 改為 38 課時的理論課時、 16 課時的實驗課課時。針對課時量的 調(diào)整，“遙感概論”課程教學(xué)內(nèi)容及方法， 也亟須進行相應(yīng)的調(diào) 整，以適應(yīng)教學(xué)及學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。（三）學(xué)生英語水平差，學(xué)習(xí)主動性不高 由于目前遙感數(shù)據(jù)及專業(yè)軟件大多是國外產(chǎn)品， 涉及較多計 算機及遙感專業(yè)英語詞匯， 貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院作為西部欠發(fā) 達地區(qū)的地方高校，學(xué)生由于

8、底子薄，英語水平差等，初次接觸 英文軟件及遙感數(shù)據(jù)， 部分學(xué)生內(nèi)心有對學(xué)習(xí)英文軟件的抵觸情 緒。而一些學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中由于遙感理論知識準(zhǔn)備不足， 英文 詞匯量不夠，在實驗過程中，只記實驗操作步驟，按部就班完成 實驗，不能夠完全理解實驗過程與實驗?zāi)康?。通過幾年的教學(xué)實踐經(jīng)驗， 我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、 主 動性會影響到他們理論知識的學(xué)習(xí)。 通過了解發(fā)現(xiàn)， 對于“遙感 概論”理論課程， 大部分學(xué)生上課時雖然可以做到認(rèn)真聽課， 但 做筆記的同學(xué)并不多， 課后不能及時復(fù)習(xí)； 而針對實驗課的練習(xí)， 也只是課上跟著教師一起做， 學(xué)生本人并不深入思考， 課后不再 進行練習(xí)，導(dǎo)致掌握不牢固。無法達到學(xué)以致用

9、，滿足應(yīng)用型人 才培養(yǎng)的需要。 （四）考核機制不科學(xué)，與實踐相脫節(jié)遙感概論”課程考核在 2009、 2011 版教學(xué)大綱中，考核 方式主要是閉卷考試，學(xué)生成績最終由平時成績（平時作業(yè)、提 問、考勤等）x 10%期中測試x 20%期末閉卷考試X7 0%組成。 由于考試形式的限制， 閉卷考試主要考查學(xué)生的理論知識掌握情 況，無法真正體現(xiàn)學(xué)生實踐及應(yīng)用能力， 部分學(xué)生只是臨近期末 考試前突擊背誦，應(yīng)付考試，導(dǎo)致考完即忘，無法深入理解及應(yīng) 用的情況。二、“遙感概論”課程教學(xué)改革的途徑（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容 伴隨著計算機科學(xué)與技術(shù)、 物理科學(xué)、 電子信息科學(xué)與技術(shù) 等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，遙感技術(shù)在高光譜、高空間

10、分辨率，以及高 時效性等各個方面得以長足發(fā)展。 由于遙感知識和技術(shù)具有與時 俱進的特點， 在進行“遙感概論”課程教學(xué)改革的過程中， 既要 注重傳統(tǒng)遙感知識的講授， 在使學(xué)生了解遙感基本理論與原理的 基礎(chǔ)上，又要注意緊跟時代步伐，更新教材中沒有涉及新知識、 新內(nèi)容，彌補因教材更新較慢而遙感技術(shù)發(fā)展較快的矛盾與缺陷 8 。通過網(wǎng)絡(luò)、新聞、文獻資料等各種途徑，及時搜集遙感領(lǐng)域 新知識、新進展，以及遙感研究的熱點問題等，在課堂講授過程 中，及時融入相關(guān)知識發(fā)展的新知識、新技術(shù)等，拓展學(xué)生視野 9 。特別是注重在講授基礎(chǔ)知識的同時，及時融入我國遙感技 術(shù)的發(fā)展情況， 在學(xué)生獲取理論知識的同時， 融入愛國

11、主義教育， 提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、 主動性。 針對貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué) 生底子薄、英文水平差等特點，在教師課堂講授過程中，通過適 度加入遙感專業(yè)英文詞匯的方式， 實現(xiàn)提高學(xué)生專業(yè)英文水平的 目的。 針對貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)生專業(yè)背景， 在遙感實踐課 程設(shè)計時， 注意本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系， 設(shè)計如基于遙感的土 地利用變化監(jiān)測、 基于遙感的地質(zhì)災(zāi)害信息識別與提取、 基于遙 感的土壤制圖分析等專題遙感應(yīng)用內(nèi)容， 使學(xué)生學(xué)以致用， 了解 整個專業(yè)各課程間的彼此聯(lián)系，充分調(diào)動學(xué)生對專業(yè)的再認(rèn)識， 同時加強相關(guān)專業(yè)課程知識的學(xué)習(xí)和銜接 10 。（二）創(chuàng)新教學(xué)方法在遙感課程教學(xué)方法改革過程中， 充分借

