莊齊楓

摘?要：《遙感原理與應(yīng)用》課程主要講授遙感科學(xué)技術(shù)的基本概念、原理和應(yīng)用，由于課程涉及電磁波理論、計算機圖像處理與地理學(xué)等內(nèi)容，交叉知識點繁雜，傳統(tǒng)的零散灌輸式教學(xué)方法不能讓學(xué)生真正做到知識融會貫通，理論應(yīng)用水平較差，難以達到工程教育預(yù)期教學(xué)效果。本文以工程教育專業(yè)認證的核心理念為指導(dǎo)，通過對課程教學(xué)過程中的案例實踐研究，論證了采用啟發(fā)式案例教學(xué)方法，可以有效提高學(xué)生課程學(xué)習(xí)的主觀能動性，鍛煉解決復(fù)雜工程問題的能力，從而明顯提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：遙感;啟發(fā)式;案例教學(xué)方法

一、緒論

《遙感原理與應(yīng)用》課程是測繪地理信息類專業(yè)學(xué)生的必修課，主要講述航天、航空與地面平臺的遙感技術(shù)與應(yīng)用，主要涉及的知識包括電磁輻射理論、計算機圖像處理、地理生態(tài)等，是一門具有明顯交叉學(xué)科特點的課程。2016年6月，中國正式加入《華盛頓協(xié)議》，各高校投入空前熱情參與工程教育專業(yè)認證，以提升專業(yè)建設(shè)水平、人才培養(yǎng)質(zhì)量與國際認可度（郭兵和姜琳，2020;李剛和萬幼川，2015）。工程教育專業(yè)認證的三大核心理念是“以學(xué)生為中心”“以成果為導(dǎo)向”和“持續(xù)改進”。“以學(xué)生為中心”體現(xiàn)了教學(xué)過程中重視學(xué)生的主體作用;“以成果為導(dǎo)向”體現(xiàn)了通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生所能取得的成果;“持續(xù)改進”體現(xiàn)了教學(xué)過程的與時俱進與不斷完善（傅雅琴等，2021;孫力帆等，2021）。在工程教育認證背景下，課程的核心目標之一是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識解決復(fù)雜工程問題的能力。然而，受制于課程交叉知識點繁雜的特點，采用傳統(tǒng)的碎片化零散知識灌輸?shù)慕虒W(xué)方式，學(xué)生普遍反應(yīng)學(xué)習(xí)枯燥，學(xué)習(xí)興趣不高（丘仲鋒，2015），即使按要求完成課程學(xué)習(xí)，其理論與應(yīng)用水平也完全脫節(jié)，無法滿足工程教育認證要求。本文通過對課程教學(xué)過程中的案例實踐研究，分析了啟發(fā)式案例教學(xué)方法在《遙感原理與應(yīng)用》課程教學(xué)中的成效。

二、如何運用啟發(fā)式案例教學(xué)方法

在教學(xué)過程中，以工程教育專業(yè)認證三大核心理念為基礎(chǔ)，充分發(fā)掘先進理念的內(nèi)在指導(dǎo)意義，促進學(xué)生主動思考、努力創(chuàng)新，在知識學(xué)習(xí)過程中提高技能應(yīng)用水平，鼓勵學(xué)生不斷加強取得優(yōu)秀學(xué)習(xí)成果的動力。同時，通過學(xué)生的表現(xiàn)評估，不斷改善教學(xué)過程，可以有效提高教學(xué)效果，從而培養(yǎng)出更優(yōu)秀的本科人才。啟發(fā)式案例教學(xué)法可以貫穿以上整個教學(xué)過程，使得三大核心理念相輔相成，促進學(xué)生學(xué)習(xí)過程進入良性循環(huán)，具體措施如下：

（一）以學(xué)生為中心，提高其主觀能動性

教學(xué)應(yīng)該給予學(xué)生更多的思考過程。填鴨式教學(xué)方法往往讓教學(xué)過程變得乏味，而學(xué)生也失去對專業(yè)的獨立思考能力，逐漸產(chǎn)生“我學(xué)這個有什么用”的想法，最終導(dǎo)致對專業(yè)學(xué)習(xí)缺乏興趣，學(xué)習(xí)過程進入惡性循環(huán)。解決這一問題，需要教師更多的耐心啟發(fā)，提出各種實際的熱點工程案例，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考解決工程問題的方法。學(xué)生思考過程中，穿插著不同教學(xué)知識重點內(nèi)容的反復(fù)回味與推敲，從而提高知識的掌握水平。

