地理信息科學專業中遙感課程的教學改革探索

摘 要：針對地理信息科學專業的培養目標和遙感課程的教學現狀，本文從優化教學內容、改革教學方法和調整考評體系等方面總結和探索遙感課程在地理信息科學專業中的教改新思路，提出應更新教學內容、豐富教學手段、側重實踐教學等；應結合案例分析、模擬實驗和互動討論等多種教學手段，提高學生的參與度和學習興趣，引導學生重視綜合性實驗、過程性表現和專業性應用技能的提升，以期增強學生掌握利用遙感技術解決地理信息行業實際問題的能力，培養具有較強實踐能力的本科人才，以適應未來地理信息行業的發展趨勢和需求。

關鍵詞：遙感課程；教學改革；實踐教學

Abstract：In response to the educational objectives of Geographic Information Science（GIS）programs and the current state of remote sensing courses，this paper summarizes and explores innovative approaches to curriculum reform in remote sensing within the context of GIS education.It is proposed that the teaching model should be optimized by updating teaching content，diversifying teaching methods，and emphasizing practical teaching.A combination of case analysis，simulated experiments，and interactive discussions should be integrated into the teaching methods to enhance student engagement and interest.This approach aims to guide students in valuing comprehensive experiments，processoriented performance，and professional application skills，thereby strengthening their ability to apply remote sensing techniques to solve realworld problems in the GIS industry.The goal is to cultivate undergraduate talents with strong practical capabilities to meet the developmental trends and demands of the future GIS industry.

Keywords：Remote Sensing Courses；teaching reform；practice teaching

遙感技術（Remote Sensing）起源于20世紀60年代，是一種能夠快速監測和跟蹤地表動態變化的對地觀測技術，已在國土、農業、林業、水利、資源、環境、生態、城鄉建設等領域得到廣泛應用［12］，在交通規劃、城市增長監測、災害風險評估、環境影響評價、噪聲污染地圖、光污染地圖等領域發揮著重要作用。隨著遙感技術、計算機技術和地球科學的快速發展，遙感逐漸成為一門新興的專業基礎課程，被眾多高校列入相關專業（如遙感科學與技術、地理信息科學、測繪、環境科學等）的課程體系中。

新疆師范大學地理科學與旅游學院的遙感課程較早開設于地理信息科學專業，其核心培養目標是使學生掌握遙感基礎理論知識及具備解決實際問題的實踐能力。然而，目前該課程存在的一些問題，如重“教”輕“學”、重“理論”輕“實踐”以及實踐教學模式單一等，制約了學生對基本理論的理解、實踐技能的鍛煉和創新能力的培養［3］。如何從現行遙感課程教學過程存在的問題出發，結合地理信息科學專業的授課情況和專業特點，從優化教學內容、改革教學方法、調整考評體系等方面對課程教學進行探索和改革，切實提升學生的實踐能力和培養科學精神，仍是本課程教學中需要深思的問題。

1 優化教學內容

1.1 合理取舍教材內容

遙感課程通常面臨內容豐富、知識廣泛但學時有限的挑戰，難以在有限的學時內全面覆蓋所有內容。如《遙感數字圖像處理》教材（韋玉春主編）共有10個章節，其中涵蓋了圖像校正、圖像變換、圖像濾波、圖像分割以及遙感圖像分類等重要內容。在教學大綱制定的44個理論學時+10個實驗學時內，要高質量地傳授并讓學生充分消化這些理論和實驗內容是很困難的。為此，教學應結合特定專業的培養模式對課程結構和內容進行整合與優化。首先，需要準確判斷和提煉教材中核心的教學內容和難點，據此調整教學大綱，壓縮或剔除不必要或陳舊的內容。其次，應強調教學中的重要和難點內容，增加理論教學與實際操作的比例，確保理論與實踐相結合。其次，應推動實驗內容的多樣化，設計既能夠鞏固基礎又能夠提升技能的實踐項目，以提高教學大綱的實用性和可操作性。最后，還需根據學生的學習階段、課時安排和專業特色進行模塊化設計，建立分層次的課程體系，以提升授課內容的結構性、適應性和針對性。這些措施有助于有效應對遙感課程在有限學時內的教學挑戰，使教學內容更加精細化和效果明顯。

1.2 更新擴展教學內容

隨著遙感技術的進步、大數據時代的來臨以及無人機遙感的蓬勃發展，遙感領域的新理論、新方法和新應用層出不窮［4］，遙感技術已經呈現出智能化、大眾化、產業化的發展趨勢。因此，若只重視教材中有限的基礎理論、處理技術和軟件操作，而忽略根據最新遙感技術動態更新教材內容，就可能導致教學內容滯后，降低學生的學習積極性，使其因專業技能和實踐能力難以滿足未來市場的需求而無法順利就業。因此，教育者需要不斷更新教學內容，以確保學生能夠掌握最新的遙感技術和應用，從而更好地適應未來職場的需求。

