应用型高校“遥感概论”教学模式的探索

李 巍，王兰霞

（1.黑龙江科技学院 建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨 150027；2.东北林业大学 林学院，黑龙江 哈尔滨 150001）

“遥感概论”是地理类本科生专业基础课。该课程系统介绍了遥感基本理论、方法和应用技术，是现代信息社会中地理学类专业本科生必须具备的专业基础之一，是“3S”技术体系及高校建设“3S”课程群的核心和基础。在低年级，如何引导学生尽快入门，在高年级，又如何使学生奠定职业的工程设计理论和方法技能，虽然在高校进行过教学内容和教学方法的反复改革实践，但收效甚微，其实效性还有待进一步提高。在遥感概论课程教学模式改革中，吸取西方国家提出的CDIO工程教育理念，积极发挥学生主观能动性，加强对应用型高校学生的工程精神和工程意识的培养。

1 CDIO工程教育理念

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等4所大学组成的跨国研究机构经过四年的研究，提出CDIO工程教育理念。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程［1］。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力4个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这4个层面达到预定目标。CDIO工程教育理念从诞生至今，获得了世界范围的认可与采用。迄今，已有多所世界著名大学全面实施该教育理念，完善教学大纲，并取得了良好的教学效果和社会效益。本文拟在通过对CDIO工程教育理念进行本土吸收，参考兄弟院校的教学改革经验，对遥感概论课程教学尝试“项目教学、导向体验”，主要体现在转变教学理念、整合教学内容、改变教学方式、改革考核方式等方面。

在遥感原理与方法教学中引入CDIO理念，使学生能在课程学习过程中不仅掌握遥感基本的理论知识和基础技能，同时对学生分析与解决问题、创新精神的培养也是一种行之有效的途径。

2 “遥感概论”课程概述

遥感技术对资源环境与城乡规划管理学生而言，遥感技术是解决资源、环境及地学实际问题的数据源。解决遥感图像处理、信息提取等实际问题，CDIO能力尤其重要。“遥感概论”课程在黑龙江科技学院的教学中以本科生为主要对象，主要介绍遥感基本理论、方法和应用技术，通过该课程教学与实习，达到以下的教学目标：①了解遥感物理基础、遥感成像机理和影像解译原理；②了解遥感技术系统，掌握遥感图像处理技术；③了解并掌握航空照片、多光谱遥感图像、热红外遥感图像、雷达图像（SAR）和高光谱遥感图像等不同类型遥感图像解译方法，以及运用遥感图像进行地学分析和综合研究方法与技能；④了解遥感技术进展和“3S”系统的综合应用；⑤学会系统分析遥感实践中的问题；⑥在遥感项目实践中具备进行团队合作的能力；⑦具备设计和实施遥感项目的能力。

3 “遥感概论”教学模式探索

在传统的“遥感概论”课程教学中，重理论轻实践，注重强调知识的理论性和系统性，而忽略了各学科知识之间的联系。目前，学校经常采用的“遥感概论”课程教学方式分为理论教学和实验教学两个主要部分。从理论学习到实验实践，传统教学模式固然有一定的优势。但是，要让应用型高校培养的学生在毕业后进入单位能够直接介入项目，实现“零适应期”的培养目标，“遥感概论”课程的教学模式就要进行实质性的改革。

