陳冉紅 陳婉婷 張穎 李明

摘 要：該文通過對遙感技術在樹木營養(yǎng)學課程改革中應用的分析，在教學和實踐過程中將林業(yè)遙感技術融入該課程體系中，從教育教學、科研以及社會實踐三者有機結合的教學模式來提高樹木營養(yǎng)學的教學質量，為現(xiàn)代化林業(yè)發(fā)展提供高素質、專業(yè)化人才。

關鍵詞：遙感；樹木營養(yǎng)學；課程教學改革

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）06-0097-03

Abstract：The application of remote sensing technology in the curriculum reform of tree nutrition is analyzed.In the course of teaching and practice，forestry remote sensing technology is integrated into the course system.From the three teaching modes of education，teaching，scientific research and social practice，we will improve the teaching quality of tree nutrition，to provide high-quality and specialized talents for the development of modern forestry.

Key words：Remote sensing；Tree nutrition；Curriculum reform

樹木營養(yǎng)學是高等農(nóng)林院校林學類專業(yè)的基礎課程，以植物礦質養(yǎng)分、林木營養(yǎng)原理和肥料施用為核心內容。其中，林木營養(yǎng)診斷既是評價、分析和指導林木施肥的核心依據(jù)，也是樹木營養(yǎng)學課程理論教學和實踐實習的核心內容[1]。樹木營養(yǎng)學是一門綜合性、系統(tǒng)性和實用性都很強的課程，其教學實踐過程中會涉及多方面的領域，比如遙感技術的運用、土壤學的融合、植物生理學和病理學的應用等。但是，當前的樹木營養(yǎng)學的營養(yǎng)診斷教學內容存在著理論抽象，實踐教學內容少、可行性較弱，學生對缺素癥狀的理解及運用差等問題。將現(xiàn)代科技發(fā)展的最新農(nóng)業(yè)遙感成果運用到樹木營養(yǎng)診斷教學中，能夠更好地讓學生綜合樹木營養(yǎng)學課程和“3S”課程的學習成果，判讀森林的養(yǎng)分豐缺狀況，客觀指導樹木生產(chǎn)和施肥，從而激發(fā)學生對理論教學和實踐鍛煉的學習興趣，掌握更為明確實用的樹木營養(yǎng)診斷知識，提升樹木營養(yǎng)學教學效果。

遙感（Remote Sensing）是指在高空和外層空間的各種平臺上，通過各類傳感器獲取地表的信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)的傳輸和處理，最終實現(xiàn)研究地表物體形狀、大小、位置、性質及其與環(huán)境的相互關系的一門現(xiàn)代應用技術學科[2]。遙感技術（Remote Sensing technology）的特點是周期性觀測以及大面積覆蓋獲取地面信息，這些特點決定其可以提供實時、動態(tài)、綜合性強的環(huán)境資源信息[3]。在林業(yè)中，早在20世紀30年代，就采用一般的航空攝影來編制森林分布圖。近年來，遙感技術在林業(yè)科學領域得到了較好的運用，特別是在森林資源調查與分類、森林航拍遙感診斷施肥、森林病蟲害監(jiān)測與防控等方面得到了較好的運用。遙感技術已經(jīng)從專一領域逐步擴展到多領域發(fā)展，從現(xiàn)今社會對人才的要求及需要的角度來看，借助課程改革對林業(yè)遙感技術在樹木營養(yǎng)學課程中，將教學、科研與社會實踐三者結合，豐富課程的內容，增強學生的學習興趣以及自主實踐能力[4]。本文旨在研究遙感技術在樹木營養(yǎng)課程改革的應用，以期更好地將教育教學、科研與社會實踐三者融合一體，培養(yǎng)能夠具有樹木營養(yǎng)與遙感知識的現(xiàn)代化林業(yè)人才。

