遥感原理类课程双语教学模式探索与实践

2015-02-05杜培军赵银娣

测绘通报 2015年3期

关键词：双语教学

谭　琨，杜培军，赵银娣

(1. 中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室，江苏徐州 221116；

2. 南京大学卫星测绘技术与应用国家测绘地理信息局重点实验室，江苏南京 210023)

Exploration and Experiences on Bilingual Teaching of Courses Related to

Remote Sensing Principles

TAN Kun，DU Peijun，ZHAO Yindi

遥感原理类课程双语教学模式探索与实践

谭琨1，杜培军2，赵银娣1

(1. 中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室，江苏徐州 221116；

2. 南京大学卫星测绘技术与应用国家测绘地理信息局重点实验室，江苏南京 210023)

Exploration and Experiences on Bilingual Teaching of Courses Related to

Remote Sensing Principles

TAN Kun，DU Peijun，ZHAO Yindi

摘要：在综合分析高校测绘工程、地理信息科学等专业本科教育遥感原理类课程如“遥感原理与应用”“遥感技术基础”“遥感概论”等的教学目标任务、主要内容、课程特点等的基础上, 探讨了开设遥感原理类双语教学的需求和特点, 对该课程进行双语教学的必要性和可行性进行了全面论述，讨论了课程双语的实施模式和关键问题；然后结合近年来的实践，提出了优化双语教学效果的若干建议。只要实践中加强学生的遥感专业能力素养，加强师生专业英语的学习，必将提升双语教学的质量。

关键词：双语教学; 高等测绘教育; 遥感原理与应用

一、引言

随着遥感技术系统、传感器技术等的不断发展，越来越多具有高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率的遥感平台和传感器为人类从不同的空间和角度观测地球提供了保障，遥感技术成为当今和未来探测地球的重要手段。遥感科学与技术在测绘类、地理类学科中的地位也与日俱增，如果一个测绘类、地理类的学生对遥感技术掌握不够，极有可能成为其前进的阻力和障碍。遥感以其先进的手段，能制作大范围的高比例尺地图、快速高效生产4D产品、提供城市各种专题图等，有效减轻测绘工作的人力物力，提供智力支撑，快速更新和修正地理信息所需的电子地图，为各种自然地理和人文地理研究提供了基础信息。同时，随着地理国情普查和监测的实施，遥感技术的重要性进一步提升，对人才培养也提出了更高的要求。进入21世纪以来，随着遥感科学与技术及其应用的快速发展，以及为了适应高层次遥感教育、重点是测绘类和地理类大学生教育的需要，有必要对遥感原理类的课程(如“遥感原理与应用”“遥感技术基础”“遥感概论”等)进行双语教学的改革。

对于遥感课程的改革和实践，一些专家学者已经作了大量的探索和研究，在CNKI以遥感和教学为关键字能搜索到300余篇论文，主要关于实践性教学[1- 5]、双语教学[6-7]、多媒体教学[8-9]等方面。文献[10]通过多年的遥感教学实践，依据PHI(pushbroom hyperspectral imager)航空高光谱影像像元光谱维矢量数据，总结了基于Excel软件的高光谱影像地物光谱构建、光谱特征及其相关性分析、光谱微分计算、光谱向量相似性度量等光谱分析与信息识别的教学方法，以使学生在学习专业知识过程中增加实际工作经验与科研能力。文献[11]分析了测绘专业学生在遥感教学方面的需求，提出了在教学中既要注重理论知识的教育，又要加强实践能力的培养。在明确测绘专业遥感知识需求的前提下，将实践能力培养寓于教学中，结合科研项目中的实际问题，加强学生的实验环节，提高学生的实践动手能力。在“遥感技术与应用”的课程教学中完成理论知识教育与实践结合，提高测绘专业学生的遥感知识水平和动手能力。文献[12]以“遥感概论”省级精品课程建设为例，探讨了精品课程教学基本建设与教学改革，认为高素质的教师队伍是精品课建设的基础，课程体系和教学内容的设计是精品课建设的关键，课程网站是精品课程建设的必备条件，学生综合能力提高是精品课建设的目标；并结合课程教学实践，提出了相应的建设措施。

相对而言，在国内开设遥感课程的高校中，对遥感原理类课程双语教学尚未引起足够重视，或是处于探索阶段。传统的遥感学科强校，如武汉大学、北京师范大学、北京大学、中南大学等，均强调双语教学，但就如何在双语教学的基础上加强学生的科研意识、培养学生的科研创新能力，目前仍缺乏统一的认识。

本文主要探索在遥感学科的教学中引入双语教学，促进学生对遥感科学问题的理解，提高其学习遥感学科的兴趣，这样对加快教学单位的遥感学科整体教学质量提升,具有重要的意义。

二、双语教学模式

遥感原理类课程的双语教学首要问题是选择适用的教材，国外教材品种虽多，但是各具特点，有的教材偏难，不适合入门者；其次是要解决教师和学生的英语水平和实践能力，尤其是教师表达能力和学生接受能力；最后是开展双语实践教学，使学生应用所学课程到遥感数据处理的实践中，在专业软件的学习中找到突破口。

