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遥感课程论文(合集7篇)

时间:2022-02-05 07:39:52
遥感课程论文

遥感课程论文第1篇

关键词:地理信息系统;遥感数字图像处理;教学改革

作者简介:刘春国(1973-),男,河南上蔡人,河南理工大学测绘与国土信息工程学院,讲师;卢晓峰(1981-),女,河南洛阳人,河南理工大学测绘与国土信息工程学院,讲师。(河南焦作454000)

基金项目:本文系河南理工大学教育教学改革研究项目(项目编号:2008JG035)的研究成果。

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)10-0081-02

当前,遥感已经或正在走向全面应用阶段。国际遥感应用发展的实用化、业务化、产业化、精细化特征明显,但我国遥感应用水平还不高,根本原因是基础研究薄弱,缺乏多学科人才共同努力。[1]培养一大批经过系统知识培训、熟练掌握遥感科学理论和应用技能的地理信息科学人才,满足社会对地理遥感信息高技术人才的迫切需求,是高等教育的责任所在。

1998年教育部新增地理信息系统本科专业后,我国GIS教育发展形势空前活跃。经过10余年的教学实践和探索,逐步形成了比较稳定的GIS专业课程体系与课程设置方案。[2-5]遥感系列课程(遥感物理与技术、遥感数字图像处理、遥感地学分析与应用)成为GIS专业课程体系中的重要模块,说明GIS学科建设的负责人已认识到培养掌握遥感技术的GIS人才的重要性。遥感数字图像处理是遥感过程的重要一环。充分利用各种图像处理算法从遥感数据中获取各种生物物理参数和土地覆被/利用信息,可以为自然和人文生态系统的空间分布式模型提供输入参数,在遥感技术应用中占有十分重要的地位。近几年河南理工大学(以下简称“我校”)GIS专业开设了“遥感数字图像处理”课程。围绕如何提高“遥感数字图像处理”课程教学质量,笔者从革新课程体系、协同教学、优化教学内容、丰富实践教学手段等方面进行了一系列探索。

一、革新遥感课程体系,突出“遥感数字图像处理”课程地位

随着遥感技术及其应用的迅速发展,很多专业开设了“遥感原理与应用”课程,内容分为三大模块:遥感基础、遥感图像处理及分析方法和遥感专题应用。这种课程设置模式比较适合早期GIS专业遥感课程教学或选修遥感科学技术的某些专业,对于当前GIS专业遥感教学则存在明显缺点。主要问题是对“遥感数字图像处理”教学重视程度不够,对数字图像处理在整个遥感过程中的重要性体现不足,与遥感地理信息系统融合集成的一体化趋势不相适应,与国民经济各部门遥感业务日益普及的态势不相适应,与社会信息化深入发展的状况不相适应。人才培养滞后于社会需要,不能满足对高素质地理遥感科技人才的需求。

我校GIS专业总结多年遥感课程教学实践经验,革新了遥感课程体系,设置了“遥感概论”、“遥感数字图像处理”、“遥感应用分析”、“遥感数字图像处理实验”等遥感相关课程,规划了遥感系列课程的主体教学内容。“遥感概论”要求学生掌握遥感及其应用的基本科学工程背景知识,重点内容是电磁波与地表物质相互作用的基本原理、遥感数据采集、传输和成像机理,从可见光-近红外、热红外、微波(主动方式和被动方式)波谱段介绍遥感信息的获取特点和技术发展,适当涉及大气遥感、海洋遥感等应用领域和典型案例。“遥感数字图像处理”要求学生掌握基于数字图像处理方法获取地球资源有用信息的科学与技术。由于学科交叉融合,数字图像处理方法众多,新理论、新方法不断推出,课程重点主要着眼于图像处理基本知识和遥感图像处理常用算法,对一些探索性、前沿性和跨学科的内容从原理上予以概括介绍,如图像亚像元分类、模糊分类和面向对象图像处理等等。“遥感应用分析”采用理论、方法和实例相结合,选择不同遥感应用领域的典型案例介绍,培养学生遥感专题分析技能,深化学生对于遥感科学技术应用现状和广阔前景的认识。“遥感数字图像处理实验”课程着眼于培养学生图像处理技能,巩固和深化理论课程教学内容,提高动手能力和理论联系实际解决问题的能力。

我校GIS遥感系列课程设置方案把“遥感数字图像处理”与“遥感数字图像处理实验”单独设课,提升课程地位,加大课程学时,强化实践技能训练,对提高“遥感数字图像处理”课程的教学成效很有益处。这种课程设置模式有助于培养GIS专业学生采用图像分析方法解决遥感应用问题的能力,比较契合我国GIS专业本科教育遥感课程设置的发展态势。

二、培育遥感系列课程教学群体,分工协作提高“遥感数字图像处理”课程教学质量

GIS专业遥感系列课程设置要求具备一定规模的师资力量。遥感是多学科的综合,交叉性强,研究方法不断补充和更新,课程教学内容丰富。遥感系列课程的设置决定了课程之间存在密切的内部联系。要提高“遥感数字图像处理”课程教学质量,必须打破教师个人单兵作战的惯常做法,加强与相关课程教师之间的协调和交流。培育组建了承担遥感系列课程教学任务的教学群体。遥感课程教学组围绕课程建设,整合优化课程体系,充实更新教学内容,保证了课程之间教学内容的连贯性和相关性。课程教学组成员互相学习、借鉴、交流,协同规划各课程教学环节的教学要求和学时分布,课程内容更加先进,课程结构更加协调,教学方法更加有效,教学手段更加丰富,实践教学得以充实,教学科研联系更加密切。遥感课程教学组的建立和协作对提高“遥感数字图像处理”课程教学质量起了明显的作用。

三、汇聚国内外优秀教材成果,整合优化教学内容体系

教学内容和课程体系涉及高等教育人才培养的模式,决定了高等学校人才培养的规格,在很大程度决定了人才培养的质量和水平。[6]教学中适度引进世界著名高校的名牌课程教材和教学参考用书,是高等教育国际化的重要举措。[7]遥感课程教学组重视遥感数字图像处理课程教材和教学内容建设,收集了国内近些年出版的如戴昌达、章孝灿、汤国安、韦玉春、朱述龙等编写的遥感数字图像处理教材教参,注意引用吸收国外著名高校的遥感图像处理相关教材教参,参考了John R. Jensen、John A. Richards、Robert A. Schowengerdt、Jay Gao、John R. Schott、Brandt Tso等人的遥感数字图像处理著作,认真研讨不同教材特点及其开课对象,针对遥感数字图像处理理论性强、概念抽象、方法多样、实践性强的特点,根据教学对象和课程学时,按照系统性和前瞻性结合、理论与应用结合的要求,制订了教学主体内容。课程内容分为11个部分:图像基本知识、遥感图像成像过程与数据特征、遥感图像辐射校正、遥感图像几何变换与校正、遥感图像增强、遥感图像变换、遥感图像分割、遥感图像融合、遥感图像分类、数字变化检测、遥感图像应用处理。优化后的课程教学内容注意了与“遥感概论”、“遥感应用分析”等课程内容的有机衔接。对于与“遥感概论”课程有重叠的内容只做简单回顾,如遥感成像过程、机理与数据特征,以少数典型应用案例揭示遥感数字图像处理方法在遥感应用分析中的作用和地位;避免与先开课程内容重复,为后续课程做适度铺垫。数字图像处理方法多样,课程重点介绍常用算法,使学生能掌握数字图像处理原理,夯实基础。对一些发展中的、前沿性的算法着重介绍算法的思想和原理,教导学生注重算法但不应局限于具体算法,培养学生发散思维、学习能力和创新思维。教学中适当区分遥感数字图像系统处理和应用处理的差别。