1 樹木營養(yǎng)學課程改革的必要性

《樹木營養(yǎng)學》課程是以植物營養(yǎng)學和作物施肥為基礎，結合林業(yè)生產(chǎn)實際形成的一門綜合性課程，通過判別樹木的營養(yǎng)豐缺狀況，分析樹木營養(yǎng)豐缺狀況的原因，從而提出合理有效的施肥方案[1]。然而，由于科技進步和課程教學過程中學生實習少、教學課時安排不合理、學生缺乏學習的主動性等問題，高等院校對相關課程進行教學改革成為必然趨勢。

1.1 學生實習少 樹木營養(yǎng)學課程的教學過程中需要大量的校外觀測，以便于讓學生更好地、更直觀地觀察樹木的營養(yǎng)狀況，運用自己所學的知識從樹木各方面的特征（比如樹木缺氮時，葉片變成淡綠色或黃白，枝細弱，頂梢新葉逐漸變小同時易落葉[5]），來判斷其是否缺失某種元素或某種元素過多而引起的相應特征。然而，如今高校由于學生課程多，占用時間多，課余時間少、安全沒有保障等問題，使得農(nóng)學類學生實習機會較少，導致他們并不能正確的判斷樹木的營養(yǎng)狀況。

1.2 教學時間緊，任務多 在課程教學方面，教學課時安排不合理，并且教學時間緊，任務多，教師需要在40課時內完成12章的教學任務，授課內容主要包括植物營養(yǎng)和施肥的基本原理、植物袋土壤營養(yǎng)、氮磷鉀等大量元素以及中量、微量元素在植物體內的生理作用、吸收和轉化、科學施肥[6]。然而，這些原因致使學生無法及時有效的觀測樹木營養(yǎng)失衡的情況，在沒有看到直觀地實例，學生對知識的掌握不清晰，學習興趣也逐漸弱化。

1.3 學生學習主動性低 由于許多學生缺少學習的主動性，在課外并不能對課程進行預習，使得其在課堂上跟不上教師的節(jié)奏，進而對課程的學習興趣減少。教師由于教學任務緊，每節(jié)課都會完成相應地章節(jié)教學，即使課堂復習，由于時間有限也只能復習一小部分，如果學生在課后再不進行復習，其對課程會變得知之甚少。

2 林業(yè)遙感技術在課程改革與學生教育的切合點

2.1 高科技融入樹木營養(yǎng)學課程的教學過程 隨著科技的發(fā)展，遙感技術在林業(yè)中的應用越來越廣泛，對林業(yè)類學生的培養(yǎng)提出了新的要求——培養(yǎng)高素質的創(chuàng)新人才，這是高校實施素質教育的根本途徑。而建立高素質的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式需要建立適合的、健全的創(chuàng)新課程教學體系。在樹木營養(yǎng)學的教學過程中，融入遙感學科的知識及技術。比如：在樹木營養(yǎng)監(jiān)測中，缺氮的樹木樹葉顏色會變淺，其冠層顏色也相應變?yōu)辄S綠色。而樹木冠層的顏色又是影響樹木冠層光譜反射變化的重要原因。利用遙感技術，可根據(jù)植物的反射波譜特征判斷植物的生長狀況。植物葉片對光的吸收主要是在400～700nm的可見光波段，植物冠層的光反射率在此波段會較低，并且透射率也很低，然而在550nm處卻有一個強烈的反射峰[7]，在紅外波段，植物葉片在700～1300nm處吸收很弱，反射率很強。一般情況下，樹木的綠色狀況與葉綠素含量有著密切的關系，而葉綠素與樹木的全氮含量有明顯的相關聯(lián)系，葉片冠層的光吸收或是反射都會受葉綠素含量變化的影響。在400～700nm處的冠層光反射會因葉綠素對可見光的有效吸收而發(fā)生變化，即樹木會隨其缺氮狀況的增加，冠層光反射也會增強[8]，廣大林業(yè)工作者可以坐在電腦面前觀看通過接收器經(jīng)處理形成的遙感圖像，分析樹木的營養(yǎng)失衡狀況，以便進行后期的追肥。因此，遙感技術在樹木營養(yǎng)學的應用，使得學生可以及時有效掌握樹木的營養(yǎng)狀況，提高了學生的學習興趣，形成了人才培養(yǎng)的創(chuàng)新性與遙感課程教學的相互支撐。

