CDIO理念在遥感原理与方法教学改革中的应用.doc

CDIO理念在遥感原理与方法教学改革中的应用摘要文章提出基于cdio工程教学理念的遥感原理与方法教学改革模式。该教学模式紧紧围绕遥感原理与方法课程能力培养大纲，让学生在亲自参与遥感应用项目的过程中，以问题学习的形式和创新性的项目设计为载体，使学生进行自主学习，最终实现对其综合能力的培养。关键词cdio遥感原理与方法实验设计cdio工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学共同创立的工程教育改革模式。该项目已扩展到全世界，包括了各种工程类专业的教育。该项目的愿景是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思（conceive）、设计（design）、实现（implement）和运作（operate）过程的环境基础上的工程教育。cdio培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。在遥感原理与方法教学中引入cdio理念，使学生能在课程学习过程中不仅掌握遥感基本的理论知识和基础技能，同时对学生分析与解决问题、创新精神的培养也是一种行之有效的途径。1 遥感原理与方法课程概况遥感原理与方法是我国高等院校地理科学类专业（包括地理、地质、地球物理、气象气候和海洋）的一门重要基础课程，也是地理信息系统专业和遥感科学与技术专业的必修的核心课程之一。特别对遥感科学与技术专业工科学生而言，解决遥感图像处理、信息提取等实际问题，cdio能力尤其重要。遥感原理与方法课程在成都信息工程学院的教学中以本科生为主要对象，主要介绍遥感基本理论、基本方法和遥感应用的基本技能。同时根据本课程内容体系、特点以及cdio理念，在课程中注重培养学生的以下能力：（1）掌握遥感科学与技术的基础知识，包括遥感物理基础、地物与电磁波相互作用和遥感成像机理；不同遥感器特性与遥感构像特征；遥感图像处理的方法与技术；遥感图像目视解译及计算机解译的原理、方法和步骤，航空照片、多光谱图像、热红外图像、雷达图像和高光谱图像信息提取，以及遥感专题信息的分析和在不同领域应用等；（2）获取遥感技术基础知识的能力和具备遥感基本技能；（3）学会系统分析遥感实践中的问题；（4）有在遥感项目实践中进行团队合作的能力；（5）学会非遥感专业技术知识，进行个人职业技能的锻炼；（6）具备设计和实施遥感项目的能力。2 基于cdio理念的遥感原理与方法课程的实施2.1 遥感项目实施调查学习根据本专业各教师的项目情况制定若干与之相关的有关遥感技术和组织、管理的题目，将学生分组并自选1组题目，利用课余时间参与到教师项目中自己获得题目的答案或解答方式。该环节的设计思路是让学生从实际问题（项目实际问题，非虚拟实验问题）出发，带着问题进行学习以实现对学生能力的培养。此环节的关键是教师要在项目中给出学习方向和题目，起到对学生的引导作用。具体如下：（1）将课程根据内容在项目中找到合适的内容并细化为题目，让学生在项目的实际参与中体会需学习的内容，培养学生搜集信息并解决问题的能力。如遥感图像目视解译中的题目“根据研究区状况进行相关资料搜集，并完成对图像的几何校正”，在以往的课堂教学中资料搜集往往是一句话带过，学生仍不清楚具体该搜集哪些资料，通过其自己在项目中的各种资料需求体会，进行探讨，得出最后的结论。（2）将项目学习内容与相关专业课程相结合，使学生对专业学习从广度和深度上进行了解。如“根据植被的分布规律，结合遥感图像的实际情况，对所给遥感图像进行植被信息提取”。一方面让学生不再空洞表面地看待遥感影像的颜色、形状等图像特征去进行信息的提取，而是结合自然地理课程中所学的植被分布规律这部分知识，懂得灵活运用所学知识解决实际工程中的问题，由被动变主动。另一方面，又认识到遥感技术应用实践中无所不在的地学、生态学等知识，明确地学、生态学、气象气候学在专业知识体系中的重要性。（3）除了让学生学习专业技术问题外，还培养学生学习对问题的解决思路，同时也注重培养学生的职业道德。如“根据所给研究区和研究目的，选用适宜的遥感影像”，学生通过项目中对图像数据进行经费预算，有针对性地选择对项目而言性价比最高的图像，而不是一味追求高分辨率图像。（4）了解遥感技术应用项目中工作分工，各工作之间如何协调，让学生直接认识自己的专业以及整个遥感学科系统。2.2 课堂教学和专题讲座（1）对课程的基本概念和理论进行课堂讲授，通过具体项目的对全课程内容的贯穿，使学生建立课程的体系结构的概念，同时要求学生参与到学校的项目或实习单位的项目中学习专业知识，在学习中自行查找相关资料以丰富专业知识。（2）选择课程内容中的重点、难点进行重点讲授，并结合实际操作或实际案例进行剖析。如遥感图像计算机解译中重点建立学生对特征空间等抽象概念的理解。（3）利用多媒体技术手段，如图片、视频、动画等向学生展现国内外的先进技术和理念，而这是学生在日常学习中难以直接接触的。如星载扫描仪的工作原理、遥感卫星辐射校正场等知识。除课堂教学外，还聘请经验丰富的从事遥感技术理论及应用研究的专家做专题讲座，这些讲座极大地激发了学生学习专业知识的兴趣，同时使学生了解了专业的新知识，对专业的发展更加关注。2.3 遥感原理与方法课程实践在遥感项目实施调查学习过程中侧重于“问”，要求学生在参与或者观察的过程中多向项目人员请教，而在课程相关配套实验中则强调“做”，要求学生自己动手完成相关题目。具体为两方面的内容：（1）针对课程内容设计实验题目，是学生在实验操作中能够与理论知识结合起来，理论联系实际，进一步增加对课堂知识的理解。同时注重实验题目之间的连贯性，使之能够与学生所见或所参与的项目尽量相关，不涉及纸上谈兵的项目。（2）要求学生主动参与到教师的相关项目中去，不仅参与项目的实施，还参与项目的组织和管理工作，使学生获取更多的锻炼。如进行遥感图像的处理、解译、分析等方面的工作，检查遥感图像处理的质量、遥感信息提取的质量等。要求学生参与项目讨论，并鼓励学生提出问题，使其更认真地投入项目工作中。3 结语基于cdio理念的遥感原理与方法课程改革实践打破了传统教学模式，具备以下特点：第一，通过探索性的项目设计，以多媒体教学模式和项目