張志敏 周穎杰 孫亞飛 魯春陽

（河南城建學院，河南 平頂山 467036）

1 “雙創(chuàng)”背景下構(gòu)建遙感類課程體系的重要性

2018 年9 月18 日，國務(wù)院下發(fā)了《關(guān)于推動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展打造“雙創(chuàng)”升級版的意見》（國發(fā)〔2018〕32 號），支持和鼓勵各行各業(yè)加入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動中來，至此，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)（簡稱“雙創(chuàng)”）改革已經(jīng)成為時代發(fā)展的新潮流[1,2]。高校作為素質(zhì)人才的培養(yǎng)基地，肩負為國家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重任，更需要及時順應(yīng)時代發(fā)展趨勢，積極開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，為提升學生綜合素質(zhì)和培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力做貢獻。

遙感技術(shù)，是在測繪科學、空間科學、信息科學、生命科學及其他多學科融合滲透基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興交叉學科[3]。它利用非接觸傳感器來獲取目標時空信息，不僅著眼于傳統(tǒng)目標的幾何定位，更能對影像和非影像信息解譯提取客觀世界不同目標的物理特征。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，目前遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于水文氣象反演、環(huán)境遙感監(jiān)測、城市土地資源探測、城市環(huán)境污染監(jiān)測、城市規(guī)劃與管理、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等多種地學應(yīng)用領(lǐng)域[4]。遙感技術(shù)的深入發(fā)展與廣泛應(yīng)用，為國家創(chuàng)新知識體系建設(shè)和大眾創(chuàng)業(yè)計劃開展提供了強有力的技術(shù)保障，與此同時，對應(yīng)用型本科高校遙感類課程體系的改革和完善也迫在眉睫。

河南城建學院是河南省唯一一所以工科為主、以“城建”為特色的多學科協(xié)調(diào)發(fā)展的省屬本科高校，學校工科優(yōu)勢突出，城建學科特色鮮明[5]，以培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)類型人才為辦學目標，在已開辦的55 個本科專業(yè)中，需要開設(shè)遙感原理與應(yīng)用課程的專業(yè)有遙感科學與技術(shù)、測繪工程、地理信息科學、土地資源管理、城市管理、土木工程、城鄉(xiāng)規(guī)劃、環(huán)境設(shè)計等專業(yè)。隨著國家對大學生創(chuàng)業(yè)支持力度的增大[6,7]，如何在“雙創(chuàng)”背景下構(gòu)建更加完善的遙感類課程教學體系、完成專業(yè)知識與遙感技術(shù)的完美融合、幫助學生更好地理解創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維、保證學生獲得更好的職業(yè)發(fā)展是一個亟待解決的問題。本文結(jié)合河南城建學院實際，以遙感原理與應(yīng)用課程為例，創(chuàng)新應(yīng)用型本科課程教學實踐改革，為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新性工科人才奠定堅實基礎(chǔ)。

2 應(yīng)用型本科遙感類課程在教學中存在的問題

（1）學時分配不合理

遙感原理與應(yīng)用是一門理論性、實踐性和應(yīng)用性均較強的課程，尤其對于非遙感科學與技術(shù)專業(yè)的學生來說，遙感技術(shù)在本專業(yè)的實際應(yīng)用備受關(guān)注。然而，現(xiàn)有的課程體系未充分考慮應(yīng)用型人才的培養(yǎng)特點，存在理論課時較多（約占75%～80%）而實踐課時較少（約占20%～25%），缺乏系統(tǒng)、完整的課程實習（設(shè)計）環(huán)節(jié)等問題。理論課時與實踐課時的不均衡分配，導(dǎo)致很多學生雖然學習了該課程，但是由于對遙感技術(shù)的內(nèi)涵和應(yīng)用原理缺乏深入理解，而產(chǎn)生“不知道為什么要學習遙感課程”“遙感好像與本專業(yè)課程沒有關(guān)系”的錯覺，以至于無法在學生的知識積累、專業(yè)提升和職業(yè)規(guī)劃等方面形成合力。