2.2 社會需求促進遙感技術與樹木營養(yǎng)學課程改革的結合 生態(tài)意識在人們的意識中越來越顯著，樹木對于環(huán)境有著進化保護的重要作用，相應的樹木營養(yǎng)學隨著社會發(fā)展其地位也越來越重要，遙感技術與其結合，對樹木營養(yǎng)學課程的改革有著重要的意義。教師從基礎理論、動手能力和科研創(chuàng)新的角度來教授學生，使其對遙感技術理論有了充分的理解和一定的思考，能夠具有掌握運用遙感技術解決具體樹木營養(yǎng)缺失問題的能力。在解決樹木病蟲害的問題上，遙感技術的應用大大提高了林業(yè)工作者的效率。那些還未被人眼所觀察到的危害，樹木的紅外波段光譜值就已經(jīng)發(fā)生了明顯的變化。從遙感數(shù)據(jù)中提取這些變化的信息，分析病蟲災害的源地、災情分布以及發(fā)展狀況，對森林病蟲害的防治有著極大地幫助[9]。對于這些類似問題的解決，都需要農(nóng)業(yè)遙感專業(yè)技術方面的人才。因此，把滿足社會對專業(yè)性人才的需求作為促進樹木營養(yǎng)學課程建設的切入點，才能更好的將遙感技術與該課程體系進行結合。

2.3 教育教學、科研與社會實踐有機結合的模式指導課程改革 一門學科的發(fā)展離不開教育教學，它是課程改革的基礎，而科研是教育教學的基礎，教學是科研成果的傳播途徑，實踐是檢驗教學與科研的手段[6]。樹木營養(yǎng)學的迅速發(fā)展離不開遙感技術的應用，而林業(yè)遙感是一種高新的技術，其發(fā)展非常迅速，使得教育和培訓工作尤其重要。高等院校的教師要將自己的實踐與科研經(jīng)驗融入到教學過程中，如將基于遙感的土壤養(yǎng)分評估、基于遙感樹木營養(yǎng)估測等科研成果帶入課堂，使得教學內容更加貼合實際，易于學生對知識的掌握。在高校做科研有著豐富的資源，比如地域資源、人力資源[10]。教師對所在區(qū)域的地理資源進行研究，在研究過程中讓學生加入，使其對課程有更深的了解和掌，對于研究的成果作為素材，帶入課堂引導學生。如將福建省的森林資源監(jiān)測遙感圖像引入到樹木營養(yǎng)的教學中，增強學生的學習興趣[11]。

社會實踐是學生真正將自己所學的知識運用到生產(chǎn)實踐中，積極投入與本專業(yè)相近專業(yè)的企業(yè)以及實習基地，走進林場，近距離觀察樹木，診斷其缺素癥狀，并做出相應的解救措施，讓學生體驗一線的生產(chǎn)活動，提高其實踐能力。通過教學、科研和社會實踐在課程改革中的有機結合，有利于提高學生學習的積極性和課程教學質量[12]，有利于培養(yǎng)創(chuàng)新高素質的人才，從而達到提高學生實踐能力以及增強其創(chuàng)新意識的雙重目的。

3 結語

遙感技術作為一種方便的現(xiàn)代化工具，對地面的植株進行測試分析從而得到樹木的營養(yǎng)狀況，促進樹木營養(yǎng)學課程的改革。在教學和實踐過程中將林業(yè)遙感技術融入到該課程體系中，從教育教學、科研和社會實踐三者有機結合的途徑去努力，必然會在學校與樹木營養(yǎng)學學科建設打好環(huán)境支持，在專業(yè)建設和發(fā)展中，取得良久的發(fā)展，增加學生學習的積極性，提高學生的自主學習和探究的能力，為樹木營養(yǎng)學學科的建設提供了有效的支撐。

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（責編：張宏民）