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實踐，分析了遙感課程教學現(xiàn)狀與人才培養(yǎng)之間的矛盾;針對遙感技術發(fā)展迅速及地理科學專業(yè)特點，主要從基礎理論內(nèi)容、方法，實踐教學項目設計以及科研滲透上探討了在教學過程中的地理科學專業(yè)遙感課程體系改革，促進了學生的實踐操作能力以及專業(yè)綜合能力，為提高與地理科學專業(yè)相結(jié)合的遙感課程教學質(zhì)量、培養(yǎng)應用型人才提供參考。

關鍵詞：遙感技術;實踐教學;科研滲透

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：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

遙感是多學科的綜合，具有很強的交叉性。隨著現(xiàn)代多學科交叉綜合的發(fā)展，遙感應用越來越廣泛，應用領域不斷拓展，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)代地理學研究的重要的技術支撐。20世紀80年代，我國高等院校地理專業(yè)陸續(xù)開設遙感概論課程，進入90年代，在加強本科生實踐動手能力的思想指導下，遙感技術基礎課程成為地理學科各本科專業(yè)的必修課程。目前國內(nèi)已有170余所高校設置遙感方向本科課程[1]。遙感課程是遙感應用型人才培養(yǎng)的重要基礎，培養(yǎng)適合社會需要的遙感應用型人才，應加強遙感課程建設和改革[2]。結(jié)合地理科學專業(yè)“遙感概論”十多年的教學實踐對該課程的教學內(nèi)容、方法以及實踐項目設計等方面的改革進行初步探討。

一、遙感課程教學現(xiàn)狀與人才培養(yǎng)之間的矛盾分析

（一）理論教學內(nèi)容滯后于遙感技術快速發(fā)展

我校地理科學專業(yè)“遙感概論”課程普遍使用《遙感導論》（梅安新主編）教材，是教育部面向21世紀課程教材，該教材內(nèi)容豐富，深度適合本科生學習，但該教材2001年出版后，并未修訂再版。然而遙感技術的快速發(fā)展使得社會對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)容僅注重基礎性和理論性，對實際應用和學術前沿關注不夠;對近年蓬勃興起并得到廣泛應用的一些遙感探測技術、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，我國的風云四號氣象衛(wèi)星，EOS-MODIS數(shù)據(jù)處理，高光譜遙感，激光雷達技術等。

（二）實踐項目設計相對獨立性與人才需求綜合性的矛盾

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

（三）割裂“科研與教學”關系與人才培養(yǎng)之間的矛盾

科研與教學，是高校的兩大重要職能，相輔相成、缺一不可。教學和科研是為培養(yǎng)人才服務的?！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。科研是教學的“源頭活水”，沒有科研做支撐，教學就會失去靈魂。將科研成果及時轉(zhuǎn)化成教材、融入課堂，滲透到課程建設之中，將在科研活動中獲得的新理論、新技術、新方法、新成果隨時引入到教學中，以不斷充實和修正教學內(nèi)容是培養(yǎng)應用型綜合性人才必不可少的。

二、地理科學專業(yè)遙感課程體系改革

“遙感概論”是一門重視應用實踐的專業(yè)基礎課程，根據(jù)遙感技術學科的特點和相關學科的發(fā)展趨勢，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)，地理科學專業(yè)《遙感概論》課程體系結(jié)構(gòu)如圖1。

（一）理論教學

在壓縮原教材理論內(nèi)容的授課時數(shù)的同時力求將遙感技術發(fā)展取得的新成果和新理論、新技術等貫穿于教學之中。保留基礎教學內(nèi)容：電磁波及遙感物理基礎、遙感成像原理與遙感圖像特征、遙感圖像處理、遙感圖像判讀與計算機解譯、遙感應用。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。

在理論教學過程中，主要采用問題探討式教學。針對授課中的重點難點內(nèi)容，在上課之前留出相應問題引入思考并在課上作為重點探討并講授。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)學生的創(chuàng)新性和好奇心。

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

關于教材外的內(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，給予2周的準備時間，讓學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位學生上講臺面向全班同學講授，教師對所講授內(nèi)容給予點評和總結(jié)該章節(jié)內(nèi)容，這不但增強了師生關系和教學互動，同時發(fā)散了學習內(nèi)容，激發(fā)了學生的興趣。

