“雙創”背景下應用型本科高校非遙感專業遙感類課程教學改革探索

張志敏 周穎杰 孫亞飛 魯春陽

（河南城建學院，河南 平頂山 467036）

1 “雙創”背景下構建遙感類課程體系的重要性

2018 年9 月18 日，國務院下發了《關于推動創新創業高質量發展打造“雙創”升級版的意見》（國發〔2018〕32 號），支持和鼓勵各行各業加入創新創業活動中來，至此，創新創業（簡稱“雙創”）改革已經成為時代發展的新潮流[1,2]。高校作為素質人才的培養基地，肩負為國家培養創新型人才的重任，更需要及時順應時代發展趨勢，積極開展創新創業教育，為提升學生綜合素質和培養創新創業能力做貢獻。

遙感技術，是在測繪科學、空間科學、信息科學、生命科學及其他多學科融合滲透基礎上發展起來的一門新興交叉學科[3]。它利用非接觸傳感器來獲取目標時空信息，不僅著眼于傳統目標的幾何定位，更能對影像和非影像信息解譯提取客觀世界不同目標的物理特征。隨著科學技術的發展，目前遙感技術已廣泛應用于水文氣象反演、環境遙感監測、城市土地資源探測、城市環境污染監測、城市規劃與管理、地質災害預警等多種地學應用領域[4]。遙感技術的深入發展與廣泛應用，為國家創新知識體系建設和大眾創業計劃開展提供了強有力的技術保障，與此同時，對應用型本科高校遙感類課程體系的改革和完善也迫在眉睫。

河南城建學院是河南省唯一一所以工科為主、以“城建”為特色的多學科協調發展的省屬本科高校，學校工科優勢突出，城建學科特色鮮明[5]，以培養應用技術類型人才為辦學目標，在已開辦的55 個本科專業中，需要開設遙感原理與應用課程的專業有遙感科學與技術、測繪工程、地理信息科學、土地資源管理、城市管理、土木工程、城鄉規劃、環境設計等專業。隨著國家對大學生創業支持力度的增大[6,7]，如何在“雙創”背景下構建更加完善的遙感類課程教學體系、完成專業知識與遙感技術的完美融合、幫助學生更好地理解創新創業思維、保證學生獲得更好的職業發展是一個亟待解決的問題。本文結合河南城建學院實際，以遙感原理與應用課程為例，創新應用型本科課程教學實踐改革，為培養高素質創新性工科人才奠定堅實基礎。

2 應用型本科遙感類課程在教學中存在的問題

（1）學時分配不合理

遙感原理與應用是一門理論性、實踐性和應用性均較強的課程，尤其對于非遙感科學與技術專業的學生來說，遙感技術在本專業的實際應用備受關注。然而，現有的課程體系未充分考慮應用型人才的培養特點，存在理論課時較多（約占75%～80%）而實踐課時較少（約占20%～25%），缺乏系統、完整的課程實習（設計）環節等問題。理論課時與實踐課時的不均衡分配，導致很多學生雖然學習了該課程，但是由于對遙感技術的內涵和應用原理缺乏深入理解，而產生“不知道為什么要學習遙感課程”“遙感好像與本專業課程沒有關系”的錯覺，以至于無法在學生的知識積累、專業提升和職業規劃等方面形成合力。

（2）課程內容設置不完善

作為一門應用性的科學技術，遙感的專業知識和學習內容十分復雜，為了培養學生的創新創業思維，構建科學合理的課程體系，就要從龐雜的教學內容中精簡重要知識，完成基礎理論、實踐應用和素質培養等各個環節。然而，現有的課程內容設置存在很多缺陷，比如 ：①理論教學內容較為陳舊，未能根據時代發展，將最新的一些遙感技術納入課堂教學；②課程教學知識專業性較強，忽視了與已開設創新創業課程的融合；③課程內容安排較為單一，尚不能根據不同專業的特色和應用目的進行調整和優化。