四、重视实践教学,多手段丰富实践教学内容

实践教学是创新人才培养中的重要环节,对于培养学生专业技能和理论实践结合能力、激发学生的创新思维和探索精神、提升科研能力,有着重要意义。GIS专业“遥感数字图像处理”教学高度重视实践教学环节,从课程体系设置、实验课程内容设计、实验室开放项目、毕业设计、大学生科研训练计划和教师科研课题等几个方面为学生提供多样化的实践途径,丰富了实践教学体系。

从课程设置体系上,“遥感数字图像处理”单独设课,紧密联系课程理论教学内容附设6个单元的基础验证性课堂实验(见表1),增强学生对各种遥感图像处理算法及其效果的感性认识。“遥感数字图像处理”实验课程单独设课,结合“遥感数字图像处理”课程和“遥感应用分析”课程知识,设置综合设计型实验6个模块,培养和提高学生对知识与技能的综合运用、自主学习的能力。

积极利用各种平台,提供实践课题,培养学生创新能力。我校为了培养大学生的创新能力和实践能力,促进实验室开放,设置了实验室开放基金。在实验室开放基金平台支持下,设计了一些探索研究型实验课题,鼓励学生组团选择实验课题、查阅文献、拟定实验方案、实施实验过程、撰写实验论文。大学生科研训练计划和本科毕业设计(论文)也是培养本科生创新能力的平台。在实施学校大学生科研训练计划的年度,遥感课程组每年设计几个遥感应用分析研究小课题,供学生参与大学生科研训练,并从科研课题中提炼一些问题作为大学生毕业设计选题,引导学生参与到教师科研课题中。学生通过参与实验室开放基金课题、大学生科研训练计划项目和教师科研课题,检验了专业知识,培养了探索精神、创造思维和合作能力。

五、结束语

本文总结了我校遥感课程教学组围绕GIS专业“遥感数字图像处理”课程教学实施的一系列教学改革措施。这些措施已经取得较好的成效,有不少GIS学生积极参与校实验室开放基金项目、大学生科研训练计划项目和教师科研项目,每年GIS专业有近1/3的学生选择与遥感图像处理及遥感应用分析有关的毕业设计题目。人才培养是项长期复杂的系统工程,需要从师资、设备、教学等一系列软硬件教学条件上予以保障。

参考文献:

[1]李小文.定量遥感的发展与创新[J].河南大学学报(自然科学版),2005,(4):49-56.

[2]秦其明.中国高校GIS专业核心课程设置问题的探讨[J].地理信息世界,2003,(4):1-7.

[3]钱乐祥.GIS专业课程体系改革思路与实践[J].高等理科教育,2006,(6):95-98.

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[5]李天文,王林刚,李庚泽,等.地理信息系统专业课程体系建设研究[J].中国大学教学,2011,(1)3-5.

遥感课程论文第2篇

关键词: 高等师范院校 遥感概论 实践教学 教学改革

1.引言

遥感是现代空间信息学的核心技术之一,其作为一种高效能的探测、获取、分析和处理空间信息的先进手段,广泛应用于土地管理、城市建设、林业、环境、农业等各个部门[1]。自20世纪80年代以来,随着遥感技术的发展,我国各高等院校都相继开设了遥感课程[2]。《遥感概论》课程主要介绍了遥感基本理论、方法和应用技术,是我国高等院校地学类本科生的一门专业基础课程。高等学校地理学类教学分委员会2004年工作会议把《遥感概论》和其他六门地理学基础课定为地理学类有关专业必修的核心课程[3]。遥感技术快速发展对遥感概论课程教学提出了更高要求,本文在分析信阳师范学院遥感概论课程教学情况的基础上,结合实际条件及教学目标,对遥感概论实践教学进行了一系列改革探索。

2.高师遥感课程教学现状分析

信阳师范学院城市与环境科学院于2001年开设遥感类课程,并将其列为地理信息系统专业、地理科学专业、资源环境与城乡规划管理专业的一门重要专业基础课程。我结合多年来遥感概论课程教学,发现课程的教学与用人单位对遥感技术工作的需求不能很好地衔接,主要存在以下问题。

2.1教材相对快速发展的遥感技术滞后。

我校各专业采用的《遥感导论》是教育部面向21世纪课程教材,2001年出版后至今未修订再版,除部分印刷错误影响学生学习外,对近年蓬勃发展并广泛应用的QuickBird卫星影像、高光谱遥感技术等遥感探测技术和方法涉及较少,不能满足教学需求。另外,实验教学中我们采用国际先进的ERDAS IMAGING软件,但与遥感图像处理配套的上机实验教材缺乏,需根据本校实际进行编写,同时目前实验教学中所用数据主要为Landsat和Spot影像,而缺乏社会应用较广的雷达影像、QuickBird等卫星影像。

2.2各专业教学内容不同往往顾此失彼。

我院三个专业文理兼收,学生基础不同,预备知识普遍欠缺,教师在54个学时内既要讲明理论、补充遥感技术前沿发展又要开展实验课程教学,实属不易。且遥感技术已列入高中开设的地理选修课,自然灾害与防治和城市规划与生活等课程也用到遥感技术,这对高师地理教育提出了更高的要求。目前,仅地理信息系统专业开设了为期一周的遥感综合实习,实践课程偏少,难以提高各专业学生的动手能力。

2.3教学手段相对单一。

在多媒体教学过程中,教师准备全部实践材料,详细讲解,全程示范,学生按照指导书和教师要求按部就班模仿操作,实验过程中师生互动少。以教师讲授为主的学习方式,抑制了学生主观能动性的发挥,导致学生对实验指导书过度依赖,提高实践能力无从谈起。另外,目前考核仍以笔试成绩主,教学制度不够灵活,特别是培养目标、课程结构和内容、教学模式、教学制度和评价相互脱节。

3.遥感概论实践教学内容设计

3.1研究教材,构建科学的遥感课程实践教学体系。

遥感技术是一门新的学科,新理论、新方法、新的研究领域不断出现,要求教材建设必须与时俱进,及时补充新知识,以适应学科及社会对遥感人才的需求。遥感实践教材的建设一方面教材必须针对各专业的培养目标和教学大纲的基本要求,具有较高的专业针对性。同时,要有别于其他理论教材,重点突出应用技术的特点。另一方面教材要围绕技术应用能力训练主线,注重学生的认识和学习规律,以培养学生实践能力。在《遥感概论》教学中,教师要综合国内外已有的遥感实践教材,分析比较各种教材的特色及其不足,根据专业培养目标、学生未来就业,以及遥感人才的基本要求,以新的理念构建一套内容体系和结构相对合理、能反映出学科水平和发展趋势的、适应高师院校自身特点、开放的、科学的遥感实践教学内容教学体系。

