高校GIS专业遥感类课程教学模式改革研究

杨树文，孙建国，李轶鲲,韩 惠，段焕娥，刘 涛

（1. 兰州交通大学 测绘与地理信息学院，甘肃 兰州 730070）

各高校地理信息科学本科专业都开设了遥感类课程，并作为专业核心必修课列入培养计划[1,2]。但是，遥感类课程具有非常强的技术性和实践性，传统的教学模式不能适应“培养具有创新精神和实践能力的高级专业人才”的根本要求[3]。

1 我校GIS专业遥感类课程设置及存在问题

我校地理信息科学本科专业虽在课程体系、课程设置、实践教学及科学研究等方面有了长足发展，但限于学时、专业结构、历史积淀和师资力量等原因，遥感类课程教学过程仍存在一些问题。

1）课程设置问题。由于学时有限，我校地理信息科学专业目前开设了3门遥感课程，即“遥感技术与数字图像处理（64学时）”、“数字摄影测量（32学时）”及“遥感技术及应用实践（20学时）”。其中“遥感技术与数字图像处理”内容设置实际是“遥感原理及应用（48学时）”和“遥感数字图像处理（48学时）”2门课程的教学内容。学习的内容多，难以深入，难以提高实践能力。

2）缺乏完整的课程体系及配套的专业教材。由于遥感类课程的开设依托地理信息科学专业，因此侧重于在GIS专业的应用，不能使学生对遥感进行全面而透彻的理解与应用。

3）教学方法问题。目前的遥感教学多以灌输式为主，互动性不足，学生极易分散注意力[4]。同时，这种模式缺乏主动探索意识，不利于学生自学能力、动手能力的培养。

4）考核评价方法的问题。目前执行的考核方法（30%平时，70%理论）不能有效反映学生的真实能力和水平，更不利于科研水平、实际应用能力的提高。因此，有必要研究旨在促进学生动手能力、动脑能力和提高理论联系实际的考核模式。

5）实用性人才培养的问题。遥感类课程教学应时刻跟踪本专业的快速发展及社会需求，这就要求遥感课程在完成基本教学内容的基础上,必须紧盯前沿,及时让学生了解遥感技术的最新动态[5]。然而，由于师资力量、软硬件环境等影响，紧跟国际动态实施拓展教育的力度不够，相关讲座及竞赛的数量和质量还有待提高。

2 教学模式改革试验研究

针对GIS专业遥感类教学中存在的问题，笔者在早期教改试验的基础上，基于“遥感技术与数字图像处理”（64学时）和“遥感技术及应用实践”（20学时）课程，进一步对GIS08级、09级两届学生进行了教学模式试验研究。

2.1 理论教学模式改革

理论教学是“遥感技术与数字图像处理”课程非常重要的一环，所占比重为总课时的2/3。如何解决理论学习的枯燥与兴趣问题，以及专业学习的高分低能问题，是教学模式改革研究的重点。

针对我校GIS专业遥感类课程存在的问题，课题组经反复论证，在原有教改经验的基础上，进一步细化及多样化了教学模式，主要表现在以下两个方面。

1）精心准备教学内容，启发学生的学习兴趣，培养学习的主动性。

上好第一堂课非常重要，通过第一堂课的学习，应该激发学生学习遥感的兴趣，而不能因为单纯地介绍干涩难懂的专业词汇使学生产生畏惧心理[6]。要启发学生的学习兴趣，培养学习的主动性，任课教师首先就要积极、精心地准备教学内容。针对90后大学生个性张扬、思维敏捷、知识面宽广等特征，教学内容的准备需包括基本知识、拓展知识和敏感知识。基本知识是指学生必须学习的基础理论、方法和技术。拓展知识是指学习内容涉及的相关前沿科学动态。敏感知识是指社会、经济、文化、科技及军事等领域的一些敏感问题中与所学内容存在关联的知识。

该部分教学中，基于多媒体方式，采用渐进的教学模式，即先讲敏感知识，吸引学生的眼球，引起学生对所学内容的兴趣。接着讲拓展知识，简明扼要地讲述该部分内容最新的前沿动态，使学生了解国内外对该部分内容的关注程度、发展趋势，进一步增强学生学习的信心。至此，学生已经有了想认真学习该部分内容的想法，再详细讲述基础理论、方法和技术，就能达到满意的教学目的和学习目的。