（二）實踐教學

實踐教學是遙感課程的重要組成部分，也是學生掌握理論知識、培養(yǎng)分析應用能力的主要渠道，因此實踐教學內(nèi)容設置尤為重要。通過實踐練習，學生能掌握不同類型影像的解譯，學會運用遙感圖像處理軟件進行圖像處理;進一步培養(yǎng)學生的實踐應用能力，運用遙感圖像處理軟件進行特征提取，將遙感技術應用到地質(zhì)、植被及水文等地理科學專業(yè)所學課程，提高本科生解決問題和綜合分析的能力。實踐教學主要設計如圖2。

1. 突出強化實踐教學

“遙感概論”課程的實踐教學課時不斷增加。自2001年起，臨沂大學為地理科學本科生開設了《遙感導論》課程，共32課時（理論），開設到2004年。隨著社會對遙感技術需求的發(fā)展，2004年在遙感技術理論講授的基礎上增加了實踐實驗內(nèi)容（24課時理論，8課時實驗）。2008年，臨沂大學借鑒香港中文大學的教學方案和課程內(nèi)容，課時為48課時（16課時理論，32課時實驗）。直至2011版培養(yǎng)計劃課程更名為《遙感概論》（32個實踐課時，32個理論課時），至今“遙感概論”課程是地理科學專業(yè)的專業(yè)基礎課，該課程要求學生能夠系統(tǒng)地掌握遙感技術的基本原理，熟練遙感技術并能夠應用于地理科學專業(yè)具體問題的分析和解決。

2. 突出地理科學專業(yè)綜合實訓項目設計

針對遙感技術各章節(jié)理論內(nèi)容，挖掘其與相關學科熱點、重點和前沿問題的結(jié)合點，安排綜合設計性實踐項目，并在組織實驗時積極嘗試以探究為基礎的實驗教學模式。

（1）結(jié)合地理科學專業(yè)地質(zhì)地貌的野外實習，設計遙感解譯綜合實習和區(qū)域地物光譜采集實習內(nèi)容。主要實習內(nèi)容：一是進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)、水文等地理科學所學地類知識，進行區(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。

（2）結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術處理數(shù)據(jù)的強大能力以及區(qū)域研究課題內(nèi)容，設計了“植被覆蓋度提取與分析”和“土地利用動態(tài)變化分析”實踐項目。主要實踐內(nèi)容：一是遙感信息提取，二是GIS數(shù)據(jù)分析，鍛煉了學生運用遙感和地理信息系統(tǒng)技術綜合分析和解決實際問題的能力。

（3）針對遙感技術理論內(nèi)容，挖掘其與相關學科熱點、重點和前沿問題的結(jié)合點，設計探索研究型實踐項目“城市熱環(huán)境分析”。主要實踐是通過熱紅外遙感的具體應用，充分掌握熱紅外遙感的基本理論;探討紅外遙感技術的難點（發(fā)射率和溫度）問題，對地表溫度定量反演，激發(fā)學生勇于探索和創(chuàng)新的熱情;通過對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系定量分析，訓練學生對地理數(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，課程緊緊圍繞對人才培養(yǎng)目標的要求，為后續(xù)學習和工作打基礎，打破傳統(tǒng)的課程設置模式，結(jié)合區(qū)域科研項目，將科研內(nèi)容以專題形式講述給同學，鼓勵和引導學生參與科研課題。例如基于教學團隊課題“臨沂市水土流失強度遙感監(jiān)測”“基于RS&GIS的臨沂市土壤侵蝕強度動態(tài)模擬與預測研究”項目研究方法、研究成果都是與地理科學所學課程內(nèi)容息息相關，將科研活動中獲得的新理論、新技術、新方法、新成果隨時引入到教學中，以不斷充實和修正教學內(nèi)容，使課堂教學信息量飽滿，課堂氣氛更加生動活潑，加強師生的互動。

結(jié)合區(qū)域研究內(nèi)容和地理科學本科所學課程，在基礎實踐內(nèi)容的基礎上了增加綜合性實踐項目，把“產(chǎn)-學-研”結(jié)合的思想貫穿在整個課程教學過程中。

三、結(jié)束語

在筆者對地理科學專業(yè)“遙感概論”課程十多年的教學過程中，不斷地進行課程改革探索，使得該課程在教學理論內(nèi)容、實踐項目內(nèi)容以及教學方法上都有較大改革，同時也使得學生由原本的敷衍課程學習變?yōu)榕d趣較大的主動性學習，實踐能力和創(chuàng)新能力都大有提高。有同學申請了遙感應用的大學生創(chuàng)新訓練項目，有同學主動參加3S技能大賽，有同學自己選擇了遙感應用方面的畢業(yè)論文進行撰寫，還有同學報考了遙感研究方向的研究生。

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

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