3.2适当增加课时,完善和更新教学内容。

遥感是一门理论与实践并重的课程。在遥感课时总量有限的条件下,如何协调好高师地理课堂培养学生创新精神和地理信息系统专业、资源环境与城乡规划管理专业培养动手能力和创造能力是高师院校面临的挑战。由于我院各专业文、理兼收,学生基础不同,理解遥感基本理论存在困难,在课堂上授课教师可结合Q ickbird卫星数据在第二次国土资源调查中的应用等科研案例进行教学,让学生在实践中理解遥感理论。另外,我们要充分利用现代网络技术建立课程网站,提供新型的学习环境和学习平台,挖掘教学科研资源,开展教学互动,扩展学生学习的空间。我在教学过程中发现,有很多学生反映要求增加遥感实践课时,这说明学生对新技术学习的积极性很高,若适当增加实践课时,有助于开展综合型和研究型实验的多层次综合性的实践教学,提高学生的创新精神和动手能力,以适应我国遥感科学技术的发展和高素质人才培养的需要。

3.3教学方法、教学形式多样化,实现实习单位专业化。

在教学过程中为克服遥感实践课程教学课时不足,增加学生对遥感学习的兴趣和主动性,可开展读书报告、学年论文、野外调查等课外研究性学习,让学生通过查阅文献进行简单的研究,与课堂教学形成互补,拓展更加广阔的空间。另外通过学校、院系和个人广泛联系遥感专业高等院校和应用型实习单位,如武汉大学、南京大学、北京超图软件股份有限公司、武汉中地数码科技有限公司,等等。建立双导师管理机制,让学生直接参与到实习单位的科研、开发和生产工作中,让学生主动学习知识,锻炼学生获取知识、发现问题、解决问题的能力,从而提高教学效率。

4.结语

遥感是一门技术性和实践性很强的课程,我结合多年来高师院校遥感概论课程教学,针对目前存在的主要问题进行探索,提出了适合本校实际的遥感课程教学方法和教学体系。遥感技术的快速发展对遥感概论课程教学提出了更高要求,在教学中需要结合实际不断探索与实践,进一步提高学生的独立思考能力、创新能力和实践动手能力以满足社会发展需求。

参考文献:

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遥感课程论文第3篇

关键词:地方高校;遥感概论;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2016)10-0022-03

遥感作为重要的对地观测技术,为国家空间基础设施建设中地理空间数据的获取,提供了重要的技术方法和手段[1]。目前,遥感与全球定位导航系统、地理信息系统构成的“3S”技术,为地理学的研究提供了现代化的研究方法和技术手段,在国民经济和社会发展中得到广泛的应用[2]。遥感具有专业性、技术性较强的特点,在高校应用型人才培养中,提高学生遥感实践及应用能力,培养学生结合专业知识解决生产实践过程中遇到的各种实际问题[3]。同时,经济社会的发展对遥感高技能人才的需求越来越大,对“遥感概论”课程实用性的教学目标的要求也越来越强[4]。

贵州工程应用技术学院地理科学专业2013版培养方案指出,地理科学专业毕业生应具备掌握遥感、地理信息系统、地图、野外观测、实验室分析模拟等现代地理研究方法和技能,同时将“遥感概论”课程作为地理科学专业一门重要的专业基础课。地理科学专业学生学习遥感的目的在于掌握遥感基本原理、掌握遥感图像处理及应用的基本理论和方法,能够运用专业遥感图像处理软件(如ENVI、ERDAS等)进行遥感图像处理和专题遥感应用研究,通过遥感理论学习和实践能力的培养,使学生能够借助遥感技术和方法,解决实际问题[5]。经过几年的教学实践,笔者以贵州工程应用技术学院为例,对西部欠发达地区地方高校地理科学专业中遥感课程的教学现状进行分析,通过对遥感课程的教学内容、教学方法和教学评价手段进行改革,为地方高校地理科学专业学生实践能力的提高及应用型人才的培养提供参考与思路。

一、“遥感概论”课程教学现状

经过几年的“遥感概论”课程教学实践,笔者发现贵州工程应用技术学院地理科学专业“遥感概论”课程教学过程中存在一些问题,主要体现在。

(一)理论课教材陈旧

目前国内遥感类教材大多较为陈旧、更新较慢,滞后于遥感技术的快速发展,无法与日益更新的遥感技术发展相一致,与社会对于毕业生的要求相距甚远[6]。贵州工程应用技术学院地理科学专业学生使用的教材是高等教育出版社“遥感导论”(梅安新等),该教材于2001年出版,之后再无进行修订再版。然而,近年来无论是从多光谱到高光谱,还是从高空间分辨率到高时间分辨率,国内外遥感技术都有了较大的发展。我国遥感技术及应用近年来蓬勃发展,其中以 “十二五”期间实现“百箭百星”计划,年均发射卫星20次左右,以及到2020年左右建成由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成的覆盖全球的北斗卫星导航系统。遥感技术发展的日新月异,而该教材的内容很大部分已不能适用于当前遥感技术的发展,如国外的SPOT 5、QuickBird、Worldview等高空间分辨率卫星,国产资源系列、环境系列、高分系列遥感卫星等均未涉及。2013―2014学年第一学期由于教务处无法订到该教材,通过征求各方意见,选用武汉大学出版社孙家m主编的国家精品课程教材《遥感原理与应用》,该教材于2013年6月出版第3版,相比其他教材,其内容上有所更新,加入了遥感新技术等方面的内容,但是教材过于注重遥感理论知识,对于西部欠发达地区高校的地理科学专业学生来说,理论内容过深,部分内容甚至晦涩难懂,这使学生学习积极性受挫,无法适用于我校应用型人才培养的目标。

(二)实验教学课时少,缺乏合适的实验素材

现代遥感技术的研究及应用对学生的动手能力及应用实践能力的要求较高,实验教学是理论教学的延伸和重要补充,是培养学生动手能力,提高学生学习兴趣的重要途径,是学生实践能力和应用能力培养的重要环节,同时也是决定遥感课程教学质量和应用型人才培养的关键步骤[7]。贵州工程应用技术学院遥感实验教材选用的是高等教育出版社于2001年7月出版的刘慧平等编著的《遥感实习教程》,该实验教材同样存在着知识滞后于遥感技术及遥感数据处理的方法问题。为弥补实验课教材的不合理,笔者在实验教学过程中,结合科学出版社邓书斌的《ENVI遥感图像处理方法》辅以教学,而由于高空间分辨率遥感数据,如SPOT、QuickBird等无法免费获取,无法实现教学过程的数据本地化,学生实验过程中往往出现对所实验地区不熟悉,缺乏研究兴趣,对于学生情感目标的培养有所欠缺。

贵州工程应用技术学院地理科学专业2009、2011版培养方案中并未单独开设遥感实验课程,2013版培养方案对课程做了一定的调整,加设了遥感概论实验课,将原来54课时的理论课改为38课时的理论课时、16课时的实验课课时。针对课时量的调整,“遥感概论”课程教学内容及方法,也亟须进行相应的调整,以适应教学及学生实践能力的培养。