12、助現(xiàn)代多媒體教學(xué) 方式和手段， 提高多媒體教學(xué)的教學(xué)效果。 隨著多媒體技術(shù)的發(fā) 展，多媒體教學(xué)目前已被廣泛應(yīng)用于日常教學(xué)過程， 通過多媒體 技術(shù)的聲、光、影、字等相結(jié)合，學(xué)生能夠多方位獲取知識。對 比分析傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)方式的優(yōu)缺點， 在教學(xué)改革過程中 本課程教師的課堂講授方式較為靈活化， 主要體現(xiàn)在關(guān)鍵知識或 知識體系的框架上， 通過板書形式在黑板展示， 學(xué)生能夠掌握學(xué) 習(xí)重點， 不至于因過多關(guān)注教師演示文稿文件， 或演示動畫或影 片，而忽視教學(xué)重點、難點問題。同時借助多媒體技術(shù)易于內(nèi)容 表現(xiàn)，易于實踐操作演示等方面的優(yōu)點， 制作圖文并茂的演示文 稿課件， 對于需要現(xiàn)場演示的實驗或展示的

13、數(shù)據(jù)， 進行多媒體展 示。還可通過多媒體技術(shù)， 及時將遙感技術(shù)發(fā)展相關(guān)新聞報道及 相關(guān)應(yīng)用展示給學(xué)生，使學(xué)生真正感受到立體化教學(xué)的視聽感 受。在學(xué)習(xí)知識的同時，加強學(xué)生的情感教育，提升學(xué)生的愛國 主義熱情 11 。積極引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、互助學(xué)習(xí)、團隊協(xié)作學(xué)習(xí)，提高學(xué) 生學(xué)習(xí)積極性和主動性。傳統(tǒng)教學(xué)主要是教師講，學(xué)生聽，缺少 必要的互動環(huán)節(jié)。 學(xué)生如果聽不懂將會挫敗自身學(xué)習(xí)的興趣， 進 一步影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。 遙感課程教學(xué)改革中教師 課堂講授方式的多樣性， 改變了總是教師一個人講的局面， 適度 組織學(xué)生組成小組， 每個小組成員輪番進行相關(guān)知識的講解， 互 相查找不足，促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)

14、，提高學(xué)生積極性、主動性，使 每個學(xué)生都可以參與進來 12 ?！?3S科技興趣學(xué)習(xí)小組”作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的學(xué)生組織， 于 2013 年 11 月成立，其成員涵蓋了地理科學(xué)專業(yè)各年級學(xué)生， 甚至包括部分已經(jīng)考入研究生在讀的和已經(jīng)參加工作的學(xué)生。 通 過高年級學(xué)生帶動低年級學(xué)生， 在讀研究生分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗， 在職 學(xué)生講解實際工作中所需專業(yè)知識， 專業(yè)教師引導(dǎo)， 定期或不定 期開展相關(guān)科技學(xué)術(shù)活動， 以“全國GIS技能大賽”為載體，各 類科技活動為主線， 積極引導(dǎo)學(xué)生通過課外科技活動及科研項目 的申報，提升自身能力， 開闊自身視野， 同時達到影響其他學(xué)生， 提高整體學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的， 進而提高學(xué)生

15、學(xué)習(xí)的積極性和主 動性。（三）改革課程考核機制 貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 2013 版地理科學(xué)教學(xué)大綱明確提 出，針對專業(yè)課程考核方式的改革要求， 總評成績由平時成績和 期末成績各占 50%組成，足以體現(xiàn)學(xué)校給予教師對學(xué)生更加靈活 性的考核方式。 本次教學(xué)改革將平時成績分為課堂筆記、 課后讀 書筆記、參與相關(guān)科技活動項目、作業(yè)、考勤、期中測試等，期 末考核試卷出題過程中， 注重基礎(chǔ)理論知識考核的同時， 更加注 重考核學(xué)生掌握知識的整體性，以及靈活運用知識的能力。以“全國 GIS 技能大賽”為主題， 積極引導(dǎo)學(xué)生通過參加大 賽，提升自身實踐能力，以及實際動手解決具體問題的能力。同 時，圍繞“全國GI

16、S技能大賽”，積極引導(dǎo)學(xué)生申報學(xué)校實驗室 開放基金項目， 全國大學(xué)生挑戰(zhàn)杯課外科技活動項目， 以及貴州 省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目等課外科技活動項目， 以提高學(xué)生學(xué) 習(xí)的主動性和自主性。 通過具體項目的申報和實施， 學(xué)生感到學(xué) 有所用，學(xué)以致用，進一步促進自身自主學(xué)習(xí)的氛圍。三、“遙感概論”課程教學(xué)改革效果通過遙感課程教學(xué)改革的實施， 取得了一定的教學(xué)效果， 學(xué) 生學(xué)習(xí)興趣、積極性和主動性大有提高。自 2012 年組織學(xué)生參 加“全國高校GIS技能大賽”遙感組比賽，獲得三等獎一次、優(yōu) 勝獎兩次，共有20人獲得“ MapGIS工程師證書”；為培養(yǎng)學(xué)生 應(yīng)用能力和科研意識，積極組織學(xué)生申報各類各級課外科技活 動，自 2012 年至今，遙感方向共獲得立項項目有國家級“大學(xué) 生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目