《遥感地学分析》课程探究式教学方法应用研究

谷金芝 轩俊伟 武红旗

（新疆农业大学草业与环境科学学院 新疆·乌鲁木齐 830052）

遥感技术以其大面积同步观测、时效性强、客观性及社会经济效益高等特点，成为对地观测应用最广泛的技术。已在国民经济和社会发展诸多领域得到深入应用，特别是在国土资源调查、环境污染监测、自然灾害评估、城市规划管理、生态监测、国防军事等方面发挥越来越重要作用。《遥感地学分析》是将遥感技术应用于地学领域的交叉科学,是基于遥感的基本理论、方法和技术，利用获取的遥感数据源，快速便捷的解决复杂地学问题的一门课程。《遥感地学分析》是我校地理信息科学本科专业重要的选修课程，通过本课程学习拟培养学生将遥感原理方法和技术应用于解决资源、环境等地学领域的研究、实践能力以及搜索文献资料，进行自主探究式学习的能力。

当前我国的高等教育已由精英教育向大众教育转变，特别是作为西部边疆农业类院校，学生生源质量层次不齐。基于传统的课堂授课方法，采取传统统一的进度和要求方式来讲授《遥感地学分析》是存在问题的。探究不同的教学方法，让学生学会主动学习，使处于不同水平上的学生都能够有效的学到知识，并完成教学任务和目标，成为急需解决的问题。而探究式教学突破传统的专业班级授课制模式，根据不同的教学目标及学生需求，让学生自己通过文献搜索、思索、小组讨论、交流等途径去主动探究，并学习获得的所需的基本理论，自主得到结论的一种教学方法。探究式教学中，学生作为学习的主体，可以积极主动地通过对未知问题的探究，培养自身发现问题和解决问题的能力，构建适用于自己的认知学习框架。因此，将探究式教学方法应用于《遥感地学分析》教学实践研究，将有利于提高学生学习积极性和教学效果，进而提高教学质量，更好贯彻因材施教原则。

1 《遥感地学分析》探究式教学模式构建

为了满足不同学习水平学生《遥感地学分析》课程的学习意愿，充分体现因材施教的教学原则，促进专业教学的提升，有效地提高学生专业能力，需要构建一种完善的、适合我校地理信息科学专业学生课程学习的探究式教学模式，主要从以下三个方面来进行构建：

1.1 模块化，分组教学

课程内容模块化，学生自主分组探究式学习。将课程内容总结为若干模块，每个模块由理论基础知识、应用案例、自主拓展研究案例三部分组成。以植被遥感模块为例，理论基础知识主要包括植被的反射光谱特征、植被指数模型建立以及与地表参数的关系；应用案例选择植被遥感应用比较成熟的领域和方向，如某地区或流域植被NDVI动态监测研究；自主拓展案例是由小组学生利用所学的知识并结合研究兴趣，共同讨论自主选定题目，搜集数据进行处理分析完成研究。

学生在进行课程模块学习时，进行自主分组，每组均需做好理论基础知识讲授准备。但限于课程时间，每次随机抽取一个小组负责讲授。小组学生利用课下时间提前搜集相关资料和素材，鼓励讲授形式多样化，幻灯片、视频、实物展示等均可，教师做好宏观把握，及时纠正错误并做最后的提炼总结。应用案例除教师提供外，鼓励每个小组自主寻找案例，案例讲解也采取随机抽取小组的形式提前告知，且一般不于理论基础知识讲授的小组重复，确保每个小组均有机会上台讲授。

对于自主拓展研究案例，由小组学生进行小组讨论，自主确定研究题目，共同讨论研究思路和技术路线，然后合理进行项目分工，进行数据整理和处理、文档报告撰写、成果汇报展示等工作。最终成果展示包括研究报告、幻灯片、墙报等，所有小组必须在限定的时间内提交成果并展示。

1.2 管理方面

分组教学相对于传统课堂讲授方式对学生管理提出了更高的要求。学生自主分组需按照学习能力和动手实践能力综合进行，遵循相应的原则要求。分组采用不定期流动制度，前期小组是由学生自行组队，在教学中，教师观察学生情况，设定优秀小组，进行组间成员流动。教师课程模块设定完成，由学生自主探究学习，由小组长负责本组的模块教学讲授、报告撰写、成果展示，小组长也可以自主商议采用轮流制。

