遙感課程實踐教學模式探索與教改實踐

摘 要:遙感是一門技術性很強的專業，加強實踐教學環節是非常必要的。本文在分析目前遙感課程實踐教學現狀的基礎上，提出遙感課程實踐能力培養目標，并從加強實踐教學體系構建、加強實踐教材建設、改進理論和實驗教學方法、構建教學與科研互動模式以及構建多元化考核體系等幾個方面對遙感課程實踐教學內容和方法進行了探索與教改實踐，為提高遙感課程教學質量、培養實踐創新型人才的教學改革提供了一些借鑒。

關鍵詞:遙感課程 教學改革 實踐教學 教學模式

中圖分類號:G420文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(a)-0136-02

1 引言

遙感作為一種高效的探測、獲取、分析和處理空間信息的先進手段，已廣泛應用于各個領域。目前，遙感是高等教育中地理信息系統、測繪、地理、環境等專業開設的一門重要的專業基礎課。近年來，圍繞如何提高遙感實踐教學質量做了一些有益的嘗試和探索，取得了一定的進展。

首都師范大學資源環境與旅游學院的遙感科學與技術專業屬于工科專業，對學生實踐能力的要求比理科更高，其培養模式以及遙感課程的教學內容、教學方法與我校的地理信息系統理科專業有所不同;此外，遙感技術的快速發展對遙感教學提出了更高的要求。因此，如何根據本校的教學條件特點，加強遙感課程實踐教學，培養適應社會需求的遙感技術專業人才，是遙感課程實踐教學需要認真思考的問題。

2 遙感課程實踐教學現狀

經過幾年的教學實踐，筆者發現該課程的實踐教學目前主要存在以下幾方面的問題:

(1)理論教學與實踐教學比例失調。遙感課程是一門技術類課程，但我國高校中遙感課程實驗課時普遍偏低，實踐能力的培養長期得不到重視。由于實驗課時有限，難以保證學生對基本技能的掌握，對理論內容的理解也大打折扣，結果導致教學內容無形中局限于教材，使學生的創新精神和學習興趣逐漸喪失。

(2)遙感實踐教學教材欠缺。我校選用的是教育部面向21世紀課程教材《遙感導論》，與之配套的實踐教材為《遙感實習教程》，該實習教材的教學軟件使用的是美國克拉克大學地理學研究生院系統開發實驗室研制的Idrisi，而未采用國內外主流的ERDAS、PCI或ENVI等遙感軟件。該軟件可操作性不強，無法滿足實踐教學的需要[1]。此外，由于遙感學科是一門快速發展的學科，新的技術和方法不斷產生，而該教材2001年出版后并未修訂再版，教材中的部分內容滯后于遙感技術快速發展的現狀，給學生的學習帶來了一定的困難。因此，亟需結合我校自身的實驗條件(硬件、軟件、數據和師資等)編寫適合本校實際的實驗教材。

(3)綜合型和研究型實驗比重低。知識驗證型實驗強調基礎性和系統性，以驗證知識、幫助理解遙感基本理論和實踐基本技能為主;綜合型實驗將多個相關的實驗內容結合，培養學生系統運用所學知識和技能進行綜合分析、解決問題的能力;研究型實驗是學生在教師的指導下分析和解決實際應用問題，培養學生解決問題的能力。目前，實踐課程的教學大多以知識驗證型實驗為主，綜合型實驗為輔，缺乏研究型實驗，抑制了學生積極性的發揮，不利于學生自主學習和個性化學習。

3 遙感課程實踐能力培養目標

遙感是一門實踐性很強的課程，通過該課程教學應使學生不僅具備深厚的理論基礎，而且掌握過硬的實踐技術，更重要的是具備針對不同應用，解決應用問題的能力。這種能力的培養僅靠理論教學是無法完成的，必須將實踐教學納為課程教學的重要組成部分。通過實踐教學可以將理論和實際應用結合起來，使理論內容易于被學生接受，增強學生分析和解決問題的能力，提高學生的動手實踐能力、專業應用能力、人際交往能力和團隊合作精神，逐步建立獨立的科研和工作方法，為進一步發展奠定良好的基礎。

