尚楊娟

黃山學(xué)院 安徽黃山 245041

傳統(tǒng)林業(yè)以外業(yè)調(diào)查為主，工作量大、危險性高，且存在不能進行地理信息收集、技術(shù)分析和遙感監(jiān)測等缺陷；從時效方面看，耗費時間與精力很多，已經(jīng)遠遠不能滿足林業(yè)資源信息管理及監(jiān)測要求，更不能滿足林業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的技術(shù)需求。在大數(shù)據(jù)時代，隨著地圖學(xué)、地理學(xué)、遙感技術(shù)和計算機科學(xué)的不斷發(fā)展，遙感與地理信息系統(tǒng)已經(jīng)和自然資源管理、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、交通工程、土木工程、海洋科學(xué)、國防軍事等諸多部門產(chǎn)生了廣泛交叉，特別是在林業(yè)領(lǐng)域，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查、森林資源信息管理、林業(yè)經(jīng)營與規(guī)劃、林地及森林資源動態(tài)監(jiān)測、森林火災(zāi)監(jiān)測、森林病蟲害監(jiān)測等方面。為使林業(yè)數(shù)字化、智慧化、精準化更為完善，高校林學(xué)學(xué)科人才培養(yǎng)方案設(shè)立了“林業(yè)遙感”“林業(yè)地理信息系統(tǒng)”“遙感與地理信息系統(tǒng)”等相關(guān)專業(yè)課程。旨在幫助學(xué)生進一步了解遙感和地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識與實踐方法，為林業(yè)應(yīng)用提供技術(shù)服務(wù)。通過注重林業(yè)應(yīng)用的“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程教學(xué)改革，能夠為林業(yè)的數(shù)字化、精準化發(fā)展提供人才基礎(chǔ)。

1 “遙感與地理信息系統(tǒng)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

服務(wù)于林業(yè)應(yīng)用的“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程是一門交叉性學(xué)科，涉及有關(guān)先進技術(shù)、理論知識等內(nèi)容。分析教學(xué)大綱，可以發(fā)現(xiàn)課程教學(xué)目標中遙感和地理信息系統(tǒng)融于一體，在教育內(nèi)容、實踐方法等方面，沒有和林業(yè)應(yīng)用要求相互融合，一體化的教學(xué)方式難以滿足林業(yè)學(xué)科背景下的優(yōu)秀人才培養(yǎng)目標。除此之外，教師之間的知識存儲差異，導(dǎo)致學(xué)生沒有意識到“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程學(xué)習(xí)的重要性，無法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的能動性，以至于課堂教學(xué)質(zhì)量并不十分理想。社會發(fā)展新形勢下，急需一批掌握林業(yè)專業(yè)知識和地理信息技術(shù)的綜合技術(shù)人才，因此需要進行“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程改革，創(chuàng)新優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和方法，提升人才儲備水平。

2 新形勢下“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程改革建議

2.1 強化教師業(yè)務(wù)能力

服務(wù)于林業(yè)應(yīng)用的“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程設(shè)立，需要配備與其相符合的專業(yè)教師，此類課程專業(yè)教師不僅要有相當(dāng)豐富的林學(xué)專業(yè)知識儲備，而且還應(yīng)該掌握遙感、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、地理學(xué)、地圖學(xué)等專業(yè)化知識。為此，教師應(yīng)系統(tǒng)掌握測樹學(xué)、森林經(jīng)理學(xué)、森林經(jīng)營學(xué)、森林生態(tài)學(xué)、森林培育學(xué)等林學(xué)專業(yè)知識，還應(yīng)對測量學(xué)、遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)、地理學(xué)、地圖學(xué)有豐富的理論和實踐經(jīng)驗。目前，能系統(tǒng)綜合掌握這些知識的教師非常緊缺。為了促進“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程教學(xué)改革發(fā)展，教師應(yīng)該樹立終身學(xué)習(xí)目標，做好備課工作，強化教師業(yè)務(wù)能力，可以從以下幾點入手：第一，選取適當(dāng)?shù)慕滩恼n本與教學(xué)素材，總結(jié)撰寫適合于“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程的新型教材內(nèi)容；第二，積極學(xué)習(xí)新穎的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法，例如教學(xué)互動平臺、教學(xué)成果翻轉(zhuǎn)等；第三，積極參與學(xué)校組織的地理信息系統(tǒng)、遙感和林學(xué)論壇、高校講評課活動等；第四，積極參與相關(guān)教學(xué)創(chuàng)新項目，不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，形成完善可行的教學(xué)對策；第五，運用豐富的教學(xué)素材，學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化他人的教學(xué)方法。此外，教師可制定金課、慕課、超星在線課堂等線上課程，結(jié)合線下教學(xué)，形成一套線下授課、線上實踐的教學(xué)新項目，使教學(xué)內(nèi)容更加符合實際、貼合學(xué)生，才能為后續(xù)的教學(xué)改革工作奠定良好基礎(chǔ)。

