应用型本科高校遥感课程教学改革研究

[摘           要]  在界定应用型本科院校的基础上，概括了遥感的特点，分析目前遥感课程教学中存在的问题，并有针对性地提出改革的措施。

[关    键   词]  应用型本科高校;遥感;教学改革

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2019）19-0168-02

应用型本科院校指以应用型为办学定位，而不是以科研为办

学定位的本科院校。应用型本科教育对满足中国经济社会发展对高层次应用型人才需要以及推进中国高等教育大众化进程起到积极的促进作用。

一、遥感的特点

（一）宏观性

遥感平台越高，视角越宽广，可以同步观测到的地面范围越大，越容易发现地球表面一些重要目标物空间分布的宏观规律。一帧美国的陆地卫星影像，可以覆盖地球表面34225 km2，在5～6分钟即可完成扫描;一帧地球同步气象卫星影像可覆盖1/3的地球表面，实现更加宏观的同步观测。

（二）及时性

遥感探测可以在短时间内对同一地区进行重复探测，及时发

现地球表面事物的动态变化。地球同步轨道卫星可以每隔半小时对地观测一次（FY-2气象卫星）;太阳同步轨道卫星（NOAA气象卫星和FY-1气象卫星）可以每天两次对同一地区观测。而传统的地面调查需要花费大量的人力、物力，用几年甚至几十年的时间才能获得地球上大范围地区的动态变化数据。

（三）数据的综合性

遥感所获取的影像综合反映了地球表面的自然、人文信息。红外遥感可昼夜探测，微波遥感可全天时全天候探测，Landsat和CBERS卫星影像可以综合反映地质、地貌、土壤、植被、水文等特征，供各个部门来应用。

（四）经济性

遥感的投入产出比高，与传统方法相比可以节省大量人力、物力、财力和时间，具有很高的经济效益和社会效益，据估计，Landsat卫星的投入产出比可达1∶80。

20世纪中叶以来，遥感技术出现了新的发展态势，许多科学领域的发展越来越依赖于遥感技术的进步和遥感数据的获取能力。地球科学诸多研究领域的发展，越来越离不开遥感等新技术。

因此，我国高校遥感课程的开设适应社会发展的需要和时

代的要求。由于遥感课程具有专业性和综合性等特点，要求学习对象具有良好的基础和较为广泛的知识，课程开设的顺序应从

简到难，循序渐进。

二、遥感课程教学中目前存在的问题

（一）缺乏体系完整、结构严谨、内容难易适当的专业教材

遥感课程的开设往往依托各高校原有专业，侧重于在各自相关专业的应用，不能使学生对遥感进行全面而透彻的理解。不合理的课程体系导致教学内容的重复。此外，有关遥感的书籍很多，由于过于专业或科普性过强，適合作为教材的并不多。

（二）教学方法单一，教学效果不好

教学过程基本是“以学科为中心，知识为重点”，侧重于理论知识的讲授，使学生投入过多的精力在基本概念和逻辑框架的

记忆上，忽略遥感理论与实际应用的相互关系，导致分析问题和解决问题的能力薄弱。课堂上仍然采用传统的“满堂灌”的教学方法，调动不起学生的积极性。遥感课程是典型的“理科”，如果学生只靠死记硬背教材中的结论，只能是事倍功半且容易被遗忘。学生对遥感课程中许多原理不仅要知其然而且要知其所以然，这就需要教师花费心思，设计教法，思考如何使知识内化于心。

（三）实践环节有待加强

遥感是一门实践性很强的学科。例如数字图像处理、航片的立体观察、地物反射波谱的测量、航片卫片的判读等，仅仅从概念上理解了是不够的，必须经过实验才能加深认识并加以应用。由于长期受教育的影响，实验教学附属于理论教学，实验内容只是为了强化学生对理论的理解和掌握，真正完整、系统的遥感概论实验几乎没有，考核也只是流于形式，大多只是平衡本门课程成绩的一种手段。以基础性、验证性实验为主，教师在讲台上演示，学生跟着在下面做，至于为什么这样做，下一步该怎么做，学生心中完全没数，一节课结束后，学生才知道是干什么，而不是针对一个具体问题，学生利用所学知识主动设计实验步骤。这样做，主要是教师传授一些专业软件的具体操作步骤，而不是充分发挥学生的积极性，不利于培养学生的创新意识和创新能力。实验课的考核也是流于形式，只要学生每一步都跟着教师做下来，就会自然而然生成实验结果。教师会根据实验结果评定实验成绩。这样的考核，不能衡量学生的主观能动性，对培养学生的创新能力起不到促进作用。

（四）师资力量相对薄弱

遥感课程教师往往依托本单位的相近专业，大多数高校没

有完善的系列遥感类专业教师。除少数中青年教师外，多数教师是由其他专业改行或半改行而来的。在当前日益加剧与繁复的评定职称重压下，他们往往在原专业领域内撰写论著，难以全力以赴地从事应用性专业科研与教学。由于大多数高校师资队伍普遍缺乏实践经验，为了保证完成教学任务，势必以多开专业课程、缩减实践课程作为暂时维持现状的对策。