(三)学生英语水平差,学习主动性不高

由于目前遥感数据及专业软件大多是国外产品,涉及较多计算机及遥感专业英语词汇,贵州工程应用技术学院作为西部欠发达地区的地方高校,学生由于底子薄,英语水平差等,初次接触英文软件及遥感数据,部分学生内心有对学习英文软件的抵触情绪。而一些学生在学习过程中由于遥感理论知识准备不足,英文词汇量不够,在实验过程中,只记实验操作步骤,按部就班完成实验,不能够完全理解实验过程与实验目的。

通过几年的教学实践经验,我们发现学生学习的积极性、主动性会影响到他们理论知识的学习。通过了解发现,对于“遥感概论”理论课程,大部分学生上课时虽然可以做到认真听课,但做笔记的同学并不多,课后不能及时复习;而针对实验课的练习,也只是课上跟着教师一起做,学生本人并不深入思考,课后不再进行练习,导致掌握不牢固。无法达到学以致用,满足应用型人才培养的需要。

(四)考核机制不科学,与实践相脱节

“遥感概论”课程考核在2009、2011版教学大纲中,考核方式主要是闭卷考试,学生成绩最终由平时成绩(平时作业、提问、考勤等)×10%+期中测试×20%+期末闭卷考试×70%组成。由于考试形式的限制,闭卷考试主要考查学生的理论知识掌握情况,无法真正体现学生实践及应用能力,部分学生只是临近期末考试前突击背诵,应付考试,导致考完即忘,无法深入理解及应用的情况。

二、“遥感概论”课程教学改革的途径

(一)优化教学内容

伴随着计算机科学与技术、物理科学、电子信息科学与技术等相关学科的发展,遥感技术在高光谱、高空间分辨率,以及高时效性等各个方面得以长足发展。由于遥感知识和技术具有与时俱进的特点,在进行“遥感概论”课程教学改革的过程中,既要注重传统遥感知识的讲授,在使学生了解遥感基本理论与原理的基础上,又要注意紧跟时代步伐,更新教材中没有涉及新知识、新内容,弥补因教材更新较慢而遥感技术发展较快的矛盾与缺陷[8]。

通过网络、新闻、文献资料等各种途径,及时搜集遥感领域新知识、新进展,以及遥感研究的热点问题等,在课堂讲授过程中,及时融入相关知识发展的新知识、新技术等,拓展学生视野[9]。特别是注重在讲授基础知识的同时,及时融入我国遥感技术的发展情况,在学生获取理论知识的同时,融入爱国主义教育,提高学生学习的积极性、主动性。针对贵州工程应用技术学院学生底子薄、英文水平差等特点,在教师课堂讲授过程中,通过适度加入遥感专业英文词汇的方式,实现提高学生专业英文水平的目的。针对贵州工程应用技术学院学生专业背景,在遥感实践课程设计时,注意本课程与相关课程的联系,设计如基于遥感的土地利用变化监测、基于遥感的地质灾害信息识别与提取、基于遥感的土壤制图分析等专题遥感应用内容,使学生学以致用,了解整个专业各课程间的彼此联系,充分调动学生对专业的再认识,同时加强相关专业课程知识的学习和衔接[10]。

(二)创新教学方法

在遥感课程教学方法改革过程中,充分借助现代多媒体教学方式和手段,提高多媒体教学的教学效果。随着多媒体技术的发展,多媒体教学目前已被广泛应用于日常教学过程,通过多媒体技术的声、光、影、字等相结合,学生能够多方位获取知识。对比分析传统教学与多媒体教学方式的优缺点,在教学改革过程中本课程教师的课堂讲授方式较为灵活化,主要体现在关键知识或知识体系的框架上,通过板书形式在黑板展示,学生能够掌握学习重点,不至于因过多关注教师演示文稿文件,或演示动画或影片,而忽视教学重点、难点问题。同时借助多媒体技术易于内容表现,易于实践操作演示等方面的优点,制作图文并茂的演示文稿课件,对于需要现场演示的实验或展示的数据,进行多媒体展示。还可通过多媒体技术,及时将遥感技术发展相关新闻报道及相关应用展示给学生,使学生真正感受到立体化教学的视听感受。在学习知识的同时,加强学生的情感教育,提升学生的爱国主义热情[11]。

积极引导学生自主学习、互助学习、团队协作学习,提高学生学习积极性和主动性。传统教学主要是教师讲,学生听,缺少必要的互动环节。学生如果听不懂将会挫败自身学习的兴趣,进一步影响学生学习的积极性和主动性。遥感课程教学改革中教师课堂讲授方式的多样性,改变了总是教师一个人讲的局面,适度组织学生组成小组,每个小组成员轮番进行相关知识的讲解,互相查找不足,促进学生自主学习,提高学生积极性、主动性,使每个学生都可以参与进来[12]。

“3S科技兴趣学习小组”作为学生自主学习的学生组织,于2013年11月成立,其成员涵盖了地理科学专业各年级学生,甚至包括部分已经考入研究生在读的和已经参加工作的学生。通过高年级学生带动低年级学生,在读研究生分享学习经验,在职学生讲解实际工作中所需专业知识,专业教师引导,定期或不定期开展相关科技学术活动,以“全国GIS技能大赛”为载体,各类科技活动为主线,积极引导学生通过课外科技活动及科研项目的申报,提升自身能力,开阔自身视野,同时达到影响其他学生,提高整体学生学习兴趣的目的,进而提高学生学习的积极性和主动性。

(三)改革课程考核机制

贵州工程应用技术学院2013版地理科学教学大纲明确提出,针对专业课程考核方式的改革要求,总评成绩由平时成绩和期末成绩各占50%组成,足以体现学校给予教师对学生更加灵活性的考核方式。本次教学改革将平时成绩分为课堂笔记、课后读书笔记、参与相关科技活动项目、作业、考勤、期中测试等,期末考核试卷出题过程中,注重基础理论知识考核的同时,更加注重考核学生掌握知识的整体性,以及灵活运用知识的能力。

以“全国GIS技能大赛”为主题,积极引导学生通过参加大赛,提升自身实践能力,以及实际动手解决具体问题的能力。同时,围绕“全国GIS技能大赛”,积极引导学生申报学校实验室开放基金项目,全国大学生挑战杯课外科技活动项目,以及贵州省大学生创新创业计划项目等课外科技活动项目,以提高学生学习的主动性和自主性。通过具体项目的申报和实施,学生感到学有所用,学以致用,进一步促进自身自主学习的氛围。

三、“遥感概论”课程教学改革效果

通过遥感课程教学改革的实施,取得了一定的教学效果,学生学习兴趣、积极性和主动性大有提高。自2012年组织学生参加“全国高校GIS技能大赛”遥感组比赛,获得三等奖一次、优胜奖两次,共有20人获得“MapGIS工程师证书”;为培养学生应用能力和科研意识,积极组织学生申报各类各级课外科技活动,自2012年至今,遥感方向共获得立项项目有部级“大学生创新创业训练计划项目”1项,省级“部级大学生创新创业训练计划项目” 5项,校级“实验室开放基金项目”3项。

围绕学生实践能力提高,提高学生遥感专业技术应用,结合教学内容、方法和考核方式的教学改革,既提高了学生学习兴趣、自主学习积极性和主动性,提高了动手解决实际问题的能力,又获得了良好的教学效果,同时增加了学生的专业认知度和认同感,对整个专业的学习形成良好互动效果。遥感课程教学改革研究,为西部欠发达地区同类高校地理科学专业学生遥感能力的培养,以及地理科学专业应用型、技能型人才的培养提供了参考和思路。

