遙感數(shù)字圖像處理實習(xí)課程教學(xué)改革探索

遙感數(shù)字圖像處理實習(xí)課程教學(xué)改革探究〔〕:

摘要：遙感數(shù)字圖像處理是地理信息科學(xué)專業(yè)的核心課程，作為該課程的后續(xù)理論課程，遙感數(shù)字圖像處理實習(xí)課程更側(cè)重于激發(fā)學(xué)生的興趣，進步學(xué)生的動手才能和創(chuàng)造性。本文針對該課程現(xiàn)存問題，結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)歷，針對如何提升遙感數(shù)字圖像處理理論課程的本科教學(xué)效果提出一些淺見，以望能為該課程的改革提供一些參考。

關(guān)鍵詞：地理信息科學(xué)；遙感數(shù)字圖像處理；教學(xué)改革

本文引用格式：于文憑,馬明國,周廷剛.遙感數(shù)字圖像處理實習(xí)課程教學(xué)改革探究[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(73):153-154.

隨著衛(wèi)星對地面觀測的日益頻繁，多源、多尺度衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)成為了構(gòu)成地球大數(shù)據(jù)的重要局部【1】，促進人類對于世界的宏觀認(rèn)知及模擬構(gòu)建，且其已經(jīng)被廣泛用于全球氣候變換、自然災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境保護、農(nóng)業(yè)管理、海洋調(diào)查、氣象預(yù)報等領(lǐng)域。因此迫切需要培養(yǎng)可以系統(tǒng)掌握遙感理論知識，能純熟處理遙感圖像和應(yīng)用技能的人才。這也是1998年教育部新增的地理信息系統(tǒng)專業(yè)的培養(yǎng)重要目的，目前國內(nèi)已經(jīng)有140多所高校開設(shè)該專業(yè)【2】。經(jīng)過20余年的教學(xué)理論探究，遙感數(shù)字圖像處理已經(jīng)作為該專業(yè)的核心課程，在本科學(xué)生教學(xué)的知識構(gòu)建中發(fā)揮著重要作用。

隨著遙感數(shù)字圖像處理課程的內(nèi)容的不斷更新和對培養(yǎng)學(xué)生理論才能的迫切需要，近幾年西南大學(xué)〔后文簡稱"我校";〕的地理信息科學(xué)專業(yè)已經(jīng)將遙感數(shù)字圖像處理理論課程單獨開設(shè)成一門課程"遙感數(shù)字圖像處理實習(xí)";，其作為遙感數(shù)字圖像處理理論課程的后續(xù)根底課程，以遙感圖像處理軟件ENVI軟件為處理平臺，培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合遙感理論知識掌握遙感圖像處理的根本操作；引導(dǎo)學(xué)生理解遙感數(shù)字圖像處理在植被、生態(tài)、土壤、土地利用、資源環(huán)境監(jiān)測方面的根本處理過程。筆者從目前教學(xué)過程存在的問題入手，圍繞著如何進步這門理論性課程的教學(xué)質(zhì)量，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面，提出一系列改革的措施，為推進這門課程的教學(xué)提供參考。

一課程現(xiàn)狀及存在問題

遙感數(shù)字圖像處理實習(xí)課程需要培養(yǎng)學(xué)生具有系統(tǒng)的遙感圖像處理知識，純熟掌握遙感處理技術(shù)，并加深對遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)的理解，進步應(yīng)用遙感技術(shù)解決問題的才能。但現(xiàn)實的教學(xué)并沒完全到達效果，培養(yǎng)出的學(xué)生無法靈敏應(yīng)用圖像處理技術(shù)，大大局限了學(xué)生探究創(chuàng)新的才能【3】。究其原因，重要有以下幾點：

〔一〕缺乏適宜的教材

目前國內(nèi)有很多適宜"遙感數(shù)字圖像處理";理論課程的教材，但對于與之匹配的理論課程并沒有給予足夠的重視,缺乏針對性的教材。因此，本門理論課程的參考教材多是基于某一種圖像處理軟件操作類書籍，側(cè)重于軟件操作和功能的介紹，內(nèi)容繁多，缺乏針對性和學(xué)科系統(tǒng)性，不利于教師講授，也嚴(yán)重影響學(xué)生對理論課程內(nèi)容的理解和掌握。

〔二〕講授方法比擬單一

基于傳統(tǒng)遙感數(shù)字圖像處理方法實習(xí)課程教學(xué)的方式方法，教師講授重點多側(cè)重于根本操作步驟，講授方法比擬單一，經(jīng)常忽略將詳細操作步驟和詳細參數(shù)設(shè)置，與理論課程的知識和原理結(jié)合，最終導(dǎo)致學(xué)生只盲目重復(fù)教師的操作步驟，缺乏對遙感數(shù)字圖像處理的感性認(rèn)知，無法靈敏應(yīng)用圖像處理軟件遙感對不同的數(shù)字圖像進展針對性的處理和應(yīng)用。

〔三〕課程內(nèi)容以根本驗證性實驗性為主

目前我校本專業(yè)的遙感數(shù)字圖像處理實習(xí)課程的內(nèi)容設(shè)置見表1，從表可知課程內(nèi)容主要包括軟件介紹和根本操作、遙感圖像校正、圖像增強、和遙感圖像分類及制圖，而只有第四章的實驗內(nèi)容是綜合性的實驗，其他的實驗均是驗證性實驗。因此在本門課程的實驗體系中，驗證實驗的比例遠遠高于綜合性實行，因此，從實驗內(nèi)容的設(shè)計上，目前的課程內(nèi)容不利于學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)和理論才能的培養(yǎng)。

