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        農(nóng)業(yè)院校“遙感與信息技術(shù)”課程改革初探

        2019-05-28 02:09:42熊勤學(xué)蔣舜堯尚正春李燕麗
        教書育人·高教論壇 2019年5期
        關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)院校課程改革

        熊勤學(xué) 蔣舜堯 尚正春 李燕麗

        [摘 要] “遙感與信息技術(shù)”課程是農(nóng)業(yè)院校重要專業(yè)基礎(chǔ)課,主要為農(nóng)業(yè)科學(xué)提供新的研究方法與手段,本文通過(guò)分析目前農(nóng)業(yè)院?!斑b感與信息技術(shù)”授課過(guò)程中存在的問(wèn)題,提出了農(nóng)業(yè)院校“遙感與信息技術(shù)”課程改革的具體方法,為農(nóng)業(yè)院?!斑b感與信息技術(shù)”課程教學(xué)順利進(jìn)行提供幫助。

        [關(guān)鍵詞] 遙感與信息技術(shù);課程改革;農(nóng)業(yè)院校

        [中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1008-2549(2019) 05-0076-02

        “遙感與信息技術(shù)”是把農(nóng)業(yè)遙感學(xué)和地理信息系統(tǒng)學(xué)整合在一起的一門課程,屬長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院所有專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,也是農(nóng)業(yè)院校農(nóng)業(yè)信息化唯一的相關(guān)課程,課程定位是學(xué)習(xí)“遙感與信息技術(shù)”基本理論和方法,熟悉遙感與地理信息學(xué)相關(guān)軟件的操作,并將它作為工具,為農(nóng)業(yè)科學(xué)提供定性的研究方法與研究手段,以此來(lái)服務(wù)于自己的專業(yè)。由于相關(guān)學(xué)科知識(shí)的欠缺,“遙感與信息技術(shù)”課程成為農(nóng)業(yè)院校學(xué)生迫切希望掌握但很難學(xué)好的課程之一,為此國(guó)內(nèi)外圍繞此課程的教學(xué)改革有很多,最典型的有:譚昌偉[1]對(duì)揚(yáng)州大學(xué)遙感導(dǎo)論課程進(jìn)行重新編排,弱化復(fù)雜的理論推理,強(qiáng)化農(nóng)業(yè)遙感案例講解,以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;徐世永[2]采用直觀教學(xué)方式對(duì)林業(yè)遙感課程進(jìn)行改革;沙晉明[3]等在教學(xué)方式上采用了多媒體方式和啟發(fā)引導(dǎo)相結(jié)合,增加學(xué)生的實(shí)踐課時(shí)等教改活動(dòng)提高學(xué)生學(xué)習(xí)遙感導(dǎo)論的熱情;董芳[4]等則通過(guò)改進(jìn)遙感實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式進(jìn)行遙感課程改革;賈澤露[5]通過(guò)分析非GIS專業(yè)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生學(xué)科背景的基礎(chǔ)上, 對(duì)非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)教學(xué)中教師要求、教材選擇、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式等諸方面進(jìn)行了分析總結(jié), 并提出了對(duì)非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)的一些建議。由上可知,目前對(duì)“遙感與信息技術(shù)”方面的改革停留在某方面、片面的改革,為適應(yīng)信息化時(shí)代和社會(huì)需求的變化,農(nóng)業(yè)院?!斑b感與信息技術(shù)”課程教學(xué)的改革勢(shì)在必行。

        一 課程面臨的主要問(wèn)題

        (一)前期必備的知識(shí)缺乏,學(xué)生學(xué)習(xí)困難

        遙感與地理信技術(shù)是一門集計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、傳統(tǒng)地理與測(cè)繪科學(xué)、數(shù)學(xué)空間科學(xué)等為一體的學(xué)科,要求學(xué)生要有較廣博的知識(shí)基礎(chǔ),如地理學(xué)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言和數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)等,但農(nóng)業(yè)院校的學(xué)生一般在大學(xué)二年級(jí)開設(shè)遙感與地理信技術(shù),除了有一點(diǎn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)外,其他知識(shí)匱乏,課程講授中只要涉及遙感與地理信息系統(tǒng)原理,如數(shù)字圖像的表達(dá)與處理、監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類、GIS空間分析方法,學(xué)生完全像聽“天書”一樣,久而久之,就提供失去了學(xué)習(xí)的興趣。