2.2 創(chuàng)新優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

2.2.1 理論教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新優(yōu)化

當(dāng)前設(shè)立的“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程主要授課體系都是圍繞著遙感和地理信息系統(tǒng)的基本原理、操作方法等主要知識內(nèi)容，學(xué)生掌握的多是遙感技術(shù)及地理信息技術(shù)的理論及實踐方法，對于林業(yè)專業(yè)知識的內(nèi)容并未進行課程內(nèi)容上的銜接。不僅如此，傳統(tǒng)的教學(xué)方式習(xí)慣于將遙感和地理信息體系分為兩門課程進行教學(xué)。這會使得教學(xué)內(nèi)容各為一套體系，互為拼湊，從而致使教學(xué)內(nèi)容缺乏連貫性。在教學(xué)案例中也不采用林業(yè)應(yīng)用方面的實例，造成教學(xué)內(nèi)容滯后。這些教學(xué)現(xiàn)狀都表明，“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程在林業(yè)應(yīng)用方面還沒有與實際需求掛鉤，也未形成一套完整的林業(yè)“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程體系，未能促進現(xiàn)代技術(shù)和林業(yè)應(yīng)用的相互融合。

根據(jù)上述教學(xué)問題，“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程教師應(yīng)該基于“基礎(chǔ)—新觀念—新方法—實踐運用”等方面，積極更新理論教學(xué)內(nèi)容，調(diào)整理論教學(xué)框架，進一步創(chuàng)新優(yōu)化林業(yè)應(yīng)用與遙感、地理信息技術(shù)研究的實際需求。將傳統(tǒng)的遙感與地理信息系統(tǒng)課程進行有機融合，并以林業(yè)應(yīng)用為需求導(dǎo)向，構(gòu)建新形勢下“林業(yè)遙感與地理信息系統(tǒng)”課程新框架。教師在教學(xué)改革中，展現(xiàn)核心內(nèi)容，不斷引導(dǎo)優(yōu)化，能夠使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到激活。在培養(yǎng)學(xué)生林學(xué)學(xué)科思維的基礎(chǔ)上，課程改革全面系統(tǒng)地以地理要素為基礎(chǔ)，林業(yè)資源配置需求為導(dǎo)向，采用遙感、地理信息系統(tǒng)技術(shù)，形成林學(xué)學(xué)科遙感和地理信息系統(tǒng)教學(xué)革新的基本結(jié)構(gòu)，促進多源遙感、地理信息數(shù)據(jù)、科學(xué)算法的相互結(jié)合，有效解決林業(yè)的實際需求。

例如，“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程教師在講解有關(guān)“遙感圖像分類”知識內(nèi)容時，教師根據(jù)教材大綱的基本要求，教學(xué)重點是監(jiān)管分類與非監(jiān)管分類內(nèi)容。其中，對于監(jiān)管分類的教學(xué)，教師可以從最小距離分類方法入手，而非監(jiān)管分類，教師應(yīng)注重K均值算法、ISODATA迭代自組織算法的講解。特別是在林業(yè)高分辨率遙感數(shù)據(jù)的識別分析中，傳統(tǒng)分類、目測翻譯技術(shù)方式與人工智能技術(shù)的發(fā)展難以融合，這阻礙了林業(yè)智能應(yīng)用的發(fā)展速度。這就要求在教學(xué)實踐中，教師既要講解遙感、地理信息系統(tǒng)技術(shù)，又要融入林業(yè)相關(guān)知識，從而使得學(xué)生針對科學(xué)知識的理解能力、吸收能力不斷提升。為此，教師可以引用AlphaGo人機大戰(zhàn)教學(xué)案例，借助先進的技術(shù)手段，將林業(yè)監(jiān)測任務(wù)和技術(shù)教學(xué)相互融合。而對于森林需要精細識別的教學(xué)部分，教師可采用線上理論討論、線下技術(shù)互動的學(xué)習(xí)方式，并融入相應(yīng)知識點，說明人工智能計算方法多樣的同時，加深學(xué)生對理論知識的理解，意識到翻譯和分類翻譯者專業(yè)能力的必要性。鑒于此，在進行“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程理論教學(xué)的同時，提升學(xué)生的整體創(chuàng)新能力，夯實學(xué)生林學(xué)學(xué)科專業(yè)知識基礎(chǔ)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化效率。