在教學過程中，教師應及時引入最新的發展案例開展應用實例教學，變“虛”為“實”，以實際案例幫助學生理解遙感技術在解決實際問題中的效果和優勢?？梢砸劳袑W院和教師當前進行的科研項目，將項目中的問題、解決方案和結果分析融入遙感課程的教學內容，以增強教學的實用性和前瞻性。例如，筆者近年承擔了一些關于遙感技術在區域氣候變化、干旱演變趨勢對植被生長的影響等方面的科研項目。在教學過程中可以將這些項目作為案例引入課堂教學，通過具體問題的討論和分析，幫助學生理解遙感技術在環境監測和資源管理中的實際應用。此外，應利用網絡資源和學術期刊資料，幫助學生獲取和處理真實的遙感數據，從而增強他們的數據分析能力和實際操作技能。同時，選取國內外與遙感技術密切相關的期刊資料，更新教學內容，使之緊跟學科前沿，應針對使用度較高的遙感軟件，如ENVI、ERDAS或PCI等，設計實驗課程教材和案例操作，培養學生的實踐能力。此外，還應加強遙感課程與地理信息科學專業基礎課程的聯系，促進學生跨學科學習能力的培養，使其能夠綜合運用多種技術手段解決地理信息分析中的復雜問題。

2 改革教學方法

目前，在遙感課程教學中，“重教輕學”的問題依然突出，教學方式的改革和優化至關重要。應打破“老師單向授課、學生被動接受”的傳統教學模式，形成更加多樣化的教學方法；創造積極互動的教學氛圍，引導學生從多角度思考問題；在討論中接受和消化知識，在實踐中培養獨立思考和創新的能力，加深對遙感理論的理解和應用。

2.1 重視教學解讀與設計

首先，重視教學解讀與設計，制定問題驅動的學習任務。教師應根據教學內容，創造具有原理性、啟發性、引導性、發散性和拓展性的問題情境，以引導學生在不同層次上進行探索和思考，激發其求知欲和探索欲，充分發揮學生的主體作用。以“遙感數字圖像幾何糾正”課程為例，直接講述引起幾何誤差的原因可能顯得枯燥無味，難以引起學生的興趣。若結合生活中常見的問題進行啟發，例如，通過放大鏡看文字或大合照中邊緣人像的變化，教師可以引導學生自主分析可能導致幾何誤差的原因。這種生活化的方式不僅能活躍課堂氣氛，激發學生的學習熱情，還能幫助學生更深入地理解教學內容。同時，引入互動式教學方法也至關重要。教師通過提問、小組討論、案例分析等形式，激發學生進行思考，促進學生之間的交流和合作，使課堂教學更加生動和活躍。總之，教學需要不斷探索從“教”“學”分離向“教”“學”融合的轉變，形成“教師組織引領、學生自主學習”的良好教學模式，確保學生不僅掌握知識，還能靈活運用知識解決現實問題。

其次，遙感課程作為一門涉及多學科交叉融合、專業性強且知識更新迅速的學科，傳統的PPT教學方式已經難以滿足其教學需求。為了更好地適應遙感課程的特點，現代技術手段的創新在教學中的應用變得尤為迫切。我們可以利用影音軟件和豐富的網絡資源來擴展和完善教學素材，使教學內容更加豐富和生動。通過增加遙感軟件的現場演示教學、錄制微課視頻、建立遙感課程電子素材庫等多元化教學手段，實現教學模式從傳統的“線下教學”向更為靈活的“線上線下結合”轉變［56］。這種轉變不僅能夠提升教學的組織效率，還能增強學生的學習體驗和參與感，從而不斷優化教學設計，提高教學質量，更好地適應遙感學科的發展和學生學習的需求。

2.2 豐富實踐教學內容與方式

遙感課程是一門技術密集型學科，不僅要求學生掌握豐富的專業理論知識，還強調學生要通過實踐來培養其解決實際問題的能力。實踐教學是理論知識得到應用的有效途徑，可以使抽象的理論內容變得更加具體和易于理解，同時提升學生分析問題和解決問題的能力，幫助學生逐步發展出獨立的思考方式和科研方法。然而，目前遙感課程教學過程中重“理論”輕“實踐”的問題依然相當普遍，實驗課時與理論課的比例嚴重失調，導致學生的實踐能力培養長期未能得到足夠重視，這種情況亟須改變。

