地方高校“遙感概論”課程教學(xué)改革研究

1、地方高校“遙感概論”課程教學(xué)改革研究遙感作為重要的對(duì)地觀測(cè)技術(shù)， 為國(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì) 和社會(huì)發(fā)展中得到廣泛的應(yīng)用 2 。遙感具有專(zhuān)業(yè)性、技術(shù)性較 強(qiáng)的特點(diǎn)， 在高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)中， 提高學(xué)生遙感實(shí)踐及應(yīng)用 能力，培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中遇到的各種實(shí) 際問(wèn)題 3 。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展對(duì)遙感高技能人才的需求越 來(lái)越大，對(duì)“遙感概論”課程實(shí)用性的教學(xué)目標(biāo)的要求也越來(lái)越 強(qiáng)4 。貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)

2、院地理科學(xué)專(zhuān)業(yè) 2013 版培養(yǎng)方案指 出，地理科學(xué)專(zhuān)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(cè)、 實(shí)驗(yàn)室分析模擬等現(xiàn)代地理研究方法和技能， 同時(shí)將 “遙感概論”課程作為地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。 地 理科學(xué)專(zhuān)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(yùn)用專(zhuān)業(yè)遙感圖像處 理軟件（如ENVI、ERDAS）進(jìn)行遙感圖像處理和專(zhuān)題遙感應(yīng)用 研究， 通過(guò)遙感理論學(xué)習(xí)和實(shí)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(shí)際問(wèn)題 5 。經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，筆者 以貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院為例， 對(duì)西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)地方高校地理 科學(xué)專(zhuān)業(yè)

3、中遙感課程的教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析， 通過(guò)對(duì)遙感課程的教 學(xué)內(nèi)容、 教學(xué)方法和教學(xué)評(píng)價(jià)手段進(jìn)行改革， 為地方高校地理科 學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)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(guò)幾年的“遙感概論”課程教學(xué)實(shí)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(zhuān)業(yè)“遙感概論”課程教學(xué)過(guò)程中存在 一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)在。（一）理論課教材陳舊目前國(guó)內(nèi)遙感類(lèi)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(wú)法與日益更新的遙感技術(shù)發(fā)展相一致， 與社 會(huì)對(duì)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(zhuān)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(wú)進(jìn)行修訂再版。然而， 近年來(lái)無(wú)論是從多光譜到高光譜， 還是從高空間分辨率到高時(shí)間 分辨率， 國(guó)內(nèi)外遙感技術(shù)都有了較大的發(fā)展。 我國(guó)遙感技術(shù)及應(yīng) 用近年來(lái)蓬勃發(fā)展，其中以 “十二五”期間實(shí)現(xiàn)“百箭百星” 計(jì)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(guó)外的SPOT 5、QuickBird 、Worldview 等高空間分辨率衛(wèi)星，國(guó)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(wú)法訂到該教材， 通過(guò)征求各方意見(jiàn)， 選用武 漢大學(xué)出版社孫家？m主編的國(guó)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(guò)于 注重遙感理論知識(shí)， 對(duì)于西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)高校的地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué) 生來(lái)說(shuō)，理論內(nèi)容過(guò)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(wú)法適用于我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)少，缺乏合適的實(shí)驗(yàn)素材 現(xiàn)代遙感技術(shù)的研究及應(yīng)用對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力及應(yīng)用實(shí)踐 能力的要求較高， 實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的延伸和重要補(bǔ)充，

6、是培 養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力， 提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要途徑， 是學(xué)生實(shí)踐能 力和應(yīng)用能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)， 同時(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)習(xí)教程，該實(shí)驗(yàn)教材同樣存在著知識(shí)滯后于 遙感技術(shù)及遙感數(shù)據(jù)處理的方法問(wèn)題。 為彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)課教材的不合 理，筆者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合科學(xué)出版社鄧書(shū)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(wú)法免費(fèi)獲取， 無(wú)法實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程的數(shù)據(jù) 本地化， 學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中往往出現(xiàn)對(duì)所