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[12]黄妙芬,李九奇,邢旭峰等.基于特色化理念的人才培

遥感课程论文第4篇

【关键词】农业院校 遥感实验课程 教学模式

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)10-0242-01

一、引言

遥感技术作为现代信息技术的重要组成部分,可快速、有效的采集大范围的地球空间信息,反映地球资源环境动态变化,在地球资源调查与规划、农业生产管理、环境质量评价与监测、气象监测、测绘、矿产、军事等方面得到广泛的应用。遥感课程是农业院校地理信息系统专业、环境专业、农业资源与环境专业、林业、草业等专业本科生普遍开设的课程。遥感试验课是遥感课程的实习部分,紧密结合遥感理论课程的教学内容,使学生通过该课程的学习具备分析处理和解译遥感数据的目的,加深对遥感理论课知识的消化和吸收,并且能利用遥感技术解决自己所学专业领域相关问题,具备一定的遥感技术的应用能力。

二、农业院校开设遥感课程的必要性

农业院校许多专业在本科教育中都会开设遥感课程。遥感课程是地理信息系统(GIS)专业的核心课程,遥感数据是GIS的数据源和更新源;农业资源与环境专业学生利用遥感技术掌握基本的土地规划与制图、资源信息管理等方法;对于环境科学专业,遥感技术可以应用到水污染、海洋污染、大气污染、固体垃圾等各个领域;对于林学专业,可利用遥感技术清查森林资源、监测森林火灾和病虫害;对于农学专业,遥感技术可用于作物估产、作物长势及病虫害预报;草学专业,可以进行草产量估算,草地资源调查等。辅助遥感理论课程的遥感实验课程的主要目的是通过学生的动手实践,对遥感的原理、概念、应用有进一步的认识和理解,培养学生遥感软件操作能力和解决实际应用问题的能力。

三、农业院校遥感实验课程存在的问题

遥感实验课程是遥感课的实习部分,要求配合理论课的教学内容,开展野外观测和上机实验。但目前许多农业院校相关专业对遥感课实验部分重视不够,仅开设有限的上机实习。而学生对该课程的理解也不足,没有充分认识到遥感技术在本专业领域的应用前景,对课程学习积极性不足。另一方面,农业院校相关专业本科生前期知识储备不足,遥感技术的掌握要求具备许多相关的物理、数学、地理学、计算机技术等知识,而农业相关专业在本科教育中没有更全面深入的学习这些相关知识,造成学生很难理解掌握较深的遥感课程内容。尤其在实验课上,需要一定的计算机水平来支撑遥感软件的应用,很多学生入门难,加之实验课时设计较少,使得学生不能很好的掌握遥感技术,应用受到限制。

四、课程简介

农业院校相关专业的遥感课程一般理论课30个学时,实验上机10个学时。遥感实验课程的教学目标要求学生掌握遥感软件的基本操作,掌握遥感数据的获取方法;熟悉影像处理、提取的方法,并能将遥感方法应用到本专业领域,完成实验大作业及实验报告。教学方法以实验课上机操作为主。考核方法为平时出勤、课堂表现、实验结果、实验报告等方面。

五、遥感实验课程内容体系设计

遥感实验课程内容以遥感观测仪器的使用、遥感数据获取、遥感数据处理、遥感信息提取,以及遥感在本专业领域的应用五个方面形成一套完整的体系。遥感观测仪器的使用:主要包括对典型地物反射光谱特征的测量与分析,掌握野外光谱测量方法。可在校园内晴天选择不同的土地利用类型测量分析不同地物(如林地、草地、裸地、水体等)的光谱特征。遥感数据获取:要求学生能通过网络手段下载获取一定区域、一定精度、相应时段的遥感数据。遥感数据处理:利用遥感软件掌握遥感图像的校正、裁剪、拼接、图像增强等的基本操作。遥感信息提取:利用遥感软件掌握遥感数据的信息提取及分类方法,能利用遥感数据目视解译对地物进行分类。遥感在本专业领域的应用:要求学生利用前期掌握的遥感技术方法,针对本专业领域的研究,提出问题,利用遥感技术获取所需信息,加深对遥感技术的认识和理解,引导学生利用遥感技术解决本专业问题,为其以后自主、有效的利用遥感所需知识解决实际问题做好铺垫。

六、完善配套材料,改进教学方法,提高教学质量

应进一步完善遥感课程实验课的教材编制,使学生有参考资料。另一方面,要完善遥感实验课程影像数据库的建设,收集农业、环境等相关专业领域的遥感影像,包括不同卫星来源、不同时相、不同分辨率的遥感数据用于该课程遥感影像数据库的建设,形成体系,以保障遥感实验课程教学需求。在教学方法上,充分利用多媒体和网络教学,促进学生课下自主学习,提倡学生利用课余时间提前掌握遥感软件的基本操作,在课堂上将更多的时间利用到遥感技术的应用案例分析上。在考核方式上,主要包括平时出勤、课堂表现、实验结果、实验报告几个方面。要求学生以遥感技术在本专业领域的某一方面的应用为内容,通过影像的下载、图像预处理、信息提取、处理等步骤,得到实验结果,并完成一份详实的实验报告。

七、总结

遥感课程是农业院校环境专业、农业资源与环境专业、草业等专业本科生普遍开设的课程。遥感试验课程结合遥感理论课程的教学内容,使学生通过野外观测及上机实践,具备分析处理和解译遥感数据的能力,能利用遥感技术解决自己所学专业领域相关问题。本文针对农业院校遥感实验课程存在的问题,设计了一套遥感实验课程内容体系,对遥感实验课程教学模式进行了探索研究。以期更好辅助于遥感理论课知识的掌握及吸收,使学生具备学生利用遥感技术解决本专业领域问题的能力。

参考文献:

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遥感课程论文第5篇

关键词: 遥感; 实践教学; 改革

中图分类号: G642文献标识码: A 文章编号: 1009-8631(2012)03-0105-01

遥感(Remote Sensing,RS)是当代空间信息科学的核心技术之一,是信息获取与更新的重要技术手段,在经济建设及社会发展中的作用日趋重要[1]。同时遥感也是一门实践性很强的技术,遥感应用技术素质已成为地理信息系统、测绘、城乡规划、地质等专业工作人员的基本要求。遥感技术作为现代前沿科学技术之一,随着航空航天技术的发展不断在提高与完善,这就要求教学不断调整内容与方法,做到与时俱进。分析国内外遥感技术的发展需求及遥感课程教学,发现课程教学并未很好地适应社会对遥感应用型人才的需求,其中尤以实践教学环节薄弱的问题突出。针对当前现状,本文详细分析了遥感课程实践教学中存在的具体问题,并探讨了相应的改革措施,以期为遥感课程的教学改革,培养社会应用型、创新型人才提供参考。

