應用型本科高校遙感課程教學改革研究

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在界定應用型本科院校的基礎上，概括了遙感的特點，分析目前遙感課程教學中存在的問題，并有針對性地提出改革的措施。

[關? ? 鍵? ?詞]? 應用型本科高校;遙感;教學改革

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）19-0168-02

應用型本科院校指以應用型為辦學定位，而不是以科研為辦

學定位的本科院校。應用型本科教育對滿足中國經濟社會發展對高層次應用型人才需要以及推進中國高等教育大眾化進程起到積極的促進作用。

一、遙感的特點

（一）宏觀性

遙感平臺越高，視角越寬廣，可以同步觀測到的地面范圍越大，越容易發現地球表面一些重要目標物空間分布的宏觀規律。一幀美國的陸地衛星影像，可以覆蓋地球表面34225 km2，在5～6分鐘即可完成掃描;一幀地球同步氣象衛星影像可覆蓋1/3的地球表面，實現更加宏觀的同步觀測。

（二）及時性

遙感探測可以在短時間內對同一地區進行重復探測，及時發

現地球表面事物的動態變化。地球同步軌道衛星可以每隔半小時對地觀測一次（FY-2氣象衛星）;太陽同步軌道衛星（NOAA氣象衛星和FY-1氣象衛星）可以每天兩次對同一地區觀測。而傳統的地面調查需要花費大量的人力、物力，用幾年甚至幾十年的時間才能獲得地球上大范圍地區的動態變化數據。

（三）數據的綜合性

遙感所獲取的影像綜合反映了地球表面的自然、人文信息。紅外遙感可晝夜探測，微波遙感可全天時全天候探測，Landsat和CBERS衛星影像可以綜合反映地質、地貌、土壤、植被、水文等特征，供各個部門來應用。

（四）經濟性

遙感的投入產出比高，與傳統方法相比可以節省大量人力、物力、財力和時間，具有很高的經濟效益和社會效益，據估計，Landsat衛星的投入產出比可達1∶80。

20世紀中葉以來，遙感技術出現了新的發展態勢，許多科學領域的發展越來越依賴于遙感技術的進步和遙感數據的獲取能力。地球科學諸多研究領域的發展，越來越離不開遙感等新技術。

因此，我國高校遙感課程的開設適應社會發展的需要和時

代的要求。由于遙感課程具有專業性和綜合性等特點，要求學習對象具有良好的基礎和較為廣泛的知識，課程開設的順序應從

簡到難，循序漸進。

二、遙感課程教學中目前存在的問題

（一）缺乏體系完整、結構嚴謹、內容難易適當的專業教材

遙感課程的開設往往依托各高校原有專業，側重于在各自相關專業的應用，不能使學生對遙感進行全面而透徹的理解。不合理的課程體系導致教學內容的重復。此外，有關遙感的書籍很多，由于過于專業或科普性過強，適合作為教材的并不多。

（二）教學方法單一，教學效果不好

教學過程基本是“以學科為中心，知識為重點”，側重于理論知識的講授，使學生投入過多的精力在基本概念和邏輯框架的

記憶上，忽略遙感理論與實際應用的相互關系，導致分析問題和解決問題的能力薄弱。課堂上仍然采用傳統的“滿堂灌”的教學方法，調動不起學生的積極性。遙感課程是典型的“理科”，如果學生只靠死記硬背教材中的結論，只能是事倍功半且容易被遺忘。學生對遙感課程中許多原理不僅要知其然而且要知其所以然，這就需要教師花費心思，設計教法，思考如何使知識內化于心。

（三）實踐環節有待加強

遙感是一門實踐性很強的學科。例如數字圖像處理、航片的立體觀察、地物反射波譜的測量、航片衛片的判讀等，僅僅從概念上理解了是不夠的，必須經過實驗才能加深認識并加以應用。由于長期受教育的影響，實驗教學附屬于理論教學，實驗內容只是為了強化學生對理論的理解和掌握，真正完整、系統的遙感概論實驗幾乎沒有，考核也只是流于形式，大多只是平衡本門課程成績的一種手段。以基礎性、驗證性實驗為主，教師在講臺上演示，學生跟著在下面做，至于為什么這樣做，下一步該怎么做，學生心中完全沒數，一節課結束后，學生才知道是干什么，而不是針對一個具體問題，學生利用所學知識主動設計實驗步驟。這樣做，主要是教師傳授一些專業軟件的具體操作步驟，而不是充分發揮學生的積極性，不利于培養學生的創新意識和創新能力。實驗課的考核也是流于形式，只要學生每一步都跟著教師做下來，就會自然而然生成實驗結果。教師會根據實驗結果評定實驗成績。這樣的考核，不能衡量學生的主觀能動性，對培養學生的創新能力起不到促進作用。

（四）師資力量相對薄弱

遙感課程教師往往依托本單位的相近專業，大多數高校沒

有完善的系列遙感類專業教師。除少數中青年教師外，多數教師是由其他專業改行或半改行而來的。在當前日益加劇與繁復的評定職稱重壓下，他們往往在原專業領域內撰寫論著，難以全力以赴地從事應用性專業科研與教學。由于大多數高校師資隊伍普遍缺乏實踐經驗，為了保證完成教學任務，勢必以多開專業課程、縮減實踐課程作為暫時維持現狀的對策。