7、實(shí)驗(yàn)地區(qū)不熟悉， 缺乏研 究興趣，對(duì)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(zhuān)業(yè) 2009、2011 版培養(yǎng)方 案中并未單獨(dú)開(kāi)設(shè)遙感實(shí)驗(yàn)課程， 2013 版培養(yǎng)方案對(duì)課程做了 一定的調(diào)整，加設(shè)了遙感概論實(shí)驗(yàn)課，將原來(lái) 54 課時(shí)的理論課 改為 38 課時(shí)的理論課時(shí)、 16 課時(shí)的實(shí)驗(yàn)課課時(shí)。針對(duì)課時(shí)量的 調(diào)整，“遙感概論”課程教學(xué)內(nèi)容及方法， 也亟須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào) 整，以適應(yīng)教學(xué)及學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。（三）學(xué)生英語(yǔ)水平差，學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高 由于目前遙感數(shù)據(jù)及專(zhuān)業(yè)軟件大多是國(guó)外產(chǎn)品， 涉及較多計(jì) 算機(jī)及遙感專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)詞匯， 貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院作為西部欠發(fā) 達(dá)地區(qū)的地方高校，學(xué)生由于

8、底子薄，英語(yǔ)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(duì)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(guò)程中由于遙感理論知識(shí)準(zhǔn)備不足， 英文 詞匯量不夠，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，只記實(shí)驗(yàn)操作步驟，按部就班完成 實(shí)驗(yàn)，不能夠完全理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。通過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、 主 動(dòng)性會(huì)影響到他們理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。 通過(guò)了解發(fā)現(xiàn)， 對(duì)于“遙感 概論”理論課程， 大部分學(xué)生上課時(shí)雖然可以做到認(rèn)真聽(tīng)課， 但 做筆記的同學(xué)并不多， 課后不能及時(shí)復(fù)習(xí)； 而針對(duì)實(shí)驗(yàn)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(jìn)行練習(xí)，導(dǎo)致掌握不牢固。無(wú)法達(dá)到學(xué)以致用

9、，滿(mǎn)足應(yīng)用型人 才培養(yǎng)的需要。 （四）考核機(jī)制不科學(xué)，與實(shí)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(jī)最終由平時(shí)成績(jī)（平時(shí)作業(yè)、提 問(wèn)、考勤等）x 10%期中測(cè)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(shí)掌握情 況，無(wú)法真正體現(xiàn)學(xué)生實(shí)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(wú)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(jì)算機(jī)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(shí)效性等各個(gè)方面得以長(zhǎng)足發(fā)展。 由于遙感知識(shí)和技術(shù)具有與時(shí) 俱進(jìn)的特點(diǎn)， 在進(jìn)行“遙感概論”課程教學(xué)改革的過(guò)程中， 既要 注重傳統(tǒng)遙感知識(shí)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(shí)代步伐，更新教材中沒(méi)有涉及新知識(shí)、 新內(nèi)容，彌補(bǔ)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(guò)網(wǎng)絡(luò)、新聞、文獻(xiàn)資料等各種途徑，及時(shí)搜集遙感領(lǐng)域 新知識(shí)、新進(jìn)展，以及遙感研究的熱點(diǎn)問(wèn)題等，在課堂講授過(guò)程 中，及時(shí)融入相關(guān)知識(shí)發(fā)展的新知識(shí)、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(shí)的同時(shí)，及時(shí)融入我國(guó)遙感技 術(shù)的發(fā)展情況， 在學(xué)生獲取理論知識(shí)的同時(shí)， 融入愛(ài)國(guó)

11、主義教育， 提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、 主動(dòng)性。 針對(duì)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(diǎn)，在教師課堂講授過(guò)程中，通過(guò)適 度加入遙感專(zhuān)業(yè)英文詞匯的方式， 實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)英文水平的 目的。 針對(duì)貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)生專(zhuān)業(yè)背景， 在遙感實(shí)踐課 程設(shè)計(jì)時(shí)， 注意本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系， 設(shè)計(jì)如基于遙感的土 地利用變化監(jiān)測(cè)、 基于遙感的地質(zhì)災(zāi)害信息識(shí)別與提取、 基于遙 感的土壤制圖分析等專(zhuān)題遙感應(yīng)用內(nèi)容， 使學(xué)生學(xué)以致用， 了解 整個(gè)專(zhuān)業(yè)各課程間的彼此聯(lián)系，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的再認(rèn)識(shí)， 同時(shí)加強(qiáng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)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(guò)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(guò)程， 通過(guò)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(shí)。對(duì) 比分析傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)方式的優(yōu)缺點(diǎn)， 在教學(xué)改革過(guò)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(shí)或 知識(shí)體系的框架上， 通過(guò)板書(shū)形式在黑板展示， 學(xué)生能夠掌握學(xué) 習(xí)重點(diǎn)， 不至于因過(guò)多關(guān)注教師演示文稿文件， 或演示動(dòng)畫(huà)或影 片，而忽視教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題。同時(shí)借助多媒體技術(shù)易于內(nèi)容 表現(xiàn)，易于實(shí)踐操作演示等方面的優(yōu)點(diǎn)， 制作圖文并茂的演示文 稿課件， 對(duì)于需要現(xiàn)場(chǎng)演示的實(shí)驗(yàn)或展示的