（2）課程內(nèi)容設(shè)置不完善

作為一門應(yīng)用性的科學技術(shù)，遙感的專業(yè)知識和學習內(nèi)容十分復(fù)雜，為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維，構(gòu)建科學合理的課程體系，就要從龐雜的教學內(nèi)容中精簡重要知識，完成基礎(chǔ)理論、實踐應(yīng)用和素質(zhì)培養(yǎng)等各個環(huán)節(jié)。然而，現(xiàn)有的課程內(nèi)容設(shè)置存在很多缺陷，比如 ：①理論教學內(nèi)容較為陳舊，未能根據(jù)時代發(fā)展，將最新的一些遙感技術(shù)納入課堂教學；②課程教學知識專業(yè)性較強，忽視了與已開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程的融合；③課程內(nèi)容安排較為單一，尚不能根據(jù)不同專業(yè)的特色和應(yīng)用目的進行調(diào)整和優(yōu)化。

（3）實踐教學內(nèi)容陳舊

學習遙感的目的是用遙感來解決本專業(yè)相關(guān)的實際問題，然而，受制于實踐教學學時的不足，很多非遙感專業(yè)開設(shè)的遙感原理與應(yīng)用課程實踐教學內(nèi)容較為陳舊，實踐教學中只能包含一些必須的輻射定標、大氣校正、圖像融合、幾何校正等基本的遙感圖像預(yù)處理知識，而無法融入對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)要求較高的目標識別、信息提取、定量反演等專題遙感應(yīng)用內(nèi)容，因而也未能將學生的專業(yè)知識和遙感技術(shù)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)要求緊密結(jié)合，專業(yè)知識學習與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育之間嚴重分離，學科之間缺乏聯(lián)動和促進。

（4）教學模式較為單一

當前已開設(shè)的遙感原理與應(yīng)用課程教學，大都沿用傳統(tǒng)教學模式 ：在課堂教學中，“老師講、學生聽”；在課下，學生按照老師要求完成作業(yè) ；在實踐教學中，學生根據(jù)老師下發(fā)的實驗指導(dǎo)書在規(guī)定時間內(nèi)、按照規(guī)定要求完成已定的實驗項目。這種較為單一的教學模式，過于依賴任課教師而忽略了發(fā)掘和培養(yǎng)學生的獨立自主學習能力，缺乏遙感技術(shù)與通識教學內(nèi)容、專業(yè)知識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的有機融合，忽視了學生在專業(yè)知識學習和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技能培訓這兩個方面的聯(lián)合培養(yǎng)，因而無法發(fā)揮遙感技術(shù)本身的學科優(yōu)勢。

上述問題的存在導(dǎo)致學生理論知識掌握不扎實、實踐操作能力薄弱、專業(yè)應(yīng)用水平偏低，從而限制了遙感技術(shù)專業(yè)特點與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的有效融合，使學生難以從現(xiàn)有的課程結(jié)構(gòu)中同時實現(xiàn)專業(yè)知識和創(chuàng)新技能的聯(lián)動，學生畢業(yè)后開展自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的難度較大，因此，在“雙創(chuàng)”背景下對非遙感專業(yè)遙感類課程的教學改革勢在必行。

3 遙感類課程體系建設(shè)的實踐和探索

為有效解決遙感原理與應(yīng)用課程在開設(shè)過程中存在的問題，筆者利用在教學過程中積累的經(jīng)驗與教訓，結(jié)合河南城建學院的辦學定位、學科背景和辦學條件，從教學內(nèi)容、教學方法和教學手段三個方面進行了一系列改革創(chuàng)新，探索了應(yīng)用型本科高校在“雙創(chuàng)”背景下的人才培養(yǎng)模式和課程體系建設(shè)。