一、目前遥感课程实践教学中存在的问题

1.缺乏合适的理论和实践课程教材

理论教学是实践教学的基础,选取合适的理论课教材,对确保教学内容合理,培养社会应用型人才至关重要。选取教材的原则是“理论与应用的结合;基础知识与前沿技术兼顾”[2]。近年来,国内先后出版了一些可作为大学本科遥感课程理论内容教材的书籍,但并不能满足遥感技术发展的需求。《遥感导论》、《遥感概论》和《遥感技术导论》出版时间较早,内容有些陈旧;《现代遥感导论》在应用方面涉及较少;《遥感原理与应用》在理论和应用方面都兼顾,而且在2009年出版了第二版,但此书内容相对较深,需要学生具备摄影测量、电磁场理论、模式识别等课程的基础。

目前,国内尚未见到普适性较强的遥感实践课程教材。与《遥感导论》配套的上机教材,未采用国际主流软件,无法满足实践教学的需要。《ERDAS IMAGINE遥感图像处理教程》、《ENVI遥感图像处理方法》等书,内容系统,但受学时限制,不适合作实践教学的指导书。

2.实践教学薄弱

遥感课程一门实践性较强的课程。遥感实践教学是理论教学的深化和补充,是学生通过理论与实践的相结合来感悟抽象的理论知识的学习过程[2]。课程实践教学环节包括两个大的方面,一个是课内实践,另一个是综合实习。目前,国内大多院校的课内实践学时偏少[3],而且多以教师演示教学为主,学生实践能力得不到提高。“3S”(RS、GIS和GPS)技术集成,是空间信息科学发展的趋势,有必要加强学生的“3S”综合应用能力,然而这种多学科的综合实习普遍较少。另外,数据类型单一、内容陈旧,也使实践教学滞后,缺乏时代性和现时性。

3.考核方法不合理

课程考核,考察的不仅是学生对知识的记忆情况,更应该是学生对知识的综合应用能力。然而,目前遥感课程的考核方法,多以笔试为主,对实践能力考察的关注较少。这种考核方式不仅不能对学生进行综合考核,而且不利于调动学生学习的主动性和综合素质的培养。因此,有必要改进考核方法,建立考察学生全面素质的考核体系。

二、遥感课程实践教学改革措施

1.不断更新理论教学内容

在新技术突飞猛进的今天,具有前沿性的遥感技术发展愈加迅速,对教学内容选取提出了新的挑战。由于教材受出版周期限制,这就要求遥感知识更新途径除了选择合适的新教材外,更应充分利用网络、中、英文期刊或国际会议文献等媒介,传递最新讯息,增强课程的时代性和现时性。如在讲述不同卫星平台轨道参数时,教材受出版周期限制,其内容始终与最新的遥感卫星发展有差距,备课时需要到相关网站查阅最新的参数信息,补充到课堂教学中,让学生了解遥感卫星的最新发展动态[4]。同时,引导学生在课外通过多种途径,查阅参考资料,培养生自主学习的能动性和积极性,有利于拓宽学生的知识面,提高综合素质。

2.完善实践教学体系

(1)自编符合实际的实验课教材。目前国内尚未见到普适性较强的遥感上机实践课教材,并且各大院校使用的实验教材多为自编。对实践内容进行完善和更新,从简单的验证性实验向综合性实验以至于研究设计型实验过渡,形成较为稳定的实验教学内容体系;并建立和完善遥感实验课数据库及习题库,及时更新和补充资料,包括案例、科研论文、学科前沿发展动态等,以拓宽学生的知识面,提升学生兴趣,达到优化和丰富教学过程、提高学生实践能力的目的。

(2)建立全方位的实验教学模式。通过构筑包括“验证性实验”、“综合性实验”和“研究性实验”的“三层次一体化”的实践教学模式,将实践教学由“有解实验”变为“求解实验”,由“知识积累”变为“智能开发”,为学生自主实验营造个性化的学习环境。同时针对不同专业教学内容和方式有所侧重,如对于地理信息系统专业的学生,可以适当增加遥感与地信相结合的实验课,如“3S”集成技术,培养学生综合能力[5]。

(3)创造实习机会。由于实践课程受学时、实验条件等限制,使学生的实验机会较少、而且实验内容单一。在教师的指导下,参加研究性学习,深入到实际科研工作中,成为锻炼实践能力有效途径[6]。另外,寻找相关的实习单位,直接参与到实习单位的科研、开发、生产工作中,与实习单位建立双导师制管理机制,可以更有效地提高学生的适应社会需求能力。

3.丰富课程考核方式

建立科学的考察学生综合知识、综合素质、综合能力的实践考核体系,采取灵活多样的考试方式,加大读书报告、论文考核、野外(或社会)调查、创新考核、综合实习等的比重。同时应根据不同专业特点,做相应的调整。如对于地理信息系统专业的学生,应当适当加强3S集成等综合性知识的考核;对于地质、环境科学等专业的学生,则应侧重遥感技术在该领域新的应用等方面的知识的考核。

三、结语

通过分析目前社会发展对遥感人才的需求和遥感课程教学存在的问题,本文认为遥感课程实践教学改革应从不断更新理论教学内容,完善实践教学体系及丰富课程考核方式三个方面进行。理论教学内容的不断更新,体现了遥感技术的前沿性,使教学能够做到与时俱进;完善实践教学体系,体现了培养应用型人才的宗旨,适应了社会的需求;丰富课程考核方式有利于培养学生学习的主动性,全方位锻炼学生综合素质。综上,加强遥感课程的实践教学改革有利于培养社会应用型、创新型人才,这既是现实社会发展的需要,也是学生自身发展的需要。

参考文献:

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[4] 陈星彤,童洁,刘春红.遥感原理在测绘专业教学改革探索[J].矿山测量,2008(2):79-80.

遥感课程论文第6篇

关键词:遥感 课程 基础理论 案例

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)02(b)-0144-02

遥感作为信息获取和更新的重要技术手段之一,已经在海洋、渔业、测绘和军事等许多领域得到了迅猛发展和广泛应用。上海海洋大学海洋技术专业培养目标是具备坚实的数理基础,掌握海洋科学的基本理论和基本知识,受到海洋信息探测与应用方面的基本训练,能在海洋信息技术、空间测量技术、遥感技术、地理信息系统技术及其相关领域从事科研、教学、管理及技术工作的高素质海洋科技人才。遥感是上海海洋大学海洋技术专业主要方向之一,而《遥感原理》是海洋技术专业遥感类基础课程。《遥感原理》课程涉及了大量的数学和物理知识,这些大量的数学和物理公式对相当一部分同学来讲枯燥、难懂,使同学们在课程学习过程中,缺乏对课程学习的兴趣。笔者结合教学过程中经验,针对相关问题,在此浅谈一下在该课程教学上的思考和实践。

1 关注遥感科学的最新进展

要让同学们喜欢遥感课程,首先要激发他们对课程的兴趣。现在的大学生有个性、有主见,接收新生事物快,是一个开放的群体。同学们普遍对所学学科的发展动态和发展前沿感兴趣,他们迫切希望知道所学课程对将来就业和相关课程进一步学习有什么作用。遥感知识更新很快,新理论、新方法和新研究领域不断地出现,遥感研究猛烈地冲击着各学科的前沿,这一特点正符合年轻大学生的好奇心[1]。