因此，遙感課程需緊密結合實踐教學，不僅要注重學生的軟件操作技能和專業技術能力培養，還需突出培養他們應用遙感課程知識解決實際問題的能力。首先，地理信息科學專業的遙感實踐課程任務是優化課程設置，增加實踐性課程的比例，確保理論學習與實際操作的平衡。其次，應提升實踐教學質量，加強實驗課程設計，通過有針對性的實驗和實踐課程，提高學生實際操作的技術性和實用性。再次，還應結合專業特色和行業需求設置教學案例，增加綜合性和研究性實驗的比重，從而加強實踐環節。最后，鼓勵學生參與科研項目或實習實訓活動，在實踐中串聯多個相關實驗內容，打破各教學模塊之間的壁壘，讓學生在真實項目中積累經驗，提升實踐能力和技術水平。比如，可以設計類似《牧草資源監測》的綜合實驗，結合遙感數據、遙感技術和地理信息系統（如ArcGIS）進行綜合應用，并要求學生根據實驗結果分析牧草資源現狀和變化情況。這不僅能夠提升學生的實踐能力，還能促進其問題思考和分析能力，增強完成項目的成就感，進一步激發學生的實踐熱情。同時，主張設置多元化、多層次的實驗選題，尊重學生的個體差異性，分層次、有針對性地提高學生實踐素養。

3 調整考評體系

傳統的遙感課程考核方式主要是“平時成績+期末考試”。平時成績（考勤、課后作業、課堂表現等形式）分別按10%～20%的加權形式來評估，通常占最終成績的40%～50%，雖然考核形式逐漸趨于多樣化，但其在總成績中的占比仍然較低；其余50%～60%的占比由期末考試成績構成，占比較高但通常難以全面反映學生的實踐能力和綜合素養。這種忽視過程評價的片面考核方式會引導學生形成重“考試”輕“能力”的錯誤思想，不利于對學生綜合表現情況的評價和實踐能力的培養。

為了解決學生“考前大突擊”的現象，確?？己四軌蛘鎸嵎从硨W生對課程理論知識和實踐技能的掌握，構建一個多元化的考核體系顯得尤為重要。首先，可以通過調整平時成績和期末考試的權重分配，具體可設定成“50%平時+50%期末”，以此激勵學生更加重視日常學習的表現。其次，應該豐富平時考核的內容和形式，除了傳統的考勤和作業評估，還應綜合考慮階段性測試、思維導圖繪制、課堂討論參與度、成果展示的PPT制作、學術筆記整理、匯報交流表現、實驗操作技能及其準確性等多維度指標。這些措施不僅有助于全面評估學生的學習狀態和綜合能力，還能激勵學生更積極地參與到各類教學活動中，提高他們的學習主動性和參與度。通過上述方式逐步將評價方式從“結果為主導”轉變為“過程與結果并重”，從而解決重“考試”輕“能力”的弊端，促進學生全面發展。

結語

遙感技術作為地理信息科學領域的重要組成部分，其教學和實踐課程經過多年的發展和完善，已經在教學理念、內容、方法和考評方式上取得了顯著的進步，教學效果也隨之提升。然而，隨著遙感技術和地理信息行業的迅猛發展，本文提出了一系列建議，旨在根據地理信息科學專業的特點和未來的應用前景，對遙感課程的教學內容、教學方式和考評方式進行優化。特別地，本文強調了推動綜合性和研究性實踐改革的重要性，以激發學生學習興趣為切入點，注重培養學生的實踐能力和分析思考能力，以增強學生與行業發展的契合度，進而培養更多符合社會需求的技術人才。本文雖然提出了關于遙感課程教學改革的思路，但這些改革措施的實際效果仍需通過實踐來驗證。遙感課程的改革是一個持續的過程，需要不斷地探索和研究新的教學方法、新的思路和新的技術手段，以適應遙感學科的發展特點。這要求教育者和學者們持續投入，以確保遙感教育能夠緊跟技術發展的步伐，為學生提供最前沿的知識和技能。

參考文獻：

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［2］陳杰，鄧敏，侯東陽.大數據智能時代遙感課程實踐教學模式的改革與探索［J］.測繪通報，2023（6）：176179.

［3］鄧磊，趙文吉，胡德勇.遙感課程實踐教學模式探索與教改實踐［J］.科技創新導報，2012（7）：136137.

［4］張飛，丁建麗，買買提·沙吾提.地理信息系統專業遙感課程建設中的教學與科研互動關系探析［J］.高等教育研究學報，2011，34（2）：6971.

［5］杜哲，何玲，張利.以實踐能力培養為導向的遙感課程教學改革研究［J］.大眾標準化，2021（3）：157159.

［6］秦永，韓留生，黃潔慧，等.《遙感概論》線上線下混合式教學改革與實踐［J］.地理空間信息，2023，21（2）：161164.

基金項目：新疆維吾爾自治區自然科學基金面上項目（2024D01A87）；新疆師范大學博士（后）科研啟動基金項目（XJNUZBS2439）

作者簡介：姜萍（1989— ），女，漢族，湖北棗陽人，博士研究生，副教授，研究方向為遙感技術及地理信息系統。