3.1 教學內(nèi)容改革

針對非遙感專業(yè)該課程實踐課時相對較少的問題，調(diào)整理論課與實踐課的教學內(nèi)容，在不改變總課時情況下，根據(jù)專業(yè)特色和專業(yè)應(yīng)用要求壓縮某些不必要的基礎(chǔ)理論，增加遙感技術(shù)在本專業(yè)應(yīng)用的前沿知識和綜合拓展，將輻射校正、幾何校正、圖像裁剪等數(shù)字圖像處理內(nèi)容進行合并，提高圖像分類、特征目標提取和遙感綜合應(yīng)用等實踐內(nèi)容比例，從而將遙感類課程的學習從枯燥、干癟的理論知識轉(zhuǎn)化為豐富、具體的實驗操作，提高學生對遙感技術(shù)的理解，拓寬學生對遙感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的眼界。

改革后的課程教學內(nèi)容，既保留了遙感技術(shù)中遙感成像理論、數(shù)據(jù)獲取原理和圖像處理方法等基礎(chǔ)知識，又增加了遙感在本專業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新實踐內(nèi)容，尤其對于實踐課時的調(diào)整，將圖像分類、特征提取、目標識別和專題遙感應(yīng)用作為實踐課程的主體，而將輻射定標、大氣校正、幾何校正、圖像鑲嵌等數(shù)據(jù)預(yù)處理融入主體實踐內(nèi)容，既能鍛煉學生對軟件的操作能力、擴充學生的專業(yè)知識儲備，又能完善學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系，深化遙感技術(shù)在本專業(yè)的應(yīng)用深度，達到“一舉多得”的目的。

3.2 教學方法改革

綜合考慮不同學生的專業(yè)背景、知識水平和興趣愛好等多種因素，開展合理有效的分層次教學，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的理念、思維和方法融入課堂教學、實踐教學和課下自學等各個環(huán)節(jié)。

（1）課堂教學

課堂教學以啟發(fā)式教學為主，以學生的學習興趣為出發(fā)點，以學生學會知識為根本落腳點，結(jié)合專業(yè)學習中的實際應(yīng)用案例，利用“提出問題、知識講解、知識應(yīng)用和鼓勵探索”四個階段層層深入、環(huán)環(huán)相扣，提前設(shè)計好課程教學內(nèi)容和課后討論題目。為了避免傳統(tǒng)刻板的教學方法，從根本上改變“老師講、學生聽”的課堂教學模式，將每節(jié)課45 分鐘劃分為兩部分，前30 分鐘由老師講解重要專業(yè)知識，后15 分鐘用作提問和討論，利用“學生問、老師答、師生同討論”的方式提高學生的學習參與度。對專業(yè)知識廣泛而深入的探討不僅有利于知識的掌握和理解，更有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)。同時，還可在課堂上專門開辟時間，請學生站上講臺分享個人學習心得，而教師化身學生的“指導(dǎo)者、合作者、幫助者和學習伙伴”，通過現(xiàn)場答疑、知識問答和專題討論等多種形式，活躍課堂氣氛、培養(yǎng)學生自學能力和創(chuàng)新開拓思維。

（2）實踐教學

在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)中，理論與實踐是一個不可分割的有機整體，如果出現(xiàn)理論與實踐脫節(jié)的情況，就難以理解和掌握所學知識，因此，在該課程體系建設(shè)過程中，必須保證理論課程與實踐課程的充分融合。為了進一步鍛煉學生的創(chuàng)新思維、開拓學術(shù)視野，在實踐教學過程中，除了一些必須的實驗項目外，還可以設(shè)置“分組挑戰(zhàn)”“高階任務(wù)”“探索創(chuàng)新”等多種實驗內(nèi)容，讓學生根據(jù)興趣愛好自由選擇，也可自行安排課后時間完成相應(yīng)實驗，以此來培養(yǎng)學生求真務(wù)實、團結(jié)合作和敢于創(chuàng)新的意識。在實驗內(nèi)容的安排上，指導(dǎo)教師側(cè)重于講解實驗要點和布置實驗要求，而不再指定詳細的實驗步驟和實驗方法，引導(dǎo)學生根據(jù)實驗特點和實驗要求自行設(shè)計實驗方案，教師只需做好過程把控、問題解決和結(jié)果評價即可。這些改革方式能讓學生在學習過程中理解遙感技術(shù)與專業(yè)知識的契合點，培養(yǎng)學生獨立思考、個性發(fā)展和創(chuàng)新開拓精神，提高學生解決實際專業(yè)問題的能力。

