泮雪芹 史云飛 宮少燕

摘? 要：結(jié)合十幾年遙感概論課程的教學(xué)實(shí)踐，分析了遙感課程教學(xué)現(xiàn)狀與人才培養(yǎng)之間的矛盾;針對(duì)遙感技術(shù)發(fā)展迅速及地理科學(xué)專業(yè)特點(diǎn)，主要從基礎(chǔ)理論內(nèi)容、方法，實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及科研滲透上探討了在教學(xué)過程中的地理科學(xué)專業(yè)遙感課程體系改革，促進(jìn)了學(xué)生的實(shí)踐操作能力以及專業(yè)綜合能力，為提高與地理科學(xué)專業(yè)相結(jié)合的遙感課程教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供參考。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù);實(shí)踐教學(xué);科研滲透

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2020）03-0140-03

Abstract： Combining with the teaching practice of more than ten years of， it analyzes the contradiction between the current situation of teaching and talent training courses for Remote Sensing. For the rapid development of remote sensing technology and geography specialty characteristics， it mainly discusses the reform of Remote Sensing curriculum system of geography specialty in the teaching process from the content， basic theory， practice teaching project design and scientific research on penetration. It can promote the students' practical operation ability and professional comprehensive ability， and provide reference for improving the teaching quality of Remote Sensing Course and training applied talents.

Keywords： Remote Sensing Technology; practice teaching; scientific research penetration

遙感是多學(xué)科的綜合，具有很強(qiáng)的交叉性。隨著現(xiàn)代多學(xué)科交叉綜合的發(fā)展，遙感應(yīng)用越來越廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，已成為人類獲取地理空間信息的重要不可替代的手段，并與地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）一起，成為現(xiàn)代地理學(xué)研究的重要的技術(shù)支撐。20世紀(jì)80年代，我國高等院校地理專業(yè)陸續(xù)開設(shè)遙感概論課程，進(jìn)入90年代，在加強(qiáng)本科生實(shí)踐動(dòng)手能力的思想指導(dǎo)下，遙感技術(shù)基礎(chǔ)課程成為地理學(xué)科各本科專業(yè)的必修課程。目前國內(nèi)已有170余所高校設(shè)置遙感方向本科課程[1]。遙感課程是遙感應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)，培養(yǎng)適合社會(huì)需要的遙感應(yīng)用型人才，應(yīng)加強(qiáng)遙感課程建設(shè)和改革[2]。結(jié)合地理科學(xué)專業(yè)“遙感概論”十多年的教學(xué)實(shí)踐對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容、方法以及實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)等方面的改革進(jìn)行初步探討。

一、遙感課程教學(xué)現(xiàn)狀與人才培養(yǎng)之間的矛盾分析

（一）理論教學(xué)內(nèi)容滯后于遙感技術(shù)快速發(fā)展

我校地理科學(xué)專業(yè)“遙感概論”課程普遍使用《遙感導(dǎo)論》（梅安新主編）教材，是教育部面向21世紀(jì)課程教材，該教材內(nèi)容豐富，深度適合本科生學(xué)習(xí)，但該教材2001年出版后，并未修訂再版。然而遙感技術(shù)的快速發(fā)展使得社會(huì)對(duì)遙感人才的需求和專業(yè)素質(zhì)的要求日益提升[3-6]，該教材內(nèi)容僅注重基礎(chǔ)性和理論性，對(duì)實(shí)際應(yīng)用和學(xué)術(shù)前沿關(guān)注不夠;對(duì)近年蓬勃興起并得到廣泛應(yīng)用的一些遙感探測(cè)技術(shù)、方法和裝備，書中自然無法涉及，如高分辨率的SPOT5、快鳥等衛(wèi)星影像，我國的風(fēng)云四號(hào)氣象衛(wèi)星，EOS-MODIS數(shù)據(jù)處理，高光譜遙感，激光雷達(dá)技術(shù)等。

（二）實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)相對(duì)獨(dú)立性與人才需求綜合性的矛盾