1.3 考核方面

课程考核分为模块和期末考核两部分，模块考核部分，每个小组的基础理论知识、案例讲授以及自主拓展案例研究是由各组员共同合力完成，需要说明每个小组成员的贡献情况，继而根据小组整体表现和成员贡献给定成绩。期末考核要求学生独立自主选题并完成研究报告撰写、制作汇报PPT及学术墙报，并进行讲解展示。另外，成绩不仅仅由教师一个人给定，每位学生也需要参与其它小组或同学的成绩评定，按照各自权重进行加权评定最终成绩。

2 探究式教学过程中的问题

针对不同的学习水平的学生，因人而异采取差异化的教学方法，可以使学生能够学习逐步提高。这种差异化教学方法虽然在专业课程教学工作里发挥了重要的作用，但是由于具体的方法和效果还没有形成一套完整成熟的系统，因此还存在着一些问题：

2.1 教学管理问题

由于是将班级进行小组形式进行，班级里可能会出现几个不同学习水平的学生，这样就使得教师对学生管理变得分散化。同时由于流动机制，小组成员可能会发生变化，对小组成员彼此间的合作提出了调整。另外，给学生的成绩评定工作也提出了难题。让个别学生钻漏洞，无故缺席小组活动，影响学生学习及教学效果。

2.2 考核标准问题

考试是检查教学效果的必要手段，然而专业课的学习不仅要扎实的理论知识，也要有熟练的操作和应用能力，不能简单的用一张期末试卷作为考核学生的标准。因此，制定一套合理的考核标准十分关键。

在教学中本课程采用小组课堂汇报讨论方式，即在教师的指导下，针对课程模块中的基础理论或疑难问题，在学生独立思考之后，以小组的形式进行讨论，并将结果在课堂上汇报（幻灯片或视频形式）的形式开展。

考核总体方案是：课程考核分为模块和期末考核；模块考核由学生自主组队，课程模块中的基础理论知识部分，由小组成员课下自主搜集资料、组内讨论后进行课堂展示，教师和学生共同进行成绩评定；应用案例部分由各小组自行选定，可以选择网络上已有案例资源，组内共同讨论，组间评议，教师总结；自主拓展研究案例小组成员共同设计研究内容，最后进行课堂展示，教师和其他小组按权重共同给定成绩。其中小组共同成果需要明确每位组员实际分工内容及贡献，便于体现个体差异，实现较为公平的综合考核。期末考核以课程研究形式进行，学生独立进行研究设计、数据处理和成果展示，教师和其它同学共同评定成绩。

3 探究式教学积极效果

3.1 激发了学生的兴趣

通过一学期的探究式教学，明显激发了不同水平学生课程学习兴趣和主动性，使小组成员都有较大的收获。学生会积极自主选择感兴趣的研究领域，并积极做课堂汇报和研究报告写作。

3.2 有利于综合素质培养

大学教学不是纯粹的传授给学生专业知识，而是注重学生综合能力的培养。探究式教学可以为不同学习水平学生提供差异性的教学目标，各学习水平的学生都能在各自的原有水平上更好地学习提高，从而提高整体教学质量。同时探究式学习可以潜移默化使学生主动去学习如何思考、如何团队实习、如何做人等。教学的最终目的不仅仅是传授知识，而更应是授人以鱼、启迪智慧。

4 总结

《遥感地学分析》是地理信息科学专业高年级本科生课程，学习本课程之前，学生已经学过《遥感概论》、《遥感数字图像处理》、《遥感软件应用》等前序课程，具备了一定的遥感理论和应用基础。因此，探究式教学方法特别适用于讲授《遥感地学分析》课程，通过课程内容模块化设计和分组探究式学习，学生完全具备自主复习回顾前序课程能力，并在此基础上通过小组讨论交流，激发了学习的兴趣，进一步将所学的知识融会贯通应用于解决复杂的地学问题，同时也提高了自身的研究能力和综合素质，为更深入的科学研究奠定了基础。