13、數(shù)據(jù)， 進(jìn)行多媒體展 示。還可通過(guò)多媒體技術(shù)， 及時(shí)將遙感技術(shù)發(fā)展相關(guān)新聞報(bào)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(tīng)感 受。在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的情感教育，提升學(xué)生的愛(ài)國(guó) 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(tuán)隊(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)，提高學(xué) 生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。傳統(tǒng)教學(xué)主要是教師講，學(xué)生聽(tīng)，缺少 必要的互動(dòng)環(huán)節(jié)。 學(xué)生如果聽(tīng)不懂將會(huì)挫敗自身學(xué)習(xí)的興趣， 進(jìn) 一步影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)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(gè)人講的局面， 適度 組織學(xué)生組成小組， 每個(gè)小組成員輪番進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的講解， 互 相查找不足，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

14、，提高學(xué)生積極性、主動(dòng)性，使 每個(gè)學(xué)生都可以參與進(jìn)來(lái) 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(zhuān)業(yè)各年級(jí)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(guò)高年級(jí)學(xué)生帶動(dòng)低年級(jí)學(xué)生， 在讀研究生分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)， 在職 學(xué)生講解實(shí)際工作中所需專(zhuān)業(yè)知識(shí)， 專(zhuān)業(yè)教師引導(dǎo)， 定期或不定 期開(kāi)展相關(guān)科技學(xué)術(shù)活動(dòng)， 以“全國(guó)GIS技能大賽”為載體，各 類(lèi)科技活動(dòng)為主線(xiàn)， 積極引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)課外科技活動(dòng)及科研項(xiàng)目 的申報(bào)，提升自身能力， 開(kāi)闊自身視野， 同時(shí)達(dá)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(jìn)而提高學(xué)生

15、學(xué)習(xí)的積極性和主 動(dòng)性。（三）改革課程考核機(jī)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(duì)專(zhuān)業(yè)課程考核方式的改革要求， 總評(píng)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和 期末成績(jī)各占 50%組成，足以體現(xiàn)學(xué)校給予教師對(duì)學(xué)生更加靈活 性的考核方式。 本次教學(xué)改革將平時(shí)成績(jī)分為課堂筆記、 課后讀 書(shū)筆記、參與相關(guān)科技活動(dòng)項(xiàng)目、作業(yè)、考勤、期中測(cè)試等，期 末考核試卷出題過(guò)程中， 注重基礎(chǔ)理論知識(shí)考核的同時(shí)， 更加注 重考核學(xué)生掌握知識(shí)的整體性，以及靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。以“全國(guó) GIS 技能大賽”為主題， 積極引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)參加大 賽，提升自身實(shí)踐能力，以及實(shí)際動(dòng)手解決具體問(wèn)題的能力。同 時(shí)，圍繞“全國(guó)GI

16、S技能大賽”，積極引導(dǎo)學(xué)生申報(bào)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室 開(kāi)放基金項(xiàng)目， 全國(guó)大學(xué)生挑戰(zhàn)杯課外科技活動(dòng)項(xiàng)目， 以及貴州 省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目等課外科技活動(dòng)項(xiàng)目， 以提高學(xué)生學(xué) 習(xí)的主動(dòng)性和自主性。 通過(guò)具體項(xiàng)目的申報(bào)和實(shí)施， 學(xué)生感到學(xué) 有所用，學(xué)以致用，進(jìn)一步促進(jìn)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(guò)遙感課程教學(xué)改革的實(shí)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(dòng)性大有提高。自 2012 年組織學(xué)生參 加“全國(guó)高校GIS技能大賽”遙感組比賽，獲得三等獎(jiǎng)一次、優(yōu) 勝獎(jiǎng)兩次，共有20人獲得“ MapGIS工程師證書(shū)”；為培養(yǎng)學(xué)生 應(yīng)用能力和科研意識(shí)，積極組織學(xué)生申報(bào)各類(lèi)各級(jí)課外科技活 動(dòng)，自 2012 年至今，遙感方向共獲得立項(xiàng)項(xiàng)目有國(guó)家級(jí)“大學(xué) 生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目