遥感课程实践教学方法探索.pdf

管理观察 Management Observer 总第 589 期 第 26 期 2015 年 9 月 中旬出版 134 遥感课程实践教学方法探索 郭碧云 1 ，刘光哲 2 * ，吴仁豪 1 （1 . 浙江海洋学院海洋科学与技术学院，浙江 舟山 3 1 6 0 2 2 ；2 . 西北农林科技大学林学院，陕西 杨凌 7 1 2 1 0 0 ） 摘要：遥感是一门新兴的涉及广泛的学科，遥感技术发展迅速且操作性强，需要加强实践教学环节，来 满足学科的发展和社会需求。本文在分析高校遥感课程教学现状的基础上，从基于理论更新的基础上来 加强实践教学环节、将前沿科学研究方法和成果引入课堂教学、加强课程实验内容的系统性和前沿性、 将软件操作学习溶入课堂教学等几个方面对遥感课程实践教学内容和方法进行了探索，为提高遥感课程 的教学质量，培养实用创新人才教学改革提供一些参考。 关键词：遥感课程 实践教学 教学方法 遥感（Remote Sensing）,“遥远的感知”，广义遥感 指对目标物进行无接触的远距离探测技术；狭义上指在 航天或航空平台上，运用各种传感器（如可见光、红外 线和微波等）对地球进行观测，接收并记录电磁波信号， 根据电磁波与地表物体的作用机理及对探测目标的电磁 特性进行分析，进而获取物体特征性质及其变化信息的 技术 1。遥感是 20 世纪 60 年代以来新兴的一门学科 , 美 国宇航局、欧空局等机构和加拿大、日本、印度、中国 先后建起了各自的遥感系统。随着计算机和传感器性能 的不断提高，遥感影像的分辨率（空间分辨率、光谱分 辨率和时间分辨率）有了很大提高。遥感数据中包含了 大量的地表和空间信息，而目前对于遥感数据丰富的信 息不能完全提取，如何充分有效的从影像中获取全部的 信息是一个亟待解决的问题。许多高校开设了与遥感相 关的专业和课程，这对遥感技术的谱及和发展提供了良 好的基础环境。如何培养出适合社会发展需要的合格的 遥感技术人才是目前高校遥感教学的重点。 一、遥感课程教学现状 遥感技术虽然是一门新兴学科，但目前已经得到广 泛应用，国际遥感应用发展的实用化、精细化、产业化 和业务化特征明显。在我国遥感技术起步较晚应用水平 不高，根本原因是基 础性研究薄弱 2。只有通过系统培养掌握遥感理论 知识和实用操作技术的后备人才，才能够满足社会对遥 感高技术人才的迫切需求， 这也是高等教育面临的责任。 目前在遥感课程教学方面与社会需求之间存在一定的差 异，相对于遥感技术发展，课堂教学内容相对落后。从 目前遥感课程教学内容的设置方面来看，存在以下现象： （一）重理论教学，轻实践教学 大部分高校在课程大纲设置时，将理论教学部分安 排了大量的课时，而对于实践环节课时安排较少 3。实 验课时少 , 难以培养学生的感性认识，动手能力的提高 更是无从谈起 4。遥感课程不同于其它理论课程，它需 要学生具有很强的操作能力，少的实践教学课时使学生 对遥感技术基本技能的训练和掌握不能满足，其结果使 学生对课程理论部分内容不能较好的理解。容易造成教 学内容仅限于课本知识，使教学和实践脱节，降低学生 对这门课程学习的兴趣，不能激发学生的创新性能力。 （二）快速发展的遥感技术与相对滞后的实验教学内容 遥感技术是一门新兴的交叉学科， 它是以航空航天、 传感器和计算机等技术为基础发展起来的，涉及学科众 多。随着航空、航天技术和计算机技术快速发展和传感 器性能的不断提高，遥感技术得到了飞速发展，遥感数 据分析和处理方法层出不穷。而伴随发展的遥感课程的 教材通常相对稳定（几年或者十几年不变），不能及时 更新，新的技术不能够较快为学生所接触。如果教师的 作者简介：郭碧云（1972）女，民族：汉，籍贯：陕西西安，学历：博士 . 通讯作者：刘光哲（1966）男，民族：汉，籍贯：陕西杨凌，学历：博士 . 135 教育改革与质量 知识也不及时更新，会造成学生所学的知识陈旧，与实 际脱节，不能满足学科发展的需要。 （三）传统的教学方式与学生综合素质的提高 在课堂教学过程中教师应该注重学生综合素质的培 养 , 调动学生学习的主动性，激发学生在学习过程中发 现问题、主动解决问题、培养自主学习的能力。传统的 教学方式偏重于理论原理方面教学，对于启发学生思考 问题和自主解决问题等综合素质的提高方面涉及较少， 不利于学生积极主动性的提高。 （四）课堂教学与社会需求存在一定的差异 课堂教学注重理论教学，教材和教学方法通常变化 不大，对于有些课程（例如大学物理、化学）也许采用 这样的教学方法是可行的。而有些发展特别快的学科， 如遥感技术、计算机科学等学科，需要教师及时掌握本 学科的前沿知识，及随科技发展后的社会需求情况来调 整教学内容。相对于这些发展快的学科，传统的教学方 法显得手段单一，并且学生参与其中的机会少。随着计 算机、信息技术的发展，遥感技术得到了迅速发展。遥 感课程不同于其它理论课程，尽管现在高校中大都采用 多媒体教学方法，但在整个教学环节也大多数是以教师 的讲授为主，学生在整个过程中只是看和听，缺乏对学 生动手能力的培养。同时，课堂开设的每节实验课也只 是单一实验，没有开展完整系统的实验，造成课程教学 与社会需求之间的差距。社会对人才需求是全面的，多 方位的，高校毕业生不仅需要具备专业知识，还需要具 备一定的创新能力。 二、遥感课程教学方法的改进 课堂教学内容和方法直接影响教学质量和培养目标， 在教学过程中应注重学生个体发展，将理论教学与践教 学相结合，使课堂所学知识更好地为社会需求服务。要 合理安排和优化授课和系统的实验的内容，使之紧密结 合学科前沿研究和学术动态，使课堂知识适应社会发展 需要，更好为社会进步服务。课程改革从以下几方面进 行探索： （一）理论教学 （1） 专业理论教材及时更新。 遥感技术的飞速发展， 对理论教学工作提出新的挑战。由于教材编写和出版周 期较长，就需要教师尽量利用其它方法手段获取较新的 授课内容，例如可以通过网络手段或者外文资料及一些 高级别的国际会议中的资料，给学生传递最新的学科动 态和前沿信息， 使学生所学的专业理论具有时效性 ； 同时， 引导学生通过多种方法（例如，网络资源）了解不同机 构研究现状和研究动态，学生从查找资料的过程中培养 了自学能力和提高他们积极动思维。 （2）充分利用现代媒体技术。媒体教学有很强的程 序性、目的性、交互性和实用特性。把媒体提供的资料 加以优化和整合，按照学生的认知能力、知识结构以及 学生的情感状态等因素， 可以尽可能的调动学生的感官， 从而做到提高上课的效率和学习效率 5。运用多媒体技 术进行教学，可以把理论内容部分通过图文的形式展现 出来，增加学生的认识能力，有利于学生对课堂知识的 理解。遥感影像不同于传统照片，属于顶视图。遥感信 息的提取是通过遥感图像解译来完成，对图像的解译首 先要对图像进行判读，判读的过程中需要了解各种地物 在影像上的特征，了解不同地物在不同地形或不同植被 在不同季和不同生长过程中的表现特征，只有通过媒体 教学才可以很好地给学生展示不同时间和空间的遥感影 像，这样便于学生对地物不同条件下的特征进行区分， 加强学生对图像的判读能力，为今后图像解译的准确性 打下基础。 （3）授课内容增加专题部分。通过增加专题知识的 讲解可以加强普及遥感知识的应用。结合不同专业学生 的特点，将遥感技术应用部分制作成不同的专题，通过 课堂讲解的方式传授给学生。每个专题中应包括遥感技 术在本领域的工作流程、基本工作原理和应用前景。例 如，对于海洋技术专业的学生，结合海上溢油、海水悬 浮泥沙方面介绍遥感在海洋环境中的应用；对于水力学 及河流动力学专业， 结合汶川地震之后诱发的灾害情况， 就遥感技术如何对河床演变及河道泥沙淤积方面研究进 行讲解。 （4）将科学研究工作溶入教学中去。为了加深学生 对遥感理论知识的理解， 将科研成果溶入于实践教学中， 不仅有利于科研成果和技术的推广，也可以增加学生学 习的积极性，提高学习效率。教师在授课时可以结合自 己的科研工作，给学生讲解如何选题、如何开展科研工 作及本研究在学科中的地位等。利用这种学习方法可以 培养学生自主创新能力，也能够培养学生的科研潜能。 