3.1 转变教学理念，注重工程能力、工程精神、工程意识等综合素质的培养

在学生入校以后就引进工程教育的理论课程和实践环节，让学生广泛接触实际工程问题，使学生在学习初期就形成工程概念和工程意识，这是CDIO工程教育理念中实现工程能力培养的重要条件。在应用型高校资源环境与城乡规划专业的现有培养方案中，训练学生工程实践能力的课程较少，培养学生的工程经验、工程意识的教学环节较少，强调学科知识之间的交叉性和综合性的课程较少。尽管在高年级阶段，也开设了一些相关工程实践、工程意识、工程能力培养的课程，如到生产单位进行生产实习等。但是，学生都是分散到各个实习单位的，并没有形成严格的考核机制，这就如同一盘散沙，无法进行正确的宏观调控，在实习过程中，学生很难真正把所学的理论知识与生产实践相结合，取得有效的实习效果。在专业培养方案中，多设置关于工程能力训练的课程教学环节，有利于促进学生在大学阶段实现向工程意识的转变，真正做到毕业后与企业之间的“零适应期”。“遥感概论”课程教学要想取得较好的教学效果，与现有工程实践实现零接轨，就必须重视学生的课外实习环节，把培养学生工程意识和工程实践能力贯穿课程教学当中。例如，在遥感影像目视解译理论教学以后，分组让学生做外业调查，要求对遥感目视解译的原理及方法做详细深入了解，调研结束后，让学生轮流走上讲台，对本组外业调查的结果进行汇报，并提出目视解译方案。

3.2 整合教学内容，发挥学生主观能动性，实施专题教学和项目教学

整合教学内容，构建针对工程能力训练的课程，实施专题教学和项目教学，培养学生的工程设计能力和工程意识，是CDIO工程教育理念培养学生工程设计能力的重要环节。以往的“遥感概论”实验一般是全班甚至全年级同做一个实验题目，这种教学方式没有考虑到学生个体的差异性，这就导致学生对学习感到枯燥乏味，没有主动参与学习的热情，缺乏创新能力。“遥感概论”课程的实验教学应以人为本，一改以往所有学生实验题目千篇一律的传统做法，以学生为主体，实验题目提倡多样化，培养学生的自主创新能力。教师应从日常生活、工程实际中广泛收集较为合适的实验项目，并建立实验课题库，提倡真题真做或真题假做。

除课堂教学外，还应聘请经验丰富的从事遥感技术理论及应用研究的专家做专题讲座，极大地激发了学生学习专业知识的兴趣，同时使学生了解了专业的新知识，对专业的发展更加关注。教学应将课堂延伸到企业及项目现场等，让学生亲身感受工程实践环节。这种情景式的项目教学方法能够锻炼学生的分析能力和表达沟通能力，更好地培养学生的工程实践能力，真正做到理论与实践结合。经过模拟项目的实践，力求缩短毕业生从学校到企业的适应期［2］。

3.3 改变教学方式，以互动式教学为前提，培养学生的团队协作精神

改变教学方式，以互动式教学为前提，培养学生的团队协作精神，是CDIO工程教育理念培养学生人际团队能力，实现工程设计实践的重要手段。在我国传统的教育背景下，学生几乎没有受到过实地项目和团队工作的实际训练，学生个体意识比较强烈，自我意识比较盲目，在个性上比较独立和张扬，喜欢展示个人能力。在教学中，教师应从多个环节注重对学生沟通交流能力和团队协作精神的培养。

在“遥感概论”课程教学中，根据本专业教师的项目情况制定若干与之相关的有关遥感技术 和组织、管理的题目，将学生分组并自选一组题目，利用课余时间参与到教师项目中，自己获得题目的答案或解答方式。学生根据选题确立分组，每组3～5名同学并选出组长。组长是本组团队的核心，应领导本组成员构思立意方案。组长按照项目课题进行轮换，让学生理解项目课题中的不同角色，从不同角度增加协作和沟通能力。该环节的设计思路是让学生从实际问题（项目实际问题，非虚拟实验问题）出发，带着问题进行学习以实现对学生能力的培养。通过小组组合，能够充分发挥每个学生的特长，集思广益，互相合作，让学生感到参与课堂教学、参与团队协作是一件快乐有意义的事情。使学生体会到团队的力量，形成团队协作意识，增强自信心和责任感，为将来在工作岗位上的合作奠定基础。由于课题是学生自己选定的，学生的主动参与意识较强，设计的积极性提高。在“遥感概论”理论教学中，应全面采用案例式、启发式等教学方法。针对本科生缺乏实际项目经验的特点，教师在教学过程中应加入大量实地案例。启发式教学是引导学生就设计过程中发现的问题进行不同方位、不同层次的思考。