2.2.2 實踐教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新優(yōu)化

服務(wù)于林業(yè)應(yīng)用的“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程實踐教學(xué)以專題模塊教學(xué)為主。首先需要教師進行示范演示，再讓學(xué)生按照模塊教學(xué)內(nèi)容進行跟蹤效仿，從而創(chuàng)新優(yōu)化實踐教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生綜合掌握林業(yè)地理信息技術(shù)奠定訓(xùn)練基礎(chǔ)。目前，實踐教學(xué)的教材主要來源于遙感和地理信息系統(tǒng)，一般情況下，以ArcGIS、ENVI等為主，根據(jù)相應(yīng)的林業(yè)實踐項目，展開實驗實習(xí)報告的撰寫任務(wù)。在大數(shù)據(jù)背景、人工智能識別技術(shù)和多元數(shù)據(jù)綜合分析的影響下，林業(yè)智能管理平臺和信息一體化的要求越來越高，單純的軟件系統(tǒng)教學(xué)已經(jīng)難以滿足學(xué)生多元數(shù)據(jù)綜合分析的要求。為此，要注重學(xué)生信息處理能力的有效培養(yǎng)，使學(xué)生擁有獨立思考的實際能力?，F(xiàn)階段，有關(guān)于實踐教學(xué)的創(chuàng)新，可以從以下幾點入手。

首先，利用常規(guī)實踐教學(xué)的優(yōu)勢作用，積極倡導(dǎo)新觀念、新技術(shù)的合理運用。常規(guī)的實踐教學(xué)主要根據(jù)專業(yè)化軟件系統(tǒng)，幫助學(xué)生進一步了解地圖、衛(wèi)片等內(nèi)容，進而展開衛(wèi)片、地圖處理和分析。雖然教學(xué)內(nèi)容十分清楚，但是教學(xué)形式過于死板，且容易忽略遙感與林業(yè)直接密切的關(guān)系。地理信息系統(tǒng)教學(xué)實踐一般有水文分析、行政區(qū)域劃分、動物棲息地選取、居民住房選址等方面，缺乏林業(yè)實踐應(yīng)用，因此也缺乏和林業(yè)應(yīng)用的相互融合。這對于林業(yè)專業(yè)而言，只有牢牢跟隨林業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，開展豐富多彩的教學(xué)內(nèi)容，才能滿足學(xué)科之間交叉發(fā)展現(xiàn)狀。教師可引導(dǎo)學(xué)生積極參與林業(yè)監(jiān)測野外教學(xué)活動，才能滿足學(xué)科交叉式發(fā)展的動態(tài)。這就要求教師注重林業(yè)監(jiān)測的野外實踐操控，根據(jù)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。采用技術(shù)如下：其一，多個平臺的圖像與處理技術(shù)手段，如ENVI、Matlba等；其二，人工智能技術(shù)和圖像分析技術(shù)；其三，自動化圖像處理技術(shù)；其四，大數(shù)據(jù)技術(shù)、云平臺技術(shù)等。在引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)多元遙感影像進行分析時，要求截取時間范圍之內(nèi)的森林與非森林遙感圖像，同時區(qū)分這些連續(xù)的森林與非森林圖像，確保其按照時間順序進行排列，明確其所處的季節(jié)，最后進行空間重疊的詳細分析，通過分析不同季節(jié)、不同林分的色塊，鑒別其林種及現(xiàn)狀，最終實現(xiàn)造林類型識別和林地現(xiàn)狀分析。這種教學(xué)實踐，不僅能使學(xué)生快速了解和掌握遙感圖像識別、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、地理空間分析和統(tǒng)計運算等技術(shù)，還能使學(xué)生深入理解林業(yè)專業(yè)基礎(chǔ)知識在大數(shù)據(jù)時代的綜合應(yīng)用，特別是在云平臺背景下的林業(yè)遙感數(shù)據(jù)的提取和分析。