同学们可以根据自己的兴趣申报科研项目，模仿老师的 试验方案，自主设计项目的实验步骤、制定技术路线、 撰写实验报告和科技论文。这样的教学方法与纯理论教 学和纯实践教学不同，有利于学生把理论学习、实践学 习和科技创新三者结合起来。 136 教育改革与质量 （二）实践教学 构建合理科学的实践教学体系、提高学生的实践能 力和综合技术应用能力，是高校遥感课程改革的重要任 务之一 6。 （1）注重遥感教学中的实践教学环节。能力的提高 是基于大量实验基础上 , 加大实验课课时量 , 加强基本技 能训练；增加综合型、创新性的实验，构筑全方位的实 验教学模式，能够为学生的自主实验营造个性化的学习 环境，有利于强化学生的综合能力的提高 7。遥感技术 是一个实践性非常强的学科。大多数的课堂教学中关于 遥感原理部分讲授较多，实践操作占很少一部分，通常 高校在制定遥感课程教学大纲时，把它等同于其它的一 般性课程，与理论教学课时数相比实验课课时数设置较 少，这样很难保证学生基本的技能训练和提高，也影响 到学生对理论知识的理解。根据每一章节的理论教学部 分，设置相应的实验教学内容，加大应用型教学内容， 提高学生实践的能力，以加强学生对课本知识的理解， 也使学生能够很好的掌握遥感的应用技术，为今后的 科研工作打下良好的基础。同时，增加较多的实验课 时数，加强学生对不同遥感图像处理的操作能力，做 到熟练操作。 （2）将软件教学贯穿于整个理论教学中，训练学生 的动手能力。在现行的教学大纲基础上适当强化图像处 理和解译能力练习。在整个遥感课程的教学过程中离不 开实践教学， 把遥感软件的操作渗透到课堂教学活动中。 遥感图像信息提取通常要借助于遥感图像处理软件完成， 通过课时的调整，学生有更多的课时进行实验练习，熟 练操作软件，掌握图像处理的基本技能，可以加强对理 论知识的理解。在理论教学过程中即时进行遥感处理软 件的操作讲解和演示，通过学生对软件的学习，提高学 生的动手能力、思考问题和解决问题的能力。 （3）加强课程实验内容系统性和前沿性。遥感课程 涉及到众多学科，由于教学大纲所规定的课时有限，在 设计实验教学方面应结合遥感科学与技术专业的培养模 式，对课堂实验内容进行优化整合。目前每一种遥感图 像处理软件，都是由不同的模块组成的，每一模块下包 含不同菜单，每一菜单具有不同功能。通常完成一项数 据分析工作需要完成一系列的操作，用到不同的菜单或 模块，而教学实验课的内容只涉及到某一模块或某几个 菜单的功能，学生只能了解某一菜单如何使用，而不是 就某项研究内容系统的实验。同时，实验教学也应该结 合前沿研究， 将一些前沿的研究方法渗透到实验教学中。 在设计教学实验时应该结合理论教学内容，做到理论与 应用相结合原则，基础性和前沿性原则。 三、结束语 遥感技术的不断发展对高校遥感课程教学内容提出 了新的要求，只有通过不断改进教学方法才能满足学科 发展的需求。本文立足于遥感课程的培养目标，从社会 发展对遥感人才的需求和遥感课程教学中存在的问题方 面进行分析，提出了遥感课程理论和实践教学方法改进 的一些建议。遥感课程实践教学改革应是基于更新和完 善理论教学的同时，加强实践教学的改革。理论教学内 容随遥感技术的发展应不断更新，这将有利于学生了解 前沿的科学研究和动态；理论教学内容随科技发展不断 更新，做到与时俱进；加强实践教学环节可以培养学生 动手能力、科研潜能和创新能力，是课程建设的需要也 是学科发展的需要。 完善实践教学体系，将会体现培养实用型人才的办 学宗旨，适应社会需求。高校遥感课程教学内容如何适 应遥感技术不断发展的需要，仍然需要不断地探索，通 过探索来寻找适合学科发展特点的教学方法和完善的教 学体系，来满足社会对遥感人才的需求。 参考文献： 1 童庆禧，张兵，郑兰芬 . 高光谱遥感的多学科应用 M. 电子工业出版社 ,2006（5）：1. 2 秦文俊 .遥感图像处理课程教学在地理学专业中的探 索与实践 J. 现代测绘，2007（11）:45-47. 3 黄秋燕 . 教学性地方高校遥感课程教学与科研互动模式探