3.4 改变教学方法，建立以提高师生整体外语水平为前提的“遥感概论”课程双语教学体系

遥感课程不同于其它课程，它是实践要求很高的课程，而我们所接触的遥感软件基本上都是英文版的。可见外语在遥感课程中的重要性，所以双语教学是学好遥感课程、培养现代化人才的必然要求。双语教学应该是外语讲授、汉语解疑的教学过程，相互交叉、渗透，形成外语讲授为主、汉语解疑为辅、学生理解为根本目的的教学模式。

3.5 拓宽教学平台，构建以“遥感概论”课程为例的“3S”技术网络多媒体教学平台

根据遥感原理课程枯燥的教学特点，利用多媒体可以减少枯燥的学习氛围。多媒体的多元素表达、视觉的冲击，图文并茂、生动形象在一定程度上可激发学生的学习兴趣，发散学生学习思维，撞击学生创造性思维。不同的知识点难易程度也不尽相同，既要讲授知识，更要把讲授的过程渗透到学生的学习生活中。合适的多媒体课件给了学生在课下学习的机会，也给了他们重温课堂讲授回味知识提供了不可多得的媒介。

“遥感概论”是一个理论技能要求相当高的课程，因此建设资料库为学生提供更多的学习资料是相当必要的。①案例分析、习题、多种教学课件，案例分析给学生们不只是学习资料，而且是锻炼他们解决实际问题、熟悉解决问题的步骤、注意事项，它达到的效果不是做一堆习题和看课件所能达到的。但是习题是检验知识掌握情况的试金石，也不能说不做。多种教学课件可以展示不同的教学理念，体现遥感课程价值，激发学生的求知欲（最好是能找到知名教授的课件更好）；②随时提问、动态交流、互相学习的学习网络，这样很大程度上消除时间和空间的限制，有问题可以随时交流，便于提高遥感课程学习的效率；③根据学生对网络进行学习的情况给以适当鼓励，如考试加分、推荐实习，当然只就需要老师们付出更多的时间及时了解学生的学习动态，也才能适时加以引导。

3.6 改革考核方式，注重过程考核和能力考核，坚持考核形式的多样化

“遥感概论”作为专业核心课程，应注重对其过程考核和能力考核，坚持考核形式的多样化，这是CDIO工程教育理念考核学生工程综合能力的重要依据。“遥感概论”课程考核应以课程性质为依据，在考核管理上，由注重“结果考核”转向注重“过程考核”。“遥感概论”课程考核方式应以遥感图像处理软件操作为主，评图为辅，交织进行。在考核内容上，由注重“知识考核”转向注重“能力考核”，坚持学以致用的原则，注重考查学生运用所学知识提高认识问题、分析问题、解决问题的综合能力和素质［3］。

4 结束语

基于CDIO工程教育理念下的“遥感概论”课程体系优势明显，通过探索性的项目设计，以多媒体教学模式和项目式教学模式为手段，培养学生对专业知识学习的能力，提高个人能力，激发学生的学习兴趣，转变学生的学习态度，培养学生的团队协作意识。以产品为导向的工程教育，使得以往理论实践相脱节的问题得以改善，强调了学生综合能力的培养。“遥感概论”课程教学模式改革在构思、设计、实现和运作方面，也应针对学生个体差异及应用型高校专业培养方案，进行教学改革设想和尝试，旨在寻找一种较好培养学生工程实践意识和实践能力的教学策略和方法。

［1］E.F.Crawley.Creating the CDIO syllabus，a universal template for engineering education.Annual Frontiers in Education［J］.2002，3：F3F8－13.

［2］查建中.面向经济全球化的工程教育改革战略——产学合作与国际化［J］.高等工程教育研究，2008（1）：21－28.

［3］顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIP－CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索［J］.高等工程教育研究，2008（1）：12－20.

［4］王文福.基于卓越工程师培养诉求的教学改革的理性思考——面向CDIO理念的地图学教改构想［J］.测绘科学，2011（3）：247－249.

［5］王文福，周秋生，曲建光.基于大工程观教育理念的测绘工程文化育人策略［J］.测绘工程，2011，20（4）：77－80.

［6］刘怀玉.论高校工程创新人才培养的制约因素及其对策［J］.高等建筑教育，2003（3）：11－13.