在教学过程中,在完成学生对遥感基本知识体系的构建的基础上,把遥感科学的最新进展的一些内容融到课程讲授内容中。例如:告诉同学们,近几十年来,欧美发达国家对资源与环境问题日益重视,而遥感信息技术已成为在国家层面上调查与获取环境资源基本数据,评估国家社会经济和生态环境可持续发展能力的有力工具。在美国、瑞典、澳大利亚、德国和日本等国家,几乎在所有较大规模的资源调查和开发规划中都利用遥感资料和常规资料相结合,提供综合分析数据供有关部门使用。我国已经成功发射了海洋卫星、气象卫星和资源卫星,初步显示了可为生态环境监测提供大量数据。同时,近十几年来在应用空间信息技术进行资源、环境的动态监测及可持续发展综合管理研究方面,也已经积累了大量数据信息和许多较为成熟的经验。遥感应用已从定性向定量发展。加强多源、多模态、多时相数据的融合和同化应用技术研究;注重高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率及全天时、全天候和全频段的监测和研究;注重遥感数据真实性校验和地面定标技术研究;充分开发遥感数据资源,解决全球或区域性的环境和资源问题,为社会经济发展服务,是遥感发展的主要特点。通过国内外遥感现状的对比,使同学们认识到我们国家遥感的基础理论和技术在国际上的地位,以及我们在遥感的基础理论方面和发达国家的差距。这些遥感的基础理论也就是那些大量枯燥、难懂的数学和物理公式。这样既激发了同学们的争强好胜、不服输的天性,又让他们理解遥感基础理论在学科发展中的重要性,他们看到这些枯燥、难懂的数学和物理公式也就感到亲切了。同时,也明白了这些基础理论知识是他们将来遥感类课程进一步学习的基础。

2 引入最新的遥感案例

遥感具有比较明显的应用技术学科的特点,它把地学研究中的概念逻辑思维变成直观的、形象的空间模型,深化了人们对自然现象的认识,其涉及到的知识面十分广泛,如果面面俱到,势必导致走马观花。因此,遥感原理课程的授课过程主要讲授遥感的基本数学和物理原理,完成对基本知识体系的构建。通过教学内容的优化,使学生对遥感在整体把握的前提下,能够抓住重点,以点带面,引导学生自主学习其他知识。在讲授遥感在地学中的应用部分,适当介绍当前遥感在卫星研制、有效载荷、地面处理、应用研究和业务化监测等方面发展的最新案例。并且将原理、算法等注重数学物理基础知识等环节融合到每一部分的案例教学内容里,使学生在学习案例的过程中自然地掌握那些枯燥、难懂的物理原理和数学算法[2-3]。

例如:以近年来每年爆发的黄海绿潮遥感监测为案例,介绍了光学遥感和微波遥感不同的遥感技术对监测绿潮时空分布监测方法的差异。在此案例讲解过程中,介绍了TM/ETM+数据、MODIS各级数据产品和微波数据ENVISATASAR,针对每种遥感影像,分别介绍其传感器和成像的基本原理。从空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率4个方面重点讲解遥感图像的特征,并且结合黄海绿潮监测实例讲授光学遥感和微波遥感的不同物理原理。同时在案例讲解过程中,引申出藻类遥感数学反演算法,这些算法只讲述基本原理和思路,而具体推导过程,引导有兴趣的学生在课后通过文献阅读资料查找自行学习。

3 结语

遥感是一门理论和应用性均很强的学科。通过对《遥感原理》课程教学过程的改革,从教学情况看,教学效果良好,学生上课能够认真听讲,学习兴趣浓厚,能主动通过多种渠道搜集查阅所学资料。通过课程改革,使同学们既掌握了遥感基础理论,又学习了运用遥感数据进行分析的基本技能。这些措施的实施,提高了上海海洋大学海洋技术专业学生学习《遥感原理》课程的积极性,课程教学效果得到了明显改善。

参考文献

[1]顾祝军.“遥感原理与应用”课程教学改革初探[J].大学教育,2015(10):108-109.

遥感课程论文第7篇

关键词 贵州省;遥感课程;应用型人才

中图分类号:G652 文献标识码:A

文章编号:1671-489X(2014)24-0023-03

Study on Teaching Methodology for Remote Sensing based on Characteristic Key Subjects in Guizhou//LI Song, DENG Baokun

Abstract This paper discussed a teaching methodology for remote sensing to environmental specialty of Characteristic Key Subjects in Guizhou from both contents and methodology, aimed at those who are not major in remote sensing. Integrated subject orientation analysis of remote sensing and education of applied talents, this paper developed a 2+1 remote sensing teaching modes for aspects including technology and science views. Here 1 was the aim of education of applied talents, and 2 means that teaching of remote sensing which could be developed from views of technology and science views. Consequentially,integrated use of multi-approach based on multimedia and multi-method could improve teaching effect obviously. Finally, we gained experience in the practices of teaching.

Key words Guizhou; remote sensing; teaching; applied talents

遥感出现了“多传感器、多平台、多角度、高空间分辨率、高光谱分辨率、高时相分辨率”的趋势[1]。随着数理统计、计算机和空间科学技术的进步,遥感作为空间信息科学的核心技术之一,已经成了各部门、各领域最重要的信息获取手段,并在数字技术中占有重要的地位。尤其2008年的汶川大地震以来,遥感也成了一个热门甚至时髦的词汇,从专业领域进入人民大众的视野,遥感课程也引起越来越多的重视。

在综合整合多种资源的基础上,从2013年7月1日到2015年底,利用优于1 m分辨率的多源遥感影像,利用以遥感为基础支撑的中国地理国情普查项目,调查地形地貌、植被、水域、荒漠及裸地、交通网络、居民地及设施、地理空间等,查清中国自然和人文地理要素现状和空间分布,提高地理国情信息对政府、企业和公众的服务能力。在这样的背景下,本文探讨面向贵州师范学院的贵州省环境特色重点学科建设的、针对非遥感专业的遥感课程教学及考核现状和改革方法。

1 遥感课程现状

遥感是一种以物理方法、数学方法和地学分析为基础的综合性探测技术[2],具有很强的理论性和实践性,是中国发展最迅速的学科之一。由于遥感应用需求的增长,在武汉大学率先开设遥感专业后,越来越多高校纷纷开设遥感专业,如南京信息工程大学、山东科技大学、长安大学等。在没有开设遥感专业的学校,遥感也成为重要的专业必修课程,在人才培养中占用重要的地位。课程的理论性和实践性都很强,学习难度大。

遥感学科性质和课程特征显著影响遥感课程教学方法。关于遥感是科学还是技术的争论,目前还缺乏统一的认识。著名遥感学者、中国科学院李小文院士更倾向于将遥感界定为一门科学[3]。李德仁院士则更多地倾向于将遥感定义为一种先进的信息技术[4]。

本文认为,遥感是一门理论性极强的技术课程,并采用2+1模式进行遥感课程教学设计。其中,“1”即应用型人才培养目标,“2”是从理论和技术两方面进行教学设计。

第一阶段的教学需要扎实的理论基础,同时教学还需要围绕遥感的技术性特征。第一阶段安排36个学时进行理论教学。

第二阶段安排18个课时,在理论教学基础上,围绕应用型人才培养目标,基于遥感软件有针对性地进行教学。第二阶段主要以上机和实践课程形式开设,在GIS(地理信息系统(Geographic Information System或Geo-Infor-mation System)实验室完成,在教师演示的基础上通过师生互动的形式完成教学。