1. 教材的选择

目前较有代表性的外文遥感教材主要有《Remote Sensing Digital Image Analysis：an Introduction》(作者：John A. Richards, Xiuping Jia)、《Introduction to Remote Sensing, Fifth Edition》(作者：James B. Campbell)、《Remote Sensing and Image Interpretation》(作者：Thomas Lillesand)、《Remote Sensing: Principles and Interpretation》(作者： Floyd F. Sabins)。通过比较分析各种教材的优点和局限性，综合考虑多方面因素，并针对学生的接受水平，选择了配套中文教材、编写辅导讲义的方式。编排章节主要有遥感物理基础(Physics Basis of Remote Sensing)、遥感平台及特点(Remote Sensing Platform and Features)、遥感传感器与遥感图像基础(Sensor and Remote Sensing Image Fundament)、遥感图像处理(Remote Sensing Image Processing)、遥感图像计算机分类(Remote Sensing Image Classification)、遥感技术的应用(Applications of Remote Sensing) 等，这些章节主要是为了方便与中文教材对应。而针对中文教材的选择，主要是选用了国内知名专家孙家抦教授编写的《遥感原理与应用》、梅安新教授编写的《遥感导论》、赵英时教授编写的《遥感应用分析原理与方法》等国内应用最广泛的教材。

2. 教师自身英语水平和学生适应性

实施双语教学的前提是任课教师自身素质的提高。它是教学过程中的主导方面, 要求教师不仅专业知识精通，能够把握国内外最新的发展前沿，也能够较好地用外语表达。根据经验，授课教师至少需要一年以上的国外知名大学留学经历，并具有发表外文SCI论文的水平；而且对于口音要求也比较严格，学生本身对专业单词获取较少，听力水平处于比较低的层次。据目前的经验，能顺利通过CET-4级的学生基本能够跟上教师的教学进度。通过教师逐步讲解，提高学生对专业外语听力的水平是一条漫长的道路。

对于学生而言，由于就业市场压力和学校的高度重视, 学生的外语学习自觉性增强,一般而言，通过对所教班级的调查，大学3年级的学生大多数都通过了大学英语四级考试，30%的学生通过了大学英语六级考试；另一方面，由于信息技术的发展，学生通过计算机网络获取外文资料的途径越来越简单。此外，通过在专业课程中使用外语教学，也是促进学生自身外语水平提高的途径，大大提高了学习兴趣和积极性, 这为专业课程双语教学的实施提供了强有力的条件。

3. 教学实践和学生的主观能动性

陈述彭先生认为遥感科学是“一门综合性的科学，它借助物理学的基础，数学的方法，计算机的手段，以及地学、生物学的分析，解决对地遥感的科学理论和实际问题”，因此在遥感学习过程中需要掌握的科学知识非常之多，提前让学生进入科学课题的探索中，能进一步提高学生的学习兴趣，加深对遥感的理解。

在双语讲解遥感理论课的同时,通过布置当前测绘感兴趣的话题,循循善诱,引导学生加强对遥感测绘的理解。如针对当前的阴霾天气进行讲解和分析，通过电磁波的原理解释其影响光学遥感的原因，以及为何阴霾天气会是遥感的克星；通过对遥感应用的学习，让学生知道如何用MODIS数据来进行阴霾天气的反演，如何获得大气中的参数，如何计算PM值，如何应用遥感跟踪大气污染的发生过程、预测雾霾的严重程度。通过与实践相关的问题来引导学生用英语完成布置的作业任务，让学生感觉到双语教学的乐趣，即学会了知识，又提高了英语水平。

三、双语教学实施的实践

1. 提高教师自身水平和学生的英语能力

双语教学的关键是教师和学生的互动和协同。在高校的双语教学实践中,普遍感到师资水平不够，特别是具有专业知识水平及较好的英语口语水平的教师非常少；其次就是对具有国外留学经历的老师培养也是一项束缚高校双语教学的难题，对于211重点大学而言，具有国外留学经历或具有国外学位的教师基本上能达到30%～50%的水平，这种引进的海归教师能流利自如地使用双语教学，而且具有扎实的教育教学的功底。

针对测绘学科教师专业知识丰富，但英语水平普遍不高，尤其是口语和听力欠缺，必须对教师进行双语教学培训，通过把教学水平高的优秀教师送到国外对口高校进行培训，或请一些国外的教师到校进行讲学，培养一批英语水平高、测绘学科知识强的复合型教师；同时，也可以直接聘请国外的教授来国内高校授课，通过本校老师的旁听，引进国外先进的教学理念和原版教学课件和教材，这样通过双向交流,提高双语教学的师资水平；另外在编写教案中，采取教研组集体备课方式，取长补短和相互促进，快速有效提高教师自身能力，更好地为双语教学提供支撑。