（3）實踐教學內容陳舊

學習遙感的目的是用遙感來解決本專業相關的實際問題，然而，受制于實踐教學學時的不足，很多非遙感專業開設的遙感原理與應用課程實踐教學內容較為陳舊，實踐教學中只能包含一些必須的輻射定標、大氣校正、圖像融合、幾何校正等基本的遙感圖像預處理知識，而無法融入對創新創業要求較高的目標識別、信息提取、定量反演等專題遙感應用內容，因而也未能將學生的專業知識和遙感技術、創新創業要求緊密結合，專業知識學習與創新創業教育之間嚴重分離，學科之間缺乏聯動和促進。

（4）教學模式較為單一

當前已開設的遙感原理與應用課程教學，大都沿用傳統教學模式 ：在課堂教學中，“老師講、學生聽”；在課下，學生按照老師要求完成作業 ；在實踐教學中，學生根據老師下發的實驗指導書在規定時間內、按照規定要求完成已定的實驗項目。這種較為單一的教學模式，過于依賴任課教師而忽略了發掘和培養學生的獨立自主學習能力，缺乏遙感技術與通識教學內容、專業知識和創新創業教育的有機融合，忽視了學生在專業知識學習和創新創業技能培訓這兩個方面的聯合培養，因而無法發揮遙感技術本身的學科優勢。

上述問題的存在導致學生理論知識掌握不扎實、實踐操作能力薄弱、專業應用水平偏低，從而限制了遙感技術專業特點與創新創業教育的有效融合，使學生難以從現有的課程結構中同時實現專業知識和創新技能的聯動，學生畢業后開展自主創新創業的難度較大，因此，在“雙創”背景下對非遙感專業遙感類課程的教學改革勢在必行。

3 遙感類課程體系建設的實踐和探索

為有效解決遙感原理與應用課程在開設過程中存在的問題，筆者利用在教學過程中積累的經驗與教訓，結合河南城建學院的辦學定位、學科背景和辦學條件，從教學內容、教學方法和教學手段三個方面進行了一系列改革創新，探索了應用型本科高校在“雙創”背景下的人才培養模式和課程體系建設。

3.1 教學內容改革

針對非遙感專業該課程實踐課時相對較少的問題，調整理論課與實踐課的教學內容，在不改變總課時情況下，根據專業特色和專業應用要求壓縮某些不必要的基礎理論，增加遙感技術在本專業應用的前沿知識和綜合拓展，將輻射校正、幾何校正、圖像裁剪等數字圖像處理內容進行合并，提高圖像分類、特征目標提取和遙感綜合應用等實踐內容比例，從而將遙感類課程的學習從枯燥、干癟的理論知識轉化為豐富、具體的實驗操作，提高學生對遙感技術的理解，拓寬學生對遙感技術應用領域的眼界。

改革后的課程教學內容，既保留了遙感技術中遙感成像理論、數據獲取原理和圖像處理方法等基礎知識，又增加了遙感在本專業應用的創新實踐內容，尤其對于實踐課時的調整，將圖像分類、特征提取、目標識別和專題遙感應用作為實踐課程的主體，而將輻射定標、大氣校正、幾何校正、圖像鑲嵌等數據預處理融入主體實踐內容，既能鍛煉學生對軟件的操作能力、擴充學生的專業知識儲備，又能完善學生的創新創業課程體系，深化遙感技術在本專業的應用深度，達到“一舉多得”的目的。

3.2 教學方法改革

綜合考慮不同學生的專業背景、知識水平和興趣愛好等多種因素，開展合理有效的分層次教學，將創新創業的理念、思維和方法融入課堂教學、實踐教學和課下自學等各個環節。

（1）課堂教學

課堂教學以啟發式教學為主，以學生的學習興趣為出發點，以學生學會知識為根本落腳點，結合專業學習中的實際應用案例，利用“提出問題、知識講解、知識應用和鼓勵探索”四個階段層層深入、環環相扣，提前設計好課程教學內容和課后討論題目。為了避免傳統刻板的教學方法，從根本上改變“老師講、學生聽”的課堂教學模式，將每節課45 分鐘劃分為兩部分，前30 分鐘由老師講解重要專業知識，后15 分鐘用作提問和討論，利用“學生問、老師答、師生同討論”的方式提高學生的學習參與度。對專業知識廣泛而深入的探討不僅有利于知識的掌握和理解，更有助于培養學生的創新創業素養。同時，還可在課堂上專門開辟時間，請學生站上講臺分享個人學習心得，而教師化身學生的“指導者、合作者、幫助者和學習伙伴”，通過現場答疑、知識問答和專題討論等多種形式，活躍課堂氣氛、培養學生自學能力和創新開拓思維。

