资环专业《遥感》课程创新教学探索

张彦丽，李泽湖

（1. 西北师范大学，甘肃 兰州 730070）

本研究立足于西北师范大学资环专业多年的遥感教学经验，从现行教学中存在的问题出发，围绕教学目标，结合理论教学和实践教学，积极探索适合该专业的创新教学模式。

1 存在的问题

1）专业招生文、理兼收，文科背景的学生往往占到50%以上。然而，遥感课程理论、逻辑性较强，其中涉及的遥感物理基础、数字图像处理等内容非常抽象，使得具有文科背景的同学在学习上存在一定的困难。在第一章绪论讲解中，通过多媒体直观教学，由各种遥感图像引入遥感概念、特点及其应用时，学生往往积极性很高。但从第二章电磁辐射与地物光谱特征开始，面对不熟悉的物理、空间等知识，同学们渐渐产生了畏惧心理，部分同学学习情绪陷入低谷。

2）教学计划中遥感课程较少。资源环境与城乡规划管理专业的必修课囊括了地质学、自然地理学、经济地理学、城市总体规划等十多门课程。在专业教学计划中，遥感类课程较少，必修课往往只有一门。要在54课时的课堂教学中，使学生掌握繁杂的遥感知识，灵活运用理论与实践性较强的遥感技术实属不易。

3）遥感实验教学欠缺。遥感实验教学是理论教学的深化和有益补充，是较为复杂和高深的遥感理论与具体应用相结合的有效途径。通过野外实验和上机实习等环节，易于学生将抽象的理论学习转化为实践知识，拓宽遥感应用思路。然而，由于本校教学资源等因素，各专业《遥感技术基础》仅设置理论教学54学时。与国内其他院校相比，不仅总课时数少，而且实验课欠缺，如表1。

表1 国内几个高校遥感理论与实践教学课时安排表

2 面临的挑战

1）资环专业综合实践应用能力需求较强。本校资环专业的发展方向和优势是城市与区域规划、土地利用规划及旅游开发与规划。主要专业基础课程有规划设计技术、市政设施规划、资源科学导论、城市地理学、环境规划与管理、区域分析与规划、旅游开发与规划、城市规划原理、控制性详细规划和土地类型与评价等。这些课程具有较强的综合实践能力，而遥感技术无疑要为这些理论与实践课程提供技术支撑。

2）遥感教学效果不佳。本校地理科学、地理信息系统和资源环境与城乡规划管理3个本科专业均将遥感技术基础作为专业核心课程。以本人讲授的2009级GIS、资环和地科3个平行班为例，其中，资源环境与城乡规划管理专业60人，地理科学专业49人，地理信息系统专业34人。由于资环专业遥感教学中存在的前面几个问题，在各平行班中采取相同教学方法时，教学效果普遍不理想，高分数段人数比例较小。如图1，在3个班级试卷分析中，GIS和地科在89～80分段学生人数均占30%左右，而资环学生只达到20%。

3 创新教学模式

3.1 教学体系的创新

1）教材及教学目标定位。对于高校教学来说，讲授的是一门课程而非某一本教材。目前，有多种版本的遥感教材可供选择,每种教材各有特色,也各有其局限性，本校选择了教学体系结构比较合理的面向21世纪课程教材《遥感导论》。参考教材可选择胡著智的《遥感技术与地学应用》、陈述彭的《遥感地学分析》、赵英时的《遥感应用分析原理与方法》以及赵军的《环境遥感应用基础》等。

在教材基础上，针对资环专业遥感教学中存在的问题，围绕教学大纲，合理选取教学内容、课时数。针对专业特点，在课时量相同情况下，缩短理论知识的讲授，适当扩大知识消化和遥感应用教学环节。根据不同的教学内容，灵活设计授课方式，在课堂教学主渠道，理论教学与实践教学相得益彰，激发学生的学习兴趣，拓宽思路，提高学习的主动性。

2）章节安排及考核制度的改革。遥感导论教材共分8章，根据资环专业遥感教学实际，将课本分为三部分：详讲、略讲和不讲。章节课时安排需要调整，重新安排各章节学习要求及学习重点，如适当加大第一章绪论的课时量、略讲第二章前两节内容等。同时，对考核制度也要进行一些改革，通过提高平时成绩权重，适当减小闭卷考试难度。将成绩因子分解为4部分：课堂表现、课外作业、课外实践及期末闭卷考试，每种成绩因子权重分别为0.2、0.1、0.1和0.6，期末总成绩则为各因子加权和。

3）理论教学与实践教学相结合。针对遥感课程的特点，进一步突出教学的现实性与实践性。依照以上章节安排，将不同的教学内容分为理论教学为主与实践教学为主，如图2。需要说明的是，这里的实践教学与教学实验不同，是一种学生重点参与的多样化教学方式，包括课堂练习、上机实习等。

图1 各专业遥感考试成绩分布图

图2 理论教学与实践教学相结合的教学设计

3.2 教学手段、方法的创新

1）理论教学中，实施多媒体课件+遥感数字图像处理软件+黑板教学法。多媒体教学有很多优势。以图像形式显示教学信息， 形象、直观、生动，易于激发学生的学习动机、求知欲，活跃学生思维。但是，单纯多媒体教学仍存在“难以消化”等弊病，有必要将多媒体与传统黑板教学相结合，将图像以多媒体展示，公式推理及相关原理用粉笔在黑板上讲解。遥感数字图像处理软件是课堂教学的有益补充，将刚刚讲授的理论及方法用软件直观再现，既使得理论知识融会贯通，又极大地提高了学习兴趣。