隨著現(xiàn)代多學(xué)科交叉綜合的發(fā)展，遙感技術(shù)應(yīng)用越來越廣，交叉綜合應(yīng)用越來越深入[7]。此外，地理科學(xué)知識(shí)原本具有地質(zhì)、植被、水文和氣象等課程綜合性特點(diǎn);針對(duì)這些綜合及交叉性的特點(diǎn)，遙感實(shí)踐內(nèi)容局限于圖像處理的幾何校正，圖像增強(qiáng)處理，及遙感圖像分類處理等相對(duì)獨(dú)立的基礎(chǔ)性項(xiàng)目已不能適應(yīng)人才需求的綜合性，學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用技能和綜合素質(zhì)有待提高。

（三）割裂“科研與教學(xué)”關(guān)系與人才培養(yǎng)之間的矛盾

科研與教學(xué)，是高校的兩大重要職能，相輔相成、缺一不可。教學(xué)和科研是為培養(yǎng)人才服務(wù)的?！爸谎胁唤獭边`背了人才培養(yǎng)的根本宗旨;“只教不研”使教育缺乏創(chuàng)新性、前沿性和靈活性?？蒲惺墙虒W(xué)的“源頭活水”，沒有科研做支撐，教學(xué)就會(huì)失去靈魂。將科研成果及時(shí)轉(zhuǎn)化成教材、融入課堂，滲透到課程建設(shè)之中，將在科研活動(dòng)中獲得的新理論、新技術(shù)、新方法、新成果隨時(shí)引入到教學(xué)中，以不斷充實(shí)和修正教學(xué)內(nèi)容是培養(yǎng)應(yīng)用型綜合性人才必不可少的。

二、地理科學(xué)專業(yè)遙感課程體系改革

“遙感概論”是一門重視應(yīng)用實(shí)踐的專業(yè)基礎(chǔ)課程，根據(jù)遙感技術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)，打破傳統(tǒng)的課程結(jié)構(gòu)，通過壓縮與合并，重新編排課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)，地理科學(xué)專業(yè)《遙感概論》課程體系結(jié)構(gòu)如圖1。

（一）理論教學(xué)

在壓縮原教材理論內(nèi)容的授課時(shí)數(shù)的同時(shí)力求將遙感技術(shù)發(fā)展取得的新成果和新理論、新技術(shù)等貫穿于教學(xué)之中。保留基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容：電磁波及遙感物理基礎(chǔ)、遙感成像原理與遙感圖像特征、遙感圖像處理、遙感圖像判讀與計(jì)算機(jī)解譯、遙感應(yīng)用。新增添遙感研究專題內(nèi)容：熱紅外遙感、高光譜影像特征選擇與提取、微波遙感。

在理論教學(xué)過程中，主要采用問題探討式教學(xué)。針對(duì)授課中的重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，在上課之前留出相應(yīng)問題引入思考并在課上作為重點(diǎn)探討并講授。例如在講授“影像的彩色合成”內(nèi)容提出“顏色模型有哪些？”讓同學(xué)探討并了解到影像的彩色是遙感數(shù)據(jù)的一種顯示方式，并留下想象空間“遙感數(shù)據(jù)還有哪些顯示方式？”以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性和好奇心。

針對(duì)“遙感成像原理”內(nèi)容枯燥無味的特點(diǎn)，采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，讓學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。在上課之前，要求學(xué)生查找近幾年國內(nèi)外新發(fā)射的衛(wèi)星和特點(diǎn)，以交手寫總結(jié)報(bào)告方式考核。這可以讓學(xué)生體會(huì)到遙感的飛速發(fā)展和社會(huì)對(duì)遙感的迫切需求，了解到最新的遙感數(shù)據(jù)，有利于拓展學(xué)生視野，開拓學(xué)生思路;通過對(duì)國內(nèi)外遙感技術(shù)的分析對(duì)比，也體現(xiàn)了我國與先進(jìn)國家存在的差距，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