其次，研究基于就業(yè)層面的實踐教學(xué)新方法?；诰蜆I(yè)的實踐教學(xué)有著現(xiàn)實的實用價值，也是畢業(yè)生更加關(guān)注的事情。為此，“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程教師在實踐教學(xué)中，可組織學(xué)生到地方林業(yè)企業(yè)進行實習(xí)，最好是參與到企業(yè)項目的實施中，特別是涉及林業(yè)外業(yè)調(diào)查、內(nèi)業(yè)整理測算、遙感衛(wèi)片的分析、GPS位點的判讀等方面，以增加學(xué)生的實際操作能力，為學(xué)生日后的學(xué)習(xí)與就業(yè)奠定良好基礎(chǔ)。

2.3 創(chuàng)新優(yōu)化教學(xué)方法

促進服務(wù)于林業(yè)應(yīng)用的“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程教學(xué)改革的發(fā)展，教師可以運用現(xiàn)代化技術(shù)手段，將其與教學(xué)內(nèi)容相互融合，從而實踐多元教學(xué)方式的融合優(yōu)化。學(xué)科教師把動畫、視頻、圖片等內(nèi)容融合于教學(xué)之中，創(chuàng)新優(yōu)化教學(xué)方法，使其變得更加生動，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，喚醒學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教師結(jié)合豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，可以把B站、超星學(xué)習(xí)通、慕課、知網(wǎng)等在線學(xué)習(xí)視頻課程作為線上教學(xué)資源，共享國內(nèi)外眾多院校與教研組織所形成的學(xué)科特點、知識基礎(chǔ)、技術(shù)能力，彌補新形勢下學(xué)生對于新型技術(shù)的了解認知差異，把抽象復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識變得形象有趣豐富。在課堂教學(xué)期間，教師可綜合運用遙感、地理信息資源，將其與林業(yè)應(yīng)用相互融合，并能夠根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)，對其展開更具有針對性的教學(xué)，保障整體教學(xué)質(zhì)量。

教師可從專題案例入手，運用小組合作的教學(xué)方法，讓學(xué)生以小組為單位進行討論，這樣不僅能增強學(xué)生之間的團結(jié)合作能力，還能通過討論的方式產(chǎn)生頭腦風(fēng)暴，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。教師可以選擇現(xiàn)階段最具有代表性、影響力的林業(yè)應(yīng)用案例，通過綜述內(nèi)容分析、方法探索、技術(shù)運用等方面，形成最完整的教學(xué)思路。在此教學(xué)基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進行文獻查閱，讓學(xué)生接納他人的教學(xué)觀念，并引導(dǎo)學(xué)生理解其技術(shù)思路。這種教學(xué)方法不僅能夠促進學(xué)生形成科研思維能力，而且能夠提高學(xué)生的理論轉(zhuǎn)化實踐的綜合學(xué)習(xí)效率。在“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程教學(xué)中，教師進行文獻案例選取，通過分析國內(nèi)外行業(yè)熱點，從而帶給學(xué)生新奇有趣的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并對學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、興趣愛好等方面加以考量，為學(xué)生選取文獻難易程度適中的素材，使學(xué)生在摘要、前言、正文的學(xué)習(xí)中，進一步了解相應(yīng)的概念理論，促進學(xué)生理解分析能力不斷提升。