三、遥感课程主要的改革措施

（一）改革教学内容

目前本科院校大多使用彭望琭老师的《遥感概论》或梅安新老师的《遥感导论》。《遥感概论》特点是内容层次安排合理，概念清晰易懂，实验内容以目视解译为基础，易于开展，但部分内容老化;而《遥感导论》是教育部面向21世纪课程教材，内容丰富，涉及技术原理较多、较深，对初次接触遥感的本科生而言，内容上显得过深。为此，将两本教材相结合，形成如下的教学内容：绪论;遥感的物理基础;传感器;航空遥感;航天遥感;遥感图像处理;遥感图像目视解译;遥感应用和3S集成九章的内容。

（二）改革教学方法

教学内容确定后，如何使其在授课过程中能被学生接受，很大程度上取决于教学方法。因此，选用适当的教学方法是完成教学任务、提高教学质量的关键环节。

1.巧妙设问，运用启发式教学法

在讲授课程过程中，以问题为导向，通过启发学生，引导学生深层次、多角度地思考问题，从而激发学生的学习兴趣，引起他们对课程的重视。针对遥感中一些比较难以理解的概念和原理，采用启发式教学法。比如在讲到物体的反射时，学生在中学都学过光学，具备相关的知识基础。先让学生回顾中学里学过的镜面反射和漫反射，然后再引出第三种反射：实际物体的反射，并比较它们之间的异同。这样学生就容易理解实际物体的反射亮度既与入射的方位角和天顶角有关，也与反射方向的方位角和

天顶角有关。

2.结合遥感课程的特点，采用多媒体教学

在遥感课程的教学过程中，包含大量的遥感图像信息，运用多媒体技术具有表现形式多样、图文并茂、声像并举、直观明了的优势，符合这门课的教学需求。多媒体教学更能激发学生的兴趣、发挥学生的积极主动性、提高效率，丰富课堂信息。例如，在讲到空间分辨率的概念时，用两张空间分辨率不同的图像就很能

说明问题。

3.并列比较法

把分别独立的几个比较对象并列起来进行比较的方法称为并列比较法，例如加色法彩色合成和减色法彩色合成的比较。前者是指三个亮度可以调节的光源，分别通过红、绿、蓝滤光片，在暗室投射在白色屏幕上。当三个光源的亮度相同时，在三束光重叠的地方可以看到白光;后者则是让一束白光先通过蓝色滤光片，再通过黄色滤光片，最后在白色屏幕上得到绿光。

不同点是：当白光透过红、绿、蓝滤光片后得到三色光，由于红、绿、蓝是三原色，三种色光等量混合得到白光，是加色法原理;当白光依次通过蓝、黄滤光片时，得到绿光，是减色法原理。

加色法示意图和减色法示意图十分相似，需要在学习中仔细

区别。通过比较可以了解这两种成像方法的共性与个性，从而达到区分与理解。其他内容如真彩色合成和假彩色合成、中心投影与垂直投影等，都可以使用这种教学方法进行。

（三）强化实践环节

遥感是一门实践性很强的学科。例如数字图像处理的内容，仅仅理解各种数字图像处理的方法达不到教学目的，必须落实到应用ERDAS、ENVI等软件处理图像上，这就要求必须强化实践教学环节。在安排实验内容时，除了有基础性实验外，还应该安排一定数量的综合性实验和设计性实验，例如在学生学习了遥感图像的校正、增强和分类后，可以结合太原市的实际，应用太原市2005、2010、2015年的TM影像分析太原市十年来的土地利用变化情况。这就要求学生不仅要掌握遥感影像分类监督分类的知识，而且对太原市土地的利用类型有一定的了解，最后还要通过数据分析找出太原市土地利用的变化趋势和规律。实践环节能够让学生在实验中验证并理解理论知识，进一步增加学生对遥感数字图像处理的认识，提高学生的实际应用能力。“遥感数字图像处理”部分要求学生具有较强的实践能力，只有通过适时实验课的安排，让学生尽可能多地动手操作，方可达到最佳的教学效果。在学生亲自动手操作的过程中，不仅要增强他们对理论知识的理解，而且要提高他们对该门课的兴趣，同时培养他们独立解决问题的能力。教师应鼓励学生参加高规格的全国性专业赛事，在大赛中锻炼成长;可以让学生参与教师的科研项目，在实际工作中增长经验和见识;成绩评定时，提高实践环节的占比。

（四）充分利用国内甚至国外教育资源，引进优秀人才，充实师资力量

在未来几年内，吸引各类人才，形成较合理的教师梯队，推进遥感教学研究蓬勃发展。但随着逐年招生规模的扩大，许多高校编制仍然短缺，大部分骨干教师科研任务繁重，在教学第一线的教师均以年轻教师为主。解决办法除了积极引进高层次人才外，加速年轻教师的培养迫在眉睫，学校必须增加年轻教师培养投资，通过采取进修、培训、读学位等相结合的办法，提高年轻教师的知识水平和学历层次。从教师的自身的发展来看，第一线上课的教师应积极主动地参与科学研究，提高学术水平，除了自身努力外，学校也应尽可能地为教师营造宽松的学术环境。

参考文献：

[1]韩丽君.应用型本科院校GIS专业实践教学改革研究[J].现代职业教育，2018（8）.

[2]梅安新，彭望琭，秦其明，等.遥感导論[M].北京：高等教育出版社，2001.

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[4]张新长，赵元，张启春.我国大学GIS课程教学改革的思考与研究[J].地理信息世界，2003（8）.

[5]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（9）.