2 遥感课程教学内容

遥感教材比较多,面向21世纪教材《遥感导论》[5]和《遥感概论》[6]作为一个系列,相互补充使用,作为遥感课程教学的优选教材,配合《遥感基础与应用》[7]进行遥感课程教学。

对于遥感机理部分,借鉴《遥感应用分析原理与方法》[8]《遥感物理》[9]《遥感原理与应用》[10]《定量遥感理念与算法》[11],适当补充遥感机理教学。遥感前沿性内容主要来自于国内外最新研究论文。由于课时的限制,遥感课程以《遥感导论》为指导教材,并开列相关参考书目,由学生根据兴趣进行选择性学习。教学内容包括遥感概述、遥感基本原理、遥感图像处理、遥感目视解译和计算机分类、遥感应用。

遥感技术课程以上机和实践课形式开出,在ENVI遥感软件上进行,主要包括相关处理和遥感应用。相关处理包括几何校正、辐射校正、图像增强、影像融合、目视解译和计算机分类,包括精度验证。

课时分配见表1。

3 教学方法探索

遥感课程教学遵循基础性与开放性相结合、技术性和理论性相结合、应用性和前沿性相结合等原则,进行课程教学内容和方法设计。基础性和开放性相结合,就是要求学生掌握基础的知识,同时增加一些重要但有一定难度的内容,扩展学生的视野和知识面;技术性和理论性相结合的原则,就是结合2+1教学模式,以应用型人才培养为基础,从理论和技术两个层面进行课程教学;应用性和前沿性相结合就是应用能力培养注意跟踪前沿性的基础知识。

考核方法主要在教学大纲和考试大纲的范围内,根据学校的相关规定,基于基础性、开放性、导向性、验证性、应用性等原则进行考核。基础性就是要考核时以基础知识为主,开放性就是尽量避免死记硬背的考法,导向性和应用性就是要能够学以致用。考核综合成绩为期末卷面成绩×70%+平时成绩×30%,其中平时成绩的30%包括作业、考勤等方面,70%可以包括笔试和机验。

1)综合式多媒体教学。遥感理论部分采用多媒体为主,结合传统教学方法的综合式多媒体教学方法进行。多媒体教学可以利用强大的网络资源,具有信息量巨大、演示形式丰富多样、图文声光电并茂、动静结合、直观简洁明了的特点,便于学生接受课程教学内容,是一种不可多得的现代化教学方法[12]。实践课程在GIS实验室教学,以ENVI软件为基础,结合遥感理论课程和实验大纲的安排,分专题进行软件操作演示,针对学生存在的问题进行师生互动,解答学生专题学习和软件操作中的问题。

遥感是与计算机相关联的学科,课程教学适合于多媒体教学方法。但是多媒体教学方法常常局限于“以课件为中心,教师充当播音员甚至放映员”,这种“照屏宣科”变成现代版的“照本宣科”[13],容易导致师生互动失调、极大降低学习积极性和主动性[14]。因此,在课程准备和教学设计时,应尽量做到幻灯片趣味性和知识性结合,应增加师生互动环节,提高学生的主动性和积极性。同时,在教学手段方面,必要时应结合传统教学方法,增强教学效果。注意教学方法多样化,针对不同内容采取不同的教学方法。如遥感机理部分的辐射传输原理,属于补充内容,难度较大,但有助于学生理解遥感机理。课程教学还需要学生具有较好的空间抽象思维,必要时结合教具进行。在教学过程中采取多媒体结合传统教学方法,可以弥补抽象思维能力较差的缺陷,结合板书解析辐射传输过程,对增强教学效果有积极作用。在此基础上,以暗目标法(或暗像元法)为例,讲解相对辐射校正以及基于ENVI平台的辐射校正过程。并结合喀斯特地区地形起伏较大的特点,在辐射校正的基础上进行地形辐射校正教学。

2)启发式教学。与传统“填鸭式”教学相比,启发式教学方法有利于培养学生创新思维和发散思维,是增强教学效果和提高教学质量的有效方法,可以作为多媒体教学方法的有效补充,有效捕捉学生的学习思维。在教学准备过程中,应进行问题设计,通过必要的师生问答,提高学生的学习积极性,培养学生独立思考和创新的能力。利用启发式教学,结合平时作业考核指标,给学生预留问题,通过图书资料和网络查询,有利于学生掌握系统性的遥感知识。

如在针对热红外遥感内容的教学中,分别引入美国对中国的限制以及东北大小兴安岭林区的话题,通过问题设计激发学生的学习兴趣,增强热红外遥感教学效果:为什么美国会如此限制中国在遥感尤其是热红外遥感方面的发展?东北大小兴安岭发生了火灾,在当地尚不知情的情况下,为什么北京反而会知晓并电话告知?让学生带着问题学习,能够显著提高教学质量。

3)项目式教学。大多数教学方法都是学生被动接受知识的过程。项目式教学方法赋予学生主动吸取知识的热情。结合科研项目,在教师进行项目分解的前提下,学生结合项目方案,通过知识学习,有针对性地进行遥感知识的掌握,在科研项目的支撑下,学生的被动学习可以有效转化为主动学习。

遥感是完成第一次地理国情项目的基本前提。在遥感教学的基础上,学生进入项目组后,可以发现自己知识的盲点,有针对性地查缺补漏,极大地增强学习效果。在地理国情普查项目中,学生的主要工作是室内作业,以及必要的外业验证,所利用的知识点是遥感目视解译。遥感解译需要大量的先验知识储备,由于课时的限制,课程教学的目视解译内容不足以支撑项目的完成。所以,项目对学生的基本要求只限于图斑界限的提取。但是,参加项目的学生都表现出极大的学习热情和积极性,主动认识各种地物类型的遥感解译标志,尽量争取外业任务。

几何校正部分,先通过理论知识的学习,学生掌握几何畸变的来源及相应的校正方法,在此基础上进行校正模型教学。校正模型的学习主要包括二维和三维的几何校正。在相对高差不大于1000 m的情况下[15],针对一般的应用目的,可以忽略高程对几何畸变的影响,采用二维几何校正方法,是教学过程中应精讲的内容。由于课时限制,教学重点是多项式几何校正。不能忽略高程影响时需要使用三维几何校正的方法,在多项式二维几何校正的基础上讲解有理函数模型,归纳有理函数的一般模型。学生在实际应用任务过程中加深对二维和三维几何校正的理解。

4 结束语

遥感是一门难度较大的课程。遥感和GIS专业的教学,除了遥感导论课程外,有专门的定量遥感、遥感地学分析、遥感图像处理等课程,理论和实践课时都比较充足。对于非遥感专业背景下的贵州省环境特色重点学科中的遥感课程建设,在有限课时内很难达到理想的教学效果。由于学生的计算机和数理基础都比较差,应注意教学内容的难度控制,实际教学课时也会明显大于教学大纲的控制学时。在此基础上,教学科研相结合,充分调动学生的积极性和主动性,利用课堂之外的时间学习遥感知识,可以取得较好的效果。但是,结合科研项目的教学方法目的性太强,知识系统性较差,从效果和作用上都不能取代主体教学方法。因此,增开一门遥感导论的补充课程,是解决问题的根本途径。

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