（2）實踐教學

在創新創業素質培養中，理論與實踐是一個不可分割的有機整體，如果出現理論與實踐脫節的情況，就難以理解和掌握所學知識，因此，在該課程體系建設過程中，必須保證理論課程與實踐課程的充分融合。為了進一步鍛煉學生的創新思維、開拓學術視野，在實踐教學過程中，除了一些必須的實驗項目外，還可以設置“分組挑戰”“高階任務”“探索創新”等多種實驗內容，讓學生根據興趣愛好自由選擇，也可自行安排課后時間完成相應實驗，以此來培養學生求真務實、團結合作和敢于創新的意識。在實驗內容的安排上，指導教師側重于講解實驗要點和布置實驗要求，而不再指定詳細的實驗步驟和實驗方法，引導學生根據實驗特點和實驗要求自行設計實驗方案，教師只需做好過程把控、問題解決和結果評價即可。這些改革方式能讓學生在學習過程中理解遙感技術與專業知識的契合點，培養學生獨立思考、個性發展和創新開拓精神，提高學生解決實際專業問題的能力。

（3）課下自學

傳統的“填鴨式”教學，在學習過程中以簡單記憶和技能反復訓練為主，弱化了學生自身的思考和理解，也不強調質疑和創新鍛煉，學生的學習效率和學習效果大大降低[8]。為了改變這種情況，在課堂集中授課之后，通過分組形式布置課后討論作業，鼓勵學生在課下查閱資料、探究討論、共同學習，提高學生的學習創新性和學習積極性。此外，為了更好地提升學生的創新創業能力、檢驗專業理論與創新創業的融合效果，鼓勵學生利用課余時間參與科研項目，促進產、教、研、學的進一步融合，引導學生從科學研究角度學習先進的創新創業理念，提高學生的創新創業能力，為創新型人才培養奠定基礎。近三年來，筆者依托“互聯網+”創新創業大賽和河南城建學院大學生科技創新項目，指導學生申請并完成了多項大學生“雙創”項目（如表1 所示），加之在教學過程中調整教學內容、優化教學形式、營造良好教學氛圍，提高了該課程的創新創業教學效果，所培養學生的綜合素質和創新能力也得到了用人單位的一致好評。

3.3 教學手段改革

教學手段是教師在教學過程中傳遞信息的工具和媒介。除了傳統的課堂面授外，考慮到疫情防控期間師生無法見面的實際情況，筆者充分利用現有的教育教學技術探索了“線上+線下”混合教學模式，即課堂教學+網絡平臺（“學在城建”）的綜合運用，實時參與和監控學生“課前、課中和課下”的多個學習環節，極大地推動了教學手段和教學模式的改革與創新，“線上+線下”混合教學模式流程如圖1 所示。

圖1 “線上+線下”混合教學模式流程

課前，主講教師上傳視頻、文檔等學習資料，根據章節內容對知識點進行梳理，制定章節學習計劃和學習目標，并提前發布在“學在城建”平臺，供學生進行課前預習；在線下教學過程中，通過課堂講授、復習提問、溝通交流、課堂總結等形式講解重點專業

4 結語

隨著國家對大學生創新創業支持力度的增大，目前已開設的遙感類課程逐漸凸顯出學時分配不合理、課程內容不完善、實踐教學內容陳舊、教學模式單一等問題。本文從教學內容、教學方法和教學手段等方面對非遙感專業遙感類課程教學進行了深入探究和實踐，力求在提高學生綜合素質和專業能力的基礎上，將創新素質培養貫穿于人才培養的各個環節。通過三年的教學實踐，學生專業素質顯著提升，榮獲第十二屆全國高等學校大學生測繪科技論文大賽“二等獎”一項、2022 年全國大學生測繪學科創新創業智能大賽“一等獎”和“二等獎”各一項、2022 易智瑞杯中國大學生GIS 開發競賽“二等獎”和“三等獎”各一項。本課程的教學實踐經驗可為同類型課程的改革探索提供參考。