大多数非英语专业在校大学生的英语水平，在低年级时均达到中等程度以上，掌握英语词汇约在4000左右，而部分通过CET 6级的同学能到5500个左右的词汇量。当他们的水平处于这一阶段时，往往会对自己今后的英语学习产生一些困惑，因为大量专业单词的出现严重打击了学生的进取心，也容易造成学生对专业单词的理解不能正确跟上教师的节奏。在此推荐的方法是阅读外文原版教材和相关SCI英语论文，从原版教材中能汲取大量的遥感专业词汇，而相关的SCI论文能提高大学生国际视野，开拓学生的思维，使其热爱遥感，可以为学有余力的学生找好以后深造的方向。

2. 强调遥感专业软件实践

目前国际上通用的遥感处理软件有ENVI、ERDAS、PCI等，每个软件都有其各自的特点，而且都支持二次开发。一般而言，对于遥感教材上面的基本原理，这3大软件的功能基本都包含，但是最新的算法却都没有，需要从SCI论文中去发现新方法，以此来解决新的课题。因此能否在遥感上机中，引导学生开发新算法是一个新的培养模式。

以ENVI为例，这套软件是美国专家采用其自带的交互式数据语言(interactive data language, IDL)开发的一套功能强大的、完整的遥感图像处理软件。IDL是一门专门针对图形图像处理与可视化的高级语言，是进行二维或多维数据可视化、分析和应用开发的理想软件工具。以IDL开发的ENVI架构非常灵活，它提供了一个功能全面的函数库(API)，可以满足用户的二次开发需求；而且IDL开发的程序可以运行在Windows、Macintosh和UNIX等多种操作系统上，从而可以很方便地进行跨平台开发应用程序，这样单平台开发的代码几乎无须作任何更改就能多平台部署，大大减少了跨平台开发的工作量。选用IDL进行教学能快速提高学生的编程能力和对遥感算法的理解力，其软件帮助文档都是美国专家用英语写成，能提高学生的专业词汇和阅读能力，而且以IDL开发遥感程序能节省大量的开发资源，较好地集成现有的遥感算法，搭建适合的遥感应用平台，特别是该语言开发的平台能无缝和ArcGIS软件结合，对测绘专业学生的遥感和地理信息的能力都能有很大的提升。

3. 双语教学多媒体课件设置

遥感技术是一门空间信息科学,对初学者而言，内容抽象难懂，特别是从直观上难以辨识遥感影像的特点，对电磁波的光谱特征难以理解，从模式识别算法的理解上也存在一定的偏差。因此，要传授这些抽象的和口述难以描述的信息,就必须采用现代多媒体教学手段。在遥感原理与应用双语教学课件设计时采用结构化、模块化设计方法，将教材的重点难点和许多难以言喻的抽象知识表达得直观明了，对于一些重要的专业单词着重标示，让学生能够在课堂直接记忆。多媒体课件的媒介优化是一门特有的形象艺术,多媒体课件更需要设置遥感科学的情景与电磁波的多样性，而且各类媒体形式和时间都要集中于一个统一的界面之中。在遥感原理与应用的课件设计当中,可以精选大量的各地影像图片素材,使学生在审美的同时，无形地学习了各个大城市的特点，掌握了各种影像的特征，提高了学生的学习兴趣；特别是对于遥感影像的空间分辨率方面的学习，更加具有不可比拟的优越性，使得学生能够快速掌握遥感科学的神奇奥秘。

大力提倡计算机多媒体双语教学,对优化课堂教学结构、分解教学内容、提高课堂教学效率是显而易见的。双语教学的课件设计与研制是一项创造性的劳动，只要勇于探索、积极备课、加强研究，特别是双语课件制作的研究探讨, 计算机多媒体教学一定能为进一步推进双语教育作出应有的贡献。

4. 课堂反馈和效果跟踪

教与学是相互促进的，而检验学生的学就是通过课堂提问和考试，很多老师在上课中只是一味地讲解，不考虑学生对问题的理解和掌握。在遥感原理类双语教学中开展有效的双语互动提问和课堂小测试是较好的检验和提高手段。在期末考题中的双语设置也是一种尝试，可以检查学生对专业英语的把握，也能反映教师的教学水平。通过3年的双语教学，从课堂教学来看，学生对专业英语的学习积极性更高了，学生的期末考试成绩也反映了双语学习的效果。

四、结束语

双语教学是一个庞大的系统工程。师资和教材的匮乏是制约双语教学的两大瓶颈，同时，最重要的因素是学生对双语教学的接受程度。目前高校学生水平参差不齐，许多学生对专业术语和英文语句都不太懂，阅读尚且为难，听起来就更困难了；另外学校对双语教学也没引起足够重视，认为现阶段不需要开展，也不对双语教学进行投入，特别引进外文教材这方面，基本上没有投入。双语教学本身是提高教师和学生英语水平的一个重要途径，也是提高办学水平的系统工程，因此需要迎难而上，并以此作为促进双语教学的重要手段和难得契机。

双语教学既是理论与实践相结合的过程，也是教师进一步学习的过程。教学过程中要求学生相互讨论和不断实践,更需要教师指点迷津，设法引导学生努力学好专业词汇，提高在遥感学习中分析问题、解决问题的能力，潜移默化地提高学生的英语交流水平和科学兴趣，从而逐步培养学生的独立科研能力，为日后继续深造或参加工作打下良好的基础。

参考文献：

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