在掌握理論知識基礎(chǔ)上，通過啟發(fā)式案例教學(xué)，提高學(xué)生實踐能力。優(yōu)秀的理論知識掌握水平，是學(xué)生應(yīng)用理論知識解決專業(yè)復(fù)雜工程問題的前提。經(jīng)過思考階段的鍛煉，學(xué)生理論知識水平得到提升，這時候教師需要進一步引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)心中所想，不斷嘗試，努力去解決復(fù)雜工程問題。在嘗試過程中，學(xué)生實踐水平得到提升，能有效提高學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)習(xí)信心。

（二）以成果為導(dǎo)向，不斷加強學(xué)生學(xué)習(xí)動力

通過第一階段的鍛煉，學(xué)生理論水平與實踐能力得到較大提高，學(xué)習(xí)興趣也得到提升。為保持學(xué)習(xí)上升勁頭，需要合理的激勵措施，而最好的方式是給予其學(xué)習(xí)成果的肯定。結(jié)合啟發(fā)式案例教學(xué)，鼓勵學(xué)生尋找專業(yè)問題的創(chuàng)新點，通過參加各類學(xué)科競賽、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練等，將所學(xué)知識應(yīng)用到解決專業(yè)問題上，提高自身創(chuàng)新能力，力爭取得競賽榮譽，從而不斷加強學(xué)習(xí)動力，永遠保持前進的步伐。

（三）持續(xù)改進，不斷完善啟發(fā)式案例教學(xué)過程

任何教學(xué)方法都有優(yōu)缺點，唯有發(fā)揚優(yōu)點，改正缺點，才能真正做到因材施教，啟發(fā)式案例教學(xué)也不例外。在采用啟發(fā)式案例教學(xué)過程中，由于個體差異，有的學(xué)生很難真正做到獨立思考，努力創(chuàng)新;或者對取得優(yōu)秀學(xué)習(xí)成果動力不足。針對這一問題，教師應(yīng)該及時介入，更多地關(guān)注此類學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，更細致地講解工程案例，努力發(fā)現(xiàn)學(xué)生興趣點，鼓勵學(xué)生大膽思考，敢于創(chuàng)新，促使學(xué)生更好地掌握理論知識與提高實踐能力。

三、啟發(fā)式案例教學(xué)方法實踐

通過《遙感原理與應(yīng)用》課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握遙感數(shù)據(jù)處理與遙感信息系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)。本文通過教學(xué)過程中的實踐案例，分析了啟發(fā)式案例教學(xué)方法在教學(xué)過程中的指導(dǎo)作用。

（一）遙感技術(shù)在踐行“綠水青山就是金山銀山”理念中的應(yīng)用

在授課過程中，結(jié)合課程思政元素，引出“綠水青山就是金山銀山”這一生態(tài)文明理念，啟發(fā)學(xué)生主動思考，遙感技術(shù)在踐行這一理念過程中可以起到什么作用。經(jīng)過激烈討論，學(xué)生們成立了不同的興趣小組，并提出了各種遙感應(yīng)用案例。通過對各組學(xué)生討論的應(yīng)用案例進行深入分析，進一步引導(dǎo)學(xué)生如何從多源遙感數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理與分析、模型模擬、系統(tǒng)開發(fā)幾個角度去實現(xiàn)應(yīng)用案例。在這一工程案例中，許多學(xué)生對專業(yè)知識學(xué)習(xí)產(chǎn)生了濃厚的求知欲。

其中，一組學(xué)生認識到近年來江蘇省濕地生態(tài)公園保護越來越受到政府重視，提出了采用遙感技術(shù)進行江蘇省濕地生態(tài)公園發(fā)展態(tài)勢評估，并進行了軟件系統(tǒng)研發(fā)。該信息系統(tǒng)采用C#與PIE平臺軟件進行開發(fā)，選取五年的江蘇省濕地公園陸地資源衛(wèi)星Lansat8影像，在經(jīng)過輻射定標和大氣校正后計算濕地公園的綠度、濕度、熱度、干度等指數(shù)，通過主成分分析得到不同指數(shù)的權(quán)重，最后計算出綜合的生態(tài)環(huán)境指數(shù)（RSEI），并利用這一指數(shù)對濕地公園的生態(tài)環(huán)境進行評估。學(xué)生所開發(fā)系統(tǒng)的主要功能模塊包括：圖像瀏覽、遙感影像數(shù)據(jù)預(yù)處理、植被監(jiān)測、水體識別、生態(tài)指數(shù)評價與專題制圖等功能（圖1）。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，軟件處理時間相對較快，工作效率較高，以此達到減少人工判讀的工作量，很大程度上給遙感數(shù)據(jù)處理人員帶來便利，為生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供有效的依據(jù)和佐證，減少大量的人力物力的目的。