關(guān)于教材外的內(nèi)容（熱紅外遙感、高光譜影像特征選擇與提取、微波遙感）主要采用專題內(nèi)容探討講授。在講課之前布置任務(wù)，給予2周的準(zhǔn)備時(shí)間，讓學(xué)生自己廣泛搜集資料，閱讀更多的參考書籍，編寫講稿并制作多媒體課件，在課堂上抽取3-5位學(xué)生上講臺(tái)面向全班同學(xué)講授，教師對(duì)所講授內(nèi)容給予點(diǎn)評(píng)和總結(jié)該章節(jié)內(nèi)容，這不但增強(qiáng)了師生關(guān)系和教學(xué)互動(dòng)，同時(shí)發(fā)散了學(xué)習(xí)內(nèi)容，激發(fā)了學(xué)生的興趣。

（二）實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)是遙感課程的重要組成部分，也是學(xué)生掌握理論知識(shí)、培養(yǎng)分析應(yīng)用能力的主要渠道，因此實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置尤為重要。通過實(shí)踐練習(xí)，學(xué)生能掌握不同類型影像的解譯，學(xué)會(huì)運(yùn)用遙感圖像處理軟件進(jìn)行圖像處理;進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，運(yùn)用遙感圖像處理軟件進(jìn)行特征提取，將遙感技術(shù)應(yīng)用到地質(zhì)、植被及水文等地理科學(xué)專業(yè)所學(xué)課程，提高本科生解決問題和綜合分析的能力。實(shí)踐教學(xué)主要設(shè)計(jì)如圖2。

1. 突出強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)

“遙感概論”課程的實(shí)踐教學(xué)課時(shí)不斷增加。自2001年起，臨沂大學(xué)為地理科學(xué)本科生開設(shè)了《遙感導(dǎo)論》課程，共32課時(shí)（理論），開設(shè)到2004年。隨著社會(huì)對(duì)遙感技術(shù)需求的發(fā)展，2004年在遙感技術(shù)理論講授的基礎(chǔ)上增加了實(shí)踐實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（24課時(shí)理論，8課時(shí)實(shí)驗(yàn)）。2008年，臨沂大學(xué)借鑒香港中文大學(xué)的教學(xué)方案和課程內(nèi)容，課時(shí)為48課時(shí)（16課時(shí)理論，32課時(shí)實(shí)驗(yàn)）。直至2011版培養(yǎng)計(jì)劃課程更名為《遙感概論》（32個(gè)實(shí)踐課時(shí)，32個(gè)理論課時(shí)），至今“遙感概論”課程是地理科學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程要求學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握遙感技術(shù)的基本原理，熟練遙感技術(shù)并能夠應(yīng)用于地理科學(xué)專業(yè)具體問題的分析和解決。

2. 突出地理科學(xué)專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

針對(duì)遙感技術(shù)各章節(jié)理論內(nèi)容，挖掘其與相關(guān)學(xué)科熱點(diǎn)、重點(diǎn)和前沿問題的結(jié)合點(diǎn)，安排綜合設(shè)計(jì)性實(shí)踐項(xiàng)目，并在組織實(shí)驗(yàn)時(shí)積極嘗試以探究為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

（1）結(jié)合地理科學(xué)專業(yè)地質(zhì)地貌的野外實(shí)習(xí)，設(shè)計(jì)遙感解譯綜合實(shí)習(xí)和區(qū)域地物光譜采集實(shí)習(xí)內(nèi)容。主要實(shí)習(xí)內(nèi)容：一是進(jìn)行遙感圖像地貌和地質(zhì)構(gòu)造解譯和土地利用類型解譯;二是結(jié)合植被、地質(zhì)、水文等地理科學(xué)所學(xué)地類知識(shí)，進(jìn)行區(qū)域地物光譜采集，為建立區(qū)域型地物光譜數(shù)據(jù)庫奠定基礎(chǔ)。