（3）課下自學

傳統(tǒng)的“填鴨式”教學，在學習過程中以簡單記憶和技能反復(fù)訓練為主，弱化了學生自身的思考和理解，也不強調(diào)質(zhì)疑和創(chuàng)新鍛煉，學生的學習效率和學習效果大大降低[8]。為了改變這種情況，在課堂集中授課之后，通過分組形式布置課后討論作業(yè)，鼓勵學生在課下查閱資料、探究討論、共同學習，提高學生的學習創(chuàng)新性和學習積極性。此外，為了更好地提升學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、檢驗專業(yè)理論與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的融合效果，鼓勵學生利用課余時間參與科研項目，促進產(chǎn)、教、研、學的進一步融合，引導(dǎo)學生從科學研究角度學習先進的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念，提高學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。近三年來，筆者依托“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和河南城建學院大學生科技創(chuàng)新項目，指導(dǎo)學生申請并完成了多項大學生“雙創(chuàng)”項目（如表1 所示），加之在教學過程中調(diào)整教學內(nèi)容、優(yōu)化教學形式、營造良好教學氛圍，提高了該課程的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學效果，所培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力也得到了用人單位的一致好評。

3.3 教學手段改革

教學手段是教師在教學過程中傳遞信息的工具和媒介。除了傳統(tǒng)的課堂面授外，考慮到疫情防控期間師生無法見面的實際情況，筆者充分利用現(xiàn)有的教育教學技術(shù)探索了“線上+線下”混合教學模式，即課堂教學+網(wǎng)絡(luò)平臺（“學在城建”）的綜合運用，實時參與和監(jiān)控學生“課前、課中和課下”的多個學習環(huán)節(jié)，極大地推動了教學手段和教學模式的改革與創(chuàng)新，“線上+線下”混合教學模式流程如圖1 所示。

圖1 “線上+線下”混合教學模式流程

課前，主講教師上傳視頻、文檔等學習資料，根據(jù)章節(jié)內(nèi)容對知識點進行梳理，制定章節(jié)學習計劃和學習目標，并提前發(fā)布在“學在城建”平臺，供學生進行課前預(yù)習；在線下教學過程中，通過課堂講授、復(fù)習提問、溝通交流、課堂總結(jié)等形式講解重點專業(yè)

4 結(jié)語

隨著國家對大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支持力度的增大，目前已開設(shè)的遙感類課程逐漸凸顯出學時分配不合理、課程內(nèi)容不完善、實踐教學內(nèi)容陳舊、教學模式單一等問題。本文從教學內(nèi)容、教學方法和教學手段等方面對非遙感專業(yè)遙感類課程教學進行了深入探究和實踐，力求在提高學生綜合素質(zhì)和專業(yè)能力的基礎(chǔ)上，將創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)貫穿于人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)。通過三年的教學實踐，學生專業(yè)素質(zhì)顯著提升，榮獲第十二屆全國高等學校大學生測繪科技論文大賽“二等獎”一項、2022 年全國大學生測繪學科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)智能大賽“一等獎”和“二等獎”各一項、2022 易智瑞杯中國大學生GIS 開發(fā)競賽“二等獎”和“三等獎”各一項。本課程的教學實踐經(jīng)驗可為同類型課程的改革探索提供參考。