        (二)部分內(nèi)容陳舊,滯后于“遙感與信息技術(shù)”快速發(fā)展的現(xiàn)狀

        “遙感與信息技術(shù)”課程中還在介紹遙感目視解釋方法等早已在數(shù)字化時(shí)代被淘汰的知識(shí),同時(shí)基于像素的分類技術(shù)、二維的地理信息結(jié)構(gòu)與目前蓬勃發(fā)展的面向?qū)ο蟮姆诸惣夹g(shù)、基于大數(shù)據(jù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類技術(shù)、地物自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、3D-GIS實(shí)現(xiàn)技術(shù)等新知識(shí)來(lái)講顯得過(guò)于陳舊,而這項(xiàng)技術(shù)在宏觀農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也推動(dòng)了農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展,如運(yùn)用面向?qū)ο蟮姆诸惣夹g(shù)實(shí)現(xiàn)作物種植空間信息的提取、基于大數(shù)據(jù)的農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)等,是學(xué)生今后服務(wù)于三農(nóng)的好方法與手段。

        (三)缺乏實(shí)驗(yàn)課教材、農(nóng)業(yè)案例偏少,難以培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),動(dòng)手能力的提高更是無(wú)從談起

        課程目的是將遙感與地理信技術(shù)相關(guān)方法與手段引入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,但目前還沒(méi)有一本專門適合于農(nóng)業(yè)院校的實(shí)驗(yàn)教材,實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容很少與農(nóng)業(yè)相關(guān),起不到引領(lǐng)學(xué)生在今后農(nóng)學(xué)中運(yùn)用的目的,學(xué)生覺得課程學(xué)習(xí)難以外,還覺得課程沒(méi)有用處。

        (四)課程學(xué)習(xí)的學(xué)時(shí)較少,學(xué)生參與不夠

        目前農(nóng)業(yè)院校遙感與地理信技術(shù)課程只有32學(xué)時(shí)左右的教學(xué)學(xué)時(shí),將兩門課共64學(xué)時(shí)的內(nèi)容壓縮到32學(xué)時(shí),對(duì)教師而言將每個(gè)知識(shí)點(diǎn)講清講透是一個(gè)挑戰(zhàn),對(duì)學(xué)生而言需要掌握的知識(shí)點(diǎn)太多,沒(méi)時(shí)間消化,每年教學(xué)時(shí)會(huì)出現(xiàn)講緒論時(shí)學(xué)生一臉興奮,課程結(jié)束時(shí)學(xué)生一臉茫然。

        二 課程改革的主要途徑

        (一)穩(wěn)定教師隊(duì)伍,以科研促教學(xué),提高教師教學(xué)水平,提升教學(xué)軟硬件水平

        農(nóng)業(yè)院?!斑b感與地理信技術(shù)”課程不是主干課程,課程會(huì)由非遙感與地理信技術(shù)專業(yè)的教師帶或者只有1~2名專業(yè)教師,不可能通過(guò)引進(jìn)來(lái)走出去雙向交流的方法提高教師教學(xué)水平,教師隊(duì)伍的穩(wěn)定發(fā)展是教學(xué)質(zhì)量重要保證,專業(yè)教師可以通過(guò)科研尋求自己發(fā)展的同時(shí),也會(huì)自覺地緊跟專業(yè)發(fā)展最前沿,相應(yīng)累積最新案例,同時(shí)教師還應(yīng)積極參加各種學(xué)術(shù)交流活動(dòng), 為提高教育、教學(xué)水平奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