2）合理设置讨论题目，培养学生课内外的理论、实践学习能力。

鼓励个性教学模式是我们教改研究的另一重点。在教学中我们更应鼓励学生结合自身的兴趣爱好选择适合自己的讨论题目，进行理论、实验研究。在此过程中，一方面根据课程内容、学科前沿及敏感问题设置一系列讨论题目，题目数量大于学生人数，供学生选择；另一方面，若学生不满意设定题目，也可根据兴趣自行选定与学习内容相关的题目进行准备。讨论问题以论文方式撰写，包括文献综述、实验过程、结论及总结。准备时间为1个半月左右，在课程即将结束前进行宣讲，宣讲结束后根据意见修改后上交。

2.2 实践教学模式改革

目前的遥感类课程的实践教学主要采用指导老师示范、学生学习模拟的方式。这种方式存在两个方面的问题：

1）部分能力强的同学在较短时间内完成实验任务后，没有进一步实验的目标，失去了实验的热情和兴趣，从而不能达到通过实验深化学习及发现问题的目的，至于培养创新能力更是难以企及。

2）仅模拟实验指导书或老师示范的操作，没有自己设定的实验目标，按部就班地操作，学生学得快、忘得也快，更不会解决实际问题。

为此，近两年来，我们对实验教学模式进行了改革，具体过程为：

1）学生必须根据实验安排，查阅相关文献，明白要实验的科目有哪些用途，如何解决问题。如主成分分析，可以将多个波段90%以上的信息集中在第一主成分中，从而增大地物间的灰度值差异，便于地物的识别与提取。

2）根据实验要求设计自己的实验方案，该方案除了能完成既定内容外，还要根据文献方法解决某一实际问题。如利用主成分分析方法处理TM影像，增强断裂构造信息，并将结果与比值法进行对比等。

3）实验及总结。设计的方案是否合理，只有实验过程中才能发现，实验不能如期完成，须在课余时间来完成，并提交实验电子报告。

通过上述尝试，学生不但掌握了基本的实验技能，还能够处理一些实际问题，为以后的学习和科研奠定良好的基础。

2.3 考核模式改革

结合理论教学和实践教学方法，我们对遥感类课程的考核模式也进行了改革。

1）理论考试。早期的成绩评定采用平时成绩占30%（包括考勤和平时作业），期末考试成绩占70%（理论）。作为实践性很强的专业课程，这种模式不能有效地反映学生对知识的掌握程度，为此采用了新的考核模式：①考勤作为基本素质，不列入专业考核成绩中；②平时成绩占50%，考核方式为讨论问题，即问题的宣讲占20%、提问问题10%、总结报告20%；③期末理论考试成绩占50%，以后还将进一步减少，以加大平时成绩的比重。

2）实践考试。为了让学生将所学内容掌握，考前将所学的实践项目全部列出，供学生复习。考试时，制作便条，学生随机抽题，便条上既有题目的要求，还有相关问题。既要做好题目，还要回答对应的问题，才能得到满意的成绩。这种考核模式与平时的实践课程相对应，既培养了学生的实际能力，又强化了理论学习。

[1]张喜旺，刘剑锋. 高校GIS 专业遥感类课程教学改革探索[J].测绘与空间地理信息,2012,35(10):10-12

[2]黄秋燕.GIS专业遥感概论课程实验教学改革探索[J]. 科技信息，2008(27):20-21

[3]梁保平，李艺，李晖. 高校地理科学专业遥感课程教学改革与实践探讨[J].中国现代教育装备，2011(11)：112-114

[4]李海英，彭红春. 遥感与GIS教学改革探讨[J]. 淮海工学院学报：社会科学版，2011,9(22):87-89

[5]张东水，从丽侠. 遥感课程在GIS 专业的地位及其教学方法探讨[J].科技创新导报,2012 (8): 156-158

[6]竞霞，胡荣明，琚存勇.《遥感原理与应用》课程教学模式改革探讨[J].信息系统工程,2013(6):157-160

[7]王庆，魏薇，陈华军.地理信息系统专业遥感课程的教学改革探讨[J].长江大学学报：自然科学版，2009，6(3):320-321

[8]边馥苓. 我国高等GIS 教育：问题、创新与发展[J]. 地理信息世界, 2007(4):4-8

[9]杨树文，闫浩文，孙建国.地理信息系统专业教学实践与改革探索[J]. 测绘科学，2011，36(1)：226-228

[10]贾泽露. 非GIS 专业地理信息系统课程教学思考[J]. 测绘科学，2008，33(5):230-232