遙感課程的教學應遵循比較系統的理論教學并加強能力培養，課程建設需緊密結合教學實踐，不僅需要注重對學生軟件操作技能和專業技術能力的培養，更要注重對學生應用遙感解決實際問題能力的培養。學生能力的提高需要通過一系列的實驗項目和課程設計分階段的完成，以基礎理論、基本方法和基本操作為基礎，循序漸進地構建分層次的能力，由淺入深地不斷提高。

4 遙感實踐課程教學內容與方法的改進

4.1 加強實踐教學體系構建

遙感課程內容多、涉及到的知識面廣、學時有限，不可能做到面面俱到。因此，結合本校遙感科學與技術專業的培養模式，對課程結構和內容進行了整合與優化，在教學模塊確定后，根據理論與應用結合、基礎與前沿兼顧的原則，對講授內容做了必要的取舍。通過適當調整教學大綱，精選核心教學內容，壓縮或摒棄陳舊內容;通過增加課程實習環節，增強應用性教學內容的比例，以加深學生對理論的理解，提高實踐能力;強調各章節重點、難點的同時，設計有針對性的驗證型實驗，使教學大綱有較強的可操作性。例如，對于描述性的、重復性的且學生自己可以看懂的內容，授課時將不講或略加指點由學生自學;對較難理解和掌握的內容，通過設計驗證型實驗，讓學生利用ERDAS軟件加深對理論的理解，同時可以掌握ERDAS的基本操作。

4.2 加強實踐教材建設

目前國內尚未見到普適性較強的遙感上機實驗課程教材，并且各大院校使用的實驗教材多為自編。作者針對教學內容中的重點和難點，結合本課程實踐性強的特點，編寫了《遙感原理與方法》課程實習指導書，精心設計了包括遙感圖像輻射校正、幾何校正、空間濾波、對比度增強以及計算機解譯等在內的多個實驗項目，以加深學生對理論的理解和應用，效果良好。

4.3 改進理論和實驗教學方法

(1)注重知識點的不斷更新，調整理論課講授內容。

課堂中插入與遙感相關的趣聞軼事、時事熱點。如講地質災害時結合遙感在汶川、玉樹地震中的應用，講電磁波譜時引入利用光譜信息識別真假草坪，講目視解譯時介紹“從太空中是否可以看到長城”的爭論等，通過這些例子，可使學生加深對基礎理論知識的理解與掌握，并形成對實踐項目的整體意識，提高學生的興趣和積極性。

(2)營造互動活躍的學習氣氛。

互動式教學是一種主動的學習，注重培養學生的思維能力和創新能力。那么，如何營造互動活躍的學習氛圍、鼓勵學生積極參與到課程教學中去呢？作者認為:首先應建立對學生的創新意識、創新能力和創新成果積極的激勵機制，如:對敢于在課堂上提出問題、發表不同見解的學生給予平時成績的獎勵;其次，在課堂上要善于提問題，提問要根據本節課的教學目標和學生的實際情況而定。尤其在每節課的前幾分鐘內，通過提問問題，作為對上節課所學內容的回顧和對本節課所學內容的銜接，并可集中學生的注意力，使學生的思緒盡快回到課堂中來。

(3)注重實踐教學，把遙感軟件的使用穿插入理論教學中。遙感課程的整個過程都離不開實踐教學，要始終把遙感軟件的使用貫穿于整個課堂教學活動中。在基礎理論知識灌輸的過程中，學生只能形成初步的感性認識，對理論的理解和掌握并不透徹。在講解理論的同時，及時進行軟件的演示，這樣不但能使學生加深對理論知識的理解與掌握，而且還使他們學習了遙感軟件的操作方法，還可提高學生動手操作軟件的能力和提出問題、思考問題和解決問題的能力。