        遙感與地理信技術(shù)課程是一個(gè)應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,在提高教師教學(xué)水平的同時(shí),也應(yīng)該提升教學(xué)硬件水平,如建設(shè)農(nóng)業(yè)信息化實(shí)驗(yàn)室,配備高圖像處理的電腦,購(gòu)買ESRI ARCGIS、ENVI等遙感與地理信技術(shù)軟件,累積國(guó)內(nèi)外不同時(shí)空精度的本地遙感影像和不同比例尺的數(shù)字地形圖,購(gòu)買野外光譜分析儀、熱成像儀、多旋翼無(wú)人機(jī),架設(shè)GPS基站等,既能保證學(xué)生教學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利開展,也可以讓大學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,保持學(xué)生學(xué)習(xí)和科研的興趣。

        (二)構(gòu)建以農(nóng)業(yè)案例為主的遙感與地理信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,灌輸學(xué)生遙感與地理信技術(shù)為農(nóng)業(yè)服務(wù)的理念

        為解決實(shí)驗(yàn)課教材缺乏、農(nóng)業(yè)案例偏少問(wèn)題,為培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和動(dòng)手能力,在分析教師在長(zhǎng)期科研中形成的大量案例后,結(jié)合長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院自身的特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容與進(jìn)展,確定了下面6個(gè)實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容。

        ①運(yùn)用野外光譜觀測(cè)儀觀測(cè)小麥光譜特征。主要目的是讓學(xué)生了解作物光譜特點(diǎn)。

        ②運(yùn)用GPS數(shù)據(jù)和GIS軟件計(jì)算柑橘種植面積。主要目的是讓學(xué)生了解GPS原理和ARCGIS基本操作。

        ③ TM衛(wèi)星三數(shù)據(jù)的預(yù)處理。主要目的是讓學(xué)生了解遙感處理的一般步驟。

        ④應(yīng)用監(jiān)督分類計(jì)算江陵縣農(nóng)作物種植面積。主要目的是讓學(xué)生了解監(jiān)督分類的原理。

        ⑤應(yīng)用GPS結(jié)合紙制地圖實(shí)現(xiàn)地圖電子化。主要目的是讓學(xué)生了解紙制地圖的電子化與地球投影等方面知識(shí)。

        ⑥ GIS空間分析-潰堤后災(zāi)害評(píng)估。主要目的是讓學(xué)生了解GIS空間分析方法。

        每個(gè)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容配備完整的軟件操作步驟,而且與教學(xué)內(nèi)容同步,學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課后會(huì)復(fù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容,然后再回來(lái)重復(fù)實(shí)驗(yàn),鞏固教學(xué)知識(shí)。

        (三)加入課程所必需的前期知識(shí),弱化遙感與地理信技術(shù)相關(guān)理論知識(shí),強(qiáng)化理論的農(nóng)業(yè)應(yīng)用,提升學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

        針對(duì)學(xué)生前期必備的知識(shí)缺乏,學(xué)生學(xué)習(xí)困難等問(wèn)題,在課程正式教學(xué)之前加入一些課程所必需的前期知識(shí),針對(duì)分析長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,在充分進(jìn)行學(xué)生層面的調(diào)研后,決定加入地球模型、空間投影、衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)規(guī)律(太陽(yáng)同步軌道與地球同步軌道)、數(shù)字圖像的性質(zhì)和特點(diǎn)等其他學(xué)科知識(shí)點(diǎn)作為學(xué)習(xí)課程前的預(yù)備知識(shí)進(jìn)行講解,這些知識(shí)集地理、測(cè)繪、計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)于一體,是遙感與地理信技術(shù)必須了解的基礎(chǔ)知識(shí),也是學(xué)好課程的基礎(chǔ)。同時(shí)農(nóng)業(yè)院校學(xué)習(xí)遙感與地理信技術(shù)的目的與其他院校不一樣,是將課程中的原理和方法引入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,是所謂“開車與造車”的區(qū)別,因此在授課過(guò)程中側(cè)重點(diǎn)也有區(qū)別,弱化遙感與地理信技術(shù)相關(guān)理論知識(shí),強(qiáng)化理論的適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)和在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用,如學(xué)生可以不知道監(jiān)督分類的算法,但學(xué)生知道如何在計(jì)算機(jī)上操縱遙感軟件,運(yùn)用遙感影像實(shí)現(xiàn)監(jiān)督分類,這樣既避免枯燥的理論推導(dǎo),又加入了相關(guān)的農(nóng)業(yè)案例,提高學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣。