三、遙感課程主要的改革措施

（一）改革教學內容

目前本科院校大多使用彭望琭老師的《遙感概論》或梅安新老師的《遙感導論》。《遙感概論》特點是內容層次安排合理，概念清晰易懂，實驗內容以目視解譯為基礎，易于開展，但部分內容老化;而《遙感導論》是教育部面向21世紀課程教材，內容豐富，涉及技術原理較多、較深，對初次接觸遙感的本科生而言，內容上顯得過深。為此，將兩本教材相結合，形成如下的教學內容：緒論;遙感的物理基礎;傳感器;航空遙感;航天遙感;遙感圖像處理;遙感圖像目視解譯;遙感應用和3S集成九章的內容。

（二）改革教學方法

教學內容確定后，如何使其在授課過程中能被學生接受，很大程度上取決于教學方法。因此，選用適當的教學方法是完成教學任務、提高教學質量的關鍵環節。

1.巧妙設問，運用啟發式教學法

在講授課程過程中，以問題為導向，通過啟發學生，引導學生深層次、多角度地思考問題，從而激發學生的學習興趣，引起他們對課程的重視。針對遙感中一些比較難以理解的概念和原理，采用啟發式教學法。比如在講到物體的反射時，學生在中學都學過光學，具備相關的知識基礎。先讓學生回顧中學里學過的鏡面反射和漫反射，然后再引出第三種反射：實際物體的反射，并比較它們之間的異同。這樣學生就容易理解實際物體的反射亮度既與入射的方位角和天頂角有關，也與反射方向的方位角和

天頂角有關。

2.結合遙感課程的特點，采用多媒體教學

在遙感課程的教學過程中，包含大量的遙感圖像信息，運用多媒體技術具有表現形式多樣、圖文并茂、聲像并舉、直觀明了的優勢，符合這門課的教學需求。多媒體教學更能激發學生的興趣、發揮學生的積極主動性、提高效率，豐富課堂信息。例如，在講到空間分辨率的概念時，用兩張空間分辨率不同的圖像就很能

說明問題。

3.并列比較法

把分別獨立的幾個比較對象并列起來進行比較的方法稱為并列比較法，例如加色法彩色合成和減色法彩色合成的比較。前者是指三個亮度可以調節的光源，分別通過紅、綠、藍濾光片，在暗室投射在白色屏幕上。當三個光源的亮度相同時，在三束光重疊的地方可以看到白光;后者則是讓一束白光先通過藍色濾光片，再通過黃色濾光片，最后在白色屏幕上得到綠光。

不同點是：當白光透過紅、綠、藍濾光片后得到三色光，由于紅、綠、藍是三原色，三種色光等量混合得到白光，是加色法原理;當白光依次通過藍、黃濾光片時，得到綠光，是減色法原理。

加色法示意圖和減色法示意圖十分相似，需要在學習中仔細

區別。通過比較可以了解這兩種成像方法的共性與個性，從而達到區分與理解。其他內容如真彩色合成和假彩色合成、中心投影與垂直投影等，都可以使用這種教學方法進行。

（三）強化實踐環節

遙感是一門實踐性很強的學科。例如數字圖像處理的內容，僅僅理解各種數字圖像處理的方法達不到教學目的，必須落實到應用ERDAS、ENVI等軟件處理圖像上，這就要求必須強化實踐教學環節。在安排實驗內容時，除了有基礎性實驗外，還應該安排一定數量的綜合性實驗和設計性實驗，例如在學生學習了遙感圖像的校正、增強和分類后，可以結合太原市的實際，應用太原市2005、2010、2015年的TM影像分析太原市十年來的土地利用變化情況。這就要求學生不僅要掌握遙感影像分類監督分類的知識，而且對太原市土地的利用類型有一定的了解，最后還要通過數據分析找出太原市土地利用的變化趨勢和規律。實踐環節能夠讓學生在實驗中驗證并理解理論知識，進一步增加學生對遙感數字圖像處理的認識，提高學生的實際應用能力。“遙感數字圖像處理”部分要求學生具有較強的實踐能力，只有通過適時實驗課的安排，讓學生盡可能多地動手操作，方可達到最佳的教學效果。在學生親自動手操作的過程中，不僅要增強他們對理論知識的理解，而且要提高他們對該門課的興趣，同時培養他們獨立解決問題的能力。教師應鼓勵學生參加高規格的全國性專業賽事，在大賽中鍛煉成長;可以讓學生參與教師的科研項目，在實際工作中增長經驗和見識;成績評定時，提高實踐環節的占比。

（四）充分利用國內甚至國外教育資源，引進優秀人才，充實師資力量

在未來幾年內，吸引各類人才，形成較合理的教師梯隊，推進遙感教學研究蓬勃發展。但隨著逐年招生規模的擴大，許多高校編制仍然短缺，大部分骨干教師科研任務繁重，在教學第一線的教師均以年輕教師為主。解決辦法除了積極引進高層次人才外，加速年輕教師的培養迫在眉睫，學校必須增加年輕教師培養投資，通過采取進修、培訓、讀學位等相結合的辦法，提高年輕教師的知識水平和學歷層次。從教師的自身的發展來看，第一線上課的教師應積極主動地參與科學研究，提高學術水平，除了自身努力外，學校也應盡可能地為教師營造寬松的學術環境。

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