2）实施通俗语言教学法。应注重使用通俗语言解释遥感技术中涉及的专业术语。例如，为了说明“尺度”，可引入“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。

3）问题式教学法。无论在上新课前回顾已学内容，还是在上新课的过程中，巧设各种思考题，一方面活跃课堂气氛，另一方面也让同学们自己得出结论，激发学习热情。如为了区分均值平滑与中值平滑在现实中的应用，设立这样一个问题：“如果照片上我的脸颊有一个黑点，该用哪种滤波方法效果最佳？”不仅帮助同学们灵活掌握空间滤波知识，同时感悟到图像处理的用途。

4）引入全新的教学工具。第四章第一节光学原理与光学处理教学，均由北京师范大学开发的计算机辅助教学软件“遥感原理”来完成。借助该教学工具自带的声音、图像、动画等，将色彩特性、颜色立体、色度图、彩色相片的生成等理论知识形象生动地传授给学生。

5）积极利用Internet网络辅助教学手段。除了利用互联网络提供的各种信息，解惑各类疑难知识外，在遥感教学中，互联网的应用主要体现在如下几个方面：开发网络精品课程，进行网络教学、师生交流，利用互联网上的一些软件工具实施在线网络教学、遥感影像库等。

6）国内外重大遥感事件贯穿教学始末。在教学中，需要时时关注国内外遥感最新的发展动态，将一些重大的遥感事件贯穿于教学始末。例如，从嫦娥一号卫星2007年10月24日成功发射，到11月20日开始传回探测数据，再到11月26日北京航天飞行控制中心发布中国首次月球探测工程第一幅月面图像。根据相关资料，将我国空间技术领域的新突破和中国卫星技术的四大创新点进行总结，取得了很好的教学效果。

3.3 积极开拓各种实践教学

1）设置合理的课堂练习环节。有些遥感基础知识实践性非常强，仅靠听课达不到教学效果，通过课堂练习，可以增强对知识的理解。例如，在学习中心投影像点位移规律之前，要求同学们绘制山顶和洼地在一中心投影像片上的投影位置。同学们利用刚学过的概念，不仅绘制了山顶与洼地的中心投影，同时总结了像点位移规律，提高了创新探索能力。

2）课外调绘实训与上机实习。遥感图像目视解译是各专业遥感应用必不可少的一项基本技能。针对资环专业特点，选择入手较容易的学校周围航片进行目视解译实习，以小组为单位进行。在室内判读基础上组织课外调绘实训，使其了解目视解译的方法及步骤。对于图像的计算机解译，因课时限制，一般在ERDAS、ENVI、ER Mapper等专业软件环境下，选择2课时进行计算机监督分类与非监督分类上机演练。目视解译与计算机解译的实训，使枯燥的遥感图像解译理论与形象震撼的实践操作相结合，增强了学生解决实际问题的能力。

3）组建遥感应用兴趣小组，提供展现实践、科研能力舞台。在讲授完第四遥感图像处理后，开始组建若干个遥感应用小组。一般以6人为一组，按照第七章遥感应用分组，如植被组、水体组等，同学们则根据个人兴趣爱好自由选择小组。小组组建后，在各组长的组织协调下，同学们在课外共同完成遥感应用的选题、查找资料、结果输出与分析等工作，并制作成果及课件等待课堂答辩。最后，授课教师对各小组进行评分与总结。

4）指导大学生学术科研活动。在遥感应用兴趣小组基础上，鼓励同学们参加学校科研、“挑战杯”和GIS开发大赛等学术活动，培养和提高学生创新思维及解决实际问题的能力。

[1]潘竟虎,赵军.“以学生发展为本”教育新理念背景下的高师遥感课程实践教学改革初探[J].临沧师范高等专科学校学报,2008,17(3):48-51

[2]张彦丽,潘竟虎.《遥感技术基础》课程教学策略探究[J]. 地理教育, 2008 (3):73-74

[3]李禹,黄进,黄春琳，等. 遥感技术教学过程中的问题式教学[J]. 高等教育研究, 2009,26(4):38-40

[4]王冬梅,潘洁晨.高职《遥感技术应用》项目课程教学的实践与探索[J]. 北京测绘, 2011 (2):91-93

[5]张安定,衣华鹏,崔青春.《遥感原理》研究性教学的探索与实践[J]. 测绘通报, 2005(12):59-61

[6]郭朝霞.项目教学法在《遥感基础与应用》教学中的尝试——以土地资源管理专业为例[J]. 武汉工程职业技术学院学报,2005,17(3):77-79

[7]张飞,丁建丽.《遥感概论》精品课程教学探索与实践[J].理工高教研究, 2009,28(5):116-118

[8]赵小风, 黄贤金, 陆汝成. 资源环境与城乡规划管理专业教学改革探讨[J]. 高等农业教育, 2009, 7(7): 58-60

[9]刘秀英,熊建利.遥感课程教学改革浅析[J]. 中国科技信息,2012 (22):218-219