        (四)實(shí)現(xiàn)探究式、自主式教學(xué)改革,引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)思考

        在每次授課前,給學(xué)生一個(gè)與講課內(nèi)容相關(guān)的農(nóng)業(yè)題目供學(xué)生探究,經(jīng)過(guò)學(xué)生充分討論之后,講遙感與地理信技術(shù)上是可以實(shí)現(xiàn)的以及相比其它傳統(tǒng)方法的優(yōu)點(diǎn),再講實(shí)現(xiàn)的原理,最后引入課程內(nèi)容,如講地統(tǒng)計(jì)分析方法時(shí),給學(xué)生“如何獲取農(nóng)田氮磷鉀的分布”,可以采用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行人工調(diào)查取樣,但費(fèi)時(shí)費(fèi)力,在遙感與地理信技術(shù)上有一種方法,只要通過(guò)有限的取樣就可以實(shí)現(xiàn)高精度的提取,就是地統(tǒng)計(jì)分析方法,把相關(guān)原理和應(yīng)用講完后,鼓勵(lì)學(xué)生去學(xué)院開放的農(nóng)業(yè)信息實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行這方面的軟件操作。下次課讓學(xué)生講操作過(guò)程中存在的問(wèn)題及注意事項(xiàng),以后學(xué)生就會(huì)靈活運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)分析方法。

        三 結(jié)論

        “遙感與信息技術(shù)”為農(nóng)業(yè)科學(xué)提供重要的方法與手段,是農(nóng)業(yè)院校重要專業(yè)基礎(chǔ)課,也是信息化時(shí)代農(nóng)業(yè)院校學(xué)生必須掌握的一門學(xué)科,本文通過(guò)分析目前農(nóng)業(yè)院?!斑b感與信息技術(shù)”教課過(guò)程中存在的問(wèn)題,提出了穩(wěn)定教師隊(duì)伍,以科研促教學(xué),提高教師教學(xué)水平,提升教學(xué)軟硬件水平;構(gòu)建以農(nóng)業(yè)案例為主的遙感與地理信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,強(qiáng)化學(xué)生遙感與地理信技術(shù)為農(nóng)業(yè)服務(wù)的理念;加入課程所必需的前期知識(shí),弱化遙感與地理信技術(shù)相關(guān)理論知識(shí),強(qiáng)化理論的農(nóng)業(yè)應(yīng)用,提升學(xué)生學(xué)習(xí)熱情;實(shí)現(xiàn)探究式、自主式教學(xué)改革,引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)思考的改革舉措,為農(nóng)業(yè)院?!斑b感與信息技術(shù)”課程教學(xué)順利進(jìn)行提供幫助。

        參考文獻(xiàn):

        [1]譚昌偉. 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)專業(yè)遙感課程的教學(xué)淺析[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2008,14(11):220-221.

        [2]徐世永. 淺談林業(yè)遙感教學(xué)改革[J].中國(guó)林業(yè)教育,1999(2):46-47.

        [3]沙晉明,林志壘,陳芬.遙感課程的教學(xué)改革[J].福建地理,2002,17(2):27-28.

        [4]董芳,王曉軍. 遙感課程實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)淺析[J].安徽教育學(xué)院學(xué)報(bào),2005,23(6):47-51.

        [5]賈澤露.非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)思考[J]. 測(cè)繪科學(xué), 2008,33(5):230-232.

        (責(zé)任編輯:張宏玉)

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