(4)保證實驗課的時效性，注重綜合型和研究型實驗內容

實踐教學環節是決定遙感課程教學質量的關鍵環節，在培養學生創新思維、科研能力等方面作用重大。實驗課程與理論課程應緊密結合，不論是在內容上還是時間上。講授完理論方法后，應緊接著進行相關的實驗。這樣既能夠使學生很好地把理論與實踐結合起來，給學生留下深刻的印象，又能提高學生的學習興趣，便于扎實掌握此知識點。另外，實驗課程中如果一味地由教師講授和示范，學生很容易感覺疲勞，失去學習興趣，最終影響教學效果。

4.4 構建教學與科研互動模式

為了加強理論與實踐的聯系，以科技成果帶動教學內容的改革，將科研項目中的案例和取得的最新成果引入實踐教學，不但提高了教師的理論業務水平，還提高了學生的學習興趣，調動了學習積極性，提高了學習效率和教學水平。

以培養學生創新實驗能力為核心，在教師的帶領下培養學生的科研能力。學生根據自己的興趣選擇實驗項目，制定個性化培養計劃，查閱文獻資料，自主擬定實驗方案，選擇實驗數據，制定技術路線，對實驗結果進行分析討論，撰寫實驗研究報告。這樣有別于課堂上分門別類的理論教學，也有別于實驗室驗證性實驗教學，有助于學生科技創新實驗活動和課內教學的有機結合。

4.5 構建多元化的考核體系

考核是衡量學生對一門課程知識掌握情況的一種方法。然而，在學生中存在平時不努力、考前突擊以及考試作弊等現象。我們的考核方式如何才能真正起到衡量學生對一門課程知識的掌握情況是非常值得思考的問題。為了減少學生在學習過程中出現的平時不努力，考前突擊的情況，作者增大了平時成績的比重。平時成績由聽講、回答問題、作業、上機實習4個環節構成;設置平時成績中上機操作的考核內容，可有效提高學生實踐動手能力。

由于平時成績比重的提高，課堂紀律及學生上課聽講的專注度有了很大提升;而上機實踐環節的設置，增加了學生的成就感，培養了專業學習的熱情和興趣，同時為后續的科研立項的工作奠定了基礎;實踐環節的設置增進了學生對理論的理解，從近年的考試成績來看，理論知識考試的成績有所提升，對問題的理解更加深入。

5 結語

遙感技術的快速發展對遙感實踐教學提出了更高的要求，通過實踐教學可以有效提高學生實踐能力、研究能力和創新能力，因此加強遙感實踐教學是培養學生扎實的遙感技能的立足點。本文提出了遙感課程實踐能力培養目標，結合本校實際進行了遙感課程實踐教學改革方法與實驗教學體系改革，這既是課程建設的需要也是專業發展的需要。以上筆者僅對遙感實踐課程教學提出了一些經驗和想法，如何順應遙感技術飛速發展的需要，仍需我們不斷地探索與研究適合遙感學科發展特點的教學新方法、新思路和新手段，以進一步完善教學體系，滿足社會對遙感類人才的需求。

參考文獻

[1]ZHANG Yun.Exploration of Remote Sensing Practice Course Teaching Content and Methods Reform[J].Science Technology Information，2011(12):512～513.(張運.遙感實踐課程教學內容與方法改革探索[J].科技信息，2011(12):512～513.)

[2]ZHENG Wenwu.Study on Practice Teaching System of Remote Sensing Course for GIS Specialty[J].China Electric Power Education，2011(7):132～133.(鄭文武.GIS專業遙感課程實踐教學體系研究[J].中國電力教育，2011(7):132～133.)

①作者簡介:鄧磊(1976-)，男，山東煙臺人，副教授，主要從事《遙感概論》、《ERDAS圖像處理》等課程的教學工作，研究方向:遙感圖像處理;遙感和地理信息系統在資源環境、自然災害等領域的應用。

②本文由首都師范大學教改課題“遙感課程的實踐式教學模式研究”和課程建設課題“遙感原理與方法”共同資助。