（2）結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)處理數(shù)據(jù)的強(qiáng)大能力以及區(qū)域研究課題內(nèi)容，設(shè)計(jì)了“植被覆蓋度提取與分析”和“土地利用動(dòng)態(tài)變化分析”實(shí)踐項(xiàng)目。主要實(shí)踐內(nèi)容：一是遙感信息提取，二是GIS數(shù)據(jù)分析，鍛煉了學(xué)生運(yùn)用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)綜合分析和解決實(shí)際問題的能力。

（3）針對(duì)遙感技術(shù)理論內(nèi)容，挖掘其與相關(guān)學(xué)科熱點(diǎn)、重點(diǎn)和前沿問題的結(jié)合點(diǎn)，設(shè)計(jì)探索研究型實(shí)踐項(xiàng)目“城市熱環(huán)境分析”。主要實(shí)踐是通過熱紅外遙感的具體應(yīng)用，充分掌握熱紅外遙感的基本理論;探討紅外遙感技術(shù)的難點(diǎn)（發(fā)射率和溫度）問題，對(duì)地表溫度定量反演，激發(fā)學(xué)生勇于探索和創(chuàng)新的熱情;通過對(duì)城市熱島的空間分布特征、地表溫度與土地覆蓋類型之間的關(guān)系定量分析，訓(xùn)練學(xué)生對(duì)地理數(shù)據(jù)的空間特征和屬性特征的分析和處理能力。

（三）科研滲透

以體現(xiàn)新技能、新知識(shí)，課程緊緊圍繞對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，為后續(xù)學(xué)習(xí)和工作打基礎(chǔ)，打破傳統(tǒng)的課程設(shè)置模式，結(jié)合區(qū)域科研項(xiàng)目，將科研內(nèi)容以專題形式講述給同學(xué)，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參與科研課題。例如基于教學(xué)團(tuán)隊(duì)課題“臨沂市水土流失強(qiáng)度遙感監(jiān)測(cè)”“基于RS&GIS的臨沂市土壤侵蝕強(qiáng)度動(dòng)態(tài)模擬與預(yù)測(cè)研究”項(xiàng)目研究方法、研究成果都是與地理科學(xué)所學(xué)課程內(nèi)容息息相關(guān)，將科研活動(dòng)中獲得的新理論、新技術(shù)、新方法、新成果隨時(shí)引入到教學(xué)中，以不斷充實(shí)和修正教學(xué)內(nèi)容，使課堂教學(xué)信息量飽滿，課堂氣氛更加生動(dòng)活潑，加強(qiáng)師生的互動(dòng)。

結(jié)合區(qū)域研究?jī)?nèi)容和地理科學(xué)本科所學(xué)課程，在基礎(chǔ)實(shí)踐內(nèi)容的基礎(chǔ)上了增加綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，把“產(chǎn)-學(xué)-研”結(jié)合的思想貫穿在整個(gè)課程教學(xué)過程中。

三、結(jié)束語

在筆者對(duì)地理科學(xué)專業(yè)“遙感概論”課程十多年的教學(xué)過程中，不斷地進(jìn)行課程改革探索，使得該課程在教學(xué)理論內(nèi)容、實(shí)踐項(xiàng)目?jī)?nèi)容以及教學(xué)方法上都有較大改革，同時(shí)也使得學(xué)生由原本的敷衍課程學(xué)習(xí)變?yōu)榕d趣較大的主動(dòng)性學(xué)習(xí)，實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力都大有提高。有同學(xué)申請(qǐng)了遙感應(yīng)用的大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，有同學(xué)主動(dòng)參加3S技能大賽，有同學(xué)自己選擇了遙感應(yīng)用方面的畢業(yè)論文進(jìn)行撰寫，還有同學(xué)報(bào)考了遙感研究方向的研究生。

“遙感概論”是一門現(xiàn)勢(shì)性、發(fā)展性很強(qiáng)的課程，在遙感技術(shù)的飛速發(fā)展以及在我國應(yīng)用型人才培養(yǎng)的大背景下，“遙感概論”課程的理論內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)以及教學(xué)方法等方面改革仍將不斷探索下去，以促進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐操作能力以及專業(yè)綜合能力。

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