教師還要重視雙語教學(xué)課程的設(shè)定，例如在“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程教學(xué)中，教師可以為其配備相應(yīng)的英文注釋。目前，主流的專業(yè)技術(shù)軟件多為英文界面，特別是遙感、地理信息系統(tǒng)的處理系統(tǒng)多源自于西方國家，而且有一些軟件并沒有漢化版，這就要求學(xué)生必須適應(yīng)英文界面下的各項操作。教師在教學(xué)時，可以在專業(yè)技術(shù)上進行雙語教學(xué)，并推薦學(xué)生多閱讀英文文獻和英文書籍，從而提高學(xué)生的英文聽讀能力。這種教學(xué)訓(xùn)練，不僅能夠使學(xué)生盡快熟練掌握軟件系統(tǒng)的運用方法，還能了解最新的國際前沿發(fā)展動態(tài)。教師在教學(xué)期間，可以要求學(xué)生進一步了解專業(yè)用語，并讓其運用相應(yīng)的記號筆標注出來，加深學(xué)生的記憶印象。通過此種教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，強化學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效率。

2.4 提升學(xué)生實踐能力

林業(yè)“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程改革是以培養(yǎng)綜合應(yīng)用型人才為目標的，因此要始終將培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力放在教學(xué)的核心地位。課程改革中，可以以興趣小組的培養(yǎng)方式為引導(dǎo)，不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力，提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實踐能力。在掌握遙感與地理信息系統(tǒng)技能后，教師可以構(gòu)建多維評價體系作為激勵，不僅從課程表現(xiàn)、出勤率、期末考試成績等來評價學(xué)習(xí)成果，還應(yīng)該鼓勵學(xué)生參與多樣化實踐活動，建立課堂學(xué)習(xí)和課外實踐兩個要素間的聯(lián)動，從而形成課內(nèi)外的共認機制。教學(xué)過程中，可鼓勵學(xué)生積極參加學(xué)科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，訓(xùn)練學(xué)生系統(tǒng)創(chuàng)新思維和實踐創(chuàng)業(yè)能力，并根據(jù)其取得的成果作為課外實踐的評價指標，結(jié)合課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)，在平衡課程考核指標的基礎(chǔ)上，增加實踐環(huán)節(jié)的權(quán)重考核比例，突出學(xué)生在遙感和地理信息體系實踐鍛煉環(huán)節(jié)的考評比重。如在省級或校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目中，學(xué)生以林業(yè)遙感或林業(yè)地理信息系統(tǒng)為實踐鍛煉項目時，不僅需要學(xué)生熟練操作遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)、掌握林業(yè)相關(guān)知識，而且要求學(xué)生能將這些知識進行綜合分析，并建立個人地理數(shù)據(jù)庫。在項目申請及實施過程中，學(xué)生還必須能夠進行項目申請書的撰寫，相關(guān)科研論文的構(gòu)思。在這一實踐過程中，學(xué)生的創(chuàng)新思維能力得到了鍛煉，科研邏輯不斷縝密，動手操作能力也得到了提高。

遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)是前沿科技，要讓學(xué)生明白其時效的重要性，我國林業(yè)發(fā)展如日中天，需要更多掌握遙感技術(shù)的林業(yè)專業(yè)人才加入其中，推動其不斷發(fā)展。因此，將高校人才培養(yǎng)方案和學(xué)生的就業(yè)實習(xí)相結(jié)合，鼓勵、指導(dǎo)和推薦學(xué)生加入企業(yè)項目完成的過程中去，并根據(jù)項目進度安排進行分階段指導(dǎo)。不僅培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作力、組織力、執(zhí)行力，也逐步培養(yǎng)學(xué)生從文獻中學(xué)習(xí)創(chuàng)新思維、主動培養(yǎng)創(chuàng)新意識和動手能力，形成遙感圖像處理的底層思維，建立自信，促進理論知識和實踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)，為以后的就業(yè)提供了多種可能。

結(jié)語

綜上所述，為了促進服務(wù)于林業(yè)應(yīng)用的“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程教學(xué)改革，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)校和學(xué)科的具體現(xiàn)狀，進行教材的重新編創(chuàng)，并在新穎教學(xué)觀念、教學(xué)方法、教學(xué)手段的指導(dǎo)下，不斷提高整體師資力量，通過相互交流教學(xué)心得、教學(xué)經(jīng)驗，形成完整可行的“遙感與地理信息系統(tǒng)”課程教學(xué)改革體系，有助于強化整體教學(xué)質(zhì)量，促進學(xué)生全面化發(fā)展。