〔四〕傳統(tǒng)的考核體系

我校本門課程的考核方式是以期末上機考試和平時考核按照70%和30%的比例分配，這種考核方式中明顯上機考試的占的比例比擬多。而期末考試往往是在有限的時間內(nèi)完成，因此，上機考試一般多側(cè)重于考核學(xué)生根本操作的才能，無法考核學(xué)生獨立解決綜合性問題的才能和創(chuàng)造性素質(zhì)【4】。

二改革詳細措施

針對目前遙感數(shù)字圖像實習(xí)課程的如今，筆者嘗試提出以下改善本課程教學(xué)效果的措施以供讀者參考：

〔一〕建立新的課程體系，并編寫針對性的課程教材

根據(jù)認(rèn)知規(guī)律和遙感數(shù)字圖像處理實習(xí)課程的特點，突出理論課程的培養(yǎng)學(xué)生理論才能與創(chuàng)造力，需要更新本門課程目前的實驗課程體系，重組實驗課程，努力減少驗證性實驗的比例，設(shè)計由根底性實驗、綜合性實驗、研究創(chuàng)造性實驗組成的梯度實驗。新課程體系的順利施行需要編撰配套內(nèi)容的教材作為支撐，以保證新的課程體系下的教學(xué)質(zhì)量。新教材的內(nèi)容除了包括課程體系中安排的實驗內(nèi)容，還需要涵蓋由于課時安排無法安排到課程體系內(nèi)的驗證性實驗和創(chuàng)造性開放實驗，留給學(xué)生課后通過自學(xué)來進步自身的根本技能，同時為學(xué)有余力的同學(xué)預(yù)留足夠的才能擴展材料。

〔二〕豐富講授方法

在實驗課程的教學(xué)過程中，改變原有的由教師以講授式授課，學(xué)生盲目模擬的形式，采用多樣化的教學(xué)方法和手段，充分調(diào)動學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)能動性，變成一種師生互動，學(xué)生充分參與的新模型。尤其在綜合性和創(chuàng)造性實驗課程過程中，在實驗教室的教師教學(xué)管理系統(tǒng)的輔助下，教師可以綜合利用啟發(fā)式、問題式教學(xué)方法，由學(xué)生來設(shè)計詳細理論操作，并進展操作演示和講解，最后教師進展綜合。這種形式一方面讓教師快速理解學(xué)生根本知識和根本技能的掌握程度，另一方面可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主思維和創(chuàng)造性。

〔三〕確立新考核方式

根據(jù)培養(yǎng)目的，調(diào)整目前以考試為主的考核方式，確立新的遙感數(shù)字圖像處理實習(xí)課程的考核方式，最好以綜合性遙感應(yīng)用大作業(yè)和實驗辯論的形式來開展，以便能充分考察學(xué)生根本技能，又可以培養(yǎng)學(xué)生獨立探究素養(yǎng)和團隊協(xié)作精神。同時，開放性的、綜合性的題目有利于學(xué)生發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造性。

〔四〕開展編程才能拓展教學(xué)探究

地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)生需要具有一定的編程才能，因此可以根據(jù)本專業(yè)的編程語言課程內(nèi)容安排，基于學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)的語言，比方python、IDL、MATLAB等，編寫一些圖像處理小程序來穩(wěn)固所學(xué)圖像處理的理論，加強學(xué)生對解決圖像處理實際問題的認(rèn)識。同時作為課程拓展可以嘗試性為學(xué)生講授編寫代碼完成批量處理和可視化大量遙感數(shù)據(jù)的內(nèi)容，大大進步學(xué)生的處理遙感數(shù)據(jù)的技能和效率，為后續(xù)學(xué)生獨立解決基于遙感的現(xiàn)實問題、開展科學(xué)研究奠定技能根底【5】。

三結(jié)語

從地理信息系統(tǒng)專業(yè)的設(shè)立到今天的地理信息科學(xué)專業(yè)，經(jīng)過不斷探究，遙感數(shù)字圖像處理理論內(nèi)容在很多高校已經(jīng)單獨成為一門根底課程。開展至今，本門課程的教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步進步，學(xué)生普遍掌握圖像處理的根本技能。但培養(yǎng)的學(xué)生仍存在著欠缺獨立思維和創(chuàng)造性的問題，導(dǎo)致學(xué)生缺乏基于遙感數(shù)據(jù)獨立解決現(xiàn)實問題的才能，更無法參與或獨立開展科學(xué)研究。因此，本門實驗課程仍需從實驗課程體系、教材、教學(xué)方法、考核方式、編程才能拓展等多方面加強課程建立，進步遙感數(shù)字圖像處理實習(xí)課程的教學(xué)質(zhì)量。雖然本文提出了一些課程改革措施，并在實際的教學(xué)中獲得良好的效果。但遙感技術(shù)具有快速開展的特點，因此，如何不斷適應(yīng)遙感技術(shù)的開展需要，培養(yǎng)高程度的遙感專業(yè)人才，仍需要本門課程的教師和從事遙感數(shù)字圖像處理研究的研究者在教學(xué)和科研過程中不斷推進。

參考文獻

【1】胡云鋒,商令杰,張千力，等.基于GEE平臺的1990年以來北京市土地變化格局及驅(qū)動機制分析.遙感技術(shù)與應(yīng)用.2022,33(04):573-83.

【2】陳鋒銳,喬家君,閆衛(wèi)陽，等."遙感數(shù)字圖像處理";教學(xué)改革初探.計算機時代.2022(06):67-8+71.

【3】阿里木江-卡斯木."遙感數(shù)字圖像處理";課程教學(xué)改革探析.吉林省教育學(xué)院學(xué)報(上旬)./